BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN THANH TÙNG

NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ PHANH TRÊN ĐƢỜNG
CÓ HỆ SỐ BÁM KHÁC NHAU CỦA ĐOÀN XE
SƠ MI RƠ MOÓC LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NHẰM GIẢM THIỂU TAI NẠN GIAO THÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Hà Nội – 2016
1


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ ii
MỤC LỤC ............................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC K HI U VÀ CH

VI T TẮT........................................................... vi

DANH MỤC CÁC H NH VÀ Đ TH ............................................................................... ix
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
Ch

ng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................................................ 4

1.1 Xu thế ph t tri n ĐXSMRM và tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ........................ 4

2.7 X c định c c lực và mô men liên kết......................................................................... 35
2.7.1 Lực liên kết của hệ thống treo ............................................................................ 35
2.7.2 Tính c c lực và mô men liên kết tại khớp yên ngựa (mâm xoay) ...................... 40
2.7.3 Tính lực liên kết lốp-đ ờng tại tâm vết tiếp xúc bánh xe ................................... 41
2.8 Kết luận ch ng 2 ..................................................................................................... 46
Ch

ng 3. KHẢO SÁT ĐỘNG L C HỌC PHANH ĐOÀN XE SƠ MI RƠ MO C ....... 47

3.1 Ph

ng ph p giải hệ ph

ng tr nh động lực học phanh ĐXSMRM ......................... 47
iii


3.1.1 Hàm điều khi n của lái xe .................................................................................. 48
3.1.2 Gi trị đầu vào của các ph ng trình vi phân ..................................................... 49
3.2 Cấu trúc ch ng tr nh mô phỏng động lực học ĐXSMRM ...................................... 50
3.3 Khảo s t hiệu quả phanh ĐXSMRM ......................................................................... 54
3.3.1 Khảo s t ảnh h ởng của hệ số b m đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đ ờng
thẳng ............................................................................................................................ 54
3.3.2 Khảo s t ảnh h ởng của c ờng độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên
đ ờng thẳng ................................................................................................................. 63
3.3.3. Khảo s t ảnh h ởng của vận tốc bắt đầu phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM
trên đ ờng thẳng .......................................................................................................... 72
3.3.4. Khảo s t ảnh h ởng của c ờng độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên
đ ờng vòng .................................................................................................................. 80
3.3.5. Khảo s t ảnh h ởng của lệch phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đ ờng

1.1. C c kết quả đã đạt đ ợc...................................................................................... 123
1.2. Về ph ng ph p ................................................................................................. 124
2. nghĩa thực ti n ....................................................................................................... 124
3. H ớng nghiên cứu tiếp theo ...................................................................................... 124
TÀI LI U THAM KHẢO ................................................................................................. 126
DANH MỤC CÁC CÔNG TR NH Đ CÔNG B CỦA LUẬN ÁN ............................. 130
PHỤ LỤC .............................................................................................................................. 1
iv


1. Phụ lục 1: Thông số đầu vào khảo s t của ĐXSMRM .................................................. 1
2. Phụ lục 2: Kết quả cân khối l ợng ĐXSMRM thí nghiệm ........................................... 3
3. Phụ lục 3: Kết quả thí nghiệm phanh ĐXSMRM trên đ ờng khô ở 5 Km h
(t=16÷18,5s) ...................................................................................................................... 3
4. Phụ lục 4: Kết quả thí nghiệm phanh ĐXSMRM trên đ ờng ớt ở 5 Km h
(t=17÷20s) ......................................................................................................................... 5
5. Phụ lục 5: Kết quả khảo s t hiệu quả phanh ĐXSMRM ............................................... 6
3.3.1 Khảo s t ảnh h ởng của hệ số b m đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên đ ờng
thẳng .............................................................................................................................. 6
3.3.2 Khảo s t ảnh h ởng của c ờng độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên
đ ờng thẳng ................................................................................................................. 12
3.3.3. Khảo s t ảnh h ởng của vận tốc bắt đầu phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM
trên đ ờng thẳng .......................................................................................................... 18
3.3.4. Khảo s t ảnh h ởng của c ờng độ phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên
đ ờng vòng .................................................................................................................. 26
3.3.5. Khảo s t ảnh h ởng của chậm phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên
đ ờng vòng .................................................................................................................. 36
3.3.6. Khảo s t ảnh h ởng của nhanh phanh đến hiệu quả phanh ĐXSMRM trên
đ ờng vòng .................................................................................................................. 46
6. Phụ lục 6. Tính sai số gi a thí nghiệm và mô phỏng .................................................. 56

Hệ thống phanh khí nén điều khi n bằng điện tử
(Electronic Pneumatic Brake)
Điều khi n ổn định điện tử (Electronic Stability Programe)
Số cầu của đoàn xe s mi r moóc, i = 1÷6
j = 1 b nh xe bên tr i j = 2 b nh xe bên phải; j = 1÷2
Chuy n vị XĐK trong hệ tọa độ cục bộ B(C1xc1yc1zc1)

xc2 , yc2 , zc2

l1
l2
l3
lk1
hc1
l4
l5
l6
lk2
hc2
hk1
hk2

m
m
m
m
m
m
m
m

Chiều cao từ mặt đ ờng đến đi m đặt lực liên kết ngang
gi a khối l ợng đ ợc treo và không đ ợc treo cầu thứ i
Vết b nh xe cầu thứ i
Khoảng c ch hai chốt nhíp cầu thứ i
Góc quay quanh trục y của b nh xe thứ ij

c1

Độ

Góc quay thân XĐK quanh trục yc1, xc1, zc1

c2

Độ

Góc quay thân SMRM quanh trục yc2, xc2, zc2

Độ

Góc lệch gi a thân XĐK và thân SMRM

k

Độ

Góc quay vô lăng

 11 ,  12



c1



sxij
xij, yij
x,max, x,min

c2

vi


y,max, y,min
 1 j ,

2 j

,

3 j

Độ

xij, yij
z c1 , z c1
x

c1

c2

,y

c2

, y c2

m, m/s2
m, m/s,
m/s2
m, m/s,
m/s2
m, m/s2
m, m/s,
m/s2
m, m/s,
m/s2

x

ij

,x

ij

m, m/s

y

Chuy n vị vận tốc gia tốc ph

Chuy n vị gia tốc ph

m, m/s,
m/s2
m, m/s,
m/s2
m, m/s,
m/s2
m

Chuy n vị vận tốc gia tốc ph
cầu thứ i

m

ij

m

hij

m

exij

m

eyij

kgm2

ng dọc trọng tâm SMRM

Chuy n vị vận tốc gia tốc ph ng ngang trọng tâm
SMRM
Chuy n vị vận tốc ph ng dọc tâm vết tiếp xúc bánh xe
thứ ij
Chuy n vị vận tốc ph ng ngang tâm vết tiếp xúc b nh xe
thứ ij

m, m/s2

zij

xk

Hệ số b m ngang lớn nhất và nhỏ nhất của b nh xe
Góc quay thanh cân bằng dọc 1 2 3 của hệ thống treo
Tọa độ tâm vết tiếp xúc b nh xe thứ ij
Chuy n vị gia tốc ph ng thẳng đứng trọng tâm XĐK

ng thẳng đứng tâm b nh xe thứ ij

Chuy n vị vận tốc gia tốc ph

ng thẳng đứng trọng tâm
ng dọc trọng tâm cầu thứ i

Chuy n vị vận tốc gia tốc ph ng ngang trọng tâm cầu


F xc 1 , F yc 1 , F zc 1

N

F xc 2 , F yc 2 , F zc 2

N

F xij

N

thống treo bên tr i và bên phải
Mô men qu n tính trục y thanh cân bằng dọc số 2 của hệ
thống treo bên tr i và bên phải
Mô men qu n tính trục y thanh cân bằng dọc số 3 của hệ
thống treo bên tr i và bên phải
Mô men qu n tính trục y của b nh xe thứ ij
Lực đàn hồi của hệ thống treo b nh xe thứ ij
Lực cản của hệ thống treo b nh xe thứ ij
Lực đàn hồi h ớng kính của lốp thứ ij
Phản lực tại chốt kéo ph ng x, y, z
Diện tích cản không khí ph ng x, y
Hệ số khí động của không khí ph ng x y
Mật độ không khí
Tâm khí động của XĐK và SMRM
Trọng tâm XĐK và SMRM
Trọng tâm của cầu thứ i
Lực t c dụng tại tâm vết tiếp xúc b nh xe thứ ij ph ng x,

N

Fi

N

rdij

m

Mô men chủ động b nh xe thứ ij
Mô men phanh b nh xe thứ ij
Tổng mô men t c dụng lên XĐK qui về trọng tâm C1
quanh trục xc1, yc1, zc1
Tổng mô men t c dụng lên SMRM qui về trọng tâm C2
quanh trục xc2, yc2, zc2
Lực cản lăn b nh xe thứ ij; FRij = Fzijfij
Hệ số cản lăn b nh xe thứ ij
Lực liên kết ngang gi a khối l ợng đ ợc treo và không
đ ợc treo cầu thứ i
B n kính động của lốp thứ ij ; rd ij  r0 ij  ( h ij   ij )

r0ij

m

B n kính tĩnh của lốp thứ ij ; r0 ij  rij  f ijt

rij


N/m
Ns/m
N/m

Jy21, Jy22

kgm2

Jy31, Jy32

kgm2

JAyij
FCij
FKij
FCLij
Fkx, Fky, Fkz
Ax, Ay
Cwx, Cwy

kgm2
N
N
N
N
m2



kg/m3

Hình 2.9 Sơ đ động lực học ngang SMRM ........................................................................ 32
Hình 2.10 Sơ đ động lực học bánh xe ................................................................................ 35
Hình 2.11 Mô hình h thống treo ........................................................................................ 35
Hình 2.12 c tính đàn h i của h thống treo nhíp [13] .................................................... 35
Hình 2.13 ộng lực học thanh c n b ng dọc của c u 2,3 .................................................. 36
Hình 2.14 ộng lực học thanh c n b ng dọc của c u 4,5,6 ............................................... 37
Hình 2.15 Quan h hình học theo phương z của xe đ u o ............................................... 38
Hình 2.16 Quan h hình học theo phương z của SMRM ..................................................... 39
Hình 2.17 Quan h hình học theo phương z của c u xe ...................................................... 40
Hình 2.18 Sơ đ động học h p y n ngựa ........................................................................... 40
Hình 2.19 ực li n t tại h p y n ngựa của XSMRM ................................................... 41
Hình 2.20 Sơ đ lực li n t lốp-đư ng............................................................................... 42
Hình 2.21 Sơ đ tính lực li n t lốp-đư ng theo Ammon [13] .......................................... 45
Hình 3.1 Góc quay vô lăng .................................................................................................. 48
Hình 3.2 Mô men đ u vào khảo sát ..................................................................................... 49
Hình 3.3 Cấu trúc chương trình mô phỏng ......................................................................... 53
Hình 3.4 Gia tốc và qu ng đư ng phanh tr n 6 loại đư ng 60Km h .............................. 55
Hình 3.5
thị h số tải trong động của XSMRM tr n 6 loại đư ng 60Km h ............. 56
Hình 3.6
thị h số t n dụng bám của XSMRM tr n 6 loại đư ng 60Km h .............. 57
Hình 3.7
thị h số trượt tr n 6 loại đư ng v n tốc 60Km/h ....................................... 58
Hình 3.8
thị gia tốc và qu ng đư ng phanh XSMRM tr n 6 loại đư ng 80Km h ... 60
Hình 3.9
thị h số tải trong động của XSMRM tr n 6 loại đư ng 80Km/h ............. 61
Hình 3.10
thị h số t n dụng bám của XSMRM tr n 6 loại đư ng 80Km/h ............ 62
Hình 3.11

Hình 3.28 Thông số hi u quả phanh ứng v i 6 mức phanh trong đư ng v ng xmax=0,8 .. 81
Hình 3.29
thị tải trong động ứng v i 6 mức phanh trong đư ng v ng xmax=0,8......... 82
Hình 3.30
thị h số t n dụng bám ứng v i 6 mức phanh trong đư ng v ng xmax=0,8 83
Hình 3.31
thị h số trượt của XSMRM v i 6 mức phanh 60Km h ........................... 84
Hình 3.32 Thông số hi u quả phanh ứng v i 6 mức phanh trong đư ng v ng xmax=0,6 .. 86
Hình 3.33 H số tải trong động ứng v i 6 mức phanh trong đư ng v ng xmax=0,6 ......... 87
Hình 3.34
thị h số t n dụng bám ứng v i 6 mức phanh trong đư ng v ng xmax=0,6 88
Hình 3.35 H số trượt của XSMRM ứng v i 6 mức phanh trong đư ng v ng xmax=0,6 88
Hình 3.36 Thông số hi u quả phanh ứng v i 6 mức ch m phanh trong đư ng v ng
xmax=0,8 ............................................................................................................................. 90
Hình 3.37 H số tải trong động ứng v i 6 mức ch m phanh trong đư ng v ng xmax=0,8 91
Hình 3.38
thị h số t n dụng bám ứng v i 6 mức ch m phanh trong đư ng v ng
xmax=0,8 ............................................................................................................................. 92
Hình 3.39 H số trượt của XSMRM ứng v i 6 mức ch m phanh trong đư ng v ng
xmax=0,8 ............................................................................................................................. 93
Hình 3.40 Hi u quả phanh ứng v i 6 mức nhanh phanh trong đư ng v ng xmax=0,8 ...... 95
Hình 3.41 H số tải trong động ứng v i 6 mức nhanh phanh trong đư ng v ng xmax=0,8
............................................................................................................................................. 96
Hình 3.42 H số t n dụng bám ứng v i 6 mức nhanh phanh trong đư ng v ng xmax=0,8 97
Hình 3.43 H số trượt của XSMRM ứng v i 6 mức nhanh phanh trong đư ng v ng
xmax=0,8 ............................................................................................................................. 98
Hình 3.44 Hi u quả phanh XSMRM ứng v i 12 mức nhanh ch m phanh ....................... 99
Hình 3.45 H số trượt của XSMRM ứng v i 12 mức nhanh ch m phanh ........................ 99
Hình 4.1 Kích thư c XSMRM thí nghi m ....................................................................... 104
Hình 4.2 ực tác dụng l n ô tô theo phương th ng đứng.................................................. 105


Tính cấp thiết của đề tài
Nhằm đ p ứng nhu cầu vận chuy n ngày càng cao của xã hội các đoàn xe s mi r
moóc (ĐXSMRM) ngày càng ph t tri n đ phục vụ cho việc vận chuy n hàng hóa m y
móc thiết bị. Đoàn xe SMRM có th vận chuy n đ ợc nh ng hàng hóa có kích th ớc và
khối l ợng lớn công suất vận chuy n cao, chi phí vận chuy n thấp, ít tiêu hao nhiên liệu,
giảm l ợng khí thải góp phần giảm n tắc giao thông và giảm ô nhi m môi tr ờng. Tuy
nhiên, việc ph t tri n ĐXSMRM cũng kéo theo nhiều hệ lụy cho xã hội cần phải khắc phục
nh : ĐXSMRM làm cầu đ ờng mau bị h hỏng; ĐXSMRM d mất ổn định và gây nhiều
tai nạn giao thông. Qua nghiên cứu thấy rằng c c vụ tai nạn giao thông do ĐXSMRM gây
ra th ờng có liên quan đến hiệu quả phanh và kỹ thuật điều khi n của l i xe nhất là khi
chạy trên đ ờng có hệ số b m thấp hoặc phanh trong đ ờng vòng [23]. Tai nạn giao thông
do ĐXSMRM gây ra đ ợc xã hội rất quan tâm nh ng ở Việt Nam ch a có nhiều công tr nh
nghiên cứu về nó. Hiện nay, ở Việt Nam ch a có công tr nh nào nghiên cứu về hiệu quả
phanh ĐXSMRM. Đ góp phần c ng với xã hội làm giảm tai nạn giao thông đặc biệt là tai
nạn giao thông do c c ĐXSMRM gây ra đề tài “Nghiên cứu hiệu quả phanh trên đường
có hệ số bám khác nhau của đoàn xe sơ mi rơ moóc làm cơ sở đề xuất giải pháp nhằm
giảm thiểu tai nạn giao thông” đ ợc chọn đ nghiên cứu.
Kết quả nghiên cứu đạt đ ợc là đã xây dựng mô hình và mô phỏng động lực học
phanh

XSMRM khá gần với điều kiện thực có th khảo s t và mô phỏng c c trạng th i

phanh ĐXSMRM khi cho tr ớc c c hàm điều khi n của l i xe nh mô men chủ động, mô
men phanh, góc quay vô lăng ở c c trạng th i đ ờng có hệ số b m kh c nhau cũng nh c c
yếu tố ảnh h ởng kh c. Trong luận n cũng tr nh bày ph

ng ph p đo và xây dựng hệ

thống thí nghiệm phanh ĐXSMRM. Hiệu quả phanh ĐXSMRM đ ợc đ nh gi qua 2


sát c c trạng th i phanh ĐXSMRM nhằm t m ra quy luật và giới hạn mất ổn định của đoàn
xe khi phanh trong nh ng điều kiện đ ờng và kỹ thuật l i xe kh c nhau giúp cho l i xe có
c sở điều khi n ổn định và an toàn. Ngoài ra kết quả nghiên cứu của luận n có th làm
tài liệu tham khảo cho c c công ty chế tạo nghiên cứu thay đổi kết cấu cải tiến sản phẩm;
làm c sở cho c c nhà quản lý giao thông ban hành c c quy định về thiết kế chế tạo đăng
ki m vận hành và khai th c ĐXSMRM luận n cũng có th d ng làm tài liệu tham khảo
cho c n bộ kỹ thuật và học viên ngành công nghệ ô tô. Xa h n mô h nh và kết quả mô
phỏng có th

p dụng khi nghiên cứu thiết kế phân bố mô men phanh lý t ởng và mô

phỏng hệ thống phanh khí có trang bị ABS vốn ch a đ ợc ph t tri n [52],
Điểm mới của luận án
Đoàn xe SMRM là một hệ nhiều vật cấu trúc phức tạp nên luận n sử dụng ph
pháp tách cấu trúc đ thiết lập mô h nh ph

ng

ng ph p này cho phép mô đun ho c c phần

tử trong c hệ d dàng thay đổi cấu trúc và đặc tính cụm d thực hiện và ph hợp với t
duy mô phỏng trên m y tính. Dựa trên ph
Newton-Euler đ thiết lập hệ ph
ph

ng ph p t ch cấu trúc và sử dụng ph

ng tr nh


quan vấn đề nghiên cứu (13 trang); Ch
(30 trang); Ch

ng 1: Tổng

ng 2: Mô h nh động lực học phanh ĐXSMRM

ng 3: Khảo s t động lực học phanh ĐXSMRM (56 trang); Ch

ng 4: Thí

nghiệm phanh ĐXSMRM (20 trang); Kết luận và kiến nghị ( 3 trang); Tài liệu tham khảo
(52 tài liệu); Danh mục công tr nh đã công bố của luận n (10 công tr nh); luận n có 94
h nh và đồ thị 06 phụ lục.

3


Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Xu thế phát triển ĐXSMRM và tính cấp thiết của vấn đề nghiên
cứu
Đoàn xe là một tổ hợp của nhiều xe đ n đ ợc nối với nhau bằng khớp quay. Hiện
nay trên thế giới có rất nhiều dạng đoàn xe nh xe kéo một hay nhiều r moóc đ n hoặc xe
kéo SMRM kéo theo một số r moóc độc lập.
Theo phân loại của Mỹ [30] đoàn xe đ ợc chia thành hai nhóm c bản nh :
- Đoàn xe SMRM (h nh 1.1a): loại 3 cầu 4 cầu 5 cầu 6 cầu.
- Đoàn xe SMRM kéo r moóc (h nh 1.1b): loại 1 r moóc 2 r moóc.

a)


- R moóc ki u caravan (hình 1.4C): Đ ợc thiết kế đ làm nhà ở l u động;
- S mi r moóc chở kh ch (hình 1.4D);
- S mi r moóc chở hàng (h nh 1.4E);
- Tổ hợp ô tô - r moóc chở hàng (h nh 1.4F);
- Tổ hợp ô tô - r moóc chở kh ch (h nh 1.4G);
- Đoàn xe s mi r moóc (h nh 1.4H);

5


- Đoàn xe s mi r moóc kéo r moóc (h nh 1.4K).

Hình 1.4 Các loại đoàn xe theo ti u chu n i t Nam [12]

Hiện nay trên thế giới đang có nhu cầu tăng c ờng vận tải bằng đoàn xe đ tận dụng
nh ng hạ tầng giao thông c sở đã ph t tri n nhằm giải quyết vấn đề n tắc giao thông
giảm l ợng khí thải giảm ô nhi m môi tr ờng. Nghị quyết 96 53EC của Liên minh Châu
u x c định trọng l ợng và kích th ớc xe tải nặng cho phép xe tải có tải trọng lớn h n và
dài h n nhằm phục vụ cho vận tải liên vận quốc tế việc này cho phép tăng khả năng vận
tải giảm n tắc giao thông và giảm l ợng khí thải. Tuy nhiên việc ph t tri n đoàn xe cũng
kéo theo một số hệ lụy nh tăng p lực đối với đ ờng làm giảm tuổi thọ của đ ờng đồng
thời cũng gia tăng tai nạn giao thông. Trong đó phanh là một yếu tố gây tai nạn giao thông
của đoàn xe [23].
Nhằm đ p ứng nhu cầu ngày càng cao về vận chuy n hàng hóa c c n ớc trên thế
giới đã sử dụng rất nhiều đoàn xe SMRM. Theo thống kê ở Mỹ năm 2 13 có khoảng 5 6
triệu ĐXSMRM [46]. T nh h nh sử dụng ĐXSMRM ở Châu

u trong nh ng năm gần đây

cũng ph t tri n rất mạnh. Đến năm 2 12 số l ợng ĐXSMRM ở c c n ớc Châu

môi tr ờng. Hiện nay số l ợng hàng hóa vận chuy n bằng ĐXSMRM chiếm tỉ lệ rất cao.
Theo thống kê của Eurostat [44] đoàn xe vận chuy n khoảng 50% tổng l ợng hàng hóa
chuyên chở của c c n ớc c biệt ở Phần Lan chiếm 57

Thụy Đi n chiếm 52 .

Tuy nhiên, do ĐXSMRM có kích th ớc và khối l ợng lớn nên d mất ổn định
chuy n động và gây tai nạn giao thông. Hà Lan cho phép chiều dài tối đa 25 25m khối
l ợng tối đa 6

kg (c c n ớc Bắc u t

ng ứng 18 75m và 5

kg) [52].Tai nạn giao

thông đang là nổi lo chung của toàn nhân loại. Theo thống kê của tổ chức y tế thế giới
WHO công bố ngày 19 4 2

7 [43] trung b nh mỗi năm tai nạn giao thông làm chết

khoảng 1 2 triệu ng ời và làm bị th

ng khoảng 35 triệu ng ời.

Ở Mỹ vào năm 1996 và 1997 trung b nh mỗi năm có khoảng 15 ngàn vụ tai nạn lật
xe tải nặng trong đó có h n 9 ngàn ĐXSMRM [18]. Năm 2 13 có h n 35 ngàn ng ời
chết 3 8 triệu ng ời bị th

ng v tai nạn giao thông [26].

7


tô; đồng thời đã tiến hành thí nghiệm nghiên cứu hiệu quả phanh ô tô khi c cấu phanh bị
ớt. Tuy nhiên đề tài ch a xét đến ảnh h ởng của đ ờng và c c yếu tố vận hành đến hiệu
quả phanh ô tô.
Đào Đ nh Tại đã nghi n cứu ổn định xe

o bán moóc quay v ng [3]. T c giả đã

nghiên cứu xe kéo b n moóc 3 cầu bằng mô h nh phẳng tuyến tính nhằm t m miền vận tốc
ổn định tr ợt bên và sử dụng mô h nh không gian tuyến tính đ t m miền vận tốc ổn định
lật bên khi quay vòng. Đề tài đã sử dụng mô h nh lốp tuyến tính đ nghiên cứu động lực
học xe kéo b n moóc khi quay vòng nên không mô tả đ ợc trạng th i t ch b nh và ch a
nghiên cứu c c yếu tố ảnh h ởng đến hiệu quả phanh xe kéo b n moóc khi quay vòng.
D

ng Tiến Minh đã nghi n cứu chất lượng phanh ô tô qu n sự v i h thống phanh

có lắp bộ đi u h a lực phanh [2]. T c giả đã xây dựng mô h nh to n đ nghiên cứu động
lực học phanh ô tô hai cầu có lắp bộ điều hòa lực phanh; khảo s t ảnh h ởng của bộ điều
hòa lực phanh tới chất l ợng phanh ô tô quân sự sử dụng ở Việt Nam; thực nghiệm đo chất
l ợng phanh trên ô tô quân sự sử dụng ở Việt Nam có lắp bộ điều hòa lực phanh.
Nguy n Sĩ Đỉnh đã nghi n cứu động lực học dẫn động phanh thủy lực đ lắp h
thống chống h m cứng bánh xe l n ô tô qu n sự [6]. T c giả đã ứng dụng mô h nh đàn hồi
đ thiết lập mô h nh động lực học dẫn động phanh thủy lực; khảo s t chế độ làm việc đặc
tr ng của hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực làm c sở đ lựa chọn c c mô đun tiêu chuẩn
của hệ thống ABS lắp cho ô tô UAZ-3152; sử dụng phần mềm Matlab-Simulink mô phỏng
động lực học dẫn động phanh thuỷ lực và thử nghiệm qu tr nh phanh ô tô cho 2 tr ờng
hợp có lắp ABS và không lắp ABS. Tuy nhiên đề tài ch a khảo s t tính ổn định h ớng


quỹ đạo chuy n động của đoàn xe b n moóc 5 cầu. Đề tài thực hiện khảo s t động lực học
phanh đoàn xe bằng phần mềm Matlab Simulink. Tuy nhiên t c giả ch a đ nh gi một
c ch tổng th cũng nh ch a có thực nghiệm ki m chứng kết quả tính to n.
Nh n x t: Các đ tài nghi n cứu v động lực học phanh
há hi m tốn, chủ y u là các lu n văn thạc s . Do

XSMRM

XSMRM có

i t Nam c n

t cấu phức tạp, si u

trư ng, si u trọng n n đ đơn giản trong quá trình nghi n cứu h u h t các tác giả đ u s
dụng mô hình ph ng đ x y dựng h phương trình động lực học XSMRM n n chưa mô tả
được đ y đủ cấu trúc c n thi t của đoàn xe.

a số các công trình đ công bố đ u s dụng

mô hình ph ng đ thi t l p h phương trình và ch d ng lại

vi c s dụng ph n m m đ

mô phỏng, hảo sát tr n máy tính chứ hông có thí nghi m thực t tr n đư ng.
1.2.2 Tình hình nghiên cứu của thế giới
Đến nay trên thế giới đã có rất nhiều công tr nh nghiên cứu về hiệu quả phanh ô tô và
đoàn xe đ ợc công bố [15, 18, 21, 23, 25, 30, 34]. C c nghiên cứu tập trung giải quyết vấn
đề nâng cao hiệu quả phanh và an toàn chuy n động cho ô tô. Trên c sở c c nghiên cứu


o rơmoóc [14]. C c t c giả này đã nghiên cứu lý thuyết đ tính to n khảo

s t sự ảnh h ởng của vận tốc đoàn xe kéo r moóc và hệ số b m của b nh xe với mặt
đ ờng đến quãng đ ờng phanh gia tốc phanh. Đề tài chỉ nghiên cứu lý thuyết bằng mô
hình toán và không quan tâm đến ổn định phanh đoàn xe là góc quay thân xe đầu kéo và
góc quay thân r moóc.
Steven M. Karamihas, Thomas D. Gillespie và Stephen M. Riley đã nghi n cứu ảnh
hư ng của sự ph n bố tải trọng đ n động lực học của

XSMRM [32]. C c t c giả sử dụng

mô h nh một dãy phẳng đ tính to n động lực học của ĐXSMRM và khảo s t ảnh h ởng
của sự phân bố tải trọng đến hiệu quả phanh ĐXSMRM bằng ph

ng ph p lý thuyết trên

mô h nh ĐXSMRM 5 cầu. Đề tài sử dụng mô h nh phẳng một dãy tuyến tính nên ch a
nghiên cứu đ ợc sự phân bố tải trọng lên c c b nh xe bên tr i và bên phải của c c cầu ảnh
h ởng đến hiệu quả phanh ĐXSMRM.
Rod George, Brendan Gleeson, Matt Elischer, Euan Ramsay đã nghi n cứu ổn định
động lực học, phản ứng của xe trong quá trình phanh đoàn xe

o rơmoóc [31]. Đây là

công tr nh nghiên cứu thực nghiệm đo ki m tra động lực học phanh đoàn xe kéo r moóc
mới sản xuất trên đ ờng bê tông nhựa ở Úc.
David John Matthew Sampson đã nghi n cứu đi u hi n góc quay lắc ngang của
đoàn xe có h p nối [17]. T c giả sử dụng mô h nh không gian nghiên cứu việc sử dụng
các hệ thống điều khi n tích cực đ ki m so t góc lắc ngang của thân xe, bao gồm cả việc

lực học phanh XSMRM. Một số mô hình chưa mô tả đ y đủ cấu trúc của đoàn xe và chưa
tích hợp các trạng thái phản ứng của lái xe hi phanh. Hư ng nghi n cứu chủ y u của các
nhà hoa học tr n th gi i là n ng cao hi u quả phanh và ổn định chuy n động của
XSMRM. Thông qua các nghi n cứu đó đ thi t
h thống phanh ABS tr n XSMRM

, ch tạo và đ xuất bắt buộc s dụng

Mỹ và Ch u u.

Nghi n cứu phanh đoàn xe là tốn

m và phức tạp.

thư ng s dụng mô hình và mô phỏng động lực học đoàn xe.

giảm b t chi phí hảo nghi m
n nay đ có nhi u mô hình

động lực học đoàn xe nhưng thư ng hông đ y đủ. Một mô hình đ y đủ là phải mô tả được
các lực dọc và ngang bánh xe cho t ng bánh xe độc l p v i vi c xác định các lực phương
th ng đứng chịu ảnh hư ng động lực học phương th ng đứng (tịnh ti n, lắc dọc, lắc
ngang); ngoài ra mô hình phải chấp nh n các thông số đi u hi n tích hợp của lái xe như
tăng tốc, phanh và quay vô lăng cũng như chấp nh n các thay đổi ngoại cảnh như h số
bám. Theo các tài li u NCS có được chưa có một mô hình nào đáp ứng được các y u c u
đó.

11





4 F 3 cầu đ ợc chọn làm đối t ợng nghiên cứu đ thiết lập mô h nh động lực học phanh
đoàn xe khảo s t c c yếu tố ảnh h ởng của đ ờng và kỹ thuật l i xe đến hiệu quả phanh
ĐXSMRM và thí nghiệm phanh ĐXSMRM trên đ ờng đ x c định hàm hệ số b m của
b nh xe theo hệ số tr ợt.
1.3.3 Phương pháp nghiên cứu
Đ nghiên cứu động lực học phanh ĐXSMRM ng ời ta th ờng tiến hành song song
hai ph

ng ph p: ph

gian) và ph

ng ph p nghiên cứu lý thuyết bằng mô h nh (phẳng hoặc không

ng ph p thực nghiệm phanh ĐXSMRM trên đ ờng. Ph

ng ph p nghiên cứu

lý thuyết bằng mô h nh có lợi thế là không cần xe mẫu không cần hệ thống thí nghiệm có
th d dàng thay đổi tham số và có th xây dựng đ ợc quan hệ nội hàm của qu tr nh động
lực học đoàn xe. Ph

ng ph p nghiên cứu lý thuyết bằng mô h nh ph hợp cho nh ng

n ớc thiếu điều kiện thí nghiệm và lợi thế cho giai đoạn đầu ph t tri n.
Ph

ng ph p thực nghiệm cần phải có xe mẫu đ ờng thử và hệ thống thí nghiệm.

nh ng tham số cấu trúc thay đổi tu thuộc vào từng đối t ợng cụ th ; Mô h nh thích nghi
13


th ờng đ ợc thiết lập bằng lý thuyết và thực nghiệm đ x c định c c tham số hiệu chỉnh
cho ph hợp với từng đối t ợng; Trong ĐXSMRM mô h nh lốp là mô h nh thích nghi biết
đ ợc qui luật vật lý nh ng ch a biết c c tham số của mô h nh; c c tham số này cần phải thí
nghiệm đ x c định chính x c theo từng loại liên kết lốp-đ ờng cụ th .
Phương pháp
lý thuyết

Phương pháp
thực nghiệm

- Biết qui
lu t v t lý
- Không biết
thông s

- Biết qui lu t v t lý
- Biết thông s

Mô hình lý thuyết

- Đo tín hi u
vào/ra

Mô hình thích nghi

- Cơ học h nhi u v t MBS

luận n chọn mô h nh không gian đ có th mô tả đầy đủ cấu trúc ĐXSMRM và đ p ứng
đ ợc mục tiêu nghiên cứu.
(i) Ph

ng ph p lý thuyết: Sử dụng ph

và mô tả toán học bằng hệ Ph

ng ph p t ch cấu trúc Hệ nhiều vật MBS

ng tr nh Newton-Euler. Các lực liên kết gi a các

vật của c hệ là phi tuyến đ ợc mô tả bằng các mô hình thích nghi (adaptive
model). Mô hình lốp là mô h nh thích nghi. Nh vậy mô h nh động lực học
phanh đoàn xe là mô hình lai (Hybrid model) gồm mô h nh c học và mô hình
thích nghi
14


(ii) Ph

ng ph p thí nghiệm: đo động lực học phanh trên đ ờng (ch

ng 4).

1.4 Nội dung nghiên cứu và cấu trúc luận án
1.4.1 Nội dung nghiên cứu
Đ đạt đ ợc mục tiêu nghiên cứu đã đề ra nội dung nghiên cứu của luận n gồm các
phần chính nh sau:
- Nghiên cứu tổng quan về hiệu quả phanh ô tô các tiêu chí tiêu chuẩn đ nh gi hiệu

Ch

ng 2. Mô h nh động lực học phanh ĐXSMRM

Ch

ng 3. Khảo s t động lực học phanh ĐXSMRM

Ch

ng 4. Thí nghiệm phanh ĐXSMRM

Kết luận và kiến nghị
15