M CL C
Chương 1: T NG QUAN CHUNG ..................................................................................... 1
1.1. T ng quan chung về lĩnh v c nghiên cứu, các k t qu nghiên cứu trong và ngoài
nước đã công bố. ............................................................................................................... 1
1.1.1. T ng quan chung về lĩnh v c nghiên cứu: ......................................................... 1
1.1.2. Các k t qu nghiên cứu trong và ngoài nước: ................................................... 2
1.2. Mục đích của đề tài:................................................................................................... 3
1.3. Nhiệm vụ và giới h n đề tài: ...................................................................................... 3
1.4. Phương pháp nghiên cứu: ......................................................................................... 4
1.5. Ý nghĩa khoa h c và tính th c tiễn của đề tài: .......................................................... 4
1.6 . Giới thiệu về xe khách hai tầng giư ng nằm hyundai universe-2f ......................... 5
1.6.1. Giới Thiệu Chung: .............................................................................................. 5
1.6.2. Đặc tính kỹ thu t cơ b n của phương tiện ......................................................... 7
1.6.3 . Đặc tính kỹ thu t của xe: ..................................................................................10
1.6.4.Số liệu khối lượng, chiều cao tr ng tâm, mô men t i tr ng các phần tử xe. .....20
1.7. Giao thông đư ng bộ

Việt nam và các t nh Phía nam: .........................................21

1.7.1. S phân bố giao thông đư ng bộ

nước ta ......................................................21

1.7.2.Đặc điểm đư ng ô tô Việt nam ...........................................................................22
Chương 2: C

S

LÝ THUY T........................................................................................25

2.1 . Phần tử nh hư ng đ n tính n định của xe ...........................................................25

2.1.1. Bánh xe. ..............................................................................................................25
2.1.2 Hệ số bám. ...........................................................................................................25
2.1.3 Phân bố t i tr ng.................................................................................................26
2.1.4 Góc lệch hướng....................................................................................................26
2.1.5 Chất lượng mặt đư ng. .......................................................................................27
2.1.6 Hệ thống treo. ......................................................................................................27
2.1.7 Hệ thống phanh. ..................................................................................................28
2.1.8 Động l c h c của xe.............................................................................................28
2.2. Mô hình quỹ đ o chuyển động của xe:.....................................................................29

Trang - viii -


2.2.1. Mô hình động h c, mô hình phẳng. ...................................................................29
2.2.2. Mô hình phẳng của ô tô-phương trình quay vòng. ...........................................32
2.2.3 Mô hình của hệ thống lái....................................................................................33
2.3. Đ̣NG L C H C QUAY VÒNG Đ U (tính điều khiển tĩnh)...............................35
2.3.1. Mô hình phẳng tuy n tính .................................................................................35
2.3.2. Tính điều khiển tĩnh của ô tô. ............................................................................38
2.3.4. Góc lệch của cầu xe ( t, s) và góc quay trụ đứng ( t): ..................................46

2.4. Tính chất n định của ô tô .......................................................................................48
2.4.1 Tính chất n định trong mặt cắt d c. .................................................................48
2.4.1.1 Tính chất n định tĩnh......................................................................................48
2.4.1.2. Tính chất n định động. ..................................................................................51
2.4.2. Tính chất n định trong mặt cắt ngang. ............................................................53
2.4.2.1 Tính chất n định tĩnh......................................................................................53
2.4.2.2 Tính chất n định động. ...................................................................................55
2.4.3 S


n định của xe khi phanh. .............................................................................59

2.4.3.1. T i tr ng trung bình khi phanh......................................................................59
2.4.3.2. Phanh bánh xe cầu sau: ..................................................................................60
2.4.3.3. Phanh bánh xe cầu trước ................................................................................60
2.4.3.4. phanh xe cầu trước và cầu sau: ......................................................................61
2.4.3.5. Các ch tiêu đánh giá chất lượng phanh .........................................................61
2.4.3.6. Quá trình phanh xe .........................................................................................64
2.4.3.7. Gi n đồ phanh .................................................................................................66
2.4.3.9. S hãm cứng bánh xe. .....................................................................................67
2.4.3.10.

n định phanh...............................................................................................69

Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH ........................................................................72
K T QUẢ MÔ PH NG .....................................................................................................72
3.1 Ý nghĩa các kí hiệu sử dụng trong công thức............................................................72
3.2.2. Ảnh hư ng của tính đàn hồi lốp xe đ n tr ng thái quay vòng của xe ô tô. ......73
3.2.3. Tốc độ đặc trưng cho xe quay vòng thi u.........................................................73

Trang - ix -


3.3. Xét tính n định khi quay vòng. ..............................................................................73
3.3.1. Đánh giá đối với xe hyundai universe -2F ........................................................73
3.3.2 Tính chất n định tĩnh. ......................................................................................74
a. Tính n định trong mặt phẳng d c..........................................................................74
b. Tính n định trong mặt phẳng ngang. ....................................................................75
c. xây d ng đồ thị mối quan hệ giữa hệ số n định tĩnh SSF và khối lượng m của xe.
......................................................................................................................................75

3.3.3. Phương pháp gi m chiều cao tr ng tâm xe theo hệ số n định tĩnh (SSF) khi có
t i: ................................................................................................................................78
3.3.4 Tính chất n định động. .....................................................................................82
a, Từ tính chất n định t nh ta tính cho t i tr ng động:.............................................82
b, Tính v n tốc nguy hiểm khi xe đi vào đư ng vòng .................................................83
3.4.

n định khi phanh xe ...............................................................................................85

Chương 4: K T LU N VÀ Đ NGH ...............................................................................86
4.1 K t lu n. .....................................................................................................................86
4.2 Đề nghị: ......................................................................................................................87

Trang - x -


DANH M C CAC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Hình dáng tổng quát phía ngoài xe khách gi

ng nằm hai tầng Hyundai

universe -2F .............................................................................................Trang 5
Hình 1.2: Hình dáng phía trong (d

i lên trên) xe khách gi

ng nằm hai tầng

Hyundai universe -2F ..............................................................................Trang 6
Hình 1.3: Hình dáng phía trong (trên xu ng d


i) xe khách gi

ng nằm hai tầng

Hyundai universe -2F ..............................................................................Trang 6
Hình 1.4: Xây dựng đ th công suất của động c

................................Trang 11

Hình 1.5: Xây dựng đ th moment xoắn của động c

.........................Trang 12

Hình 1.6: Đ th mô men xoắn t i các bánh xe chủ động theo t ng

......Trang 13

Hình 1.7: Đ th lực kéo tiếp tuyến Fk t i các bánh xe chủ động ở các tay s khác
nhau .......................................................................................................Trang 14
Hình 1.8: Đ th lực kéo tiếp tuyến Fk t i các bánh xe chủ động ở các tay s khác
nhau t i bánh xe chủ động ......................................................................Trang 16
Hình 1.9. Đ th nhân t động lực h c của xe ........................................Trang 17
Hình 1.10. Đ th gia t c của xe .............................................................Trang 18
Hình 1.11. Đ th gia t c th i gian tăng t c của xe khi đầy tải .................Trang 19
Hình 1.12. Đ th quảng đ

ng tăng t c của xe ......................................Trang 20

Hình 1.13. Đ


ng nhựa bê tông

Hình 1.14. Đ

ng cấp ph i .....................................................................Trang 22

Hình 2.1: Kích th

...........................................................Trang 22

c hình h c của l p xe. ............................................Trang 25

Hình 2.2: S đ phân b các lực tác d ng lên xe khi chuy n động. .........Trang 26
Hình 2.3: S đ quay vòng của xe. .........................................................Trang 27
Hình 2.4: S đ phân b các lực tác d ng lên xe khi phanh. ...................Trang 28
Hình 2.5: Quan h động h c của ô tô trong mô hình phẳng tổng quát ....Trang 30
Hình 2.6: Xác đ nh v trí tr ng tâm ô tô t i một th i đi m nhất đ nh ......Trang 31
Hình 2.7: S đ xác đ nh gia t c tr ng tâm ô tô ......................................Trang 31
Hình 2.8: Mô hình tính toán cho ô tô .....................................................Trang 32
Hình 2.9: Mô hình của h th ng lái .........................................................Trang 33


Hình 2.10: Mô hình phẳng một vết của ô tô ............................................Trang 36
Hình 2.11: Quan h động h c của mô hình một vết ................................Trang 36
Hình 2.12. Đ th đặc tính t c độ của v n t c góc quay thân xe .............Trang 41
Hình 2.13. Quan h

��


và R khi v=0 .....................................................Trang 42

Hình 2.14: Đ th đặc tính quay vòng của ô tô ......................................Trang 43
Hình 2.15: Đ th đặc tính t c độ của [

]
� ∗� �

Hình 2.16: Đ th đặc tính t c độ của hàm [

............................................Trang 44
�

]
� ∗� �

......................................Trang 45

Hình 2.17: S đ xác đ nh ảnh h ởng của góc l ch cầu xe và góc ...........Trang 47
Hình 2.18: S đ các lực tác d ng lên ô tô khi đ ng yên trên d c. ...........Trang 49
Hình 2.19: S đ các lực tác d ng lên ô tô khi ......................................Trang 49
Hình 2.20: S đ tính ổn đ nh theo đi u ki n bám của bánh xe sau..........Trang 50
Hình 2.21: S đ phân tích lực khi xe chuy n động lên d c, tăng t c. ....Trang 51
Hình 2.22: S đ tính t c độ gi i h n ô tô. ..............................................Trang 52
Hình 2.23: S đ lực và moment tác d ng lên ô tô khi đ ng yên. ...........Trang 54
Hình 2.24: S đ lực và moment tác d ng lên ô tô khi chuy n động. ......Trang 55
Hình 2.25: S đ các lực tác d ng lên xe khi quay vòng trên đ

ng nghiêng vào


phía trong tr c quay vòng. .......................................................................Trang 56
Hình 2.26: S đ các lực tác d ng lên xe khi quay vòng trên đ

ng nghiêng ra phía

ngoài tr c quay vòng. ..............................................................................Trang 57
Hình 2.27: S đ các lực tác d ng lên xe khi quay vòng trên . .................Trang 57
Hình 2.28: S đ các lực tác d ng lên xe theo đi u ki n tr

t ngang. ....Trang 58

Hình 2.29: S đ các lực khi phanh .........................................................Trang 59
Hình 2.30. Đ th gia t c phanh và th i gian phanh ................................Trang 65
Hình 2.31. Đ th quảng đ

ng phanh vƠ t c độ bắt đầu phanh .............Trang 66

Hình 2.32: Giản đ quá trình phanh .......................................................Trang 66
Hình 2.33: Tr ng thái hãm c ng các bánh xe. ..........................................Trang 67
Hình 2.34: S đ các lực khi phanh ...................................................... Trang 69
Hình 2.35: Quan h lực phanh vƠ β khi S1 = S2 = 0. ................................Trang 70


Hình 2.36 Quan h lực phanh vƠ β khi S1 ≠ S2 ≠ 0. ................................Trang 71
Hình 3.1. Các lực và mô men tác d ng tr ng thái tĩnh .............................Trang 75
Hình 3.2: Đ th xác đ nh h s ổn đ nh tĩnh SSF của xe ( m<3000kg). ..Trang 76
Hình 3.3: M i quan h giữa SSF và m. ...................................................Trang 78
Hình 3.4: M i quan h giữa SSF và m theo ph

ng án m i. ...................Trang 81


Hình 3.5: Các lực tác động lên ô tô. .........................................................Trang 82
Hình 3.6: Đ th m i quan h giữa vn và SSF. ..........................................Trang 84


DANH M C ĆC BẢNG
Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật cơ bản của phương tiện ................................Trang 7
Bảng 1.2: Giá trị tương ứng ne , Ne , Me

............................................................................

Trang 11

Bảng 1.3: Trọng lượng, chiều cao trọng tâm và mô men .......................Trang 21
Bảng 1.4: Thông số tọa độ trọng tâm của xe ..........................................Trang 21
Bảng 1.5: Chỉ tiêu cho phép của độ dốc mặt đường ..............................Trang 23
Bảng 1.6: Tương quan bán kính cong và độ nghiêng ..............................Trang 24
Bảng 1.7. Hệ số bám của các loại đường khác nhau ..............................Trang 24
Bảng 1.8: Tốc độ phanh và quảng đường phanh hiệu quả .....................Trang 65
Bảng 3.1: Thông số trọng tâm, khối lượng, hệ số trượt của ...................Trang 73
Bảng 3.2: Thông số trọng tâm, khối lượng, hệ số trượt của xe khi có tải Trang 74
Bảng 3.3: Mối quan hệ giữa α và �� .....................................................Trang 74

Bảng 3.4: Góc giới hạn trong mặt phẳng dọc theo điều kiện lật đổ .........Trang 74
Bảng 3.5: Góc giới hạn trong mặt phẳng ngang theo điều kiện lật đổ ....Trang 75
Bảng 3.6: Mối quan hệ giữa khối lượng xe và hệ số SSF .......................Trang 77
Bảng 3.7: Phương án bố trí các phần tử của xe ....................................Trang 79
Bảng 3.8: Chiều cao trọng tâm, mô men của các phần tử khối lượng ....Trang 79
Bảng 3.9: Thông số khối lượng, trọng tâm và hệ số SSF .......................Trang 80
Bảng 3.10: Tiêu chẩn tốc độ tính toán, bán kính quay vòng và độ ..................Trang 83



Chương 1: T NG QUAN CHUNG
1.1. T ng quan chung về lĩnh v c nghiên cứu, các k t qu nghiên cứu trong vƠ
ngoƠi nước đã công bố.
1.1.1. T ng quan chung về lĩnh v c nghiên cứu:
Trong quá trình phát triển các ngành kinh tế quốc dân cùng v i sự phát triển công
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nư c. Nhu c u sử dụng phương tiện giao thông vận tải
bằng ô tô nói chung và ngành vận tải hành khách nói riêng ngày một l n mạnh về quy
mô số lư ng và nâng cao về chất lư ng phục vụ để có thể đáp ứng yêu c u chuyên ch
hàng hóa lẫn hành khách phục vụ đ i sống xư hội. Những năm trư c đây nhu c u của
hành khách đi các tuyến đư ng dài chỉ c n có phương tiện để “đi đến nơi, về đến chốn”
mà ít có yêu c u cao về chất lư ng phương tiện. Ngày nay, kinh tế phát triển, đ i sống
nhân dân đư đư c nâng cao, cùng v i xu thế hội nhập vào nền kinh tế thế gi i, nhu c u
đi lại của ngư i dân phải kèm theo yêu c u về chất lư ng phục vụ. ψên cạnh đó do ưu
điểm chính của vận tải hành khách bằng xe ô tô là tiện l i, cơ động, giá thành rẻ và phù
h p v i nhiều địa hình khác nhau của Việt nam nên việc lựa chọn phương tiện đi lại
bằng xe ô tô khánh ngày một chiếm ưu thế hơn so v i các phương tiện vận tải khác.
Tuy nhiên do yêu c u về chất lư ng dịch vụ của ngư i dân ngày càng đư c nâng cao
nên đư có nhiều loại xe khách chất lư ng cao của các hảng sản xuất trên thế gi i đư c
ra đ i đáp ứng yêu c u thị hiếu của ngư i dân. Trong các loại xe khách đó, phải nói
đến loại xe khách giư ng nằm 2 t ng. Yêu c u của loại xe này không chỉ phải đi đư c
nhiều loại đư ng một cách linh hoạt mà còn phải đảm bảo đư c tính điều khiển mức
tốt nhất, tức là phải đảm bảo đư c quỹ đạo chuyển động khi có tín hiệu điều khiển của
ngư i lái. Chính vì vậy sự chuyển động của ô tô phải có tính ổn định cao nhất để giúp
cho ngư i tài xế, hành khách đư c an toàn và cảm thấy thoải mái khi xe chuyển động.
Hiện nay các loại xe khách nói chung, xe khách giư ng nằm nói riêng đang lưu hành
trong nư c có nguồn gốc nhập khẩu từ nư c ngoài hoặc do các liên doanh sản xuất ô tô
trong nư c để đáp ứng các tuyến xe khánh đư ng dài như Thaco, công ty cổ ph n cơ
khí ô tô 3-2, 1-5,.. v i dòng xe giư ng nằm Thaco-Mobihome HB 120SL 380PS,

Thaco Hyundai Mobihome 120SSL, Hyundai Universe-2F ầdo sản phẩm đư c lắp ráp
tại Việt nam nên các công ty đư sử dụng khung g m Aero Express và cải tiến một số
chi tiết tạo ra một dòng sản phẩm đặc trưng cho Thaco, 3-2,1-5ầ nên vẫn còn một số
vấn đề c n giải quyết như: về mặt khí động học, độ êm dịu, tính ổn định của xe v i các
loại trạng thái hoạt động ứng v i các loại địa hình khác nhau, phân bố tải trọng phù
h p trên các c uầ.do vậy, việc nghiên cứu tính ổn định của xe khách giư ng nằm hai
Trang -1-


t ng loại Hyundai Universe-2F do công ty cổ ph n cơ khí ô tô 3-2 nhập khẩu và lắp ráp
là một vấn đề rất c n thiết, góp ph n đề ra phương hư ng và biện pháp cải tiến nhằm
nâng cao chất lư ng ô tô lắp ráp và sản xuất trong nư c cho các dòng xe tương tự chạy
khu vực phía nam.
Trong những năm g n đây Việt nam đư xảy ra một số các tai nạn giao thông nghiêm
trọng liên quan đến tính ổn định của loại xe khách 2 t ng những địa bàn miền núi
cũng như trên đư ng bằng. Vì vậy vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu nhiều và sâu hơn về
loại xe này để có hư ng khắc phục và đề xuất các thông số phù h p giữa xe và loại
đư ng của việt nam để loại xe này vẫn đư c lưu hành và an toàn hơn trong tương lai.
Để giải quyết vấn đề nêu trên dư i sự hư ng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Phụng, học
viên chọn đề tài: “nghiên cứu ổn định chuyển động của loại xe khánh hai t ng giư ng
nằm Hyundai Universe-2f chạy các tỉnh phía nam”.
1.1.2. Các k t qu nghiên cứu trong vƠ ngoƠi nước:
 Trong nư c đư có một số đề tài nghiên cứu về các loại xe bus, xe khách một t ng,
hai t ng như:
- δuận văn thạc sĩ: “ xác định tải trọng động tác dụng lên chassi xe SYM T880
bằng phương pháp mô ph ng” của tác giả Trương Hoàng Tuấn.
- δuận văn thạc sĩ: “nghiên cứu tính ổn định khi quay vòng đối v i loại xe bus hai
t ng sử dụng TP.HCM và các tỉnh” của tác giả Tr n Ngọc Dũng.
- δuận văn thạc sĩ: “nghiên cứu việc sử dụng labview để mô ph ng 3D ổn định
chuyển động của ô tô” của tác giả δê Minh Đảo.

- δuận văn thạc sĩ: “nghiên cứu đánh giá độ êm dịu của ô tô khách 29 ch ngồi
sản suất tại việt nam” của tác giả ψùi Quốc Vĩnh.
- δuận văn thạc sĩ: “mô ph ng khảo sát dao động ô tô vận tải hành khách bằng
matlab-simulink” của tác giả Nguyễn Hữu Thảo.
- δuận văn thạc sĩ: “nghiên cứu tính toán và đánh giá dao động của một số hệ
thống treo trên xe du lịch đ i m i” của tác giả Trương Thái Minh.
- δuận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu ảnh hư ng của dao động lên hành khách trong xe
khách giư ng nằm (Thaco-mobihome)” của tác giả Nguyễn Xuân Ngọc.
- δuận văn thạc sĩ: “nghiên cứu động học, động lực học và ổn định ô tô trong điều
kiện việt nam” của tác giả Nguyễn Cẩm Thạch.
 Một số đề tài nghiên cứu trên thế gi i về loại xe tương tự như:
- ψài báo khoa học: “A study of the human body vibration on the highway sleeper
bus” của tác giả Cao δ i, ψàng Thắng Minh, Viên Cương.

Trang -2-


-

ψài báo nghiên cứu: “ random vibration of a road vehicle” của tác giả Özgür
BAYRAKDAR.

1.2. Mục đích của đề tƠi:
Đối v i xe 1 t ng nói chung sàn thấp và chiều cao thùng l n để bố trí nhiều ghế
ngồi. Còn đối v i xe 2 t ng giư ng nằm đư c bố trí ch nằm ít hơn nhưng trọng
tâm của xe cao hơn nên xe dể bị lật ngang khi quay vòng gấp do lực ly tâm tạo ra
ngẩu lực gây lật xe, hay khi chuyển động thẳng hoặc phanh. Việc nghiên cứu tính
ổn định đối v i xe 2 t ng c n đư c quan tâm b i vì những lý do sau:
- Xe khách 2 t ng có trọng tâm cao hơn so v i các loại xe một t ng khác.
- δà loại xe khách ch ngư i nên yêu c u đảm bảo về sự an toàn phải cao hơn.

- Điều kiện vận hành phải phù h p v i hệ thống giao thông các khu vực và trên
lảnh thổ Việt nam. Đồng th i phải đảm bảo yêu c u khắt khe về đảm bảo an
toàn kỹ thuật do cục đăng kiểm và bộ GTVT quy định. Những ảnh hư ng của xe
khách 2 t ng giư ng nằm đến khư năng hoạt động của xe c n phải đư c nghiên
cứu để đưa ra những đánh giá có tính khoa họcầ
→ Vì vậy mục đích chính của đề tài là: Tăng tính an toàn và ổn định chuyển động
của xe trên đư ng đặc biệt là khu vực phía nam.
Qua đó việc nghiên cứu đề tài sẽ góp ph n bổ sung tư liệu nghiên cứu và làm cơ s
để lựa chọn mẫu xe phù h p khi có nhu c u vận tải hành khách liên tĩnh khu vực
phía nam.
1.3. Nhiệm vụ vƠ giới h n đề tƠi:
Nhiệm vụ:
- Thu thập các thông số cơ s c n thiết để nghiên cứu sự ổn định của loại xe
khách 2 t ng giư ng nằm huynhdai universe-2f.
- Tính toán ổn định, an toàn chuyển động của ô tô khi xe chạy trên đư ng khi xe
phanh.
- Tính toán ổn định, an toàn chuyển động của ô tô khi xe chạy trên đư ng quay
vòng, tìm ra phương trình quan hệ giữa hệ số ổn định tĩnh “SSF” và khối lư ng.
- Sử dụng số liệu thực tế của xe Huynhdai Universe-2f áp dụng vào các kết quả đư
tính toán.
- Đánh giá kết quả và đề xuất.
Phạm vi nghiên cứu: trong quá trình chuyển động, ô tô thực chất là một cơ hệ phức
tạp chuyển động trên đư ng v i nhiều trạng thái mất ổn định khác nhau, nhiều địa

Trang -3-


hình đư ng xá khác nhau. Vì vậy khi nghiên cứu chỉ tính toán các thông số về tính
ổn định của xe, đưa ra các thông số tối ưu liên quan đến tính ổn định và địa hình
hoạt động của xe tương ứng.

Nhưng do th i gian thực hiện đề tài eo hẹp và điều kiện nghiên cứu cũng có
nhiều hạn chế nên phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ dừng lại mức độ nghiên cứu
lý thuyết v i các nội dung cũng đư c gi i hạn như sau:
Xét tổng quát quá trình chuyển động của ô tô trên đư ng một số các trạng
thái đặc biệt liên quan đến vấn đề khảo sát và nghiên cứu, không có biểu thị các hệ
thống bố trí trên xe.
Khảo nghiệm ô tô theo tính chất riêng ph n, không kể đến ảnh hư ng của các
hệ thống khác khi nghiên cứu các trạng thái chuyển động.
1.4. Phương pháp nghiên cứu:
• Phương pháp thống kê, phân tích: bao gồm thu thập, phân tích, xử lý, tổng h p
số liệu từ các tài liệu sưu t m đư c và các kết quả nghiên cứu liên quan. Phương
pháp này đư c sử dụng xuyên suốt trong quá trình thực hiện đề tài.
• Phương pháp tính toán lý thuyết: Đây cũng là phương pháp nghiên cứu chủ yếu
xuyên suốt các tiến trình của đề tài.
• Phương pháp mô ph ng, thông qua các số liệu đư có bằng các ph n mềm hiện
có như matlab...để thấy rõ hơn các quy luật và tính chất của đối tư ng loại xe.
• Phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập thông tin để đánh giá.
1.5. Ý nghĩa khoa h c và tính th c tiễn của đề tài:
Xây dựng và tìm ra đư c các thông số động học tương ứng của loại xe này v i các
điều kiện đư ng khác nhau. Khảo sát và chứng minh các yếu tố tác động đến độ an
toàn của xe. Từ đó đánh giá đư c yếu tố nào ảnh hư ng l n nhất. Sau đó tối ưu hóa các
thông số để đạt đư c độ an toàn là cao nhất, thông qua đó kiểm soát đư c quá trình vận
hành v i độ an toàn tối ưu phụ thuộc vào điều kiện thực tế đư ng xá.
Nghiên cứu của đề tài khi thành công sẽ tạo điều kiện khảo sát, kiểm tra dể dàng
các thông số liên quan giữa khối lư ng v i hệ số ổn định tĩnh “SSF” ứng v i các trạng
thái chuyển động của loại xe này, cách bố trí hành khách, hàng hóa phù h p đảm bảo
an toàn hơn khi lưu thông.
Giúp ngư i vận hành biết đư c những lưu ý khi vận hành xe, đó là sự thay đổi về
tốc độ cũng như góc đánh lái phù h p khi qua đư ng vòng. Giúp cho các nhà chế tạo
nâng cao tính h p lý kết cấu của các bộ phận liên quan để ngày một tối ưu hóa sản

phẩm xe khánh hai t ng giư ng nằm của mình phù h p v i điều kiện vận hành Việt
nam nói chung và khu vực phía nam nói riêng.

Trang -4-


1.6 . Giới thiệu về xe khách hai tầng giư ng nằm hyundai universe-2f
1.6.1. Giới Thiệu Chung:
Để đáp ứng nhu c u đi lại đa dạng về phương tiện, ngành chế tạo ô tô đư không
ngừng thay đổi và phát triển, cải tiến sản phẩm để liên tục cho ra những sản phẩm m i,
tiện nghi, phù h p v i xu thế chung s thích của hành khách, phù h p v i đặc điểm
điều kiện địa hình đư ng xá m i địa phương, phù h p v i tiêu chuẩn quy định m i
quốc gia, lưnh thổ. Chính vì vậy mà loại xe khách giư ng nằm hai t ng đư c ra đ i để
đáp ứng nhu c u thị hiếu khách hàng đi đoạn đư ng trung bình và xa (trên 500km).
δoại xe này giúp khách hàng cảm thấy thoải mái và kh e hơn so v i loại xe ghế ngồi.
Việt nam loại xe này đư c một số công ty ô tô Trư ng hải, Công ty ô tô 3-2, Công ty
ô tô 1-5ầ lắp ráp, nhập khẩu và phân phối.
Kể từ khi chiếc xe giư ng nằm đ u tiên Việt nam đư c sử dụng vào năm 2006.
Đến nay, cả nư c đư có khoảng 4.500 chiếc xe khách giư ng nằm hoạt động, đư c đa
số hành khách chọn sử dụng khi có nhu c u đi xa v i ưu điểm sạch sẽ, tiện nghi, nhanh
chóng thay thế nhiều dạng xe khách ghế ngồi đ i cũ.
Xe Hyundai Universe-2f là ô tô khách có giư ng nằm đư c công ty cổ ph n cơ
khí ô tô 3-2 sản xuất (số 18 đư ng Giải Phóng, quận Đống Đa, Hà Nội) trên cơ s các
cụm chi tiết tổng thành, hệ thống của ô tô sát xi Hyundai aero express HSX do hàn quốc
sản xuất. Xe đư c phép ch 43 ngư i trong đó 41 giư ng nằm và 02 ghế ngồi. Thông
số cụ thể của xe đư c đề cập b i đặc tính kỹ thuật phương tiện bảng 1.1

Hình 1.1: Hình dáng tổng quát phía ngoài
xe khách giư ng nằm hai t ng Hyundai universe -2F
Trang -5-



Hình 1.2: Hình dáng phía trong (dư i lên trên) xe khách
giư ng nằm hai t ng Hyundai universe -2F

Hình 1.3: Hình dáng phía trong (trên xuống dư i) xe khách
giư ng nằm hai t ng Hyundai universe -2F

Trang -6-


1.6.2. Đặc tính kỹ thu t cơ b n của phương tiện
Bảng 1.1: thông số kỹ thuật cơ bản của phương tiện
Tên thông số
1.1

Nhưn hiệu, Số loại của phương tiện

1.2
2

Công thức bánh xe:

2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7

2.8
3
3.1
3.1.1
3.1.2
3.2
3.2.1
3.2.2
3.3
3.3.1
3.3.2
3.4

Aero Express
Hsx
4x2R

Ôtô khách
(có giư ng nằm)
Universe
Hd-2FC E2
4x2R

11940 x 2490 x
2085
6150
2050/ 1860

12060 x 2500 x
3520

6150
2050/ 1860

2185
2590
3200
196
-

2185
2610
3240
210
100/ 100

7135
1905

12800
4700

5230
-

8100
43
41
02
15900
6100


-

9800

17300

-

Ôtô satxi

Thông số về kích thước
Kích thư c bao: Dài x Rộng x
Cao(mm)
Chiều dài cơ s (mm)
Vệt bánh xe trư c/sau (mm)
Vệt bánh xe sau phía ngoài (mm)
Chiều dài đ u xe (mm)
Chiều dài đuôi xe (mm)
Khoảng sáng g m xe phía sau (mm)
Góc thoát trư c/sau (độ)
Thông số về trọng lư ng
Trọng lượng bản thân (kG)
Trọng lư ng bản thân trên trục trư c
(kG)
Trọng lư ng bản thân trên trục sau (kG)
Số người cho phép chở kể cả người lái
Số ch nằm
Số ch ngồi kể cả ngư i lái
Trọng lượng toàn bộ ôtô (kG)

Trọng lư ng toàn bộ ôtô trên trục trứơc
(kG)
Trọng lư ng toàn bộ ôtô trên trục sau
(kG)
Trọng lượng toàn bộ cho phép của xe
cơ sở (kG)

Trang -7-


3.4.1
3.4.2
4
4.1
4.2
4.3

4.4
4.5
4.6
4.7
4.9
5
5.1
5.2

5.3
5.4
5.5
5.6

5.7
5.8

Trọng lư ng toàn bộ cho phép trên trục
trư c (kG)
Trọng lư ng toàn bộ cho phép trên trục
sau (kG)
Thông số về tính năng chuyển động
Tốc độ cực đại của xe (km/h)
Độ dốc l n nhất xe vư t đư c (%)
Th i gian tăng tốc của xe khi đ y tải từ
lúc kh i hành đến khi đi hết quưng
đư ng 200m
Góc ổn định tĩnh ngang của xe không
tải / đ y tải (độ)
T n số dao động của ph n đư c treo
trư c/sau khi đ y tải (l n/phút):
Quưng đư ng phanh của xe không tải/
đ y tải tốc độ 30 km/h (m)
Gia tốc phanh của xe không tải/ đ y tải
tốc độ 30 km/h (m/s2)
ψán kính quay vòng nh nhất theo vết
bánh xe trư c phía ngoài (m)
Động cơ
Tên nhà sản xuất và kiểu loại động cơ
δoại nhiên liệu, số kỳ, số xi lanh, cách
bố trí xi lanh, phương thức làm mát
Dung tích xi lanh (cm3)
Tỉ số nén
Đư ng kính xi lanh x hành trình piston

(mm x mm)
Công suất l n nhất ( kW)/ Tốc độ vòng
quay trục khuỷu (vòng/phút)
Mô men xoắn l n nhất (N.m) / Tốc độ vòng
quay trục khuỷu (vòng/phút)
Phương thức cung cấp nhiên liệu:

Trang -8-

6500

-

10800

-

-

110
28,83
21,5

-

39042’/ 38005’

-

81,65/ 79,61


-

6,12/ 6,4

-

6,24/ 5,96

 10,1

10,1

D6CA38
Diesel, 4 kỳ, 6 xi lanh, bố trí thẳng
hàng, làm mát bằng nư c, tubo tăng
áp
12920
17:1
133 x 155
279/1900
1452/ 1500
ψơm cao áp


5.9
5.10
6

Vị trí bố trí động cơ trên khung xe:

Nồng độ khí thải
δi h p:

7

Hộp số:
- Nhưn hiệu:
- Kiều loại:

12
12.1

Trục các đăng (trục truyền động):
C u xe
Cầu trước
- Nhưn hiệu:
- Kiểu loại:
- Sức chịu tải (kG):
Cầu sau
- Nhưn hiệu:
- Kiểu loại:
- Tỷ số truyền:
- Sức chịu tải (kG):
Cỡ lốp trư c/ sau:
Tải trọng cho phép (kG) / áp suất lốp
(kPa) của 1 lốp trư c:
Tải trọng cho phép (kG) / áp suất lốp
(kPa) của 1 lốp sau:
Hệ thống treo
- Trư c:

- Sau:
Hệ thống phanh:
Phanh chính:

12.2

Phanh dừng đ :

8
9
9.1

9.2

10
10.1
10.2
11

Trang -9-

phía cuối xe
Đáp ứng tiêuchuẩn khí thải EUROII
Đĩa ma sát khô, có lò xo giảm chấn,
dẫn động thuỷ lực, tr lực khí nén.
- M12S5(D.D)
- Kiểu và dẫn động dạng cơ khí; tỷ
số truyền
I
6,814

IV
1,381
II

4,155

V

1,00

III

2,282

R

6,69

đư ng kính trục 109

D m chữ I loại ngư c kiểu “Elliot”
6500
D10H
δoại hộp liền
3,153
10800
12R22.5
3350/ 830
3075/ 830


- 2 bóng hơi.
- 4 bóng hơi.
δoại tang trống, dẫn động khí nén
hai dòng.
δoại tang trống, dẫn động khí nén +
lò xo b u tích năng tác dụng lên các


13

Hệ thống lái:

14

Khung xe:

15
15.1
15.2
15.3
15.4
16
16.1

Hệ thống điện : Điện áp 24V
ắc quy
Máy phát điện
Động cơ kh i động
Hệ thống chiếu sáng, tín hiệu
Khoang hành khách

Kích thư c, vật liệu chế tạo

16.2
16.3
16.4
16.5
16.6
16.7
17
18

bánh xe c u sau.
Kiểu trục vít êcu bi, có tr lực thuỷ
lực.
Kiểu dạng hệ dàn, tiết diện mặt cắt
ngang trư c (180 x 90 x 4) sau (200
x 60 x 6)

2 x 12V/ 200 Ah
24V- 150A
24V- 6 kW
ψố trí như bản vễ số 03
Khung xương liền v
10100 x 2350 x 2130, chế tạo bằng
thép, g và các vật liệu khác.
Kiểu loại kính chắn gió và kính cửa sổ Kính an toàn.
Cửa hành khách
Số lư ng 01 cái, loại cửa trư t, bố trí
phía đ u xe bên phải.
Số lư ng lối thoát khẩn cấp

06 vị trí, bố trí như bản vẽ số 02
Đèn chiếu sáng khoang hành khách:
08 cái, bố trí như bản vẽ số 03
Phương pháp thông gió, cách âm , cách bố trí 01 cửa gió nóc, cách âm &
nhiệt
cách nhiệt bằng xốp d y 40 (mm)
Giư ng hành khách
Chế tạo từ thép 40 x 40 x 1,2, đệm:
mút đúc, bọc vải.
Trang thiết bị phòng chống cháy nổ
01 bình cứu hoả.
Hệ thống điều hoà không khí:
- Nhưn hiệu
- MODINE.
- Kiểu loại
- MBA-SPF280R
- Công suất làm lạnh (ψTU/h)
- 92000  112000

1.6.3 . Đặc tính kỹ thu t của xe:
Đặc tính động cơ:
 Tính công suất động cơ:
Công thức tính công suất động cơ: Dựa vào phương trình δaydecman.
Ne = f(ne) ↔ Ne=Nemax[a +b[ ]2 – c[ ]3]
Trang -10-


Trong đó: Ne: công suất hữu ích của động cơ (kW); Nemax: công suất l n nhất của động
cơ (kW); ne: số vòng quay của động cơ (v/p); nN: số vòng quay định mức của động cơ
(v/p). a, b, c: các hệ số thực nghiệm tùy thuộc vào loại động cơ. Đối v i loại động cơ

dùng cho xe Hyundai Universe-2F là δoại động cơ Diesel D6CA có 4 kỳ v i buồng
cháy trực tiếp ta chọn a=0.5, b=1.5, c=1.

Hình 1.4 : Xây dựng đồ thị công suất của động cơ:
 Tính mô men xoắn động cơ: Me=f(ne) ↔ Me=
Trong đó:

Ne: công suất của động cơ (kW).

.

[[

=

Ne=Nemax[a

+b[

.

]2

+ [

] – [

– c[ ]3]

] ]]


ne: số vòng quay định mức của động cơ (v/p); Me: moment xoắn của động cơ (Nm).
Bảng 1.2: Giá trị tương ứng ne , Ne , Me
ne (v/ph)
300
500
700
900
1100
1300
1500
Ne (kW)
31.3
60.6
94.2
130.3
166.9
201.9
233.6
Me (Nm)
998.4
1157.7 1285.9
1383
1449.1
1484
1487.9

Trang -11-



ne (v/ph)
Ne (kW)
Me (Nm)

1700
260
1460

1900
279
1402.5

1950
2100
2250
2400
2550
300.59 307.34 307.38 299.81 283.77
1565.36 1583.97 1528.14 1397.86 1193.14

Hình 1.5. Xây dựng đồ thị moment xoắn của động cơ:
Đặc Tính Kéo:
Để xác định đư c lực kéo tiếp tuyến tại một bánh xe chủ động bất kỳ, ta c n tính đư c
mô men xoắn tại bánh xe chủ động đó.
Moment xoắn tại bánh xe chủ động đư c tính theo công thức.
Mk=Meitηt = Meihipioicηt.
Từ công thức tính moment kéo:
Mk=Fkrb
nên ta tính đư c lực kéo tiếp tuyến là:
Fk=


=

=

[[

.

+ [

] – [

] ]]

Trong đó: Mk: moment xoắn bánh xe chủ động (Nm); Me: moment xoắn của động
cơ (Nm); ih: tỷ số truyền tại các tay số
Trang -12-




Xơy d ng đồ thị moment xoắn t i bánh xe chủ động:

Hình 1.6. đồ thị mô men xoắn tại các bánh xe chủ động theo từng tay số
I
6,814 IV 1,381
II
4,155 V
1,00

III
2,282
R
6,69
ip: tỷ số truyền hộp số phụ ( ip=1); io: tỷ số truyền lực chính ( io = 3,153); ic: tỷ số
truyền lực cuối cùng (ic =1); ηt.: hiệu suất của hệ thống truyền lực.
rb=r0λ = λ(B+

.

=0.93(12+22.5/2)25.4 = 549.2115mm = 0.5492115m

ψ: bề rộng của lốp (tính bằng inso); d: đư ng kính vành bánh xe (tính theo inso); v i
xe này thì kích thư c bánh xe là: 12R22.5; theo giáo trình lý thuyết ô tô ta chọn:
V i đây là loại lốp áp suất thấp: λ=0.93, Truyền lực chính hai cấp: ηt=0.85
 Xơy d ng đồ thị l c kéo ti p tuy n F k d a vƠo đặc tính ngoƠi t i các bánh
xe chủ động các tay số khác nhau:

Trang -13-


Hình 1.7: Đồ thị lực kéo tiếp tuyến Fk
tại các bánh xe chủ động các tay số khác nhau
 Tính toán cơn bằng l c kéo ô tô:
Phương trình cân bằng lực kéo: Fk-V
Để ô tô có thể chuyển động đư c trên đư ng thì lực kéo tiếp tuyến tại các bánh xe chủ
động phải thắng đư c các lực cản chuyển động, xét trong trư ng h p đư ng bằng
phẳng (α = 0), bao gồm các loại lực cản là:
- δực cản lăn: Ff=Zf = Gf
Trong đó: Z: phản lực mặt đư ng (Z=G); G: tải trọng toàn bộ xe; f: hệ số cản lăn;

f = f0(1+

).

- δực cản không khí: Fw=KSv2 = 0.63CxSv2
Trong đó: K: hệ số cản không khí; Cx: hệ số cản gió ô tô phụ thuộc hình dạng khí động
học của xe; S: diện tích cản gió chính diện (m2); v: vận tốc ô tô (m/s);
- δực quán tính: Fqt = mŁa

Trang -14-


trong đó:m: khối lư ng tĩnh của xe; Ł: hệ số khối lư ng quay kể đến ảnh hư ng về mặt
quán tính của các chi tiết chuyển động quay trong ô tô; a: gia tốc chuyển động của xe
(m/s2)
- δực cản dốc: Fd=Gsinα =0
trong đó: G: tải trọng toàn bộ xe; α : là góc dốc của mặt đư ng
- δực cản kéo móc: Fm= nQ
trong đó: Q: trọng lư ng toàn bộ của một móc; n: số lư ng móc đư c kéo sau ô tô; :
hệ số cản tổng cộng của đư ng
vậy ta có phương trình cân bằng lực kéo như sau:
Fk = Ff +Fw +Fqt +Fd +Fm = Gf + 0.63 CxSv2
Để cân bằng lực kéo ta chỉ c n chú ý đến lực cản không khí và lực cản lăn, các lực cản
khác ta chỉ xét trong những điều kiện cụ thể (trư ng h p này có thể b qua).
- Xây dựng đồ thị lực kéo Fk dựa vào đặc tính ngoài đư đư c xây dựng trên.
-

Xây dựng đồ thị lực cản lăn Ff = mgf = mgf0(1+

).


V i f0= 0,16 áp dụng cho xe chạy trên đư ng nhựa tốt v i tốc độ
v≤

.

v i m = 16000kg; g = 10m/s2 ta đư c đồ thị Ff .

Xây dựng đồ thị δực cản không khí: Fw=KSv2 = 0.63CxSv2
V i S=0.8ψ0H = 0.8x2.5x3.68= 7.36m2 (áp dụng cho xe chạy tốc độ cao du lịch và
xe khách); B0: chiều rộng l n nhất của ô tô ( ψ0= 2500mm); H:chiều cao l n nhất của
ô tô (H = 3680mm); Chọn K theo loại ô tô khách v loại toa tàu K=0.3Ns2/m4
Vậy ta xây dựng đư c đồ thị Fw có dạng parabol đi qua gốc tọa độ
Phương trình: Fk=Ff+Fw
Đồ thị: Fk-V
-

Trang -15-


Hình 1.8: đồ thị lực kéo tiếp tuyến Fk tại các bánh xe chủ động các
tay số khác nhau tại bánh xe chủ động
 Xơy d ng đồ thị nhơn tố động l c h c của xe:
Nhân tố động lực học là thông số đặc trưng tính chất động lực học của xe. Nhân tố
động lực học (D) là tỷ số giữa hiệu số lực kéo tiếp tuyến (Fk) và lực cản không khí � )
chia cho trọng lư ng toàn bộ của xe (G).
D=

−


=

− .

�

i0: tỷ số truyền của cụm truyền lực chính.; ih: tỷ số truyền hộp số chính; ηt: hiệu suất
truyền lực; rb[m]: bán kính tính toán (làm việc trung bình) bánh xe chủ động;
W [N.s2/m2]: nhân tố cản không khí W = K.F
K [N.s2/m4]: hệ số cản không khí, phụ thuộc vào hình dạng của xe và chất lư ng bề
mặt v thùng xe, phụ thuộc vào mật độ không khí; F [m2]: diện tích cản không khí của
xe theo mặt phẳng vuông góc v i trục dọc của xe; [m/s]: vận tốc tương đối giữa xe
và không khí.

Trang -16-


Hình 1.9. đồ thị nhân tố động lực học của xe
Nh n xét: xe khách giư ng nằm Hyundai Universe 2F có khả năng chạy số truyền
thẳng trên các loại đư ng bằng phẳng có phủ cứng (f=0,02) v i:
- Vận tốc l n nhất theo hệ số cản của mặt đư ng: Vmax = 34(m/s) = 122,4(km/h)
- Độ dốc l n nhất có thể khắc phục đư c tay số 1 là:
imax = Dmax – f = 0,315-0,02= 0,295 = 29,5%
- Khư năng vư t dốc tính theo hệ số bám
Imax = (mφ. Z2. φ/G) – f = (1,2.10800.0,65/15600) – 0,02 = 0,52 = 52%
Trong đó: mφ: hệ số trọng lư ng kéo khi bám, chọn mφ=1,2; Z2: trọng lư ng toàn bộ
cho phép lên c u sau; φ: hệ số bám, chọn φ = 0,6; f: hệ số cản lăn, chọn f=0,02
 Xơy d ng đồ thị gia tốc của xe:

Trang -17-



Hình 1.10. Đồ thị gia tốc của xe
Từ công thức nhân tố động lực học (D), khi đư cho trị số của hệ số cản mặt đư ng ( )
ta có thể xác định khả năng tăng tốc của xe:

j=

= (D – )

= f.cosα + sinα; Łj = 1,05 + 0,05. ; f: hệ số cản lăn của xe; α [0]: góc dốc của mặt
đư ng (α = 15%); Łj: hệ số tính đến ảnh hư ng của các khối lư ng chuyển động quay.
 Xơy d ng đồ thị th i gian tăng tốc của xe khi đầy t i:
Th i gian tăng tốc của xe đư c tính theo biểu thức gia tốc: dt = .dv
Th i gian tăng tốc của ô tô đư c xác định theo công thức: t = t + �

Th i gian để xe tăng tốc từ v1 đến v2 đư c xác định theo công thức: t = ∫

.dv

Trong đó: t- th i gian tăng tốc của ô tô từng tay số; � - th i gian sang số � =
1,5(s); - gia tốc di chuyển của ô tô
Đối v i xe sử dụng hộp số có cấp, th i gian chuyển đổi số từ số thấp lên số cao có xảy
ra hiện tư ng giảm vận tốc xe một khoảng Δv.
Trị số Δv có thể xác định qua phương trình lăn trơn của xe: Δv = .g.

Trang -18-