BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN TRUNG THÀNH NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG VƯỢT CỦA Ô TÔ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN TRUNG THÀNH NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG VƯỢT CỦA Ô TÔ NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MÃ SỐ: 60520116 Tp HồChí Minh, tháng10năm 2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trần Trung Thành Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 30/12/1988 Nơi sinh: Khánh Hòa Quê quán: Diên Phú – Diên Khánh – Khánh Hòa Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 144 Tổ 7, thôn 4, Diên Phú, Diên Khánh, Khánh Hòa Điện thoại quan: Điện thoại di động: 01222.400.179 Fax: E-mail: trungthanhdk@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2007 đến 11/2011 Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Công Nghiệp Tp.Hồ Chí Minh Ngành học: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ứng dụng phần mềm CarSim mô chuyển động ô tô Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Tháng 09/2011, Tp.Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quốc Sỹ III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 2011 Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Công ty cổ phần AP Sài Gòn Petro 2012 đến ĐH Công Nghệ Đồng Nai i Nhân viên phòng kinh doanh Giảng viên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng năm 2015 (Ký tên ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, em học nhiều kiến thức bổ ích phương pháp nghiên cứu khoa học tư sáng tạo khoa học Khi thực đề tài luận văn tốt nghiệp, em thầy cô hướng dẫn bảo tận tình Những nhận xét, ý kiến đóng góp từ chuyên đề 1, giúp em khắc phục thiếu sót để hoàn thiện đề tài nghiên cứu Tuy nhiên, điều kiện nghiên cứu hạn chế lực thân có hạn, nên việc thực đề tài có nhiều khiếm khuyết Em mong thầy cô thông cảm đóng góp ý kiến để em hoàn thiện sống công việc tương lai Em xin chân thành cảm ơn thầy cô tham gia giảng dạy hướng dẫn em thời gian vừa qua Đặc biệt thầy PGS.TS Nguyễn Văn Phụng thầy TS Lâm Mai Long, TS Lê Thanh Phúc cung cấp cho em kiến thức chuyên sâu tài liệu quý để em thực tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp hỗ trợ động viên tạo điều kiện thời gian vừa qua để em hoàn thành tốt khóa học đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn! KS Trần Trung Thành iii TÓM TẮT Một vấn đề nguy hiểm tham gia giao thông đường việc vượt xe phía trước len đường tốc độ cao Quá trình vượt nguy hiểm trời tối, thời tiết xấu, tầm nhìn bị hạn chế Nên việc cảnh báo an toàn hỗ trợ người tài xế trình vượt cần thiết Đề tài “ Nghiên cứu mô an toàn chuyển động vƣợt ô tô” Trong đề tài này, em nghiên cứu đánh giá an toàn trình vượt theo tiêu quay vòng phanh chuyển động tốc độ cao tính cụ thể cho xe Ford Ranger sau đưa quỹ đạo chuyển động vượt an toàn Nội dung luận văn thực bao gồm phần chính: - Tính toán thông số động học cần thiết cho ô tô chuyển động đường với tốc độ cao - Tính toán tiêu đánh giá tính an toàn quay vòng phanh Dùng công thức tính toán kết hợp phần mềm LapVIEW mô quỹ đạo chuyển động an toàn vượt tốc độ cao - Mô máy tính trình vượt ô tô di chuyển theo giới hạn quỹ đạo chuyển động vượt an toàn phần mềm CarSim Toàn phân tích chương trình tính toán áp dụng cho loại xe tương tự khác Ta sử dụng cảm biến để thu thập thông số đầu vào để tính toán so sánh với giá trị thực tế đo đạc để hiệu chỉnh cho phù hợp trình thử nghiệm xe iv ABSTRACT One of the most risky maneuvers in roads with both directions in the same carriageway and only one lane for each direction is overtaking another vehicle at high speed To overtake becomes particularly dangerous at night, with bad weather conditions and in curves, due to the diminution of the visibility Should the safety alert and assist the driver in the process is essential reached In this thesis, I research about stability and safe when roll and braking at high speed when overtaking for specific Ford Ranger and then making orbit safety overtake The main content of this thesis is done consists of main parts: - Calculate the Aerodynamic is overtaking another vehicle at high speed for cars - Calculate the indicator of safety when braking and rolling when overtaking The trajectories of vehicles are predicted according to their kinematics and the information of the road shape by software LapVIEW - Computer simulation in the process of overtaking when cars move in the limits of orbital motion safety overtake by software CarSim The whole program analysis and calculations here can be applied to other similar cars We can use the sensors to collect the input parameters to calculate and compare with the actual values measured for calibration accordingly during vehicle testing v MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v DANH MỤC BẢNG KÊ ix CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu: 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước: 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước: 1.3 Mục đích đề tài: 1.4 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài: 1.4.1 Nhiệm vụ đề tài 1.4.2 Giới hạn đề tài CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Sự lăn bánh ô tô loại bán kính bánh ô tô 2.1.1 Khái niệm trượt bánh ô tô bán kính lăn rl 2.1.2 Bán kính tính toán r: 2.2 Các quan hệ động học bánh ô tô phanh 2.2.1 Khái niệm tốc độ trượt độ trượt 2.2.2 Đặc tính trượt: 2.3 Tính chất ổn định ô tô chuyển động thẳng: 2.4 Ổn định chuyển động mặt cắt dọc: 10 2.5 Tính chất ổn định động mặt cắt ngang: 13 2.5.1 Khi ô tô chuyển động thẳng mặt đường nghiêng ngang: 13 2.5.2 Khi ô tô chuyển động thẳng mặt đường nghiêng ngang: 14 2.6 Tính chất ổn định ô tô quay vòng: 17 2.6.1 Tính ổn định ô tô chuyển động quay vòng đường nằm ngang 17 vi 2.6.2 Xét ổn định theo điều kiện trượt bên 18 2.6.3 Xét ổn định theo điều kiện lật đổ 19 2.6.4 Ảnh hưởng điều kiện mặt đường đến góc quay vòng giới hạn 19 2.6.5 Ảnh hưởng tính đàn hồi lốp ô tô đến quay vòng 21 2.6.5.1 Sự quay vòng ô tô có lốp cứng 21 2.6.5.2 Sự quay vòng ô tô có lốp đàn hồi 22 2.7 Tính chất ổn định ô tô phanh: 25 2.7.1 Các bánh ô tô cầu sau bị hãm cứng phanh: 25 2.7.2 Các bánh ô tô cầu trước bị hãm cứng phanh: 26 2.7.3 Ổn định ô tô phanh lực phanh phân bố không đều: 28 2.8 An toàn giao thông vƣợt ô tô khác theo tiêu chuẩn cục đƣờng bộ: 31 2.8.1 Điều kiện vượt: 32 2.8.2 Một số cần lưu ý vượt ô tô an toàn: (theo BATGTQG) 33 2.8.3 Đánh giá yếu tố khách quan điều kiện vượt: 33 CHƢƠNG 3: TÍNH THỰC TẾ CHO CHUYỂN ĐỘNG VƢỢT Ô TÔ BÁN TẢI FORD-RANGER 36 3.1 Các thông số kỹ thuật ô tô FORD - RANGER 36 3.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến khả chyển động ô tô: 37 3.2.1 Thông số cản lăn: 37 3.2.2 Nhân tố cản không khí 38 3.2.3 Bán kính làm việc trung bình bánh ô tô 40 3.3 Xây dựng phƣơng trình cân lực kéo động cơ: 40 3.3.1 Xây dựng đường đặc tính động cơ: 40 3.3.2 Tính toán xây dựng lực kéo tiếp tuyến bánh ô tô chủ động 42 3.4 Tính toán tính ổn định ô tô FORD RANGER 45 3.4.1 Xác định thông số ô tô: 45 3.4.2 Tính toán ổn định dọc 46 3.4.3Tính toán ổn định ngang ôtô 48 3.5 Tính toán chuyển động vƣợt theo tiêu quay vòng ô tô FORD RANGER 49 vii 3.5.1 Xác định bán kính quay vòng Rv theo tốc độ trượt vượt V2[...]... chuyển động của ô tô theo quỹ đạo chuyển động vượt an toàn - Dựa trên kết quả mô phỏng đánh giá ổn định và an toàn của quá trình vượt 1.4.2 Giới hạn đề tài - Dùng phần mềm LabVIEW, Carsim để mô phỏng - Mô phỏng ô tô khi chuyển động: cụ thể là trường hợp chuyển làn đường vượt ô tô khác di chuyển cùng chiều, ngược chiều - Mô phỏng trên một ô tô bán tải cụ thể là ô tô Ford Ranger các số liệu ban đầu do... vụ của đề tài - Với nhiệm cụ của đề tài Nghiên cứu mô phỏng an toàn chuyển động vượt của ô tô tác giả sẽ chỉ tính toán: Chỉ tiêu an toàn khi quay vòng Chỉ tiêu an toàn khi phanh Chỉ tiêu an toàn khi chuyển động trên đường với vận tốc cao để vượt ô tô khác 3 - Tìm hiểu cách sử dụng LabVIEW đưa ra quỹ đạo chuyện động an toàn của ô tô khi vượt - Sử dụng phần mềm Carsim để mô phỏng quá trình chuyển động. .. lực Ford Ranger 67 Hình 4.4: Thông số tính toán 67 Hình 4.5: Mô hình vượt cùng chiều 69 Hình 4 6: Mô hình vượt cùng chiều 70 Hình 4 7: Quỹ đạo chuyển động vượt được tính toán bằng LapVIEW 71 Hình 4 8: Quỹ đạo chuyển động vượt được nhập vào CarSim từ LapVIEW 71 Hình 4.9: Quan hệ động học của ô tô trong mô hình phẳng .72 Hình 4 10: Mô hình ô tô chuyển động quỹ đạo... tiêu đánh giá quá trình phanh, quay vòng - Điều kiện đảm bảo an toàn khi phanh, quay vòng - Điều kiện đảm bảo an toàn khi vượt (phanh + quay vòng) đưa ra phương trình tính quỹ đạo chuyển động vượt của ô tô - Xây dựng thuật toán đưa ra quỹ đạo chuyển động vượt bằng phần mềm LabVIEW - Sau đó mô phỏng chuyển động vượt theo quỹ đạo chuyển động trên bằng phần mềm CarSim 1.4 Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn... Mô phỏng nâng cao an toàn chuyển động khi quay vòng của ô tô ” của học viên Lê Minh Đảo 2011-2013 được thực hiện đề cập đến một số vấn đề sau: - Phân tích động lực học ô tô khi quay vòng - Mô phỏng bằng Solidword kết hợp với Labview 1.3 Mục đích của đề tài: Tính ổn định, an toàn chuyển động khi vượt bao gồm 2 trường hợp khi chuyển động quay vòng, phanh (tính cụ thể cho xe Ford Ranger) - Chỉ tiêu đánh... tính tốc độ giới hạn ô tô 10 Hình 2 6: mô hình ô tô tối ưu 12 Hình 2 7: Sơ đồ lực tác dụng khi chuyển động 13 Hình 2 8: Sơ đồ lực khi ô tô quay vòng 14 Hình 2 9: Sơ đồ lực khi ô tô theo điều kiện trượt 16 Hình 2 10: Sơ đồ mômen và lực tác dụng lên ô tô khi quay vòng trên đường nằm ngang .17 Hình 2 11: Các lực tác dụng lên bánh ô tô dẫn hướng 19... quỹ đạo chuyển động vượt gồm: Các thông số đầu vào (có thể thay đổi theo điều kiện cụ thể); Các thông số đầu ra được biểu thị bằng đồ thị và giá trị cụ thể Từ kết quả đó xây dựng thuật toán đưa ra phương trình quỹ đạo chuyển động vượt và được mô phỏng bằng phần mềm trên máy tính Hình 1 2: Ford Ranger 4 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu đặc tính động học và động lực học của ô tô khi chuyển động. .. và đưa ra quỹ đạo chuyển động của ô tô khi vượt bằng phần mềm LapVIEW - Sử dụng phần mềm Carsim để mô phỏng trên máy tính - Chọn ô tô Ford Ranger với thông số kỹ thuật đầy đủ Bảng 1 1: Thông số cơ sở xe Ford Ranger Ford Ranger XLT 3.2 Thông số kỹ thuật (Specifications) Động cơ Loại cabin Kép Động cơ Turbo Diesel 3.2L i5 TDCi, trục cam kép có làm mát khí nạp Kiểu động cơ Dung tích xi lanh (cc) 3198 Đường... tính toán ổn định dọc khi ô tô lên dốc 46 Hình 3 5: Sơ đồ tính toán ổn định dọc khi ô tô xuống dốc 47 Hình 3 6: Sơ đồ tính toán ổn định ngang 48 Hình 3 7: Sơ đồ vượt 49 Hình 3 8: Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi quay vòng .51 Hình 3 9: Đồ thị quan hệ momen phanh của ô tô FORD RANGER .54 Hình 3 10: Các lực và momen tác dụng lên bánh ô tô khi phanh 55 Hình 3 11: Sự... thống giao tiếp giữa các ô tô với nhau” (“Vehicle-to-Vehicle Communication” V2V) sẽ được trang bị trên các ô tô khi tham gia giao thông ở Mỹ vào năm 2016 Đây là một dạng của hệ thống giao tiếp thông minh và các ô tô sẽ chia sẻ thông tin của chúng như vị trí, hướng đi và tốc độ Từ những thông tin đó, các ô tô đang chạy trên đường sẽ có thể đưa ra cảnh báo khi có tình huống không an toàn Việc đưa ra cảnh