Tóm tắt Luận án 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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
NGUYỄN THANH TÙNG 
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 
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực 
 Mã số: 62520116 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ 
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 
Hà Nội – 2016 
Công trình được hoàn thành tại: 
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 
Người hướng dẫn khoa học: 
1. PGS.TS. Võ Văn Hường 
2. PGS.TS. Nguyễn Phú Hùng 
Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Ngọc Quế 
Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Văn Dũng 
Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Nhật Chiêu 
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp 
Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 
Vào hồi .. giờ, ngày .. tháng .. năm  
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 
1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 
1 
MỞ ĐẦU 
Tính cấp thiết của đề tài: Nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển ngày càng cao của xã hội, các 
đoàn xe sơ mi rơ moóc (ĐXSMRM) được chế tạo rất nhiều để phục vụ cho việc vận chuyển hàng 
hóa. Đoàn xe SMRM có công suất vận chuyển cao, góp phần giảm ùn tắc giao thông và giảm ô 
nhiễm môi trường. Tuy nhiên, việc phát triển ĐXSMRM cũng kéo theo nhiều hệ luỵ như: 
ĐXSMRM làm cầu đường mau bị hư hỏng và gây nhiều tai nạn giao thông. Để góp phần làm giảm 
tai nạn giao thông do ĐXSMRM gây ra tác giả chọn 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”. 
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Kết quả nghiên cứu hiệu quả phanh ĐXSMRM của luận án 
là cơ sở ban đầu cho việc nghiên cứu động lực học phanh ĐXSMRM theo quy định của tiêu chuẩn 
TCVN 7360:2008 và ISO 7634:2007 [12], ECE-R13 [33] và ISO 14794: 2011 [24]. Mô hình và 
chương trình mô phỏng động lực học phanh ĐXSMRM cho phép khảo sát các trạng thái phanh 
ĐXSMRM nhằm tìm ra quy luật và giới hạn mất ổn định của đoàn xe khi phanh trong những điều 
kiện đường và kỹ thuật lái xe khác nhau, giúp cho lái xe có cơ sở điều khiển ổn định và an toàn. 
Ngoài ra, kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo cho các công ty chế tạo nghiên cứu thay 
đổi kết cấu, cải tiến sản phẩm; làm cơ sở cho các nhà quản lý giao thông ban hành các quy định về 
thiết kế, chế tạo, đăng kiểm, vận hành ĐXSMRM; luận án có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho 
cán bộ kỹ thuật và học viên ngành công nghệ ô tô. 
Điểm mới của luận án: Luận án là đã vận dụng hợp lý phương pháp tách cấu trúc hệ nhiều 
vật, mô tả ĐXSMRM 6 cầu chuyển động trong hệ tọa độ tương đối và sử dụng hệ phương trình 
Newton-Euler, lập trình theo cấu trúc mô đun. Luận án đã xây dựng phương pháp đo và hệ thống đo 
đồng thời 5 thông số động lực học phanh ĐXSMRM trong điều kiện Việt Nam. Thông qua thí 
nghiệm đã xác định được hàm hệ số bám x(sx) làm thông số đầu vào cho mô hình khảo sát. 
Cấu trúc của luận án: Luận án có 4 chương, 125 trang, 52 tài liệu tham khảo, 10 công trình 
đã công bố của luận án, 94 hình và đồ thị, 6 phụ lục. 
Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 
1.1 Xu thế phát triển ĐXSMRM và tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu 
Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam đang có nhu cầu tăng cường vận tải bằng đoàn xe để tận 
dụng những hạ tầng giao thông đã phát triển nhằm giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông, giảm lượng 
khí thải, giảm ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, việc phát triển đoàn xe cũng kéo theo một số hệ luỵ 
như làm giảm tuổi thọ của đường, tăng tai nạn giao thông. 
1.2 Tình hình nghiên cứu ở trong và ngoài nước 
1.2.1 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 
Ở Việt Nam hiện nay chưa có công trình nghiên cứu nào về hiệu quả phanh ĐXSMRM được 
công bố, chỉ có một số công trình nghiên cứu về hệ thống phanh ô tô. 
1.2.2 Tình hình nghiên cứu của thế giới 
Đến nay trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về hiệu quả phanh của ô tô được 
công bố. Các nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề nâng cao hiệu quả phanh và an toàn chuyển 
động cho ô tô. Trên cơ sở các nghiên cứu đó nhiều hệ thống phanh có điều khiển bằng điện tử được 
thiết kế chế tạo và sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về hiệu quả phanh của 
ĐXSMRM, đặc biệt là nghiên cứu phanh trên đường ướt, đường có hệ số bám thấp thì trên thế giới 
hiện nay chưa có nhiều. 
1.3 Mục tiêu, đối tượng, phương pháp nghiên cứu và giới hạn của đề tài 
1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 
2 
Luận án nghiên cứu cơ sở khoa học, xác định các yếu tố ảnh hưởng của đường như hệ số bám 
và kỹ thuật vận hành như cường độ phanh, vận tốc bắt đầu phanh, góc quay vô lăng đến hiệu quả 
phanh ĐXSMRM trên đường bằng phẳng, nhằm đề xuất phương án nâng cao hiệu quả phanh dưới 
góc độ sử dụng và góc độ kết cấu để giảm thiểu tai nạn giao thông do ĐXSMRM gây ra. 
1.3.2 Đối tượng nghiên cứu 
Đoàn xe SMRM 6 cầu gồm XĐK Trung Quốc FAW 3 cầu và SMRM Tân Thanh 40F 3 cầu. 
1.3.3 Phương pháp nghiên cứu 
Nghiên cứu lý thuyết bằng mô hình không gian và thực nghiệm phanh đoàn xe SMRM trên 
đường. Luận án sử dụng phương pháp Newton-Euler để mô tả động lực học phanh ĐXSMRM. 
1.3.4 Giới hạn của đề tài 
Luận án chưa nghiên cứu ảnh hưởng của kết cấu, vật liệu chế tạo hệ thống phanh, kết cấu, vật 
liệu chế tạo lốp cũng như kết cấu của đường đến hiệu quả phanh ĐXSMRM. 
1.4 Nội dung nghiên cứu và cấu trúc luận án 
1.4.1 Nội dung nghiên cứu 
- Nghiên cứu tổng quan về hiệu quả phanh ô tô và ĐXSMRM; 
- Phân tích cấu trúc và lập mô hình không gian để mô tả động lực học phanh ĐXSMRM; 
Thiết lập hệ phương trình động lực học phanh đoàn xe; Mô phỏng các quá trình phanh đặc trưng 
trên đường thẳng và đường vòng; 
- Thí nghiệm xác định hàm hệ số bám x(sx) khi phanh của bánh xe trên đường khô và ướt; 
- Đánh giá hiệu quả phanh của ĐXSMRM; Đề xuất các giải pháp để nâng cao hiệu quả phanh. 
1.4.2 Bố cục luận án 
Luận án được bố cục gồm 4 chương: Mở đầu; Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu; 
Chương 2. Mô hình động lực học phanh ĐXSMRM; Chương 3. Khảo sát động lực học phanh 
ĐXSMRM; Chương 4. Thí nghiệm phanh ĐXSMRM; Kết luận và kiến nghị 
1.5 Tóm tắt chương 1 
Hiện nay ĐXSMRM được sử dụng rất nhiều ở các nước trên thế giới và ở Việt Nam. Đoàn xe 
SMRM mang lại nhiều lợi ích kinh tế, xã hội nhưng cũng gây ra nhiều tai nạn giao thông cần phải 
nghiên cứu khắc phục. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về hệ thống phanh 
ĐXSMRM và đạt được những kết quả rất khả quan; đã đề xuất áp dụng hệ thống phanh ABS trên 
ĐXSMRM ở Mỹ và Châu Âu. Ở Việt Nam còn ít công trình nghiên cứu về ĐXSMRM, chưa có 
công trình nghiên cứu về hiệu quả phanh ĐXSMRM được công bố và chưa có qui định bắt buộc sử 
dụng hệ thống phanh ABS trên ĐXSMRM. 
Hiện nay tiêu chí đánh giá hiệu quả phanh ĐXSMRM khi nghiên cứu chưa có công bố cụ thể. 
Khi nghiên cứu thường đánh giá hiệu quả phanh bởi hai tiêu chí chủ yếu là gia tốc phanh và ổn định 
quỹ đạo chuyển động thông qua góc lệch giữa thân XĐK và thân SMRM (K), trong đó tiêu chí ổn 
định chuyển động của đoàn xe khi phanh là quan trọng nhất [12, 19, 24, 33]. Để nghiên cứu hiệu 
quả phanh ĐXSMRM luận án chọn phương pháp nghiên cứu lý thuyết bằng mô hình không gian 
phi tuyến kết hợp với phương pháp thực nghiệm phanh ĐXSMRM trên đường. 
3 
Chương 2. MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC PHANH 
ĐOÀN XE SƠ MI RƠ MOÓC 
Đoàn xe SMRM là hệ nhiều vật, liên kết phức tạp. Mô hình động lực học phanh ĐXSMRM là 
mô hình tích hợp gồm mô hình cơ học hệ nhiều vật được mô tả bằng hệ phương trình Newton-Euler 
và mô hình xác định lực liên kết dạng thích nghi như mô hình lốp. Luận án chọn mô hình không 
gian để có thể mô tả đầy đủ cấu trúc ĐXSMRM và đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu. 
2.1 Phân tích cấu trúc ĐXSMRM 
Đoàn xe SMRM có 2 thân, gồm XĐK và SMRM liên kết với nhau bằng khớp yên ngựa. Liên 
kết giữa khối lượng được treo và không được treo của ĐXSMRM thông qua hệ thống treo nhíp, 
được mô tả bằng các nội lực hệ thống treo là các hàm phi tuyến. Liên kết giữa xe và đường thông 
qua các bánh xe đàn hồi chịu biến dạng ở phương thẳng đứng, phương ngang, thể hiện qua phản lực 
lốp-đường. 
Để thuận tiện cho việc lập mô hình, luận án chia ĐXSMRM nghiên cứu thành 8 khối lượng 
(vật) cơ bản như sau: Khối lượng được treo của XĐK là mc1 đặt tại trọng tâm C1 của XĐK; Khối 
lượng được treo của SMRM là mc2 đặt tại trọng tâm C2 của SMRM; Khối lượng không được treo 
của các cầu là mAi đặt tại trọng tâm Ai của các cầu (i=1÷6), như hình (2.2). 
Hình 2.1 Khối lượng đoàn xe sơmi-rơmooóc 
* Một số giả thiết để lập mô hình: ĐXSMRM đối xứng trục theo chiều dọc; Cầu xe không 
quay quanh trục y; Cầu xe chuyển động theo trục x và trục z cùng với khối lượng được treo; Bỏ qua 
đàn hồi và ma sát trong khớp yên ngựa, lực cản không khí và mô men quay bánh xe quanh trục z; 
Độ đàn hồi của hệ thống treo tuyến tính trong miền làm việc và phi tuyến khi chạm vấu giới hạn 
hành trình; Độ cứng hướng kính lốp không thay đổi khi chưa tách bánh. 
2.2 Phương pháp lập mô hình 
Để mô tả động lực học ĐXSMRM ta có thể sử dụng các phương pháp Newton-Euler, 
D’Alembert/Jourdain, Lagrange. Trong đó, phương pháp Newton-Euler đơn giản hơn, cho phép 
phân chia cấu trúc và lập trình theo mô đun, có thể xác định được các quan hệ nội hàm [6, 25]. 
2.2.1 Định nghĩa hệ tọa độ cho ĐXSMRM 
Để mô tả chuyển động của ĐXSMRM ta cần thiết lập một hệ tọa độ Descartes thuận bao gồm 
hệ toạ độ cố định G(OXYZ) và các hệ tọa độ vật B(Cxyz) như hình (2.2). 
2.2.2 Lực và mô men tác dụng lên ĐXSMRM 
Lực và mô men tác dụng lên ĐXSMRM như hình (2.3). 
4 
X
Y
x41
41
61
x12
y12
12
y21
x11
y11
11
xA1
yA1
A1
A1
O
yc2
c2
c2
K2
K1
yc1
c1
c1
c1
C1
zc1
xc1
12
11
z12
z11
z232
z42
z52z62
zA1
yk1
xk1
zk1
yk2
xk2
zk2
x32
y3232
232
x31
x22
y22
2
x21
A2
A2 xA2
yA2
y31
z231
31 231
z41
z51
z61
xA4
yA4
A4
xA5
yA5
A5
xA6
yA6
A6
x42
y4242
x52
y5252
x62
y6262
y41
x51
y51
51
x61
y61
A4
A5A6 4252
62
61
51 41
zA6 zA5 zA4
yA3
xA3
A3
zA3
zA2
A3
xc2
c2
C2
zc2
Hình 2.2 Hệ tọa độ cố định và hệ toạ độ vật của ĐXSMRM 
5 
Fx32
A1
A2
K2
K1
yc1
C1
zc1
xc1
Fky2
Fkx2
Fkz2
Fkx1
Fkz1 Fky1
Fy32
Fz32
Fz22
Fx22
Fy22
Fy21
Fx21
Fz21
Fz12
Fx12
Fy12
Fy11
Fx11
Mkx2
Mkx1
FR21
Fx31
Fy31
Fz31
FR31
FR32
FR22
M32
M22
M12
FR12
Fz11
FR11
M11
M21
c1
c1
c1
M31
xc2
yc2
c2
C2
zc2
c2
c2
Fx62
Fy62
A4A5
A6
Fz62
Fz61
Fy61
Fy52
Fx52
Fz52
Fy51
Fz42
Fx42
Fy42
Fy41
Fx41
Fz41
M52M62
FR62 FR52
M42
M41
FR42
Fx61
FR61
Fx51
Fz51
FR51
FR41
M51M61
A3
Hình 2.3 Ngoại lực tác dụng lên ĐXSMRM 
6 
2.3 Phương trình động lực học ĐXSMRM trong mặt phẳng đường (OXY) 
2.3.1 Phương trình động lực học XĐK trong mặt phẳng đường (OXY) 
Dựa vào hệ phương trình Newton-Euler, ta có thể viết hệ phương trình động lực học XĐK 
trong mặt phẳng đường như sau: 
3
c1 Ai c1 c1 c1 x11 R11 11 x12 R12 12 y11 11
1
y12 12 R 21 R 22 R31 R32 x 21 x22 x31 x32 wx1 kx1
( m m )( x y ) ( F F )cos ( F F )cos F sin
F sin ( F F F F ) ( F F F F ) F F
   

  
 (2.1) 
3
c1 Ai c1 c1 c1 x11 R11 11 x12 R12 12
1
y11 11 y12 12 y 21 y 22 y31 y 32 ky1
( m m )( y x ) ( F F ) sin ( F F )sin
F cos F cos ( F F F F ) F
  
 
  
 (2.2) 
zc1 c1 x11 R11 11 x12 R12 12 y11 11 y12 12 1
x12 12 x11 11 y11 11 y12 12 R11 11 R12 12 1
x 22 x 21 R 21 R 22 2 x32 x31 R31 R3 3 y 21 y 22
J [( F F )sin ( F F ) sin F cos F cos ]l
( F cos F cos F sin F sin F cos F cos )b
( F F F F )b ( F F F F )b ( F F )
    
     

2
y31 y32 3 ky1 k 1
l
( F F )l F l 
 (2.3) 
l 1
l 2
l k1
l 3 y c
1
F
x1
2
F x
12
co
s
F R
12
co
s
Hình 2.4 Sơ đồ động lực học XĐK trong mặt phẳng đường 
2.3.2 Phương trình động lực học SMRM trong mặt phẳng đường (OXY) 
Hệ phương trình động lực học SMRM trong mặt phẳng đường là: 
6
c 2 Ai c 2 c 2 c 2 x 41 R 41 x 42 R 42
4
x 51 R 51 x 52 R 52 x 61 R 61 x 62 R 62 kx 2
( m m )( x y ) ( F F ) ( F F )
( F F ) ( F F ) ( F F ) ( F F ) F
 
  
 (2.4) 
6
c 2 Ai c 2 c 2 c 2 ky 2 y 41 y 42 y 51 y 52 y 61 y 62
4
( m m )( y x ) F F F F F F F    (2.5) 
zc 2 c 2 x 42 x 41 R41 R42 4 x 52 x 51 R51 R52 5
x62 x61 R61 R62 6 ky 2 k 2 y 41 y 42 4
y 51 y 52 5 y 61 y 62 6
J ( F F F F )b ( F F F F )b
( F F F F )b F l ( F F )l
( F F )l ( F F )l
 

 (2.6) 
7 
yc2
xc2
lk2
l4
l5
l6
2b
6
F
x62
F
y62
F
x61
F
y61
F
x52
F
y52
F
x51
F
y51
F
x42
F
y42
F
x41
F
y41
Fky
2
Fkx
2
2b
5
2b
4
F
R
42
F
R
52
F
R
62
F
R
61
F
R
51
F
R
41
Hình 2.5 Sơ đồ động lực học SMRM trong mặt phẳng đường 
2.4 Phương trình động lực học khối lượng được treo phương thẳng đứng 
2.4.1 Phương trình động lực học XĐK phương thẳng đứng 
c1 c1 c1 c1 C 11 K 11 C 12 K 12 C 231
K 231 C 232 K 232 kz1
m ( z x ) F F F F F
F F F F
 
 (2.7)
 yc1 c1 C11 K11 C12 K12 1 kz1 k1 kx1 c1 k1
2 3
C231 K231 C232 K232 wx1 w1 c1
' ' ' '
x11 x12 c1 1 x231 x232 c1 23 11 12
J ( F F F F )l F l F ( h h )
l l
( F F F F ) F ( h h )
2
( F F )( h r ) ( F F )( h r ) M M

 (2.8) 
1c 
h
c1
3 j 
A3 3jyJ 
A3 1cm x
2j 
A2 2jyJ 
A2 1cm x
1j 
1 1jyAJ 
A1 1cm x
h
k1
Aij ij Aiz
h
w
1
1j

1j 1 jJ 
Hình 2.6 Sơ đồ động lực học XĐK phương thẳng đứng 
2.4.2 Động lực học SMRM phương thẳng đứng 
8 
2c 
6j 
A6j 6jyJ 
A6j 2cm x
2 j

2 j 2 jJ 
3 j

3 j 3 jJ 
5j 
A5j 5jyJ 
A5j 2cm x 4j
A4j 4jyJ 
A4j 2cm x
Aij ij Aiz
Hình 2.7 Sơ đồ động lực học SMRM phương thẳng đứng 
c 2 c 2 c 2 c 2 C 41 K 41 C 42 K 42 C 51 K 51
C 52 K 52 C 61 K 61 C 62 K 62 kz 2
m ( z x ) F F F F F F
F F F F F F F
 
 (2.9)
 yc2 c2 C41 K41 C42 K42 4 C51 K51 C52 K52 5 62
' '
C61 K61 C62 K62 6 x41 x42 c2 4 41 42 51 52
' ' ' '
x51 x52 c2 5 kx2 c2 k2 kz2 k2 x61 x62 c2 6 61
J ( F F F F )l ( F F F F )l M
( F F F F )l ( F F )(h r ) M M M M
( F F )(h r ) F (h h ) F l ( F F )( h r ) M

 (2.10) 
2.5 Phương trình động lực học ngang ĐXSMRM 
2.5.1 Phương trình động lực học ngang XĐK 
a. Phương trình lắc ngang quanh trục x của khối lượng được treo XĐK: 
i 3 i 3
xc1 c1 Ci2 Ki2 Ci1 Ki1 i i c1 Bi kx1
i 1 i 1
J (F F F F )w F(h h ) M
   (2.11) 
b. Hệ phương trình động lực học ngang của cầu 1, 2, 3 XĐK: 
Ai Ai Ai Ai CLij KLij Cij Kijm (z y ) F F F F 
  (2.12÷2.14) 
Ai Ai Ai Ai i yijm ( y z ) F F 
  (2.15÷2.17) 
j 2
Axi Ai Ci1 Ki1 Ci2 Ki2 i CLi2 KLi2 CLi1 KLi1 i yij ij Aij i Bi i
j 1
J (F F F F )w (F F F F )b F (r ) F(h r ) 
  (2.18÷2.20) 
2.5.2 Phương trình động lực học ngang SMRM 
a. Phương trình lắc ngang quanh trục x của khối lượng được treo SMRM là: 
i 3 i 3
xc2 c2 Ci2 Ki2 Ci1 Ki1 i i c2 Bi kx2
i 1 i 1
J ( F F F F )w F(h h ) M
   (2.21) 
b. Hệ phương trình động lực học ngang của cầu 4, 5, 6 SMRM: 
Ai Ai Ai Ai CLij KLij Cij Kijm (z y ) F F F F 
  (2.22÷2.24) 
9 
Ai Ai Ai Ai i yijm ( y z ) F F 
  (2.25÷2.27) 
j 2
Axi Ai Ci1 Ki1 Ci ...  góc của bánh xe phanh, cảm biến đo lực kéo ĐXSMRM thí nghiệm, cảm biến đo gia tốc 
thẳng đứng thân xe, cảm biến đo gia tốc thẳng đứng cầu xe, bộ thu nhận và xử lý tín hiệu NI, máy 
tính, phần mềm thí nghiệm Measurement & Automation 
20 
4.4.2 Lắp đặt cảm biến và thiết bị thí nghiệm 
Lắp cảm biến đo gia tốc thẳng đứng thân xe và cảm biến đo gia tốc thẳng đứng cầu xe; Lắp 
cảm biến đo vận tốc góc bánh xe phanh cầu số 6 và cảm biến đo vận tốc góc bánh xe không phanh 
cầu số 5; Lắp cảm biến đo lực dọc đoàn xe; Đấu dây các cảm biến với bộ thu nhận và xử lý tín hiệu 
NI. 
4.4.3 Quá trình thí nghiệm 
Quá trình thí nghiệm đo động lực học phanh ĐXSMRM trên đường khô và đường ướt được 
thực hiện theo các bước như sau: Cân tải trọng ĐXSMRM thí nghiệm; Lắp đặt cảm biến theo sơ đồ; 
Kết nối cảm biến với thiết bị đo; Khởi động thiết bị đo và đoàn xe thí nghiệm. 
Tiến hành thí nghiệm đo các thông số động lực học phanh đoàn xe theo trình tự như sau: Khởi 
động động cơ xe kéo; Khởi động động cơ ĐXSMRM thí nghiệm để bơm khí vào bình chứa hệ 
thống phanh; Tài xế xe kéo khởi hành từ từ để kéo ĐXSMRM thí nghiệm chạy trên đường nhựa 
khô; Tài xế ĐXSMRM thí nghiệm không vào số, chỉ giữ vô lăng cho ĐXSMRM thí nghiệm chạy 
thẳng; Khi ĐXSMRM thí nghiệm chạy ổn định và đạt vận tốc thí nghiệm (30km/h, 40km/h, 
50km/h) thì tài xế ĐXSMRM thí nghiệm tiến hành phanh; Trong khi đó tài xế xe kéo vẫn giữ ga ổn 
định cho đến khi bánh xe phanh bị trượt thì dừng lại; Lưu kết quả thí nghiệm vào máy tính, tắt phần 
mềm thí nghiệm. 
Hình 4.3 Xe kéo và ĐXSMRM thí nghiệm 
4.5 Kết quả thí nghiệm 
Kết quả thí nghiệm xác định được 6 thông số đo trực tiếp gồm: Vận tốc góc bánh xe phanh 
cầu số 6 ( )6  ; Vận tốc góc bánh xe không phanh cầu số 5 ( )5  ; Lực kéo đoàn xe SMRM thí 
nghiệm (Fmk); Gia tốc thẳng đứng cầu xe số 6 ( )6
 ; Gia tốc thẳng đứng thân xe tại cầu số 6 ( )6z ; 
Khối lượng phân bố lên các cầu xe: (Mcau1, Mcau2, Mcau3, Mcau4, Mcau5, Mcau6). 
Dựa vào 6 thông số xác định được bằng thực nghiệm ta xác định được các thông số gián tiếp 
như sau: Xác định phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe cầu 6 (Fz6) theo công thức 
(4.7); Xác định lực dọc (Fx) theo công thức (4.12); Xác định hệ số bám của bánh xe số 6 6 ( )x t 
theo công thức (4.13); Xác định hệ số trượt của bánh xe số 6 sx6(t) theo công thức (4.14, 4.15). 
Từ hệ số bám của bánh xe số 6 
6
( )
x
t và hệ số trượt của bánh xe sx6(t) ta xác định được 
hàm hệ số bám của bánh xe theo hệ số trượt của bánh xe số 6 
x6 x6
( s ) , như hình (4.20, 4.21). 
21 
Hình 4.4 Hàm hệ số bám của bánh xe khi phanh trên đường khô tại 50km/h 
Hình 4.5 Hàm hệ số bám của bánh xe khi phanh trên đường ướt tại 50km/h 
4.6 Kiểm chứng mô hình 
Để kiểm chứng đánh giá độ chính xác của mô hình động lực học phanh ĐXSMRM so với 
thực tế, luận án khảo sát mô hình động lực học phanh ĐXSMRM với điều kiện đầu vào giống với 
điều kiện thí nghiệm ĐXSMRM trên đường thực tế và so sánh kết quả đầu ra của mô phỏng với kết 
quả thu được từ thực nghiệm. 
Khảo sát ĐXSMRM ở vận tốc 50km/h trên đường khô có hệ số bám φxmax=0,876; 
φxmin=0,736; lực phanh cực đại Fxmax = 33013N; phanh tại thời điểm t = 0,5s; thời gian từ khi bắt 
đầu phanh đến khi lực phanh đạt giá trị cực đại là 0,95s. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm của lực 
phanh và phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe cầu 6 bên phải 62 được thể hiện 
trong các đồ thị sau: 
Hình 4.6 Lực phanh bánh xe 62 trên đường khô tại 50km/h 
22 
Hình 4.7 Phản lực thẳng đứng bánh xe 62 khi phanh trên đường khô tại 50km/h 
Để tính sai số của đồ thị xác định bằng thí nghiệm và mô phỏng NCS lấy giá trị lực phanh và 
phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe tại các thời điểm t1, t2,..., tn của đồ thị xác định 
bằng thí nghiệm (giá trị A1, A2, ... An) và đồ thị xác định bằng mô phỏng (giá trị B1, B2, ... Bn). Sử 
dụng hàm ABS trong Excell để tính sai số của 2 đồ thị tại các thời điểm t1, t2, ... tn (giá trị C1, C2, ... 
Cn) với “C” “=ABS((A-B)/B)”. Sử dụng hàm AVERAGE trong Excell để tính sai số trung bình của 
2 đồ thị. 
Sai lệch trung bình giữa kết quả mô phỏng và thí nghiệm phanh ĐXSMRM ở vận tốc 50km/h 
trên đường khô là 17,53%. Trong đó sai lệch trung bình giữa kết quả mô phỏng và thí nghiệm của 
lực phanh là 13,81% và phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe là 21,25% như hình 
(4.22). 
Hình 4.8 Sai lệch giữa kết quả thí nghiệm và mô phỏng 
4.7 Kết luận chương 4 
Chương 4 đã xây dựng được phương pháp thí nghiệm và hệ thống thí nghiệm động lực học 
đoàn xe với hệ thống đo gồm thiết bị đo NI USB 6210 của hãng National Instrument, USA; các 
card chuyển đổi tín hiệu xung (Encoder) sang tín hiệu số để đưa vào NI; các cảm biến gia tốc 3 
phương MMA7361 LC-XYZ của hãng Freescale Semiconductor; cảm biến Loadcell ZSGB-A30T. 
Hệ thống đo được xử lý bằng phần mềm Labview Measurement & Automation trên máy PC. Thiết 
bị đo hiện đại và có thể mở rộng 16 kênh. Hệ thống thí nghiệm có thể sử dụng để nghiên cứu thực 
nghiệm quay vòng quá độ và quay vòng ổn định, phanh đoàn xe trên đường thẳng và trên đường 
vòng. 
Thí nghiệm đã đo 5 thông số là (i) lực kéo , (ii) số vòng quay bánh xe phanh, (iii) số vòng 
quay bánh xe tự do, (iv) gia tốc phương thẳng đứng của khối lượng được treo và (v) không được 
treo để xác định phản lực cầu số 6. Đã thí nghiệm động lực học phanh ĐXSMRM trên đường thẳng 
khô và ướt. Hệ thống thí nghiệm đo đồng thời 5 thông số động lực học phanh ĐXSMRM, hệ thống 
có độ tin cậy và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Sai số giữa thí nghiệm và mô phỏng lý thuyết 
trung bình khoảng 13,8% đối với đo lực tiếp tuyến, 21,25% khi đo tải phương thẳng đứng. 
Thí nghiệm đã xác định được hàm hệ số bám của bánh xe theo hệ số trượt x x( s ) khi 
phanh trên đường nhựa khô và đường ướt làm đầu vào cho mô hình khảo sát. Kết quả thí nghiệm 
trên đường Võ Văn Kiệt, phường 9, thành phố Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long ở trạng thái khô có hệ số 
23 
bám ax 0,876xm , min 0,736x , tương đương các loại đường trong khu vực và quốc tế [34]. Hệ 
số bám ở trạng thái ướt được xác định có giá trị là ax 0,722xm , min 0,576x . 
Hạn chế của thí nghiệm: Hệ thống thí nghiệm trên có thể đo thêm gia tốc phanh nhưng tác giả 
đã sơ suất không nhận ra. Nếu đo được thì phần kiểm chứng mô hình có thể được kết luận với độ tin 
cậy cao hơn. Thí nghiệm sẽ đơn giản hơn không cần đo lực kéo. 
 Đề xuất hệ thống đo mới: Ngoài những cảm biến đã nêu ở trên, hệ thống đo cần hai cảm biến 
đo mô men bánh xe và một cảm biến đo góc quay vô lăng thì bài toán kiểm chứng mô hình sẽ có 
sức thuyết phục hơn (hiện ở Việt Nam ĐH SPKT Nam Định có cảm biến đo mô men bánh xe cho 
xe con). Với hệ thống đo đó có thể thí nghiệm hầu hết các Thủ tục thí nghiệm động lực học đoàn xe 
theo ISO 14792, ISO 14793 [12], ISO 14794:2011 [24]. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Nghiên cứu hiệu quả phanh ô tô là một lĩnh vực được rất nhiều nhà khoa học trong nước và 
trên thế giới quan tâm. Tuy nhiên, nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số bám và kỹ thuật điều khiển đến 
hiệu quả phanh ĐXSMRM chưa có công trình nghiên cứu công bố ở Việt Nam. Sau thời gian thực 
hiện luận án đã hoàn thành được những nội dung cơ bản như mục tiêu ban đầu đã đề ra. 
1. Kết quả đạt được và đóng góp mới của luận án 
1.1. Các kết quả đã đạt được 
1. Đã xây dựng được mô hình động lực đoàn xe SMRM có đặc điểm sau: Mô hình động lực 
học phanh đoàn xe là mô hình lai (Hybrid Model) gồm một mô hình Hệ nhiều vật MBS và các mô 
hình Thích nghi (Adaptive Model); Mô hình mô phỏng được mô đun hóa cho phép thay đổi tham số 
khảo sát và xác định nội hàm cho các bài toán điều khiển sau này. Đặc điểm của mô hình là cho 
trước các thông số ngoại cảnh như hệ số bám, phản ứng của lái xe như tăng tốc, phanh, quay vô 
lăng để khảo sát hầu hết các trạng thái chuyển động bình thường cho đến trạng thái tới hạn. Mô 
hình có thể mô phỏng hầu hết các trạng thái động lực học phanh đoàn xe; cho phép khảo sát các quá 
trình phanh đoàn xe khi mô phỏng ảo trong giai đoạn tiền thiết kế và mô phỏng điều kiện thực trước 
khi thí nghiệm. Có thể sử dụng mô hình trên để khảo sát phân bố lực phanh lý tưởng cho bài toán 
điều hòa lực phanh; có thể đùng mô hình trên để nghiên cứu ABS và nghiên cứu hệ thống ổn định 
đoàn xe ESP. 
2. Đã xây dựng được một quy trình đo và hệ thống thí nghiệm động lực học phanh đoàn xe 
SMRM. Quy trình và hệ thống đo cũng có thể được sử dụng cho các thí nghiệm động lực học như 
phanh, tăng tốc. Nếu mở rộng có thể thí nghiệm quay vòng quá độ quay vòng ổn định. Hệ thống đo 
có độ tin cậy cho nghiên cứu động lực học. Có thể sử dụng quy trình đo và hệ thống thí nghiệm 
trong nghiên cứu khoa học và giảng dạy trong các trường Đại học. 
3. Đã khảo sát lý thuyết 12 trạng thái đặc trưng gồm: ảnh hưởng của vận tốc, hệ số bám, độ 
lệch phanh, cường độ phanh. Kết quả khảo sát chỉ ra rằng, khi phanh đoàn xe yếu tố mất ổn định 
phanh là nghiêm trọng hơn là gia tốc phanh. Vì vậy nhu cầu thiết kế ABS và điều khiển ổn định 
hướng đoàn xe có tính cấp thiết. 
1.2. Về phương pháp 
Đã vận dụng Phương pháp tách cấu trúc Hệ nhiều vật, mô đun hóa cấu trúc chương trình mô 
phỏng, cho phép dễ dàng thay đổi tham số khi tối ưu kết cấu. Mô hình lai là dạng kết hợp một Mô 
hình cơ học với các Mô hình thích nghi mô tả các liên kết cho phép chính xác hóa mô hình sát với 
các điều kiện vận hành vốn thay đổi thường xuyên. Điểm mới về phương pháp là đã vận dụng hợp 
lý Phương pháp tách cấu trúc hệ nhiều vật, mô tả các vật chuyển động trong hệ tọa độ tương đối và 
sử dụng hệ phương trình Newton-Euler, lập trình theo cấu trúc mô đun. Với phương pháp này có 
thể lập mô hình động lực học cho ô tô kéo moóc và có thể lập mô hình cho các đoàn xe khác nhau 
với số khâu liên kết lớn hơn 2. 
24 
2. Ý nghĩa thực tiễn 
- Mô hình và chương trình mô phỏng cho phép khảo sát động lực học chuyển động ô tô kéo 
moóc nhằm tìm ra quy luật và giới hạn mất ổn định của ĐXSMRM, giúp cho lái xe có cơ sở điều 
khiển ĐXSMRM hoạt động ổn định và an toàn. Ngoài ra, các thông số trên có thể làm tài liệu tham 
khảo quan trọng giúp cho các công ty chế tạo đoàn xe và nghiên cứu thay đổi kết cấu, cải tiến sản 
phẩm; các hướng nghiên cứu và kết quả nghiên cứu có thể sử dụng làm cơ sở cho các nhà quản lý, 
nhà quy hoạch giao thông ban hành các quy định về tiêu chuẩn thiết kế, chế tạo, đăng kiểm, vận 
hành và khai thác ĐXSMRM, luận án cũng có thể được dùng làm tài liệu tham khảo cho đào tạo. 
- Tuy hiện tại các thử nghiệm động lực theo ISO-14792/93 chưa có hiệu lực nhưng khi Việt 
Nam hội nhập thì việc thực hiện các Thủ tục thí nghiệm trên là cần thiết. Những nghiên cứu trên là 
kết quả ban đầu để thực hiện ISO-14792/93 mà Viêt Nam đang dự thảo. 
- Đóng góp về phương pháp: Phương pháp tách cấu trúc hệ nhiều vật dạng mô hình lai gồm 
mô hình cơ học và mô hình thích nghi xác định các liên kết; phương pháp mô đun hóa cấu trúc và 
chương trình mô phỏng thuận tiện cho các bài toán tối ưu tham số và điều khiển. 
- Xây dựng hệ thống thí nghiệm động lực học và quy trình thử nghiệm động lực học đoàn xe. 
3. Hướng nghiên cứu tiếp theo 
- Hướng hoàn thiện mô hình: Để hoàn thiện mô hình ĐXSMRM gần sát với thực tế cần phải 
mô tả động lực học hệ thống lái và hệ thống treo nhằm mô tả góc quay trục đứng khác nhau giữa 
cầu và thân xe. Liên kết từ vô lăng đến bánh xe là liên kết động lực học, không thể bỏ qua yếu tố 
này. Hạn chế của mô hình: do giả thiết đoàn xe đối xứng trục dọc nên không khảo sát được trạng 
thái lệch tải ngang. Đoàn xe có kết cấu khung dài nên cần mô tả khung xoắn thì kết quả sẽ chính 
xác hơn. 
- Để nâng cao hiệu quả phanh, nhằm làm giảm tai nạn giao thông của ĐXSMRM, hướng tiếp 
theo sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của phản ứng lái xe đến hiệu quả phanh ĐXSMRM; Luận án này chỉ 
nghiên cứu động lực học phanh ĐXSMRM, chưa nghiên cứu ảnh hưởng từ bàn đạp phanh đến cơ 
cấu phanh cũng như không nghiên cứu phản ứng của lái xe khi phanh. 
- Hướng hoàn thiện thí nghiệm: Để nâng cao độ chính xác của mô hình cần có thí nghiệm 
kiểm chứng đầy đủ hơn. Trong điều kiện của các trường đại học khó có thể trang bị cảm biến đo mô 
men. Hợp lý nhất là xác định mô men đầu vào cho mô hình bằng phương pháp gián tiếp như đã 
trình bày. Vì điều kiện thí nghiệm hạn chế nên không đo trực tiếp mô men đầu vào cho mô phỏng. 
Kết quả sẽ chính xác nếu đo được mô men tại tất cả các bánh xe nhưng điều này đến thời điểm này 
ở Việt Nam rất khó thực hiện. 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH 
ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 
[1] Nguyen Thanh Tung, Vo Van Huong, Phan Tuan Kiet, Nguyen Huu Huong (2012) A 
research on braking efficiency of tractor semi-trailer by pitch-plane model. The 2nd 
International conference on automotive technology, engine and alternative fuels, 
ICAEF2012, pp.80-84 
[2] Nguyễn Thanh Tùng, Võ Văn Hường, Phan Tuấn Kiệt (2013) Khảo sát trạng thái quay 
vòng tích hợp phanh của đoàn xe bằng mô hình động lực học hai dãy. The 13th 
Conference on science and technology automotive and internal combustion engine 
engineering, University of Technology,VNU-HCM, pp.140-143 
[3] Nguyễn Thanh Tùng, Võ Văn Hường, Nguyễn Phú Hùng, Phan Tuấn Kiệt (2015) 
Phương pháp thực nghiệm xác định hàm truyền lực dọc khi phanh của bánh xe đàn hồi. 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ – Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội, số 27.2015, trang 
230-232 
[4] Nguyen Thanh Tung, Vo Van Huong (2015) Experimental research on coefficent of slip 
at brake time of tractor semi-trailer. The International Conference on Automotive 
Technology for Vietnam, ICAT 2015, pp. 
[5] Phan Tuấn Kiệt, Võ Văn Hường, Nguyễn Thanh Tùng (2013) Nghiên cứu giải pháp 
nâng cao hiệu quả phanh. Tạp chí Khoa học công nghệ Giao thông vận tải – Trường ĐH 
Giao thông vận tải TPHCM, số 9.2013, trang 106-110 
[6] Nguyễn Thanh Tùng, Võ Văn Hường, Nguyễn Phú Hùng (2016) Nghiên cứu ảnh hưởng 
của hệ số bám đến hiệu quả phanh đoàn xe sơmi-rơmoóc trong đường vòng. Tạp chí Cơ 
khí Việt Nam, số 7.2016, trang 10-15 
[7] Nguyễn Thanh Tùng, Võ Văn Hường, Nguyễn Phú Hùng (2016) Nghiên cứu ảnh hưởng 
của vận tốc bắt đầu phanh đến hiệu quả phanh đoàn xe sơmi-rơmoóc trên đường vòng 
ướt. Tạp chí Giao thông vận tải, số 8.2016, trang 117-119 
[8] Nguyễn Thanh Tùng, Võ Văn Hường, Nguyễn Phú Hùng (2016) Nghiên cứu ảnh hưởng 
của chất lượng đường đến hiệu quả phanh đoàn xe sơmi-rơmoóc trên đường thẳng. Hội 
nghị khoa học và công nghệ lần thứ 9, Câu lạc bộ Cơ khí - Động lực, Học viện Kỹ thuật 
Quân sự, 02/10/2016, CKDL9-077 
[9] Nguyễn Thanh Tùng, Võ Văn Hường, Nguyễn Phú Hùng (2016) Nghiên cứu ảnh hưởng 
của cường độ phanh đến hiệu quả phanh đoàn xe sơmi-rơmoóc. Hội nghị khoa học và 
công nghệ toàn quốc về Cơ khí - Động lực 2016, tập 3, Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội, 
13/10/2016, trang 14-18 
[10] Nguyễn Thanh Tùng, Võ Văn Hường, Nguyễn Phú Hùng (2016) Nghiên cứu ảnh 
hưởng của chất lượng đường đến hiệu quả phanh đoàn xe sơmi-rơmoóc trên đường 
thẳng. Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 9.2016, trang 286-290