Ảnh minh họa
Theo đề tải nghiên cứu, tải trọng động của xe xuất hiện trong quá trình vận hành, bị ảnh hưởng bởi vận tốc chuyển động, loại đường sử dụng và mức tải. Tải trọng động một mặt tác động đến xe ảnh hưởng đến độ bền chi tiết, an toàn động lực học, mặt khác ảnh hưởng đến đường gây ra các hư hỏng. Với mỗi loại đường cần xác định vận tốc an toàn giới hạn đảm bảo vừa thân thiện với đường, vừa an toàn cho xe. Để có cơ sở xác định vận tốc an toàn giới hạn, khuyến cáo cho người sử dụng, bài báo thực hiện mô phỏng trên sơ-mi rơ-moóc (SMRM) 3 trục sử dụng hệ thống treo khí nén, đánh giá theo tiêu chí hệ số tải trọng động DLC, hệ số áp lực đường động DLSF, hệ số tải trọng kdmax và kdmin. Kết quả nghiên cứu cho thấy, với đường ngẫu nhiên loại A, B, C xe có thể chạy đến 100 km/h vẫn đảm bảo yêu cầu về tải trọng động và an toàn động lực học, với đường loại D chỉ nên chạy với vận tốc không quá 50 km/h, với đường loại E, F chỉ nên chạy với vận tốc không quá 20 km/h.
Khi xe chuyển động, tải trọng bánh xe tác dụng xuống đường là tổng hợp của hai thành phần: tải trọng tĩnh và tải trọng động. Tải trọng tĩnh sinh ra do khối lượng của xe và hàng hóa, tùy mức khối lượng hàng hóa (từ không tải đến đầy tải) mà thành phần này thay đổi trong một dải. Tải trọng tĩnh được sử dụng để xác định giới hạn tải trọng, giá trị giới hạn tùy thuộc vào quy định của mỗi quốc gia.
Tải trọng động sinh ra trong quá trình dao động của xe dưới kích động của mặt đường, là yếu tố tác động hai chiều, một mặt tác động đến xe ảnh hưởng đến độ bền chi tiết, an toàn động lực học; mặt khác tác động đến đường gây ra các hư hỏng. Kích động mặt đường là ngẫu nhiên, có tính chu kỳ, gây ra tải trọng động cũng có tính ngẫu nhiên và chu kỳ, tác động trở lại làm cho mặt đường dao động, gây ra nứt tế vi cho đường. Ở hành trình nén, tải trọng động tăng, làm tăng tải trọng tác dụng xuống đường, đồng thời tăng phản lực bánh xe ảnh hưởng đến độ bền chi tiết. Tải trọng động ở hành trình trả giảm, dẫn đến giảm các lực truyền dọc và ngang của bánh xe, có thể xảy ra hiện tượng tách bánh, gây mất khả năng truyền lực, tính dẫn hướng, ảnh hưởng đến an toàn động lực học của xe. Do đó, khi nghiên cứu về tải trọng động phải được đặt trong mối liên hệ đường - xe.
Độ lớn của tải trọng động truyền đến đường liên quan đến dao động của xe, bị ảnh hưởng bởi yếu tố thiết kế và yếu tố vận hành xe. Các yếu tố thiết kế bao gồm khối lượng toàn bộ của xe, phân bố khối lượng trên các trục, kích thước hình học xe, đặc tính hệ thống treo và đặc tính lốp. Các yếu tố vận hành bao gồm vận tốc xe, loại đường và mức tải (khối lượng hàng hóa chuyên chở).
Ứng với mỗi loại đường, cần xác định vận tốc an toàn giới hạn đảm bảo vừa thân thiện với đường, vừa an toàn cho xe. Để có cơ sở xác định vận tốc an toàn giới hạn, khuyến cáo cho người sử dụng, bài báo thực hiện mô phỏng trên SMRM 3 trục sử dụng hệ thống treo khí nén, đánh giá theo tiêu chí hệ số tải trọng động (Dynamic load coefficient-DLC), hệ số áp lực đường động (Dynamic load stress factor-DLSF), hệ số tải trọng kdmax và kdmin.
Trong quá trình vận hành, việc xác định vận tốc an toàn giới hạn theo loại đường là cần thiết, để đảm bảo tính thân thiện với đường, độ bền chi tiết và an toàn động lực học của xe. Vận tốc giới hạn này được xác định thông qua giới hạn của 4 tiêu chí đánh giá: DLC, DLSF, kdmax, kdmin.
Kết quả mô phỏng chỉ ra rằng, với đường loại A, B, C, xe có thể chạy đến 100 km/h vẫn đảm bảo các tiêu chí thân thiện với đường, đảm bảo độ bền chi tiết và an toàn động lực học của xe. Với đường loại D xe chỉ nên chạy với vận tốc không quá 50 km/h; đường loại E, F đã xuất hiện hiện tượng tách bánh, xe chỉ nên chạy với vận tốc không quá 20 km/h.
Các kết quả khảo sát này có thể làm cơ sở nghiên cứu về phanh, tăng tốc khi xảy ra hiện tượng tách bánh, đồng thời có thể khuyến cáo cho người sử dụng nên chạy xe ở vận tốc phù hợp với từng loại đường.