|
Trong những năm qua, nước ta đã đưa vào sử dụng những tuyến đường bộ cao tốc phục vụ phát triển đất nước và hệ thống đường bộ cao tốc đã và đang phát triển mạnh trong những năm gần đây. Cùng với đó, một vấn đề được đặt ra trước mắt là phải khai thác an toàn và có hiệu quả các tuyến đường cao tốc. Qua thực tế cho thấy, có nhiều sự cố, trục trặc kỹ thuật chủ yếu tập trung vào động cơ và lốp xe đã xảy ra khi xe lưu thông trên đường cao tốc. Có nhiều nguyên nhân khác nhau có thể dẫn đến các sự cố này như tình trạng chở quá tải, kỹ năng vận hành của người lái xe, tình trạng kỹ thuật của phương tiện …
Để đảm bảo lưu thông an toàn trên đường cao tốc, chúng ta cùng nhau nghiên cứu để hiểu rõ hơn một số đặc điểm và tác động của chế độ vận hành cũng như những quy định liên quan đến việc kiểm tra, bảo dưỡng kỹ thuật thường xuyên, định kỳ nhằm tránh để xảy ra sự cố khi vận hành xe nói chung và vận hành xe trên đường cao tốc nói riêng.
Trên đường cao tốc, ô tô thường chuyển động với tốc độ trung bình cao và duy trì tốc độ cao trong một thời gian dài. Chế độ vận hành này có một số đặc điểm cần quan tâm để có cách thức vận hành xe một cách phù hợp.
1. Đặc điểm của chế độ vận hành trên đường cao tốc:
- Các loại lực cản: ngoài lực cản dốc (đặc trưng cho điều kiện đường), các loại lực cản khác tác động đến quá trình chuyển động của ô tô bao gồm: sức cản khí động, sức cản lăn, sức cản quán tính và tổn thất trong hệ thống truyền lực.
- Lực cản lăn: phụ thuộc chủ yếu vào khối lượng phương tiện, tuy nhiên khi hoạt động ở tốc độ cao, cả vận tốc và khối lượng phương tiện đều tác động đến lực cản lăn. Khi sức cản lăn tăng sẽ làm tăng công suất đối với động cơ và tăng mức tiêu thụ nhiên liệu.
- Lực quán tính: là nhân tố quan trọng nhất trong quá trình gia tốc phương tiện từ tốc độ ban đầu thấp (tăng tốc với gia tốc a=0,5m/s2: ở tốc độ 30 km/h lực quán tính chiếm 73% công suất động cơ, ở tốc độ 90 km/h lực quán tính chiếm 52% công suất động cơ).
- Sức cản khí động: phụ thuộc vào hình dạng và diện tích mặt cắt ngang của phương tiện (tăng tốc với gia tốc a=0,5m/s2: ở tốc độ 30 km/h lực cản khí động tiêu tốn 5% công suất động cơ, ở tốc độ 90 km/h lực cản khí động tiêu tốn 27% công suất động cơ).
- Tổn thất trong hệ thống truyền lực: chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu và chất lượng gia công bề mặt các chi tiết thuộc hệ thống, chất lượng dầu/mỡ bôi trơn… phần tổn thất này ít thay đổi theo chế độ vận hành của xe.
2. Chế độ làm việc của động cơ:
- Với cùng một điều kiện như tải trọng chuyên chở, điều kiện thời tiết, tình trạng kỹ thuật của động cơ, của phương tiện, độ dốc…, khi phương tiện vận hành trên đường cao tốc, do phải đảm bảo tốc độ chuyển động lớn trong một thời gian dài nên động cơ phải làm việc ở chế độ phụ tải nhiệt rất nặng nề. Ở chế độ này, các hệ thống của động cơ như hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống nạp/thải…phải làm việc gần với công suất lớn nhất theo thiết kế, do vậy dễ xảy ra các trục trặc liên quan đến động cơ như: sôi nước làm mát hoặc nhiệt độ làm mát quá cao, cháy dây đai dẫn động quạt gió, bơm nước...
- Khi tăng tốc độ quay trục khuỷu sẽ làm giảm hiệu suất có ích của động cơ: Hiệu suất có ích của động cơ phụ thuộc và chất lượng quá trình tạo hỗn hợp cháy và hiệu suất cơ khí. Khi động cơ làm việc ở tốc độ quay trục khuỷu cao, quá trình tạo hỗn hợp và quá trình cháy bị suy giảm, hiệu suất cơ khí giảm (do bôi trơn khó khăn hơn, giảm hệ số nạp…) dẫn đến giảm hiệu suất có ích của động cơ.
- Khi tăng tốc độ quay trục khuỷu sẽ làm hệ thống làm mát phải làm việc ở chế độ nặng nề hơn: hệ thống làm mát quyết định đến nhiệt độ làm việc tối ưu của động cơ, nhiệt độ nước làm mát quá cao hoặc quá thấp đều không tốt (tốt nhất 80-90 độ C).
- Khi động cơ hoạt động ở tốc độ quay trục khuỷu cao, lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình công tác tăng, số chu trình công tác trong một đơn vị thời gian tăng dẫn tới nhiệt độ động cơ tăng. Khi nhiệt độ động cơ quá cao sẽ gây ra các hậu quả xấu như:
+ Thổi đệm nắp máy, rạn nứt xy-lanh, nắp máy, gây bó kẹt piston trong xy-lanh, giảm hệ số nạp, phân hủy dầu bôi trơn, gây hiện tượng kích nổ đối với động cơ xăng.
+ Dễ gây rò rỉ, tổn hao nước làm mát: khi nhiệt độ, áp suất cao nước làm mát dễ bị rò rỉ qua các mối nối, đệm làm kín, đường ống, két nước, thân máy…
+ Dễ tạo thành các bọc hơi gây khó khăn cho việc tuần hoàn nước làm mát trong hệ thống, dễ tạo nên những vùng quá nóng làm tăng ứng suất nhiệt tại các chi tiết…
- Khi tăng tốc độ quay trục khuỷu sẽ làm hệ thống bôi trơn phải làm việc ở chế độ nặng nề hơn: khi tăng tốc độ quay trục khuỷu động cơ sẽ làm tăng lượng nhiệt sinh ra do ma sát giữa các cặp chi tiết có chuyển động tương đối như cổ trục khuỷu, piston, thanh truyền, ổ đỡ trục cam, ổ đỡ dàn cò mổ… đồng thời làm giảm độ nhớt của dầu bôi trơn, tăng hiện tượng rò lọt tại các ổ đỡ... có thể gây nên hiện tượng bó kẹt.
- Khi tăng tốc độ quay trục khuỷu sẽ ảnh hưởng đến sức bền, độ cứng vững của các cụm chi tiết chính trong động cơ: khi vận hành ở tốc độ cao, phụ tải nhiệt và tải trọng cơ học tác dụng lên các cụm chi tiết chính của động cơ đều tăng . Dưới tác dụng của phụ tải nhiệt cao, các chi tiết sẽ bị biến dạng, sức bền và độ cứng vững của các chi tiết đều bị suy giảm. Ứng suất nhiệt lớn có thể gây rạn nứt các chi tiết, biến dạng lớn sẽ làm tăng ma sát giữa nhóm piston - xylanh hoặc có thể làm bó kẹt piston.
3. Ảnh hưởng của chế độ vận hành trên đường cao tốc:
- Thời gian phanh, quãng đường phanh và khả năng quan sát của người lái:
+ Thời gian phanh: là tổng của 3 thời gian thành phần là thời gian nhận thức, thời gian phản xạ và thời gian phanh.
+ Thời gian nhận thức: là quảng thời gian mà bộ não người nhận thức được tình hình và hiểu được cần phanh xe (khoảng ¾ giây, tùy thuộc vào kinh nghiệm lái xe). Thời gian này chịu ảnh hưởng nhiều của sự quan sát, mức độ tập trung, khả năng quyết định, tình trạng sức khỏe của lái xe, việc sử dụng rượu/bia và các loại thuốc.
+ Thời gian phản xạ: là khoảng thời gian cần thiết để chân người lái xe rời khỏi chân ga chuyển sang chân phanh; quảng thời gian này xấp xỉ ¾ giây. Quãng đường xe đi được trong thời gian này gọi là quãng đường phản xạ.
- Thời gian phanh: là thời gian cần thiết để xe dừng hẳn lại kể từ khi người lái đạp phanh, quãng đường xe đi được trong giai đoạn này được gọi là quãng đường phanh.
- Tính từ khi quan sát thấy chướng ngại vật đến khi phanh, tổng thời gian từ 1 đến 2 giây, quãng đường ô tô đi được tương ứng với khoảng thời gian này với các tốc độ chuyển động khác nhau như sau:
Ta nhận thấy, khi tăng tốc độ chuyển động thì quãng đường này tăng lên rất nhanh (rất nguy hiểm).
- Quãng đường phanh: quãng đường phanh phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: tốc độ chuyển động của xe ở thời điểm phanh, tình trạng kỹ thuật của hệ thống phanh, tình trạng mặt đường, tải trọng chuyên chở…. Trong đó, tốc độ xe và tình trạng mặt đường có ảnh hưởng rất lớn đến quãng đường phanh.
Khả năng quan sát: khi tăng tốc độ chuyển động, khả năng quan sát (tầm nhìn) của lái xe giảm mạnh. Đây là điều rất nguy hiểm và cần được lái xe chú ý khi điều khiển phương tiện trên đường cao tốc.
- Ảnh hưởng đến sự va chạm:
+ Khi ô tô đâm vào một vật với vận tốc 50 km/h sẽ tương đương với ô tô rơi từ độ cao 10m.
+ Khi ô tô đâm vào một vật với vận tốc 44 km/h sẽ tương đương với ô tô rơi từ độ cao 7,5m.
+ Khi ô tô đâm vào một vật với vận tốc 36 km/h sẽ tương đương với ô tô rơi từ độ cao 5m.
+ Khi ô tô đâm vào một vật với vận tốc 25 km/h sẽ tương đương với ô tô rơi từ độ cao 2,5m.
- Với tốc độ 70 km/h sự va đập tăng lên gấp 2 lần so với tốc độ 50 km/h; với tốc độ 87 km/h sự va đập tăng lên gấp 3 lần so với tốc độ 50 km/h; với tốc độ 100 km/h sự va đập tăng lên gấp 4 lần so với tốc độ 50 km/h.
CÁC HƯ HỎNG KHI CHẠY XE TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC
Khi nhiệt độ động cơ quá cao sẽ gây ra các hậu quả xấu như: sôi nước làm mát hoặc nhiệt độ làm mát quá cao, cháy dây đai dẫn động quạt gió, bơm nước...
Dưới tác dụng của phụ tải nhiệt cao, các chi tiết sẽ bị biến dạng, sức bền và độ cứng vững của các chi tiết đều bị suy giảm. Ứng suất nhiệt lớn có thể gây rạn nứt các chi tiết, biến dạng lớn sẽ làm tăng ma sát giữa nhóm piston - xylanh hoặc có thể làm bó kẹt piston.
HƯ HỎNG LỐP VÀ BÁNH XE
Lốp không những chỉ chịu toàn bộ tải trọng mà còn là bộ phận duy nhất của chiếc xe tiếp xúc trực tiếp với mặt đường, do vậy, lốp chịu rất nhiều tác động từ bên ngoài khi xe vận hành.
Ngoài ra hư hỏng lốp và bánh xe còn do các góc đặt bánh xe không đúng:
Chỉ báo mòn của lốp:
Nguyên nhân nổ lốp xe khi lưu thông trên đường cao tốc:
Trên thực tế, có nhiều nguyên nhân gây hư hỏng lốp, nổ lốp, tuy nhiên các nguyên nhân phổ biến thường là:
- Va chạm và bị cắt, chém bởi ngoại vật sắc nhọn trên đường (thanh thép, đá, mảnh thủy tinh...).
- Va đập mạnh với ngoại vật gây cấn mâm xe, hư hỏng hoặc rách hông lốp (ổ gà, đá lớn, ...) .
- Vận hành khi áp suất lốp không phù hợp, chỉ số áp suất quá cao hay quá thấp đều làm tăng nguy cơ hư hỏng, nổ lốp khi xảy ra va chạm với ngoại vật.
- Vận hành khi lốp xe đã bị hư hại (bị cắt, chém, phù...) hoặc được sửa chữa, vá không đúng kỹ thuật.
- Hoa lốp quá mòn, độ sâu của các rãnh gai còn lại quá thấp .
- Tác động của thời tiết, ozone hoặc hóa chất, dầu nhớt...
- Lốp bị mất hơi nhanh do van bị nứt, vỡ hoặc rò rỉ hơi ở tim van, mâm xe...
Áp suất lốp xe là nhân tố tác động đáng kể đến độ bền của lốp cũng như mức tiêu thụ nhiên liệu của xe:
+ Khi áp suất lốp quá cao so với quy định thì chỉ có phần giữa của lốp tiếp xúc với mặt đường dân đến tình trạng:
- Phần giữa lốp mòn nhanh (nhất là khi chuyển động trên đường cao tốc do vận tốc góc của bánh xe khi đó rất lớn), tiếp xúc với mặt đường kém.
- Làm cho lốp dễ bị hư hỏng (nhất là khi xe chở quá tải).
- Ảnh hưởng đến tính an toàn và độ êm dịu chuyển động (gây quá tải đối với lò xo, giảm chấn của hệ thống treo).
+ Áp suất quá thấp so với quy định khung lốp bị xẹp và vai lốp bị mòn rất nhanh:
- Tăng mạnh nhiệt độ bên trong lốp (có thể làm bong lớp talong khỏi lớp khung lốp).
- Khi chuyển động trên đường cao tốc, kết hợp với nhiệt độ cao trên bề mặt lốp (do ma sát của mặt đường) sẽ làm cho lốp dễ bị hư hỏng.
- Ảnh hưởng đến độ ổn định lái.
- Tăng sức cản lăn (không duy trì được sự tiếp xúc tối ưu với mặt đường).
- Tăng mức tiêu thụ nhiên liệu (áp suất các lốp thấp 15-20% thì mức tiêu thụ nhiên liệu tăng từ 5-8%).
- Khi đi thay lốp xe mới, người dùng thường chỉ quan tâm đến kích cỡ lốp xe, hãng sản xuất, giá thành mà ít quan tâm đến các thông số kỹ thuật trên lốp xe ô tô có phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình không. Vì thế đã có không ít các sự cố liên quan đến nổ lốp khi chạy ở tốc độ cao hay lốp xe quá ồn, dễ bị "đá chém"... Điều này không chỉ ảnh hưởng đến độ an toàn khi vận hành và gây thiệt hại về vật chất không nhỏ...
- Các thông số kỹ thuật của lốp xe được in rõ ràng trên thành lốp như: hãng sản xuất, thông số kích thước lốp xe, các thông số về tốc độ, tải nặng của lốp, hạn sử dụng (tính theo tuần trong năm).
- Tải trọng và tốc độ giới hạn: nếu con số này nhỏ hơn tải trọng và tốc độ xe chạy là nguyên nhân dẫn đến nổ lốp xe.
- Tải trọng lốp xe chịu được: thông thường vị trí này có số từ 75 tới 105 tương đương với tải trọng từ 380 tới 925 kg.
- Tốc độ tối đa lốp xe có thể hoạt động bình thường: bên cạnh chỉ số tải trọng là một chữ cái giới hạn tốc độ tối đa mà lốp có thể hoạt động bình thường, với chữ cái S, lốp xe sẽ có tốc độ tối đa tương ứng là 180 km/h.
- Hạn sử dụng của lốp xe ô tô:
Trên thành lốp bao giờ cũng có 1 dãy mã số. Với 4 chữ số cuối cùng thì chỉ ngày tháng năm sản xuất ra chiếc lốp đó. Ví dụ nếu 4 chữ số cuối dãy là 1404, có nghĩa là lốp này xuất xưởng vào tuần thứ 14 của năm 2004. Thời hạn sử dụng nhà sản xuất khuyên dùng là không quá 6 năm từ ngày sản xuất. Một chiếc lốp quá “đát” thường bị mờ dãy số này, cho dù nhìn bề ngoài thì có vẻ như chẳng có vấn đề gì cả. Khi đã quá hạn sử dụng có nghĩa là lốp đã mất hết những tính năng vốn có. Nhà sản xuất đã lường trước điều này và khuyên rằng kể cả những chiếc lốp mới không dùng mà chỉ cất trong kho nhưng đã hết hạn sử dụng thì xem như đã kết thúc vòng đời.
Trong trường hợp này là lốp xe được sản xuất vào tuần thứ 8 của năm 2006
Hư hỏng liên quan đến cháy nổ
a) Hiện tượng cháy xe không chỉ ở Việt Nam mà ở các quốc gia khác đều có, nhất là các nước có nền công nghiệp ô tô phát triển như Mỹ, Nhật, Hàn Quốc. Tại các quốc gia này đều có các tổ chức chuyên nghiên cứu về hiện tượng cháy xe. Theo thống kê của Hiệp hội phòng chống cháy nổ quốc gia Mỹ (NFPA) hàng năm có hàng trăm nghìn phương tiện xảy ra cháy.
b) Ở Việt Nam theo thống kê trên các phương tiện thông tin đại chúng và thống kê của Cục Cảnh sát PCCC và CNCH từ năm 2014 đến tháng 02/2017 cả nước xảy ra 387 vụ cháy phương tiện giao thông cơ giới (do lực lượng Cảnh sát PCCC trực tiếp hoặc phối hợp tham gia chữa cháy). Trong đó có 338 vụ cháy ô tô, 49 vụ cháy xe mô tô, đã làm rõ nguyên nhân cháy 184 vụ, chưa làm rõ 203 vụ. Trong số các nguyên nhân gây ra cháy xe thì nguyên nhân chủ yếu do sự cố hệ thống và các thiết bị điện, có thể tóm lại nhóm các nguyên nhân chính như sau:
- Cháy do xe được sử dụng có các hệ thống, chi tiết không còn đảm bảo về an toàn và kỹ thuật (đặc biệt là xe cũ, xe hoạt động với tần suất cao mà không được bảo dưỡng định kỳ).
- Cháy do nhiên liệu, phụ gia sử dụng có pha thêm tạp chất.
- Cháy do hệ thống điện (đặc biệt là các phụ tải lắp thêm, các dây dẫn, mối nối không đảm bảo), hệ thống tản nhiệt, làm mát, xả khí không đảm bảo hoặc bị hư hỏng dẫn đến quá tải, quá nhiệt của động cơ.
- Cháy do rò rỉ nhiên liệu, tác động của nhiên liệu, do sử dụng vật liệu chế tạo làm các chi tiết tiếp xúc với nhiên liệu (các đường ống dẫn nhiên liệu).
- Cháy do ảnh hưởng từ kết cấu, vật liệu trên xe.
- Cháy do kỹ thuật vận hành, môi trường và địa điểm tổ chức bảo quản: sử dụng phanh quá lâu gây sinh nhiệt lớn...
- Cháy do cố ý hủy hoại xe.
- Cháy do vận chuyển hàng hóa trên xe là chất dễ cháy, nổ.
MỘT SỐ CHỦ Ý KHI VẬN HÀNH Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG CAO TỐC
1. Kiểm tra xe, hàng hóa trước khi vận hàng trên đường cao tốc:
a) Kiểm tra xe:
- Kiểm tra, bổ sung các loại chất lỏng: dầu bôi trơn động cơ, nước làm mát, dầu trợ lực lái, dầu phanh, nước rửa kính…
- Kiểm tra lốp xe: các vết đứt/rách, đá găm vào lốp, áp suất lốp, bánh dự phòng.
- Kiểm tra hệ thống phanh: mức dầu phanh, áp suất và mức độ suy giảm áp suất, xả nước (đối với hệ thống phanh khí nén)…
- Hệ thống đèn: đèn tín hiệu, đèn pha/cốt, đèn phanh, đèn lùi, đèn kích thước… và gương quan sát…
- Kiểm tra các đồng hồ chỉ báo, còi, gạt mưa, kính chắn gió.
- Phải bảo đảm các cửa lên xuống, nắp ca-po đã được đóng kín.
b) Kiểm tra, sắp xếp hàng hóa:
- Các loại hàng hóa phải được sắp xếp và có biện pháp chằng/giữ phù hợp để đảm bảo tính cân bằng của xe và không gây khó khăn cho việc điều khiển phương tiện.
- Không chở quá tải, không xếp hàng hóa vượt 10% chiều dài toàn bộ, chiều rộng thùng xe, giới hạn chiều cao cho phép.
Việc chở hàng hóa cồng kềnh dễ làm mất tầm nhìn, gây cản trở giao thông, tăng sức cản khí động học và rất nguy hiểm cho các đối tượng tham gia giao thông khác. Ngoài ra, khi dừng đỗ tạm thời (mua nhiên liệu, nghi giải lao…) cần tranh thủ kiểm tra nhanh xung quanh xe (động cơ, lốp xe, gầm xe, hàng hóa…) để phát hiện kịp thời các hư hỏng, các nguy cơ có thể gây mất an toàn để có biện pháp xử lý kịp thời. Đây là thói quen tốt cho các lái xe chuyên nghiệp, thường xuyên vận hành trên đường cao tốc.
2. Thực hiện đúng nội dung bảo dưỡng kỹ thuật thường xuyên, định kỳ:
Trong quá trình vận hành, một số bộ phận của xe bị mòn, suy giảm sức bền một cách tự nhiên. Nếu chúng không được kiểm tra, thay thế và bảo dưỡng định kỳ, các tính năng hoạt động sẽ giảm đi dẫn đến hư hỏng nặng thậm chí gây mất an toàn trong quá trình sử dụng (đặc biệt nguy hiểm đối với các phương tiện lưu thông trên đường cao tốc). Việc thực hiện bảo dưỡng kỹ thuật nhằm đạt được những mục đích chính sau:
- Đảm bảo các tính năng của xe ở trạng thái tốt nhất có thể.
- Kiểm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất, ngăn ngừa chúng để đảm bảo xe vận hành an toàn.
- Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu để bảo đảm chúng làm việc đúng kỹ thuật, an toàn và không bị hư hỏng đột xuất.
- Là biện pháp tích cực nhằm giảm lượng khí thải ra môi trường.
a) Bảo dưỡng hàng ngày:
Do lái xe, phụ xe hoặc công nhân trong trạm bảo dưỡng chịu trách nhiệm và được thực hiện trước hoặc sau khi xe đi hoạt động hàng ngày cũng như trong thời gian vận hành bao gồm: kiểm tra, chẩn đoán và bôi trơn, làm sạch.
b) Bảo dưỡng định kỳ:
Do công nhân trong trạm bảo dưỡng chịu trách nhiệm và được thực hiện sau một kỳ hoạt động của ô tô được xác định bằng quãng đường xe chạy hoặc thời gian khai thác.
Các nội dung cần thực hiện trong bảo dưỡng định kỳ là: tiếp nhận, kiểm tra, chẩn đoán, xiết chặt và điều chỉnh các cụm, tổng thành, hệ thống trên ô tô. Bao gồm các tổng thành, hệ thống sau: động cơ và các hệ thống liên quan; hệ thống điện; hệ thống truyền lực; hệ thống lái; hệ thống phanh; hệ thống chuyển động; hệ thống treo và khung xe; buồng lái và thân xe. Ngoài ra cần kiểm tra cơ cấu chuyên dùng đối với ô tô tự đổ, ô tô cần cẩu…
BVT (nguồn Cục ĐKVN)
|