MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................................................................................i
MỞ ĐẦU………………………………………………………………...................................................................................…....1
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LẮP ĐẶT TRẠM PHÁT ĐIỆN LÊN Ô TÔ……...........................................................2
1.1. Khái quát chung về vấn đề lắp đặt trạm phát điện trên ô tô............................................................................................2
1.2. Giới thiệu chung về một số xe cơ sở để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA.......................................................3
1.2.1. Thông số cơ bản của trạm phát điện Cummins 500 kVA.............................................................................................4
1.2.2. Một số phương án lựa chọn xe cơ sở để lắp đặt trạm phát điện.................................................................................6
Cummins 500 kVA lên xe........................................................................................................................................................7
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN TÍCH CHỌN XE CƠ SỞ.................................................................................18
2.1. Cơ sở lý thuyết, yêu cầu khi lựa chọn xe cơ sở và bố trí trạm phát điện lên xe............................................................18
2.1.1. Cơ sở lý thuyết lựa chọn các phương án...................................................................................................................18
2.1.2. Yêu cầu kỹ chiến thuật đối với tổ hợp và xe cơ sở.....................................................................................................18
2.2. Phân tích và lựa chọn xe cơ sở để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA..............................................................18
2.2.1. Phân tích ưu nhược điểm của các phương án lựa chọn xe cơ sở.............................................................................18
2.2.2. Lựa chọn phương án bố trí trạm phát điện Cummins 500 kVA lên xe........................................................................24
2.3. Đặc điểm kết cấu một số cụm chính của hệ thống truyền lực xe KAMAZ-43118..........................................................26
2.3.1. Ly hợp.........................................................................................................................................................................26
2.3.2. Hộp số.........................................................................................................................................................................27
2.3.3. Truyền lực chính..........................................................................................................................................................27
Chương 3. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA XE SAU LẮP ĐẶT TRẠM PHÁT ĐIỆN….....29
3.1. Tính toán động lực học chuyển động thẳng của xe cơ sở sau khi lắp đặt trạm phát điện.............................................29
3.1.1. Cơ sở lý thuyết ...........................................................................................................................................................29
3.1.2. Tính toán.....................................................................................................................................................................30
3.2. Khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe sau khi tích hợp trạm phát điện.....................................................35
3.3. Tính toán kiểm nghiệm ổn định xe sau lắp đặt..............................................................................................................45
3.3.1. Tính toán xác định lại tọa độ trọng tâm của xe...........................................................................................................45
3.3.2. Khả năng ổn định của xe lên dốc và xuống dốc.........................................................................................................47
3.3.3. Ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang.................................................................................48
3.3.4. Ổn định ngang khi xe quay vòng trên đường bằng....................................................................................................49
Chương 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE CƠ SỞ…........................................................... 51
4.1. Những chú ý trong quá trình sử dụng............................................................................................................................51
4.1.1. Ly hợp.........................................................................................................................................................................51
4.1.2. Hộp số cùng bộ chia số và hộp số phân phối ............................................................................................................51
4.1.3. Truyền động các đăng................................................................................................................................................52
4.1.4. Cầu chủ động.............................................................................................................................................................52
4.1.5. Những lưu ý khác.......................................................................................................................................................52
4.2. Bảo dưỡng hệ thống truyền lực....................................................................................................................................54
4.2.1. Công việc chính trong bảo dưỡng hệ thống truyền lực.............................................................................................54
4.2.2. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống truyền lực...............................................................................................56
4.2.3. Điều chỉnh và bôi trơn................................................................................................................................................60
KẾT LUẬN...........................................................................................................................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................................................................68
PHỤ LỤC.............................................................................................................................................................................70
MỞ ĐẦU
Trong sự phát triển trang bị kỹ thuật của Quân đội hiện nay, khả năng cơ động của các trang bị kỹ thuật ngày càng tăng, trong đó ô tô đang dần trở thành phương tiện cơ động chính của Quân đội. Cùng với sự phát triển của ô tô trong các lĩnh vực của Quân đội thì khả năng cơ động của các loại trang thiết bị đặt trên xe cũng ngày càng phát triển.
Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới với mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá, xây dựng nền kinh tế phát triển, nền quốc phòng vững mạnh. Trong bối cảnh chung đó, ngành xe máy quân đội ta đã và đang không ngừng nâng cao chất lượng khai thác, sử dụng trang bị.
Từ thực tế các cuộc chiến tranh hiện đại ngày nay có sử dụng rất nhiều các vũ khí, khí tài, trang thiết bị quân sự công nghệ cao. Vì vậy, điện năng trở thành một trong những yếu tố quan trọng, quyết định thắng bại trên chiến trường. Do đó, việc cung cấp điện năng cho tiền tuyến là một yếu tố vô cùng quan trọng trong các cuộc chiến tranh hiện đại.
Như vậy, vấn đề lắp đặt trạm phát điện lên các phương tiện cơ giới để nâng cao khả năng cơ động của chúng, góp phần bảo đảm đầy đủ điện năng phục vụ cho các nhiệm vụ có nhu cầu sử dụng điện là yêu cầu ngày càng trở nên quan trọng. Trong hệ thống các trang bị kỹ thuật của Quân đội, các máy phát điện trên các xe công trình đã đáp ứng được một phần nhu cầu về điện năng cho các thiết bị phục vụ sửa chữa xe, nhưng chưa thể đáp ứng nhu cầu về điện năng cho một số nhiệm vụ khác. Do đó, việc nghiên cứu lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA lên ô tô quân sự mang ý nghĩa rất quan trọng.
Căn cứ vào những đặc điểm nói trên, được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn, bộ môn, em đã thực hiện nghiên cứu đồ án tốt nghiệp của mình là “Nghiên cứu lựa chọn xe cơ sở để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA lên xe”.
Chương 1.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LẮP ĐẶT TRẠM PHÁT ĐIỆN LÊN Ô TÔ
1.1. Khái quát chung về vấn đề lắp đặt trạm phát điện trên ô tô
Một số loại trạm phát điện lắp đặt trên xe điển hình:
Hiện nay vấn đề sử dụng các phương tiện cơ giới, gắn với các trang bị kỹ thuật để tận dụng hết khả năng cơ động của chúng, làm cho địch khó có thể xác định chính xác vị trí của ta, tạo thời cơ đánh trả kịp thời, bất ngờ là hết sức quan trọng.
Vấn đề nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, lắp đặt trạm phát điện trên xe cơ động đã được các nước có nền công nghiệp quốc phòng phát triển đầu tư nghiên cứu từ lâu. Nhiều sản phẩm theo hướng nghiên cứu này đã được chế tạo thành trang bị phổ biến trong quân đội một số nước.
1.2. Giới thiệu chung về một số xe cơ sở để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA
1.2.1. Thông số cơ bản của trạm phát điện Cummins 500 kVA
Trạm phát điện Cummins 500 kVA sử dụng nhiên liệu là dầu diesel với tốc độ vòng quay của động cơ 1500 vòng/phút. Tiêu hao nhiên liệu của trạm phát điện là 74,2 lít/ giờ, dung tích bình nhiên liệu là 600 lít . Khối lượng 4750 kg, kích thước của trạm phát điện (DxRxC) 4650x1700x2309 mm.
Trạm phát điện Cummins 500 kVA có một số ưu điểm như: công suất lớn, hoạt động bền bỉ, vận hành đơn giản, tiết kiệm nhiên liệu:
- Trạm phát điện Cummins sử dụng đầu phát Stamford cho ra công suất lớn- Trạm phát điện Cummins 500 kVA phù hợp để cung cấp nguồn điện năng liên tục, dài hạn, ổn định trong những trường hợp không có sẵn nguồn điện lưới đáp ứng được nhu cầu sử dụng điện cho các nhiệm vụ trong quân đội.
- Động cơ của trạm phát điện Cummins 500 kVA là động cơ diesel 4 kỳ. Động cơ được lắp hệ thống làm mát bằng két nước kết hợp quạt gió tăng nhằm độ bền cho động cơ và sự ổn định trong quá trình vận hành của động cơ.
- Công suất liên tục/ Công suất dự phòng : 500/550 kVA với mức công suất này đảm bảo cung cấp nguồn điện cho nhiều thiết bị máy móc cùng lúc ổn định với mức công suất tổng trong khoảng trên.
Thông số kết cấu cơ bản của trạm phát điện Cummins 500 kVA như bảng 1.1.
1.2.2. Một số phương án lựa chọn xe cơ sở để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA lên xe
Qua tìm hiểu các mô hình trạm phát điện lắp đặt trên ô tô quân sự trên thế giới, trên cơ sở các mẫu xe có công thức bánh xe 6x6 hiện đang được biên chế trong quân đội, trong phạm vi đề tài này em đề xuất 3 phương án chọn xe cơ sở để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA:
- Phương án 1: Lựa chọn xe cơ sở ZIL-131;
- Phương án 2: Lựa chọn xe cơ sở URAL-375D;
- Phương án 3: Lựa chọn xe cơ sở KAMAZ-43118
1. Phương án 1: Lựa chọn xe ZIl-131 để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA:
Hình dáng ngoài và các kích thước cơ sở của xe ô tô ZIL-131 được thể hiện trên hình 1.7 và 1.8.
Xe ZIL-131 bố trí động cơ ở đầu xe, ngoài buồng lái. Đây là kiểu phổ biến nhất trên các ô tô vận tải có công dụng chung.
Với hình dáng, thông số tính năng kỹ thuật của xe như trên do vậy xe có tính năng cơ động cao hoạt động được trên nhiều địa hình.
2. Phương án 2: Lựa chọn xe URAL-375D để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA:
Hình dáng bên ngoài và các kích thước cơ bản của xe được thể hiện trong hình 1.9 và hình 1.10.
Đặc tính kỹ thuật cơ bản của xe URAL-375D được chỉ ra trong bảng 1.3
3. Phương án 3: Lựa chọn xe KAMAZ-43118 để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA:
Xe KAMAZ–43118 là xe được sản xuất để có thể khai thác trong điều kiện nhiệt độ môi trường từ - 450C đến + 400C, tương ứng với độ ẩm không khí đến 75% khi nhiệt độ +150C.
Trên đây đã khảo sát đưa ra một số thông số tính năng kĩ thuật của một số xe cơ sở hiện đang có trong biên chế quân đội. Từ đó, đồ án sẽ đi vào phân tích lựa chọn xe cơ sở theo các phương án đã đề ra ở trong chương 2.
Chương 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHÂN TÍCH CHỌN XE CƠ SỞ
2.1. Cơ sở lý thuyết, yêu cầu khi lựa chọn xe cơ sở và bố trí trạm phát điện lên xe
2.1.1. Cơ sở lý thuyết lựa chọn các phương án
Để lựa chọn các phương án phù hợp, ta phải căn cứ vào những cơ sở nhất định để lựa chọn, cụ thể: căn cứ vào cấu tạo, tính năng của trạm phát điện Cummins 500 kVA; kết quả khảo sát các loại xe hiện có trong biên chế sử dụng của quân đội; căn cứ vào các chỉ tiêu tính năng chiến, kỹ thuật của tổ hợp cần đạt được, điều kiện công nghệ, khả năng chế tạo và điều kiện tác chiến cụ thể của quân đội.
2.1.2. Yêu cầu kỹ chiến thuật đối với tổ hợp và xe cơ sở
Xuất phát từ yêu cầu nhiệm vụ đặt ra và tổ hợp phát điện cơ động dùng trạm phát điện Cummins đã được các đơn vị có nhu cầu đặt ra như là: tổ hợp phải được đặt trên xe cơ sở có tính năng thông qua cao và có khả năng vượt địa hình phức tạp; tổ hợp di chuyển được trên đường nhựa và nhiều điều kiện đường khác nhau; tổ hợp có khả năng di chuyển với tốc độ trên đường nhựa tốt là 60 km/h; xe có dự trữ hành trình: 500 km.
2.2. Phân tích và lựa chọn xe cơ sở để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA
2.2.1. Phân tích ưu nhược điểm của các phương án lựa chọn xe cơ sở
Phương án 1: Lựa chọn xe ZIL-131 để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA
a. Ưu điểm
Căn cứ vào đặc tính kỹ chiến thuật của xe ZIL-131 và kích thước, hình dáng trạm phát điện Cummins 500 kVA, nếu lựa chọn phương án dùng tổ hợp này, ta sẽ có 1 số ưu điểm sau:
- Xe ZIL-131 là loại xe được biên chế rộng rãi trong quân đội ta
- Tính năng thông qua cao, sử dụng được trong nhiều điều kiện khác nhau về địa hình và thời tiết.
b. Nhược điểm
- Phải cải tạo thùng xe phía sau để phù hợp cho lắp đặt trạm phát điện
Cummins 500 kVA lên xe.
- Do động cơ lắp đặt phía trước xe ngoài buồng lái, nên khi lắp đặt trạm phát điện lên thùng xe phía sau sẽ làm trọng tâm của tổ hợp dịch chuyển lên cao, về sau làm giảm tính ổn định của xe.
Phương án 2: Lựa chọn xe URAL-375D để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA
a. Ưu điểm
Căn cứ vào đặc tính kỹ chiến thuật của xe URAL - 375D và kích thước hình dáng trạm phát điện Cummins 500 kVA, nếu lựa chọn phương án dùng tổ hợp này, ta sẽ có 1 số ưu điểm sau:
- Xe URAL-375D là một trong những loại xe được biên chế rộng rãi trong quân đội ta.
- Xe có tính năng thông qua cao, sử dụng được trong nhiều điều kiện về địa hình và thời tiết.
b. Nhược điểm
- Chiều dài của thùng xe chưa đảm bảo được chiều dài của trạm phát điện Cummins 500 kVA.
- Khó khăn trong chế tạo và cải tạo phần thùng xe phía sau để lắp đặt trạm phát điện do chiều dài thùng xe không đủ, nếu lựa chọn phương án này thì cần phải nối dài sát-xi của xe.
Phương án 3: Lựa chọn xe KAMAZ-43118 để lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA
a. Ưu điểm
Căn cứ vào đặc tính kỹ chiến thuật của xe KAMAZ-43118 và kích thước hình dáng trạm phát điện Cummins 500 kVA, nếu lựa chọn phương án dùng tổ hợp này, ta sẽ có một số ưu điểm sau:
- Hiện nay, xe tải quân sự KAMAZ-43118 được trang bị rộng rãi trong toàn bộ các đơn vị quân đội, là xe mới nên được trang bị nhiều kết cấu hiện đại
- Động cơ đặt phía trước, bên dưới cabin, nên chiều dài có ích của xe được sử dụng tốt hơn.
b. Nhược điểm
Tuy có nhiều ưu điểm vượt trội so với 2 dòng xe URAL-375D và ZIL-131, xe KAMAZ-43118 vẫn tồn tại nhược điểm:
- Khối lượng của tổ hợp sau khi lắp đặt lớn.
Để lựa chọn được đúng đắn hơn nữa em đưa ra bảng so sánh ba phương án trên với một số tiêu chí như là: kích thước thùng xe, tải trọng của của xe; một số thông số về động cơ; hệ thống truyền lực; tiêu hao nhiên liệu; tính năng thông qua. Việc so sánh được thể hiện trên bảng 2.1.
2.2.2. Lựa chọn phương án bố trí trạm phát điện Cummins 500 kVA lên xe
Căn cứ vào các ưu nhược điểm của từng phương án, với điều kiện công nghệ hiện nay, ta chọn phương án lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA trên thùng xe KAMAZ – 43118.
Thiết kế tổ hợp trạm phát điện di động có cải hoán thùng xe phía sau, sau đó bắt chặt trạm phát điện vào sàn xe. Lắp thêm khung và vỏ thùng xe để bao kín, bảo vệ trạm phát điện trước các yếu tố tác động từ môi trường.
Phương án này đã được một số nhà sản xuất lựa chọn: Trạm phát điện di động HIPPO CPS của Mỹ và xe chở trạm phát điện MPDIS của hãng SAMCO Việt Nam
Khi lựa chọn phương án trên tổ hợp sẽ có thể:
- Tổ hợp sau khi lắp đặt không bị ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính động lực học của xe cơ sở
- Tính năng thông qua của tổ hợp cao có dể dàng vượt địa hình và tiếp cận những kho tàng, trạm xưởng hoặc tiền tuyến ở những nơi chưa có hệ thống điện lưới và có địa hình đường xá không thuận lợi
- Có khả năng cơ động nhanh
- Kết cấu cơ khí ổn định, cứng vững
2.3. Đặc điểm kết cấu một số cụm chính của hệ thống truyền lực xe KAMAZ-43118
2.3.1. Ly hợp
Ly hợp xe KAMAZ-43118 là ly hợp kiểu ma sát khô, hai đĩa, thường đóng. Đĩa bị động có giảm chấn xoắn, lò xo ép bố trí xung quanh, dẫn động mở ly hợp bằng thuỷ lực có trợ lực khí nén. Một mặt tựa của ly hợp là bánh đà, trục bị động của ly hợp là trục sơ cấp của hộp số, bố trí như vậy đảm bảo kết cấu gọn, đơn giản và có độ cứng vững cao, gồm ba phần chính: phần chủ động, phần bị động, cơ cấu mở và dẫn động điều khiển.
*Phần chủ động:
Gồm bánh đà, đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài, các đĩa ép được ép lại nhờ 24 lò xo bố trí xung quanh chu vi, đĩa ép trung gian có 4 tai nằm lọt trong 4 rãnh trên vành bánh đà, nhờ đó mà mô men xoắn của động cơ được truyền từ bánh đà đến đĩa ép trung gian đồng thời bảo đảm khả năng dịch chuyển dọc trục của đĩa ép trung gian.
*Phần bị động:
Gồm các đĩa bị động, trục bị động, các đĩa bị động của ly hợp được chế tạo bằng thép có các tấm ma sát được tán chặt vào hai bên bằng đinh tán đồng hoặc nhôm, đồng thời đĩa bị động lắp ghép với moay ơ của đĩa. Trên đĩa bị động có bố trí bộ dập tắt dao động xoắn dạng ma sát với đĩa thép. Đĩa bị động gồm: Xương đĩa, tấm ma sát và bộ giảm chấn xoắn.
2.3.2. Hộp số
Xe KAMAZ-43118 sử dụng hộp số cơ khí 10 cấp số, gồm có hộp số chính với 5 cấp số và bộ chia 2 cấp số đặt trước hộp số chính.
Bộ chia có hai tỉ số truyền là số truyền thẳng và số truyền tăng (có tỷ số truyền là 0,815). Dẫn động điều khiển bộ chia bằng khí nén. Trục vào của bộ chia đồng thời là trục bị động của ly hợp, được đặt trên hai ổ đỡ. Ổ sau định vị bằng vòng hãm để tránh dịch chuyển dọc trục. Bánh răng chủ động được đặt trên trục qua hai ổ thanh lăn.
2.3.3.. Truyền lực chính
Truyền lực chính dùng để tăng mô men xoắn, truyền và biến đổi phương truyền lực đi một góc 900 từ truyền động các đăng đến cơ cấu vi sai, thông thường sử dụng cặp bánh răng nón để đổi phương truyền.
Truyền lực chính bố trí trên xe KAMAZ-43118 là truyền lực chính kép bố trí trung tâm gồm một cặp bánh răng côn xoắn, và một cặp bánh răng trụ răng nghiêng.
Để đảm bảo cho bánh răng côn răng xoắn không bị kẹt khi xe chuyển động (theo chiều tiến) phải chọn chiều xoắn của bánh răng côn răng xoắn chủ động ngược chiều quay, hướng xoắn của răng xoắn trái, chiều quay là phải.
Chương 3.
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA XE SAU LẮP ĐẶT TRẠM PHÁT ĐIỆN
3.1. Tính toán động lực học chuyển động thẳng của xe cơ sở sau khi lắp đặt trạm phát điện
3.1.1. Cơ sở lý thuyết
Trên cơ sở các tài liệu tham khảo, mô hình bài toán đánh giá chất lượng động lực học ô tô được xây dựng dựa trên cơ sở sau:
- Thông số đầu vào: bao gồm các thông số về đặc tính ngoài của động cơ đốt trong, các thông số kết cấu xe, kết cấu của hệ thống truyền lực, điều kiện đường...
- Phần tính toán: thiết lập thuật toán tính toán xác định các thông số về động lực học chuyển động thẳng của ô tô.
- Kết quả thu được: các thông số đặc trưng cho chất lượng động lực học của ô tô trong điều kiện đường xá nhất định. Kết quả được cho dưới dạng bảng, đồ thị...
Dưới đây là cơ sở lý thuyết tính toán và chương trình giải trên máy tính:
3.1.2. Tính toán
Trong tính toán động lực học chuyển động thẳng của ô tô, ta sử dụng các đặc tính ngoài của động cơ như:
Me=f(ne) nhận được khi thử nghiệm động cơ thường thể hiện dưới dạng đồ thị (Hình 3.1).
Để xác định hệ số a, b, c chúng ta sử dụng công thức nội suy La-gờ-răng để biểu diễn quan hệ giải tích .
Trên đặc tính thực ta chọn 3 điểm đặc biệt có giá trị tọa độ như sau: Điểm 1 (nemin, Memin); Điểm 2 (neM, Memax); Điểm 3 (neN, MeN)
Tích phân này không thể giải được bằng phương pháp giải tích vì không thể tìm được mối quan hệ giải tích chính xác giữa vận tốc v và thời gian t. Tuy nhiên tích phân trên có thể giải được bằng phương pháp đồ thị trên cơ sở đồ thị
t = t(v) mới được xây dựng.
Từ đồ thị t = t(v) lấy một phần diện tích nào đó ứng với khoảng biến thiên thời gian dt. Kết quả gần đúng nhận được là một hình chữ nhật có chiều dài là v và chiều rộng là dt. Diện tích hình chữ nhật này là: ds = v.dt . Dựa theo phương pháp chia khoảng dt như vậy ta sẽ xây dựng được đồ thị quãng đường tăng tốc của xe là tập hợp các điểm có tung độ là s0+ds và hoành độ là v0+dv; với (s0,t0) ứng với thời điểm đầu của tăng tốc.
Xác định khả năng vượt dốc lớn nhất:
Đối với ô tô quân sự có tính năng thông qua cao, ta xác định trong trường hợp gài số truyền thấp. Để tìm được ta phải giải phương trình lượng giác (3.35) bằng phương pháp gần đúng liên tiếp
- Bước 1: Cho , thay vào (3.35) để tìm và
- Bước 2: Cho , thay vào (3.35) để tìm và
- Bước 3: Cho , thay vào (3.35) để tìm và chính là giá trị vừa tìm được
Trên cơ sở thuật toán trên, sử dụng phần mềm Matlab ta lập được chương trình tính toán xác định các thông số đánh giá chất lượng động lực học của ô tô.
3.2. Khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe sau khi tích hợp trạm phát điện
Khi lắp trạm phát điện Cummins 500 kVA lên xe theo phương án thiết kế lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA lên thùng xe. Xe sau lắp đặt được tính toán với mục đích khảo sát các đặc tính động lực học chuyển động thẳng của tổ hợp xe, xác định góc giới hạn trượt, lật khi xe lên dốc và xuống dốc, góc giới hạn trượt, lật ngang và vận tốc giới hạn trượt của xe khi quay vòng.
Thông số đầu vào phục vụ tính toán động lực học chuyển động thẳng của xe sau lắp đặt dự kiến như bảng 3.1.
Dựa theo các tính toán đã trình bày ở mục 3.1.2, các thông số đầu vào của tổ hợp xe.
Sau khi lắp đặt trạm phát điện lên xe ta phải khảo sát trong các điều kiện khác nhau để xem xét sự thay đổi về chất lượng động lực học của xe có đáp ứng được các yêu cầu về tính năng kĩ chiến thuật. Ta khảo sát trong 2 trường hợp sau:
+ Trường hợp 1: Giả sử xe chuyển động trên đường bằng, mặt đường là đường nhựa với hệ số cản lăn là 0,018. Bộ chia gài ở số truyền tăng, hộp số phân phối gài ở số truyền cao với tỉ số truyền là 0,917.
Kết quả khảo sát như sau:
- Đồ thị đặc tính ngoài
Nhận xét: Động cơ đạt mô men xoắn cực đại = 1000 Nm ở số vòng quay =1500 vòng/phút và công suất cực đại tại = 194 kW ở số vòng quay = 2200 vòng/ phút. Khoảng là khoảng làm việc ổn định của động cơ. Khi động cơ làm việc trong khoảng ổn định, nếu sức cản bên ngoài làm cho tốc độ vòng quay giảm xuống thì mô men xoắn sẽ tăng lên. Tính chất này làm cho ô tô có khả năng thích ứng với sự thay đổi sức cản bên ngoài.
- Đồ thị đặc tính kéo
Nhận xét: Đồ thị đặc tính kéo cho phép xác định lực kéo lớn nhất của ô tô theo động cơ vì nó được xây dựng từ đường đặc tính ngoài của động cơ. Từ đồ thị ta xác định được lực kéo lớn nhất của xe ở điều kiện đường tốt là khoảng 71000(N). Đặc tính kéo không thể đánh giá chất lượng kéo của xe bởi vì khi hai xe có cùng lực kéo thì xe nào có trọng lượng nhỏ hơn, thông số khí động tốt hơn thì xe đó có chất lượng động lực học cao hơn.
- Đồ thị nhân tố động lực học
Nhận xét: Từ đồ thị trên ta thấy với giá trị ψ=0,05 thì vận tốc lớn nhất đạt được của xe là 86 (km/h), cản lớn nhất mà xe có thể khắc phục được là ψ=0,47. Như vậy xe có thể hoạt động ở điều kiện địa hình tương đối phức tạp.
- Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc:
Nhận xét: Qua tính toán đặc tính tăng tốc và so sánh với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cho thấy kết quả tính toán tương đối chính xác với thời gian tăng tốc ở 83 km/h là khoảng 72 s, quãng đường tăng tốc khoảng 1160 m. Tuy nhiên kết quả tính toán theo lý thuyết sai lệch do trong quá trình tính toán có giả thiết, một vài số liệu phải chọn trong khoảng nào đó…Do vậy việc tính toán phải đi đôi với tiến hành thí nghiệm thực tế thì mới cho kết quả chính xác cuối cùng.
- Kết quả tính toán khả năng vượt dốc lớn nhất
Ta tính được: góc vượt dốc lớn nhất 300 gần đúng với thông số đưa ra của nhà sản xuất cho thấy xe có tính năng thông qua cao.
+ Trường hợp 2: Giả sử xe chuyển động trên đường bằng, mặt đường là đường đất với hệ số cản lăn là 0,035. Khảo sát ở số truyền thẳng của bộ chia và số truyền cao của hộp số phân phối.
Kết quả khảo sát:
- Đồ thị đặc tính kéo
Nhận xét: Từ đồ thị ta xác định được lực kéo lớn nhất của xe trong điều kiện đường đất là khoảng 16000(N). Ở trường hợp này lực kéo đã giảm đi rõ rệt so với trường hợp một.
- Đồ thị nhân tố động lực học
Nhận xét: Từ đồ thị trên ta thấy với giá trị ψ=0,1 thì vận tốc lớn nhất đạt được của xe là 36 (km/h), cản lớn nhất mà xe có thể khắc phục được là ψ=1,08. Như vậy xe có thể hoạt động ở điều kiện địa hình phức tạp.
- Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc
Nhận xét: Qua tính toán đặc tính tăng tốc và so sánh với kết quả khảo sát ở trường hợp 1, ta thấy thời gian tăng tốc đến vận tốc lớn nhất 36 km/h là khoảng 13s, quãng đường tăng tốc khoảng 72 m giảm đi rõ rệt ở so với kết quả tính toán ở trường hợp 1 cho thấy hệ số cản lăn ảnh hưởng lớn đến chất lượng động lực học của xe.
3.3. Tính toán kiểm nghiệm ổn định xe sau lắp đặt
3.3.1. Tính toán xác định lại tọa độ trọng tâm của xe
Từ tọa độ trọng tâm của xe, trạm phát điện lắp trên xe, ta có thể sơ bộ hình thành nên kết cấu của hệ thống.
Theo phương án thiết kế hệ thống trạm phát điện Cummins 500 kVA trên xe đã chọn, thiết bị được bố trí đối xứng qua trục dọc của xe nhằm đảm bảo cân tải giữa hai bên bánh xe, nên tọa độ trọng tâm sẽ nằm trên trục dọc của xe. Do đó để xác định tọa độ trọng tâm cần xác định khoảng cách từ tâm cầu trước tới trọng tâm xe theo trục dọc (a) hoặc khoảng cách từ tâm cầu sau tới trọng tâm xe theo trục dọc (b) và chiều cao của trọng tâm (hg).
Thay các giá trị ai, hi, mi vào (3.32) ta tính được giá trị tọa độ trọng tâm xe như bảng 3.4 .
Thay các giá trị vào (3.33) thu được trọng lượng phân bố trên cầu trước và cầu sau như bảng 3.5.
3.3.2. Khả năng ổn định của xe lên dốc và xuống dốc
Sự mất ổn định dọc của ô tô không chỉ do sự lật dọc mà còn do sự trượt dọc trên dốc do không đủ lực phanh hoặc bám không tốt giữa bánh xe và đường. Để đảm bảo an toàn khi xe lên dốc và xuống dốc phải thoả mãn điều kiện:
tanat < tanal (3.29)
Với các giá trị a, b, hg đã được xác định ở trên (bảng 3.4), tính với đường nhựa, khô jd = 0,7; f = 0,018. Thay số vào (3.30) ta có:
tanat = 0,682 => at = 34,29ᵒ;
tanall = 1,14 => all = 48,66ᵒ;
tanalx = 2,34 => alx = 66,86ᵒ.
So sánh at = 34,29ᵒ < all = 48,66ᵒ và at = 34,29ᵒ < alx = 66,86ᵒ; thoả mãn điều kiện (3.29). Do đó, khi cơ động, tổ hợp bị trượt trước khi bị lật. Như vậy, góc dốc giới hạn khi xe lên, xuống dốc là a < at = 34,29ᵒ.
3.3.3. Ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang
Với B = 2050 [mm]; j = 0,7. Thay số vào (3.31) và (3.32) ta có:
tanbt = 0,7 => bt = 350 ; tanb1 = 0,74 => b1 = 370.
Vậy bt = 350 < bl = 370, xe sẽ bị trượt ngang trước khi bị lật ngang, thoả mãn điều kiện (3.31). Như vậy, góc nghiêng ngang giới hạn để xe không trượt là b < bt = 350.
3.3.4. Ổn định ngang khi xe quay vòng trên đường bằng
Ta có:
R : bán kính quay vòng của xe;
G : gia tốc trọng trường;
j : hệ số bám của bánh xe với mặt đường;
Vtq : vận tốc giới hạn trượt khi quay vòng;
Vlq : vận tốc giới hạn lật khi quay vòng.
Để đảm bảo an toàn khi xe quay vòng trên đường bằng thì:
Vtq < Vlq (3.36)
Xét trường hợp xe chuyển động trên đường ngang có hệ số bám j = 0,7 .Với R = 11,5 [m]; B = 2,05 [m]; hg = 1,401 [m]. Thay số vào (3.34) và (3.35) ta có: Vtq = 8,88 [km/h], Vlq = 9,08 [km/h].
Như vậy: Vtq < Vlq, thoả mãn điều kiện (3.36).
Vậy khi xe quay vòng trên đường nhựa, khô, vận tốc tối đa không được vượt quá 8,88 km/h.
* Nhận xét: Các giá trị về giới hạn ổn định của hệ thống đều thỏa mãn các tiêu chuẩn hiện hành và đảm bảo xe ô tô chuyển động ổn định trên các loại đường. Như vậy khả năng lắp đặt trạm phát điện Cummins 500 kVA lên xe vận tải bánh lốp KAMAZ-43118 là phù hợp với kết cấu như tính toán, đảm bảo độ ổn định của hệ thống khi hành quân. Phương án lắp đặt và kết cấu đã chọn có tính khả thi cao.
Chương 4
HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE CƠ SỞ
4.1. Những chú ý trong quá trình sử dụng
4.1.1. Ly hợp
Trong quá trình sử dụng các tấm ma sát của ly hợp bị mòn, tùy mức độ mài mòn của các tấm ma sát mà phải hiệu chỉnh dẫn động ly hợp để đảm bảo hành trình tự do của ly hợp. Các công việc điều chỉnh và kiểm tra bao gồm: kiểm tra, hiệu chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp, hành trình tự do của cần tách và hành trình toàn bộ của trợ lực hơi (phần xi lanh công tác).
+ Điều chỉnh khe hở giữa đầu đòn mở với bạc mở, khe hở này yêu cầu nằm trong khoảng 3÷4 mm, điều chỉnh bằng đai ốc chỏm cầu làm thay đổi chiều dài cần pít tông trợ lực khí nén.
+ Điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp tương ứng với thời điểm bắt đầu làm việc của xi lanh khoảng 6 ÷ 15 mm, điều chỉnh bằng cách vặn ốc lệch tâm lắp ráp phần tai trên của cần đầy pít tông để đảm bảo khe hở giữa cần đẩy pít tông và pít tông của xi lanh chính.
4.1.2. Hộp số cùng bộ chia số và hộp số phân phối
Việc bảo dưỡng, hiệu chỉnh, kiểm tra khe hở giữa đầu của nắp đậy, và sự mài mòn của các bánh răng, ổ đỡ.
+ Kiểm tra sự xiết chặt của hộp số với các te bộ chia số.
+ Đảm bảo mức dầu trong hộp số, sử dụng đúng loại dầu theo sơ đồ bôi trơn, khi thay dầu chú ý làm sạch nút xả dầu có nam châm và ống thông hơi.
+ Kiểm tra khắc phục sự rò rỉ dầu bôi trơn.
4.1.3. Truyền động các đăng
Kiểm tra sự xiết chặt của các mặt bích trục các đăng, tất cả các bu lông kẹp đều được xiết chặt, mô men vặn bu lông đúng yêu cầu kỹ thuật.
+ Với các đăng cầu giữa mô men vặn bu lông: 12÷14 kG.m.
+ Với các đăng cầu sau mô men vặn bu lông: 8÷9 kG.m.
+ Với bu lông tấm chắn ở trục chữ thập: 1,4 ÷ 1,7 kG.
4.1.5. Những lưu ý khác
Đảm bảo tình trạng kỹ thuật xe tốt, thường xuyên hạn chế những hư hỏng bất thường có thể xảy ra cũng như để đảm bảo an toàn chuyển động. Ngoài những điểm chú ý nêu trên người sử dụng cần quan tâm đến các vấn đề sau đây:
+ Chỉ được phép gài số lùi khi xe dừng hẳn.
+ Khi xuống dốc cấm cho xe lăn trơn (cần số ở vị trí 0).
+ Khi kéo xe chết trên quãng đường dài (hơn 150 km) cần phải tháo rời trục các đăng liên hệ giữa hộp số và cầu giữa.
4.2. Bảo dưỡng hệ thống truyền lực
4.3.1. Công việc chính trong bảo dưỡng hệ thống truyền lực
a. Ly hợp
Công việc trong bảo dưỡng hệ thống truyền lực ly hợp như bảng 4.1.
Những hư hỏng của bộ ly hợp gây trở ngại cho việc điều khiển ô tô, làm người lái không tập trung việc quan sát đường, làm trở ngại giao thông của các phương tiện vận tải khác, và gây mất cảm giác cho người lái, trong nhiều trường hợp còn gây mất an toàn giao thông.
b. Hộp số
Công việc trong bảo dưỡng hộp số như bảng 4.2.
Hộp số là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền lực, ảnh hưởng lớn đến tính năng thông qua của xe quân sự, trong quá trình sử dụng cần tuân thủ đúng qui trình bảo dưỡng nhằm đạt được hiệu quả sử dụng lớn nhất, và an toàn cho con người trong quá trình sử dụng xe.
4.2.2. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống truyền lực
a. Hư hỏng thường gặp ở ly hợp
Ly hợp đóng không hoàn toàn:
* Dấu hiệu:
Mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ sẽ không truyền hoàn toàn cho các bánh chủ động. Kết hợp với việc tăng số vòng quay của trục khuỷu động cơ khi nhả bàn đạp ly hợp, ô tô hầu như vẫn không nhích khỏi chỗ hoặc tăng tốc độ rất chậm, đôi khi ô tô chạy bị giật và trong buồng lái ngửi thấy mùi khét của các đĩa ma sát của đĩa bị động.
Bộ ly hợp mở không hoàn toàn:
* Dấu hiệu:
Khi gài số có kèm theo tiếng nghiến rít của các bánh răng hộp số, trong đó không loại trừ khả năng bánh răng bị sứt mẻ.
b. Những hư hỏng thường gặp ở hộp số
* Dấu hiệu:
Hộp số xảy ra hiện tượng nhảy số khi xe đang hoạt động, gài hai số một lúc, hoặc cảm thấy khó gài số, xuất hiện tiếng kêu lạ trong hộp số, bánh răng hộp số bị sứt mẻ.
* Nguyên nhân và khắc phục:
- Răng bánh răng bị sứt mẻ hoặc vỡ là do ô tô tải nặng và chuyển bánh đột ngột, khi gài số không có kỹ thuật hoặc hư hỏng phát sinh từ bộ ly hợp. Không được cho hộp số làm việc khi các răng bánh răng bị vỡ, vì vậy có thể dẫn tới phá hủy toàn bộ hộp số. Khắc phục bằng cách thay mới bánh răng bị vỡ, mẻ nhiều.
- Tự trả số có thể do các bánh răng và khớp nối của bộ đồng tốc bị mòn không đều các bánh răng không ăn khớp hoàn toàn, cơ cấu định vị bị mòn. Khắc phục bằng cách thay các chi tiết mòn.
d. Những hư hỏng thường gặp ở truyền lực chính
* Dấu hiệu:
Quá trình sử dụng xuất hiện những dấu hiệu bất thường như: các bánh răng hoạt động phát ra tiếng ồn lớn, chảy dầu ở vỏ cầu, trục các đăng bị đảo, xe không thể chuyển động.
* Nguyên nhân và khắc phục:
- Răng bánh răng bị mòn hoặc sứt mẻ, do quá tải và người điều khiển không đúng kỹ thuật khiến xe bị giật gây va đập đầu răng các bánh răng. Nếu mòn ít thì khắc phục bằng cách điều chỉnh các ổ bi, nếu hư hỏng nặng cần tiến hành sửa chữa hoặc thay mới chi tiết hỏng.
- Vòng chắn dầu bị mòn hoặc hư hỏng phải tiến hành thay thế.
- Dầu rò chảy ở các chỗ nối của các te cầu sau, khắc phục bằng thay đệm.
- Bán trục bị vặn, rãnh trục bị mòn, ê cu mặt bích bán trục với moay ơ bị lỏng hoặc các gu giông bị đứt.
4.2.3. Điều chỉnh và bôi trơn
a. Ly hợp
Kiểm tra và điều chỉnh
Sau mỗi 8000 km của ly hợp cần điều chỉnh hành chỉnh tự do của ly hợp. Hành trình tự do của ly hợp xe KAMAZ-43118 là 140-150 mm.
Cách kiểm tra: đạp nhẹ lên bàn đạp ly hợp và đo hành trình của bàn đạp, nếu không đạt trị số qui định cần tiến hành điều chỉnh.
Cách điều chỉnh:
Nới lỏng đai ốc hãm ở ngoài đai ốc có mặt cầu, vặn đai ốc có mặt cầu để điều chỉnh độ dài hiệu dụng của thanh kéo, vặn đai ốc vào sẽ làm giảm hành trình tự do, nới đai ốc ra sẽ làm tăng hành trình tự do. Sau khi điều chỉnh tiến hành xiết chặt đai ốc hãm. Sau khi điều chỉnh cần khởi động lại động cơ và kiểm tra hoạt động của ly hợp.
b. Trục các đăng
Kiểm tra và điều chỉnh
Sau 8000 km vận hành cần kiểm tra khe hở hướng trục của ổ đỡ trung gian của trục truyền.
c. Ổ đỡ trung gian
Lắp ổ đỡ trung gian: khi ép ổ bi vào đầu trục truyền chú ý sao cho vòng trong ổ bi không bị vênh, lệch. Xiết chặt đai ốc giữ mặt bích với mô men xiết 250 Nm rồi hãm bằng chốt chẻ.
Bôi trơn
Khi lắp tổng thành ổ đỡ trung gian phải nhét mỡ gốc qua chỗ khuyết trờn miệng của vòng chắn mỡ tới khoảng 1/2 không gian bên trong giữa ổ bi và vòng chắn mỡ.
e. Truyền lực chính
Kiểm tra điều chỉnh
Ta kiểm tra vết ăn khớp của các cặp bánh răng, vì vết ăn khớp liên quan tới áp suất tiếp xúc mặt răng, ảnh hưởng tới tải trọng động tác dụng lên răng.
Kiểm tra và điều chỉnh sự ăn khớp của cặp bánh răng côn ta tiến hành điều chỉnh ổ bi đỡ bộ vi sai sau đó tiến hành điều chỉnh vết ăn khớp của cặp bánh răng côn và cặp bánh răng trụ bị động.
Thay dầu cầu chủ động:
Cứ sau 8000 km cần kiểm tra mức dầu, nếu thiếu phải bổ sung. Nút có ren của lỗ đổ dầu bố trí ở thành phía trên của truyền lực chính, mức dầu đỏ phải đạt ngang mức của lỗ này. Dầu bôi trơn cầu sau có cùng ký hiệu với dầu bôi trơn hộp số, lượng dầu là 5 lít.
Chu kỳ thay dầu:
- Sau khi chạy rà xong (sau 2500 km)
- Sau đó chu kỳ thay dầu là sau mỗi hành trình 24000km.
- Thay đổi khi đổi thời vụ làm việc.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu, thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học và được sự hướng dẫn kiểm tra tận tình, chu đáo, tỉ mỉ của thầy giáo: PGS, TS …………….. với sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của tôi đã hoàn thành.
Đồ án đã phân tích, tính toán lí thuyết để lựa chọn được phương án tích hợp trạm phát điện lên xe cụ thể là đã lựa chọn được xe cơ sở KAMAZ - 43118. Kết quả đồ án đã đưa ra phương án thiết kế để khảo sát tính toán động lực học chuyển động thẳng của xe, tính toán ổn định của tổ hợp trong các trường hợp điển hình.
Hạn chế của đồ án là chưa khảo sát đến ảnh hưởng của nhiều điều kiện mặt đường, địa hình khác nhau đến sự ổn định của tổ hợp. Đồ án mới chỉ dừng lại ở khảo sát theo một phương án lựa chọn.
Hướng phát triển của đồ án là đi sâu nghiên cứu, khảo sát dao động, chuyển động quay vòng của xe.
Qua quá trình thực hiện đồ án tôi có thêm phương pháp nghiên cứu, tiếp cận, giải quyết các vấn đề khoa học kỹ thuật và tích luỹ được nhiều kiến thức cần thiết nhằm làm cơ sở cho công tác học tập và làm việc sau này.
Trong quá trính làm đồ án, mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự đóng góp hướng dẫn tiếp tục của các thầy và sự góp ý các bạn để đồ án của bản thân được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 20...
Học viên thực hiện
.....................
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập, Lý thuyết ô tô quân sự, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, 2002.
2. Nguyễn Hữu Cẩn, Lý thuyết ô tô máy kéo, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật, 2005
3. Vũ Đức Lập, Sổ tay tính năng tra cứu kỹ thuật ôtô, Học viện Kỹ thuật Quân Sự, 2003.
4. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vi, Cấu tạo ô tô quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân Sự, 1995.
5. Vũ Đức Lập, Ứng dụng máy tính trong tính toán xe Quân sự, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, 2001.
6. Vũ Đức Lập, Tập hình vẽ môn học cấu tạo ô tô quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân Sự, 2014.
7. Vũ Đức Lập, Tính toán kéo ô tô, Học viện Kỹ thuật Quân Sự, 2002.
8. Nguyễn Văn Trà, Kết cấu tính toán ô tô Tập 1, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, 2015.
9. Catalogue KamAZ trucks. http://kamazexport.com. Ngày truy cập 3/9/2023
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"