MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU…………………………….………………………………………..3
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Ô TÔ VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ…………6
1.1. Nhiệm vụ thiết kế……………………………………………………………6
1.2. Giới thiệu xe…………………………………………………………………6
1.2.1. Giới thiệu xuất xứ vật tư chính…………………………………………8
1.3. Văn bản pháp lý liên quan đến công việc thiết kế…………………………...9
1.3.1. Một số văn bản pháp lý liên quan đến công việc thiết kế………………9
1.3.2. Nội dung bản thiết kế phương tiện cơ giới đường bộ…………………12
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ CHUNG……………13
2.1. Các phương án bố trí chung………………………………………………..13
2.1.1. Thùng hàng…………………………………………………………….13
2.1.2. Phương án lật thùng…………………………………………………...14
2.1.3. Cơ cấu nâng hạ………………………………………………………..14
2.2. Bố trí chung xe thiết kế…………………………………………………….15
2.3. Trọng lượng và phân bố trọng lượng xe…………………………………...17
2.3.1. Trọng lượng xe ô tô…………………………………………….……..17
2.3.2. Xác định sự phân bố trọng lượng của ô tô………………….…………18
2.3.3. Xác định tọa độ trọng tâm ô tô………………………………….……..20
2.4. Kiểm tra tính ổn định của ô tô thiết kế……………………………….…….21
2.4.1. Ổn định dọc của ô tô khi lên dốc………………………………..…….22
2.4.2. Ổn định dọc của ô tô khi xuống dốc………………………….……….22
2.4.3. Ổn định ngang của ô tô…………………………………….….………23
2.4.4. Tính ổn định khi nâng hạ thùng hàng…………………………………25
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THEO TIÊU CHUẨN…………..………27
3.1. Tính toán động lực học chuyển động thẳng………………………………..27
3.1.1. Đặc tính ngoài động cơ 490QZL…………………………………27
3.1.2. Đặc tính kéo…………………………………………………………...30
3.1.3. Nhân tố động lực học và đặc tính động lực học……………………….31
3.1.4. Khả năng tăng tốc……………………………………………………..33
3.1.5. Bảng kết quả đặc tính động lực học của xe thiết kế…………………..38
3.2. Tính toán động lực học, động lực học cơ cấu nâng hạ thùng xe……….… .41
3.2.1. Tính toán kiểm tra lực đẩy của xi lanh………………………………...41
3.2.2. Kiểm tra góc nâng tối đa của thùng hàng……………………………..42
3.3. Tính toán kiểm bền…………………………………………………………43
3.3.1. Tính toán lắp đặt thùng tự đổ………………………………………….43
3.3.2. Tính toán kiểm bền các chi tiết, tổng thành hệ thống…………………45
CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG XE……………………………………..48
4.1. Khái niệm chung bảo dưỡng……………………………………………….48
4.2. Các cấp bảo dưỡng…………………………………………………………48
4.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày…………………………………………………49
4.2.2. Bảo dưỡng định kỳ………………………………………………..…….50
4.3. Những chú ý và hư hỏng thường gặp ở hệ thống nâng hạ thùng xe……….56
4.3.1. Những hư hỏng…………………………………………………...……..56
4.3.2. Kiểm tra………………………………………………………..…....... 57
4.3.3. Sửa chữa………………………………………………………..……...57
KẾT LUẬN……………………………………………………......……………....58
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………….......59
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghiệp ô tô không chỉ giữ một vị trí quan trọng trong việc thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển thông qua đáp ứng nhu cầu giao thông vận tải, góp phần phát triển sản xuất và kinh doanh thương mại mà còn là ngành kinh tế mang lại lợi nhuận rất cao nhờ sản suất ra những sản phẩm có giá trị. Dựa vào đó, rất nhiều doanh nghiệp trong nước đã chế tạo, lắp ráp thành công nhiều loại ô tô có mẫu mã đẹp, đa dạng, chất lượng đảm bảo đang được nhiều người tiêu dùng chấp nhận.
Hiện nay trên thị trường ô tô xuất hiện nhiều loại ô tô vận tải chuyên chở một loại hang háo nhất định. Nhưng nhiều khi các loại ôtô này không đáp ứng được yêu cầu biến đổi đa dạng của thị trường, người tiêu dùng cũng như tính chất vận tải khác nhau của các đơn vị vận tải. Vì vậy để đáp ứng được các nhu cầu này, mà lại phù hợp với điều kiện hoàn cảnh của Việt Nam thì các doanh nghiệp, các công ty thường nhập các loại ô tô chưa có công năng xác định như HUYNDAI, KIA, ,…Từ đó căn cứ vào nhu cầu thực tế của thị trường, của các chủ phương tiện mà tiến hành đóng mới từng loại xe nhất định như ôtô tải, ô tô tải tự đổ, ô tô xi téc….
Ô tô tự đổ đang là một phương tiện giao thông được nhiều người tiêu dùng trong nước sử dụng rộng rãi, đặc biệt là ở khu vực nông thôn và miền núi. Đó là một phương tiện chuyên dụng,rất đa năng trong lĩnh vực vận tải, cho phép trút được hàng vận tải trong nhiều điều kiện địa hình phức tạp khác nhau với nhiều kiểu trút khác nhau.
Do đó,việc thiết kế, chế tạo và lắp ráp hoàn thiện một số loại ô tô ở trong nước nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường, đồng thời tận dụng được nguồn vật liệu, cũng như nhân công, thay thế các loại xe nhập khẩu là phù hợp chủ trương của nhà nước và hướng phát triển của ngành công nghiệp ô tô.
Đồ án tốt nghiệp là công đoạn cuối cùng của sinh viên nghành kỹ thuật nói chung, nó tập hợp tất cả các kiến thức, bao gồm: các môn cơ sở đại cương, các môn chuyên nghành và các kết quả thu được trong quá trình thực tập.
Là một sinh viên ngành xe, việc nghiên cứu, tính toán thiết kế hay khai thác, sửa chữa các chi tiết, các cụm…là việc làm không thể thiếu được. Nó giúp các sinh viên rèn luyện kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm cho các quá trình thực tế sau này.Trong đồ án tốt nghiệp của mình em được giao nhiệm vụ:
Thiết kế ô tô tải tự đổ 2 tấn trên cơ sở ôtô satsxi nhập khẩu
Trong quá trình làm đồ án tố nghiệp, được sự giúp đỡ tận tình của GS.TS……………., cùng sự nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ của bạn bè. Em đã hiểu rõ hơn về các kiến thức đã học, tìm hiểu được nhiều vấn đề liên quan đến việc tính toán và thiết kế ô tô, các thuật ngữ, các văn bản pháp quy liên quan đến việc thiết kế…Điều đó sẽ là rất có ích và tích lũy thêm nhiều kinh nghiệm cho các kỹ sư ngành xe trong quá trình tính toán và thiết kế ô tô sau này.
Tuy vậy, do thời gian có hạn và trình độ bản thân còn có nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những sai xót trong quá trình tính toán và thiết kế. Rất mong sự thông cảm, góp ý của các thầy, các bạn học để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn GS.TS……………. đã giúp đỡ hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định.
Hà Nội, ngày …. tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE THIẾT KẾ.
1.1. Nhiệm vụ thiết kế.
Thiết kế kỹ thuật ô tô tải 2 tấn tự đổ.
Ký hiệu thiết kế: CT3TD1.
Nhãn hiệu giao dịch: CT3TD1.
Thiết kế thực hiện đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và yêu cầu sử dụng của ô tô.
- Phù hợp với yêu cầu về công nghệ trong điều kiện Việt Nam.
- Thỏa mãn các quy chuẩn Việt Nam.
- Xe thiết kế phải đảm bảo mức khí thải Euro II theo quy định Việt Nam.
- Có đủ độ bền, an toàn và độ ổn định cần thiết trong các điều kiên địa hình Việt Nam.
- Màu sơn được công ty đăng ký theo lô sản phẩm.
1.2. Giới thiệu xe sát xi cơ sở và xuất xứ vật tư chính.
1.2.1. Giới thiệu ô tô sát xi cơ sở.
- Ô tô sát xi cơ sở do Trung Quốc sản xuất, tay lái thuận, công thức bánh xe 4x 2, cầu trước là cầu dẫn hướng, cầu sau chủ động.
- Xe sát xi được nhập khẩu từ công ty TNHH ô tô Chiến Thắng .
- Động cơ Diezel 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng.
- Ly hợp một đĩa ma sát khô, dẫn động thủy lực.
- Hộp số cơ khí 5 số tiến .
Các thông số kỹ thuật được cho trong bảng sau đây:
Thông số kỹ thuật của ô tô sát xi cơ sở thể hiện như bảng 1.1.
1.2.2. Giới thiệu xuất xứ vật tư chính.
1. Các tổng thành, chi tiết mua và nhập khẩu (đối với 01 ô tô).
Các tổng thành, chi tiết mua và nhập khẩu thể hiện như bảng 2.1.
2. Các chi tiết chế tạo trong nước (đối với 01 ô tô).
Các chi tiết chế tạo trong nước thể hiện như bảng 2.2.
1.3. Văn bản pháp lý liên quan đến công việc thiết kế.
1.3.1. Một số văn bản pháp lý liên quan đến công việc thiết kế.
- Quyết định 4134/2001/QĐ-BGTVT ngày 5/12/2001 ban hành “Tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường của phương tiên giao thông cơ giới đường bộ” .Số đăng ký: 22TCVN 224-2001.
- Quyết định 152/2001 ĐK ngày 14/12/2001 ban hành “Quy trình kiểm định an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với phương tiện giao thông cơ giới đường bộ”: TCVN 6435-98; TCVN 6436-98; TCVN 6438-98
- Tiêu chuẩn Việt Nam: ô tô hệ thống phanh, yêu cùng an toàn chung và phương thức thử. Số đăng ký TCVN-6578:1999
- Quyết định 4331/2002/QĐ-BGTVT ngày 24/12/2002 về việc sửa đổi, bổ sung tiêu chuẩn ngành 22 TCN 224-01.
- Quyết định số 1944/1999/QĐ-BGTVT: Quy định việc kiểm tra chất lượng và an toàn kỹ thuật các loại phương tiện cơ giới đường bộ nhập khẩu vào Việt Nam.
- Quyết định 2070/2000/QĐ-BGTVT: Ban hành quy định về kiểm tra chất lượng và an toàn kỹ thuật các loại phương tiện cơ giới đường bộ sản xuất, lắp ráp theo thiết kế trong nước.
- Quyết định 1362/2000/QĐ-BGTVT: Ban hành quy định về việc cải tạo phương tiện cơ giới đường bộ.
- Kích thước cho phép lớn nhất.
+ Chiều dài ô tô: 12,2 m
+ Chiều rộng ô tô (tất cả các loại xe): 2,5 m
+ Chiều cao ô tô:
Xe có trọng lượng toàn bộ trên 5 tấn: 4 m
Xe có trọng lượng toàn bộ đến 5 tấn: Hmax < 1,75.WT < 4 m
Trong đó:
+ Hmax là chiều cao lớn nhất cho phép của xe cơ giới>
+ WT là khoảng cách giữa tâm tiếp xúc của 2 bánh xe sau với mặt
đường, trường hợp trục sau lắp bánh kép thì lấy khoảng cách vết tiếp xúc của 2 bánh xe phía ngoài.
+ Chiều dài đuôi xe cơ giới: Chiều dài ô tô tải không dài quá 50%
chiều dài cơ sở của ô tô tải.
+ Bán kính vòng quay của xe cơ giới: Bán kính vòng quay nhỏ
nhất của bánh xe phía trước phía ngoài không quá 12 m.
- Tải trọng trục cho phép lớn nhất.
+ Trục đơn: 10 tấn.
+ Trục kép phụ thuộc vào khoảng cách hai tâm trục (d):
d < 1 m : 10 tấn.
1< d < 1,3 m : 16 tấn.
d > 1,3 m : 18 tấn.
1.3.2. Nội dung bản thiết kế phương tiện cơ giới đường bộ
Đơn vị thiết kế là đơn vị có tư cách pháp nhân, có đăng ký kinh doanh ngành nghề thiết kế xe cơ giới phù hợp với các quy định hiện hành. Hồ sơ thiết kế gồm:
- Các bản vẽ kỹ thuật:
+ Bản vẽ bố trí chung của xe cơ giới sau khi cải tạo
+ Bản vẽ bố trí chung của xe cơ giới trước khi cải tạo để đối chiếu
+ Bản vẽ lắp đặt tổng thành hệ thống được cải tạo hoặc thay thế
+ Bản vẽ những chi tiết được cải tạo, thay thế bao gồm cả hướng dẫn công nghệ và vật liệu được phép sử dụng khi cải tạo thay thế.
- Thuyết minh tính toán, gồm các nội dung:
+ Giới thiệu nhu cầu cải tạo.
+ Đặc tính kỹ thuật cơ bản của xe cơ giới trước và sau khi thực hiện cải tạo
+ Nội dung thực hiên cải tạo và các bước công nghệ thi công.
+ Tính toán tính động học, động lực học liên quan tới nội dung cải tạo.
+ Tính toán kiểm nghiệm bền lien quan tới nội dung cải tạo.
+ Những hướng dẫn cần thiết cho việc sử dụng xe cơ giới sau khi sử dụng.
+ Kết luận.
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG XE
2.1. Lựa chọn phương án bố trí chung.
Căn cứ vào TCVN, các quyết định và công văn liên quan đến công việc thiết kế, ta tiến hành công việc thiết kế. Công việc thiết kế được đảm bảo trên các nguyên tắc sau đây:
- Thiết kế để sản xuất lắp ráp mang nhãn hiệu hàng hóa trong nước theo quyết định 2070/2000/QĐ-BGTVT.
- Thiết kế theo mẫu ô tô tự đổ có trọng tải nhỏ, loại được sử dụng rộng rãi trên thị trường Việt Nam nhưng hình thái và kích thước có nét đặc thù riêng.
- Nhập ngoại ô tô tải sát xi ở dạng khung gầm có gắn động cơ, do Trung Quốc sản xuất với chất lượng 100%. Nhập khẩu cụm ca bin tấm mảng (chưa hàn, chưa sơn).
- Chế tạo thùng tự đổ.
- Bảo đảm được các yêu cầu kỹ thuật và mỹ thuật.
- Kết cấu phù hợp với khả năng cung cấp phụ tùng vật tư và khả năng công nghệ trong nước.
Nội dung của bố trí chung: Do là ô tô sát xi nên công việc chính của bố trí chung là lắp đặt thùng tự đổ và hệ thống nâng hạ. Hệ thống phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Bố trí cẩn thận, bảo đảm phân bố tải trọng lên các trục tương đương xe cơ sở.
- Vận hành, điều khiển thuận tiện.
- Ổn định khi dỡ hàng.
- Công nghệ lắp đặt đơn giản, dễ thực hiện.
2.1.1. Xác định trọng lượng và phân bố khối lượng.
1. Xác định trọng lượng, tải trọng ô tô thiết kế.
Trọng lượng bản thân của ô tô thiết kế được xác định trên cơ sở tổng trọng lượng của các cụm tổng thành, Trọng lượng của ô tô càng nhỏ thì tính năng động học, động lực học của ô tô càng cao. Tuy nhiên nó còn phụ thuộc vào sự phân bố trọng lượng lên cầu chủ động của xe. Nếu trọng lượng phân bố phân bố lên cầu chủ động lớn tức trọng lượng bám lớn thì tính năng động lực học của ô tô sẽ tốt hơn.
Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế được xác định dựa trên trọng lượng bản thân của các cụm tổng thành.
G0 = Gsx+ Gb l+ Ggh + Gth + Gnh + Gkp
= 1644 + 375 + 45 + 1135 + 240 + 81 = 3520 (KG);
Trong đó:
+ G0 :là trọng lượng bản thân ô tô thiết kế (KG);
+ Gsx :là trọng lượng các cum tổng thành gắn trên khung xe Gsx = 1644 (KG);
+ Gbl :là trọng lượng buồng lái; Gbl = 375 (KG);
+ Ggh :là trọng lượng ghế lái và ghế phụ; Ggh = 45 (KG);
+ Gth :là trọng lượng của thùng tự đổ; Gth = 1135 (KG);
+ Gnh :là trọng lượng của hệ thống nâng hạ; Gnh = 240 (KG);
+ Gkp :là trọng lượng của khung phụ; Gkp = 81 (KG);
Trọng lượng toàn bộ của ô tô thiết kế:
G = G0 + Q + Gkl = 3520 + 2000 + 195 = 5715 (KG);
Trong đó:
+ G :là trọng lượng toàn bộ của ô tô thiết kế (KG);
+ Gkl :là trọng lượng kíp lái (3 người);Gkl = 3 x 65 = 195 (KG);
+ Q :là trọng lượng hàng hóa chuyên chở của xe: Q = 2000 (KG);
2. Phân bố trọng lượng lên các cầu
Giả thiết các thành phần khối lượng phân bố đối xứng qua trục đối xứng dọc của ô tô, khối lượng thùng hang , khung xe phân bố đều theo chiều dài xe.
Ta có:
+ O1 , O2 :là cầu trước và cầu sau.
+ Gsx :là trọng lượng các cụm tổng thành gắn trên khung xe(KG).
+ Gbl :là trọng lượng buồng lái(KG).
+ Gkl :là trọng lượng của kíp lái(KG).
+ R1 :là phản lực pháp tuyến tác dung lên cầu trước(KG).
+ R2 :là phản lực pháp tuyến tác dụng lên cầu sau(KG).
+ Q :là tải trọng của hàng hóa(KG).
Lập phương trình mô men cho các lực tác dụng, ta tính được lực phân bố lên các cầu của xe thiết kế như sau:
a. Phân bố trọng lượng của xe sát xi cơ sở.
R1sx = 595 (KG);
R2sx = 1049 (KG);
b. Phân bố trọng lượng của cum buồng lái (cabin).
Theo sơ đồ tác dụng lực: Trọng lượng của buồng lái tác dụng lên cầu sau bằng 0 và lực tác dụng của buồng lái lên cầu trước chính là trọng lượng bản thân của buồng lái: Gbl = Rbl = 375 (KG).
c. Phân bố trọng lương của ghế ngồi.
Ghế ngồi được bố trí trong khoang buồng lái, theo sơ đồ tác dụng lực (hình 2.2) ta có : R1gh = Ggh= 45 (KG).
f. Phân bố trọng lượng của khung phụ.
Ta có:
R1kp = 30 (KG);
R2kp = 51 (KG);
g. Phân bố trọng lượng của kíp lái.
R1kl = 191 (KG);
R2kl = 4 (KG);
i. Phân bố trọng lượng của hàng hóa.
R1Q = 336 (KG);
R2Q = 1664 (KG);
Ta có bảng số liệu như bảng 2.1.
2.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm ô tô.
Tọa độ trọng tâm là thông số quan trọng ảnh hưởng tới khả năng ổn định của ô tô. Vì vậy ta cần xác định tọa độ trong tâm của ô tô theo chiều dọc, chiều ngang và cả chiều cao khi xe không tải và có tải.
1. Khi không tải.
- Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc.
Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến cầu trước: a = (mm);
Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu sau: b = L – a (mm);
2. Khi có tải.
- Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc.
Khoảng cách từ trọng tâm xe tới cầu trước: a = (mm);
Khoảng cách từ trọng tâm xe tới cầu sau: b = L – a (mm);
- Tọa độ trọng tâm theo chiều ngang.
Coi ô tô có cấu tạo đối xứng dọc, do đó tọa độ trọng tâm của ô tô theo chiều ngang nằm trên mặt phẳng đối xứng dọc trục.
2.2. Kiểm tra tính ổn định của ô tô thiết kế.
Ổn định là một tính chất quan trọng của ô tô, tính độ ổn định tốt thì khả
năng làm việc sẽ an toàn hơn trên đường dốc và đường trơn trượt. Độ ổn định của ô tô được đánh giá bằng khả năng đảm bảo xe không bị trượt lật khi chuyển động trên đường dốc, đường nghiêng ngang hoặc khi xe quay vòng.
2.2.1. Ổn định dọc của ô tô khi lên dốc.
Ổn định của ô tô khi lên dốc được đánh giá bằng khả năng xe không bị trượt dọc hoặc bị lật dọc qua điểm tiếp xúc giữa bánh xe cầu sau với mặt đường.
Giả thiết:
- Bài toán được giải ở dạng hình phẳng do vậy sơ đồ khảo sát là hình chiếu đứng của xe, bánh xe trái và phải của một cầu được coi là một.
- Xe chuyển động đều khi lên dốc với góc dốc là α và đường không mấp mô.
- Bỏ qua lực cản không khí và mô men cản lăn.
Khi xe lên dốc có thể bị lật dọc qua tiếp điểm tiếp xúc của bánh xe cầu sau với mặt đường. Khi bắt đầu lật phản lực pháp tuyến cả mặt đường tác dụng lên các bánh xe bằng 0 (R1 = 0). Tại thời điểm này ô tô được coi là không chuyển động.
Ta có: Góc giớ hạn lớn nhất khi xe lên dốc: αL = arctag (độ);
2.2.2. Ổn đinh dọc của ô tô khi xuống dốc.
Khảo sát tương tự tính ổn định của xe khi lên dốc, ta có tính ổn định của xe khi xuống dốc:
Góc giới hạn lật xe khi xuống dốc: αX = arctag (độ);
2.2.3. Ổn định ngang của ô tô.
Ổn định ngang của ô tô được đánh giá bằng khả năng xe không bị trượt ngang và lật ngang. Sự trượt ngang của xe có thể sảy ra đồng thời ở tất cả các bánh xe hoặc trước tiên xảy ra ở một cầu nào đó, sau đó mới dẫn tới sự trượt ngang của các bánh xe cầu khác. Sự lật ngang có thể xảy ra qua tiếp điểm tiếp xúc của bánh xe bên phải hoặc bên trái với mặt đường.
Khi khảo sát chuyển động, ta giả thiết:
- Bài toán được khảo sát trong mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với trục dọc xe, các bánh xe cầu trước và cầu sau được coi như là một.
- Khả năng bám ngang của các bánh xe là như nhau.
- Ô tô chuyển động thẳng đều trên đường có góc nghiêng ngang là β, góc dốc là α = 0, đường không có mấp mô.
Thay số ta được: Rqmin = 6,4 (m);
2.2.4. Tính ổn định khi nâng hạ thùng hàng.
Tính trong trường hợp nguy hiểm nhất chỉ có lái xe trên ca bin và toàn bộ hàng hóa còn trên thùng xe.
Khi xy lanh thủy lực đạt hành trình cực đại, thùng xe đạt góc nghiêng tối đa α.
Khối lượng phân bố lên cầu trước 1551>0. Khi nâng đảm bảo xe không bi lật.
2.3. Tính toán động lực học.
Ta có các thông số đầu vào dung để tính toán ô tô thiết kế như bảng 2.7.
2.3.1. Đặc tính ngoài của động cơ 490QZL.
Đồ thị thi biểu diễn mối quan hệ giữa mô men (Me), công suất (Ne) và công suất tiêu hao nhiên liệu (ge) của động cơ với số vòng quay (ne) của trục khuỷu khi khi cung cấp nhiên liệu ở mức tối đa được gọi là đặc tính vận tốc ngoài của động cơ (đặc tính ngoài).
Đường đặc tính ngoài của động cơ được xây dựng theo phương pháp gần đúng Laydecman.
Ta có:
+ Ne :là công suất có ích của động cơ;
+ ne :là số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kì của đường đặc tính ngoài;
+ Nemax , nN :là công suất có ích cực đại và số vòng quay ứng với công suất đó;
+ Memax :là mô men xoắn lớn nhất;
+ MeN :là mô men xoắn ở chế độ công suất lớn nhất;
+ a, b, c :là các hệ số phụ thuộc từng loại động cơ cụ thể.
Để xác định các hệ số a, b, c ta có thể sử dụng công thức nội suy lagrăng. Trên đường đặc tính, ta chon 3 điểm đặc biệt có các giá trị tọa độ như sau : (nemin , Memin); (neM , Memax); (neN , MeN) .
2.3.2. Đặc tính kéo.
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo tính theo động cơ và vận tốc chuyển động của xe ở các số truyền được gọi là đặc tính kéo của ô tô: Pk = P(v)
Để xây dựng đặc tính kéo, ta sử dụng đặc tính ngoài của động cơ, lấy các giá trị khác nhau của công suất Ne1, Ne2….., Nen trên đường đặc tính với các vận tốc góc ωe1, ωe2…., ωen của trục khuỷu (lấy các giá trị ωe cách đều nhau). Sau đó tính các giá trị v11, v12…..v1n cho số truyền thứ nhất của hệ thống truyền lực (ứng với itl1).
Tiếp theo tính các giá trị Pk11, Pk12….Pk1n . Thực hiên tương tự cho các số truyền tiếp theo.
Đặc tính kéo của ô tô cho phép xác định lực kéo lớn nhất của ô tô theo động cơ vì nó được xây dựng từ đặc tính ngoài của động cơ (khi nhiên liệu được cung cấp ở mức tối đa).
Đặc tính kéo cho phép xác định lức kéo lớn nhất Pkimax ở từng số truyền
Đặc tính kéo không thể đánh giá được chất lượng kéo của xe. Bởi vì 2 xe cùng lực kéo thì xe nào có trọng lượng nhỏ hơn, thông số khí động học tốt hơn thì xe đó có động lực học tốt hơn. Vì vậy, để đánh giá chất lượng động lực học của ô tô, người ta đưa ra một thông số có kể đến trọng lượng và khí động của ô tô. Thông số này được gọi là nhân tố động lực học.
2.3.4. Khả năng tăng tốc.
Khả năng tăng nhanh vận tốc ô tô sau khi khởi hành hoặc sau khi chuyển số được gọi là tính năng tăng tốc của ô tô. Tính năng tăng tốc của ô tô được đánh giá bằng thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của ô tô. Những thông số kết cấu cơ bản ảnh hưởng tới tính năng tăng tốc của ô tô:
- Lực kéo riêng theo động cơ (hoặc nhân tố động lực học). Thông số này phụ thuộc vào công suất riêng của động cơ, tỷ số truyeeng và hiệu suất của hệ thống truyền lực.
- Hệ số khối lượng quay ở các số truyền.
- Loại động cơ, khả năng làm việc và khả năng tăng tốc của động cơ.
- Loại hệ thống truyền lực.
1. Đồ thị gia tốc của xe thiết kế.
Ta có:
+ ji :gia tốc ở số truyền thứ i (m/s2);
+ Di :là nhân tố động lực học;
+ f :là hệ số cản lăn khi xe đầy tải (N);
+ δi :là hệ số khối lượng quay số truyền thứ i; δi = 1+ (δ1 + δ2.iihsi);
Như vậy, gia tốc ji phụ thuộc vào 2 biến số là nhân tố động lực học Di và hệ số khối lượng quay δi
2. Xác đinh thời gian và quãng đường tăng tốc.
Trị số của gia tốc chưa phải là chỉ tiêu rõ rang để biểu thị khả năng tăng tốc của ô tô. Vì vậy để thuận lợi cho việc đánh giá khả năng tăng tốc, người ta dung các thông số: thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc tới vân tốc xác định nào đó. Để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc, ta sử dụng đồ thị gia tốc của ô tô.
Trên đồ thị t = t(v), lấy một phần diện tích ứng với khoảng biến thiên thời gian dt. Kết quả nhận được là hình chữ nhật có chiều dài v, chiều rộng dt. Diện tích giớ hạn bởi đường cong t = t(v) và trục tung t gắn với t1 và t2 là quãng đường tăng tốc.
2.4. Bảng kết quả đặc tính động lực học của xe thiết kế.
Ta sử dung phần mềm Matlab 7.3 để xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ, đặc tính kéo, đặc tính động lực học, thời gian và quãng đường tăng tốc.
Vậy các kết quả tính toán về lực kéo, đặc tính động lực học, thời gian và quãng đường tăng tốc hoàn toàn phù hợp với điều kiện đường xã Việt Nam.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NÂNG HẠ VÀ KIỂM NGHIÊM BỀN
3.1. Tính toán động học, động lực học cơ cấu nâng hạ thùng.
Thông số tính toán hệ thống nâng hạ thể hiện 3.1.
3.1.1. Tính toán kiểm tra lựcđẩy của xi lanh.
Viết phương trình cân bằng mô men đối với điểm A, ta có phương trình:
MA = Pn.L3.sinβ – R.L4.cosα = 0
Pn = R.L4. .sinβ
Ta có:
+ Fn :là lực nâng cần thiết của xi lanh;
+ R :là lực nâng tại chốt ben;
+ α = 200; β = 300;L1=1840 mm; L2= 1990 mm; L3= 230mm; L4= 820 mm;
Lực đẩy cần thiết tại vị trí chốt nâng thùng hàng: R = 2898,69 [kg]
Gth+hh là khối lượng thùng xe và hàng hóa;
Lực đẩy cần thiết của xy lanh: Pn = 19422,45 [kg]
Diện tích xi lanh: S = 122,72 [cm2];
Áp lực làm việc của bơm dầu: p = 255 kg/cm2;
Lực đẩy của xi lanh: Pxl = S . p = 122,72 . 255 = 31293,6 [kg];
Ta có Pn < Pxl , nên xy lanh thủy lực thỏa mãn điều kiên làm việc.
3.2.2. Kiểm tra góc nâng tối đa của thùng hàng.
Các thông số ban đầu: L1 = 1840; L2 = 1990; L5 = 1650; α1 = 30; α3 = 50.
cos α2 = 600
Vậy góc nâng ben là: α = α1 + α2 - α3 = 30 +600 – 50 = 580.
3.3. Tính toán kiểm bền.
3.3. Tính toán lắp đặt thùng tự đổ.
- Tính kiểm tra độ bền chốt thùng hàng với khung xe.
Thùng hàng tự đổ được bắt với khung ô tô bằng 2 chốt quay. Mỗi bên có 1 chốt và các tai chống xô ngang. Lực tác dụng lên chốt lớn nhất khi phanh gấp. Các chốt này bị cắt và chèn dập do lực quán tính tác dụng: Pj = 2195,5 [kg]
Ứng suất cắt: τc =15,23 (N/mm2).
Ứng suất chèn dập: σcd = 4,32 (N/mm2).
Vậy τc < [τc] và σcd < [σcd], các chốt đủ bền(chốt được chế tạo từ thép CT3)
[τc] = 80 N/mm2 ; [σcd] = 160 N/mm2 .
- Tính kiểm tra độ bền chốt giá (khung) xi lanh nâng ben với thùng xe.
Thùng tự đổ được liên kết với khung chữ A của xi lanh ben bằng 2 chốt quay Khi xe nâng ben lực tác dụng lên chốt lớn nhất khi thùng ở vị trí góc nâng tối đa. Các chốt này chịu ứng suất cắt và ứng suất chèn dập do lực quán tính tác dụng:
P = Gth+hh.cos φ = (2000+1135).cos32 = 1925,07 (KG).
Ứng suất cắt: τc = 13,36 (N/mm2).
Ứng suất chèn dập: σcd = 4,2 (N/mm2).
Vậy τc < [τc] và σcd < [σcd], các chốt đủ bền(chốt được chế tạo từ thép CT3): [τc] = 80 N/mm2 ; [σcd] = 160 N/mm2 .
- Tính kiểm tra độ bền liên kết xi lanh với giá (khung) chữ A.
Xi lanh được bắt với giá (khung) chữ A bằng 1 chốt quay.Chốt này chịu lực tác dụng lớn nhất khi phanh gấp.Chốt bị cắt và chèn dập do lực quán tính tác dụng: Pj = 2195,5 (KG) .
Ứng suất cắt: τc = 13,54(N/mm2).
Ứng suất chèn dập: σcd = 1,84 (N/mm2).
3.3.2. Tính toán kiểm bền các chi tiết, tổng thành hệ thống.
1. Tính toán các mối ghép liên kết bu lông.
- Liên kết ca bin với khung xe
Thông số tính toán liên kết thể hiện bảng 3.2.
Điều kiện đảm bảo không có sự dịch chuyển giữa ca bin và khung xe: Pms < Pj.
Trong đó:
+ Pms :là lực ma sát giữa sàn ca bin và ghế sinh ra do lực ép các bu lông và khối lượng của ca bin và kíp lái:
Pms = (pe.n + Gcb + Gkl). fms = (580.8 + 420 + 195). 0,2 = 1051 (KG).
+ Pj :là lực quán tính do khối lượng ca bin và kíp lái sinh ra: Pj = 430,68 (KG).
Vậy Pms > Pj , mối ghép đủ bền.
- Liên khung phụ với khung xe.
Điều kiện đảm bảo không có sự dịch chuyển giữa thùng xe khung phụ và khung xe: Pms < Pj.
Trong đó:
+ Pms :là lực ma sát giữa thùng xe và khung xe sinh ra do lực ép của các bu lông và khối lượng của thùng hàng và hàng hóa.
Pms = (peq.nq + pe.nb + Gth+hh +Gkp). fms (KG) = (5000.4 + 580.8 + 3135 + 81).0,2 = 4643,2 (KG).
+ Pj :là lực quán tính do thùng xe và hàng hóa gây ra: Pj = 2252,18 (KG).
Kết quả Pms > Pj , vậy mối ghép đủ bền.
2. Tính toán bền dầm ngang thùng hàng.
Thông số tính toán độ bền dầm ngang thể hiện như bảng 3.7.
Giả thiết khi tính coi các thanh dầm sàn ngang được ngàm chặt với dầm dọc bằng mối hàn, chỉ xét đoạn dầm công sôn.
- Khối lượng hàng hóa và sàn xe lên một dầm (q):
q = 1,78 (KG/cm).
- Khối lượng do thành bên tác dụng lên mỗi đầu dầm ngang (qtb):
qtb = 35,94 (KG/cm).
- Khối lượng lực phanh tác dụng lên một dầm ngang (qp):
qp = 1,52 (KG/cm).
- Mô men do q và qtb tại điểm hàn dầm ngang lên dầm dọc thùng:
M1 = 4275,44 (KG/cm)
- Mô men do lực phanh gây ra tại điểm dầm ngang lên dầm dọc thùng:
M2 = 2055,04 (KG/cm).
Mô men kháng uốn của dầm ngang U 85x40x3 (H x B x δ).
- Ứng suất uốn cực đại của dầm ngang:
σumax = 446,32 (kg/cm2).
[σumax] = 1600 (kg/cm2), ta có σumax < [σumax]. Vậy dầm ngang đủ bền.
3. Đánh giá khả năng làm việc các hệ thống, tổng thành c̣n lại.
Do giữ nguyên chiều dài cơ sở của xe nên không cần tính bền hệ thống phanh và điều kiện phanh. Theo thiết kế ô tô sát xi cơ sở thì các tiêu chuẩn chất lượng của các hệ thống được đảm bảo. Do tải trọng phân bố lên các cầu không vượt quá so với tải trọng quy định của ô tô cơ sở ban đầu. Vì vậy không cần tính toán bền hệ thống treo, hệ thống lái, tính bền cho nhíp và các cơ cấu khác.
CHƯƠNG 4
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG XE
4.1. Khái niệm chung bảo dưỡng.
Bảo dưỡng là hàng loạt các công việc nhất định, bắt buộc phải thực hiện với các loại xe sau một thời gian làm việc, hay quãng đường qui định.
Mục đích:
- Chủ yếu là kiểm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất, ngăn ngừa chúng để đảm bảo cho cụm máy, xe vận hành an toàn.
- Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu để đảm bảo chúng làm việc an toàn và không bị hư hỏng.
- Giữ gìn hình thức bên ngoài.
4.2. Các cấp bảo dưỡng.
Bảo dưỡng ôtô, là công việc dự phòng được tiến hành bắt buộc sau một chu kỳ vận hành nhất định trong khai thác ôtô theo nội dung công việc đã quy định nhằm duy trì trạng thái kỹ thuật của ôtô.
- Bảo dưỡng hàng ngày.
- Bảo dưỡng định kỳ.
4.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày.
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. Nếu kiểm tra thấy tình trạng xe bình thường thì mới chạy xe. Nếu phát hiện có sự không bình thường thì phải tìm và xác định rõ nguyên nhân.
4.2.1.1. Kiểm tra chuẩn đoán.
1. Việc kiểm tra, chẩn đoán ôtô được tiến hành ở trạng thái tĩnh (không nổ máy) hoặc trạng thái động (nổ máy, có thể lăn bánh).
2. Quan sát toàn bộ bên ngoài và bên trong ôtô, phát hiện các khiếm khuyết của buồng lái, thùng xe, kính chắn gió, gương chiếu hậu, biển số, cơ cấu nâng hạ kính, cửa lên xuống, nắp động cơ, khung, nhíp, lốp và áp suất hơi lốp, cơ cấu nâng hạ,…
5. Kiểm tra hệ thống phanh: Hành trình tự do của bàn đạp phanh, trạng thái làm việc và độ kín của tổng phanh, các đường dẫn hơi, dầu, hiệu lực của hệ thống phanh...
6. Kiểm tra sự làm việc ổn định của động cơ, các cụm, tổng thành và các hệ thống khác (hệ thống cung cấp nhiên liệu, bôi trơn, làm mát, truyền lực chính, cơ cấu nâng hạ...).
4.2.1.2. Bôi trơn, làm sạch.
1. Kiểm tra mức dầu bôi trơn của động cơ, truyền lực chính, hộp tay lái. Nếu thiếu phải bổ sung.
2. Kiểm tra mức nước làm mát, dung dịch ắc qui...
4.2.2. Bảo dưỡng định kỳ.
Bảo dưỡng định kỳ do công nhân trong trạm bảo dưỡng chịu trách nhiệm và được thực hiện sau một chu kỳ hoạt động của ôtô được xác định bằng quãng đường xe chạy hoặc thời gian khai khác. Công việc kiểm tra thông thường dùng thiết bị chuyên dùng.
4.2.2.1. Chu kỳ bảo dưỡng.
1. Chu kỳ bảo dưỡng định kỳ được tính theo quãng đường hoặc thời gian khai thác của ôtô, tùy theo định ngạch nào đến trước.
2. Bảo dưỡng định kỳ được thực hiện như bảng 4.1.
5. Khi ôtô đến chu kỳ quy định bảo dưỡng định kỳ, phải tiến hành bảo dưỡng. Phạm vi sai lệch không được vượt quá 5% so với chu kỳ đã ấn định.
4.2.2.2. Các nội dung bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ ô tô.
Bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ của xe gồm các nội dung như: kiểm tra, chuẩn đoán, xiết chặt và điều chỉnh các cụm tổng thành, hệ thống trên ô tô.
a. Động cơ.
1. Kiểm tra, chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của động cơ và các hệ thống liên quan.
2. Tháo bầu lọc dầu thô, xả cặn, rửa sạch. Tháo và kiểm tra rửa bầu lọc dầu li tâm. Thay dầu bôi trơn cho động cơ, máy nén khí theo chu kỳ, bơm mỡ vào ổ bi của bơm nước. Kiểm tra áp suất dầu bôi trơn.
17. Cho động cơ nổ máy, kiểm tra khí thải của động cơ, hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải theo tiêu chuẩn cho phép, chống ô nhiễm môi trường.
b. Hệ thống điện.
1. Kiểm tra toàn bộ hệ thống điện. Bắt chặt các đầu nối giắc cắm tới máy khởi động, máy phát, bộ chia điện, bảng điều khiển, đồng hồ và các bộ phận khác.
2. Làm sạch mặt ngoài ắc quy, thông lỗ thông hơi. Kiểm tra điện thế, kiểm tra mức, nồng độ dung dịch nếu thiếu phải bổ sung, nếu cần phải súc, nạp ắc quy. Bắt chặt đầu cực, giá đỡ ắc quy.
c. Ly hợp, hộp số, trục các đăng.
1. Kiểm tra, điều chỉnh bàn đạp ly hợp, lò xo hồi vị và hành trình tự do của bàn đạp.
2. Kiểm tra các khớp nối, cơ cấu dẫn động và hệ thống truyền động ly hợp. Đối với ly hợp thủy lực phải kiểm tra độ kín của hệ thống và tác dụng của hệ truyền động, xiết chặt giá đỡ bàn đạp ly hợp.
7. Kiểm tra lượng dầu trong hộp số, cơ cấu dẫn động ly hợp.
8. Bơm mỡ vào các vị trí theo quy định sơ đồ chế tạo.
d. Cầu chủ động, truyền lực chính.
1. Kiểm tra độ rơ tổng cộng của truyền lực chính. Nếu cần phải điều chỉnh lại.
2. Kiểm tra độ kín khít của bề mặt lắp ghép. Xiết chặt các bulông bắt giữ. Kiểm tra lượng dầu ở vỏ cầu chủ động. Nếu thiếu phải bổ sung.
g. Hệ thống chuyển động, hệ thống treo và khung xe.
1. Kiểm tra khung xe (sat xi), chắn bùn, đuôi mỏ nhíp, ổ đỡ chốt nhíp ở khung, bộ nhíp, quang nhíp, quai nhíp, bu lông tâm nhíp, bu lông hãm chốt nhíp. Nếu xô lệch phải điều chỉnh lại. Nếu lỏng phải bắt chặt, làm sạch, sơn và bôi mỡ bảo quản theo quy định.
2. Kiểm tra tác dụng của giảm sóc, xiết chặt bu lông giữ giảm sóc. Kiểm tra các lò xo và ụ cao su đỡ. Nếu vỡ phải thay.
4.3. Nhủng chú ý và hư hỏng thường gặp ở hệ thống nâng hạ thùng xe.
4.3.1. Những hư hỏng.
- Thân, nắp bơm nứt, mặt phẳng lắp ghép bị vênh do lắp ghép không đúng kĩ thuật.
- Lòng thân bơm và nắp bị mòn do tiếp xúc với bánh răng và dầu có áp suất cao.
- Các bạc lắp ở hai đầu bánh răng bị mòn rộng lỗ lắp ghép với trục bánh răng, mò lưng bạc chỗ lắp tiếp xuác với lòng thân bơm và mòn mặt đầu tiếp xuác với mặt đầu bánh răng do ma sát.
4.3.2. Kiểm tra.
Kiểm tra sơ bộ trên xe bằng cách cho thử tải nâng, hạ ben, qua đó đánh giá chất lượng bơm.
Tháo rời các chi tiết để kiểm tra bằng quan sát kết hợp với các dụng cụ kiểm tra tương tự như ở bơm dầu bôi trơn.
4.3.3. Sửa chữa.
Vùng hút hoặc đẩy mòn ít cho phép thay đổi hai vị trí cho nhau.
Nếu mòn nhiều doa rộng lỗ và ép thêm bạc có đường kính lỗ phù hợp quy định, độ côn cho phép nhỏ hơn 0,02 mm.
Độ ôvan cho phép nhỏ hơn 0,01, độ nhám Ra = 0,8 ÷ 0,63 µm, đường tâm bạc phải vuông góc với đường tâm của lòng thân bơm, độ sai lệch cho phép tới 0,03 mm. Tâm của 2 bạc phải song song với nhau, sai lệch cho phép tới 0,03 mm.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu và tiến hành làm đồ án tốt nghiệp, được sự hướng dẫn tận tình của: GS.TS.…………., cùng sự nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ của bạn bè, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình theo đúng thời gian quy định.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em đã hiểu rõ và vận dụng các kiến thức đã học liên quan tới công việc tính toán thiết kế. Hơn nữa, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, trong quá trình làm đồ án em có sử dụng phần mềm Matlab 7.8 để tính toán động lực học ô tô và phần mềm Auto Cad 2010 để thực hiện vẽ các bản vẽ.
Nội dung của đồ án tốt nghiệp bao gồm các phần:
- Lời nói đầu
- Giới thiệu chung về ô tô và nhiệm vụ thiết kế.
- Phân tích chọn phương án bố trí chung
- Tính toán thiết kế theo tiêu chuẩn.
- Hướng dẫn sử dụng xe.
- Kết luận.
- Các bản vẽ kỹ thuật.
Tuy vậy trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, do thời gian có hạn cùng với vốn kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai xót. Rất mong được sự thông cảm, góp ý của các thầy cô để đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn: GS.TS.…………., đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định !
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập.
- Lý thuyết ô tô quân sự
Nhà xuất bản QĐND, Hà Nội-1992
2. Vũ Đức Lập.
- Tính toán kéo ô tô.
Học viện KTQS, Hà Nội-1995.
- Ứng dụng máy tính trong tin học.
Nhà xuất bản QĐND, Hà Nội-1995.
3. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh.
- Lý thuyết ô tô máy kéo.
Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội-1996.
4. Hoàng Xuân Lượng, Trần Minh.
- Sức bền Vật Liệu.
Học viện KTQS,Hà Nội-2003.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"