MỤC LỤC
MỤC LỤC.....................................................................................………………..…………………................ 5
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................………………..…………………............... 7
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH LẮP RÁP Ô TÔ...............………………..………………….................. 8
1.1 Phương pháp lắp ráp dạng CBU............................................………………..…………………................ 8
1.2 Phương pháp lắp ráp dạng SKD..........................................………………..………………….................. 8
1.3 Phương pháp lắp ráp dạng CKD...........................................………………..…………………................. 8
1.3.1Dạng CKD1.........................................................................………………..………………….................. 8
1.3.2 Dạng CKD2.........................................................................………………..…………………................. 9
1.4 Phương pháp lắp ráp dạng IKD............................................………………..………………….................. 9
1.4.1 Dạng IKD1..........................................................................………………..…………………................ 10
1.4.2 Dạng IKD2...........................................................................………………..…………………............... 10
1.4.3 Dạng IKD3....................................................................………………..…………………...................... 10
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP Ô TÔ...................12
2.1 Giới thiệu xe khách thành phố HCM B40.............................………………..…………………................. 12
2.1.1 Giới thiệu khung xe cơ sở...................................................………………..…………………............... 12
2.1.2 Đặc tính kỹ thuật của xe HCM B40............................................………………..…………………........ 12
2.1.3 Các hạng mục chế tạo trong nước..............................................………………..…………………........15
2.1.4 Các hạng mục thông qua nhập khẩu và bảng qui cách vật liệu......………………..…………….…..... 16
2.2 Sơ đồ khối tổng quát cho qtcn chế tạo và lắp ráp.................………………..…………………................ 17
2.3 Thiết kế tổng thể ô tô khách.......................................................………………..…………………........... 19
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC…………………..…….....……32
3.1 Tính trọng lượng và phân bố trọng lượng ô tô...................………………..…………………................... 32
3.2 Tính toán toạ độ trọng tâm ô tô thiết kế...............................………………..………………….................. 32
3.3 Tính toán ổn định ô tô............................................................………………..…………………................ 35
3.3.1 Tính toán ổn định dọc ô tô....................................................………………..………………….............. 35
3.2.2 Tính toán ổn định ngang ô tô..............................................………………..…………………................ 36
3.3.3 Xác định hành lang quay vòng của ô tô...............................………………..…………………............... 37
3.4 Tính toán động lực học của ô tô..............................................………………..………………….............. 39
3.4.1 Các thông số ban đầu tính toán..........................................………………..…………………................ 39
3.4.2 Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ.........................………………..…………………........... 40
3.4.3 Xây dựng đặc tính nhân tố động lực học...............................………………..…………………............ 41
3.4.4 Xây dựng đồ thị gia tốc của ô tô………………………………………..…………………………..……..…44
3.4.5 Thời gian và quảng đường tăng tốc………………….……………………..………………………........…44
3.4.6 Tính kiểm tra khả năng vượt dốc theo điều kiện bám của bánh xe chủ động với mặt đường…......…45
3.4.7 Kết quả tính toán………………………………………..……………………………..……………...….……46
3.5 Tính toán đặc tính dẫn hướng.........................………………..…………………...................................... 46
3.6 Đánh giá tính năng của hệ thống phanh.....................………………..…………………........................... 47
3.6.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống phanh ô tô thiết kế....………………..………….…….…... 47
3.6.2 Xác định mômen phanh thực tế sinh ra ở cơ cấu phanh..............………………..……………….…..... 48
3.6.3 Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh...........................………………..……………..……...... 49
3.7 Tính toán hiệu quả phanh tay...................................................………………..………………….............. 49
3.8 Tính toán hệ thống treo và độ êm dịu của xe............................………………..…………………............. 51
3.8.1 Về độ bền của nhíp..................................................................………………..…………………............ 51
3.8.2 Về độ êm dịu của xe................................................................………………..…………………............ 51
CHƯƠNG 4: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG XE XUẤT XƯỞNG.........………………..…………………............ 53
4.1 Kiểm tra tổng thể...............................................................………………..…………………..................... 54
4.2 Kiểm tra gầm xe................................................................………………..…………………..................... 60
4.3 Kiểm tra buồng lái và khoang hành khách.........................………………..………………….................... 66
4.4. Kiểm tra trên thiết bị..............................................................………………..…………………................ 74
4.5.Kiểm tra chạy thử trên đường, thử kín nước.........................………………..…………………................ 76
KẾT LUẬN................................................................................………………..…………………................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................………………..………………….....................79
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, Việt Nam bước vào giai đoạn hội nhập quốc tế, bên cạnh những thay đổi tích cực về kinh tế còn có thể nhận thấy chất lượng cuộc sống người dân ngày càng được nâng cao, cơ sở hạ tầng phục vụ giao thông được cài thiện. Lúc này, Công nghiệp ô tô ngoài nhiệm vụ cơ bản là phục vụ kinh tế còn có nhiệm vụ phục vụ cho nhu cầu đi lại của người dân. Chính vì vậy, việc xây dựng những dây chuyền để chế tạo và lắp ráp xe khách phục vụ nhu cầu đi lại cho người dân là rất thiết thực. Đặc biệt, nhằm phục vụ cho nhu cầu đi lại ờ các tuyến đường cỏ lòng đường nhỏ, số lượng luân chuyển hành khách lớn, xe cộ đông thì việc thiết kế QTCN chế tạo và lắp ráp xe khách cở nhỏ là hoàn toàn cần thiết và đây cũng là nội dung thực hiện đồ án tốt nghiệp của tôi.
Đồ án tốt nghiệp là học phần cuối cùng trong chương trình đào tạo Kỹ sư ô tô của Khoa ô tô. Học phần này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức tổng quát và toàn diện về tính toán thiết kế, khai thác cũng như cải tiến trang bị kỹ thuật ngành ô tô, phục vụ cho công tác thực tế tại đơn vị sau này.
Thực hiện đề tài: “Tính toán kiểm nghiệm động lực học ô tô khách trên cơ sở Hyundai County”. Đây là một đề tài khó, đòi hỏi một lượng kiến thức rộng trong nhiều lĩnh vực và tương đối mới đối với tôi. Trong suốt hơn 3 tháng thực hiện đề tài, dù rất cố gắng nhưng bản thân tôi nhận thấy trong nội dung thuyết minh đã thực hiện vẫn tồn tại nhiều hạn chế, khiếm khuyết. Tôi rất mong có được sự góp ý, nhận xét của quí thầy cô và độc giả để khắc phục những khuyết điểm của mình để đề tài hoàn thiện hơn và cỏ khả năng ứng dụng vào thực tế sản xuất. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban chủ nhiệm khoa Ô tô, Thầy giáo: Thạc sỹ .……………. đã hướng dẫn tận tình giúp tôi hoàn thành nhiệm vụ này.
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………..
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU MÔ HÌNH LẮP RÁP Ô TÔ
1.1 Phương pháp lắp ráp dạng CBU (Complete Body Unit)
Xe được nhập về dưới dạng nguyên chiếc, các cụm chi tiết, khung gầm, thùng vỏ, cabin đã được lắp ráp, liên kết và sơn hoàn chỉnh. Mức độ phức tạp không có.
1.2 Phương pháp lắp ráp dạng SKD (Semi Knock Down)
Phương pháp này lắp ráp từ các chi tiết là các cụm bán tổng thành được nhập từ nước ngoài hoàn toàn. Tại nơi lắp ráp sẽ được tiến hành lắp thành từng cụm tổng thành và cuối cùng hoàn chỉnh thành sản phẩm. Một số chi tiết phụ tùng trong quá trình lắp sẽ do trong nước sản xuất. Phương pháp này có độ phức tạp cao hơn phương pháp lắp ráp dạng CBU.
1.3 Phương pháp lắp ráp dạng CKD (Complete Knock Down)
1.3.1 Dạng CKD1
Cabin hoặc thân xe: Các chi tiết kim loại ở 6 mặt (mui, mặt trước, mặt sau, hai mặt bên và sàn ) được nhập từ nước ngoài với tình trạng tháo rời đã qua sơn lót , việc lắp ráp cuối cùng (bằng hàn) làm ở cơ sở sản xuất. Việc sơn xe sẽ được thực hiện tại chỗ sau khi hàn.
Khung cơ sở: Các bộ phận sẽ nhập từ nước ngoài ở tình trạng tháo rời đã sơn lót và việc lắp ráp cuối cùng sẽ được thực hiện tại cơ sở sản xuất. Động cơ và hệ thống truyền động: Được nhập từng cụm riêng biệt và việc lắp ráp lại với nhau sẽ được thực hiện tại cơ sở sản xuất.
Trục:
- Trục trước: Ổ trục và tang phanh sẽ được cung cấp ở tình trạng đã lắp nhưng không được lắp vào trục giữa và việc lắp ráp sẽ làm tại chỗ.
- Trục bên: Ổ trục và tang phanh sẽ được cung cấp ở tình trạng đã lắp nhưng không được lắp ghép với trục vi sai và việc lắp ráp sẽ làm tại chỗ.
1.3.2 Dạng CKD2
Cabin hoặc thân xe: mức độ rời rạc cao hơn dạng CKD1, các mảng rời rạc chưa qua sơn lót. Cơ sở sản xuất phải trang bị công nghệ hàn và công nghệ sơn.
Khung gầm: Các phần kèm theo (Công xôn, gân, bản lề…) sẽ được cung cấp ở dạng rời rạc từng cụm và sẽ được lắp ráp tại cơ sở sản xuất. Việc sơn sẽ do nhà cung cấp làm.
Động cơ và hệ thống truyền động: Các bộ phận điện và bộ phận kèm theo (máy đổi chiều, lọc khí, quạt làm mát, …) sẽ được cung cấp ở dạng rời.
Trục:
- Trục trước: tương tự như dạng CKD1.
- Trục bên: Trục vi sai hai bên sẽ được cung cấp rời và việc lắp ráp chúng sẽ được tiến hành tại cơ sở sản xuất.
1.4 Phương pháp lắp ráp dạng IKD (Incomplete Knock Down)
1.4.1 Dạng IKD1
Khác với loại hình CKD1 là các chi tiết như bộ truyền xích và bánh xe, vỏ lốp và trang bị phụ được sản xuất trong nước. Các chi tiết trong nước phải có giá trị trên 10% (nếu động cơ, hộp số ở dạng rời ) hoặc trên 15%( nếu động cơ, hộp số được phép nhập khẩu ở dạng lắp sẵn) của tổng giá trị xe nguyên chiếc.
1.4.3 Dạng IKD3
Khác với loại hình IKD2 là tổng giá trị các chi tiết, bộ phận được sản xuất trong nước phải có giá trị trên 60% tổng giá trị xe nguyên chiếc, trong đó các chi tiết thuộc nhóm động cơ xe phải chiếm 30% giá trị của động cơ.
Đặc điểm chủ yếu của các dạng lắp ráp như bảng 1.1.
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP Ô TÔ
2.1 Giới thiệu xe khách thành phố HCM B40
2.1.1 Giới thiệu khung xe cơ sở
Đặc tính kỹ thuật của khung xe cơ sở như bảng 2.1.
2.1.2 Đặc tính kỹ thuật của xe HCM B40
Thông số kỹ thuật HCM B40 như bảng 2.2.
2.1.3 Các hạng mục chế tạo trong nước
Các cụm chi tiết, tổng thành chế tạo trong nước.
Bảng kê quy cách vật liệu như bảng 2.5.
2.2 Sơ đồ khối tổng quát cho quy trình chế tạo và lắp ráp
Sơ đồ khối tổng quát cho quy trình công nghệ chế tạo và lắp ráp ô tô Huyndai conty thể hiện như sơ đồ khối dưới.
Sơ đồ khối tổng quát cho quy trình công nghệ chế tạo và lắp ráp ô tô Huyndai conty như hình 2.1.
2.3 Thiết kế tổng thể ô tô khách
2.3.1 Yêu cầu thiết kế hình dáng ô tô khách
Hình dáng các loại ô tô khách trong và ngoài nước hiện nay rất đa dạng và nhiều mẫu mã có hình dáng đẹp và tiện nghi hiện đại. Do đó để chọn hình dáng cho xe thiết kế ta cần tham khảo các xe khách tương đương, các mẫu xe phù hợp với công nghệ sản xuất của nhiều cơ sở trong nước. Để đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của Bộ Giao thông vận tải Việt Nam, yêu cầu đặt ra là:
- Thùng xe phải có dạng khí động học tốt để giảm sức cản của không khí khi xe chuyển động tốc độ cao. Tầm quan sát của người lái và hành khách thông thoáng, hành khách lên xuống dễ dàng.
- Có độ cứng vững đủ lớn để khi biến dạng không làm ảnh hưởng đến điều kiện làm việc bình thường của các cụm chi tiết và các cơ cấu lắp đặt trên nó, không gây kẹt, vênh các cánh cửa và vỡ kính.
2.3.2 Phân tích chọn hình dáng ô tô thiết kế
Để thiết kế các kích thước tổng thể của ô tô khách 29 chỗ như: Chiều dài phủ bì, chiều rộng phủ bì, chiều cao phủ bì, chiều dài đầu xe, chiều dài đuôi xe…thì ta cần phải vẽ sơ đồ bố trí ghế ngồi của xe.
Dựa vào TCVN về bố trí ghế, kích thước ghế trong khoang hành khách của xe khách 29 chỗ ta có sơ đồ bố trí ghế như hình 2.1.
2.3.2.1 Khoảng không gian buồng lái
Khoảng không gian buồng lái là phần không gian dành riêng cho người lái và các bộ phận điều khiển.
Với ô tô khách 29 chỗ thì buồng lái được thiết kế theo phương án sau:
- Buồng lái không ngăn hẳn với khoang hành khách, chỉ dùng một thanh chắn để ngăn cách giữa buồng lái và khoang hành khách (không ngăn hết chiều rộng ô tô).
- Kính chắn gió phía trước buồng lái là kính an toàn hai lớp kính có lớp nhựa ở giữa, khi kính vỡ mảnh vụn không có cạnh sắt.
- Bố trí gương nhìn sau trong và ngoài xe ở vị trí người lái dể quan sát nhất.
2.3.2.2 Thiết kế các kích thước tổng thể cho ô tô khách 29 chỗ
Kích thước tổng thể của ô tô khách bao gồm:
- Kích thước phủ bì (dài x rộng x cao).
- Kích thước chiều dài đầu xe ( lđầu ).
- Kích thước chiều dài đuôi xe (lđuôi).
- Chiều dài cơ sở E.
Vì ô tô khách 29 chỗ được thiết kế dựa trên khung xe cơ sở nên chiều dài cơ sở của ô tô thiết kế bằng chiều dài cơ sở của khung xe cơ sở:
EKHÁCH 29 CHỖ = EÔ TÔSÁT XI = 4085 (mm)
Ta có kích thước phủ bì của ô tô cơ sở là: 7015 x 1930 x 1595.
a) Thiết kế chiều dài phủ bì:
Chiều dài phủ bì của ô tô khách thiết kế phải nằm trong các mức kích thước tiêu chuẩn sau đây: 5,5 ; 7 ; 8,5 ; 9,5 ; 11 và 11,5 (m).
Cho phép ô tô thiết kế có chiều dài phủ bì ngắn hơn các trị số trên là: 0,5 (m).
Theo tiêu chuẩn thiết kế thì chiều dài đầu xe và chiều dài đuôi xe phải nằm trong các khoảng giới hạn sau:
Lđầu=1,1 ÷ 1,2 (m)
Lđuôi=2,2 ÷ 2,4 (m)
Như vậy ta có chiều dài phủ bì của ô tô thiết kế phải nằm trong khoảng sau: L= (1,1 ÷ 1,2) + 4085 + (2,2 ÷ 2,4)
=> L = 7,385 ÷ 7,685 (m)
Dựa vào sơ đồ bố trí ghế và dựa theo trên ta chọn chiều dài phủ bì của ô tô thiết kế là: L= 7080 (m)
b) Chiều dài đầu xe và chiều dài đuôi xe:
- Chiều dài đầu xe:
Theo tiêu chuẩn thiết kế ta có:
Lđầu = (0,185 ÷ 0,45).E
<=> Lđầu = (0,185 ÷ 0,45).4085
=> Lđầu =755,725 ÷1838,25 (m)
Ta có chiều dài đầu xe và chiều dài đuôi xe của khung xe cơ sở lần lượt là: 1160 (m); 1770 (m).
- Chiều dài đuôi xe:
Theo tiêu chuẩn do SEV quy định thì chiều dài đuôi xe không lớn hơn 60%E, có nghĩa là:
Lđuôi £ 60%.E
<=> Lđuôi £ 0,6. 4085 = 2451 (m)
Vậy Lđuôi = 1860 (m) thoả mản với tiêu chuẩn thiết kế (< 2451 m).
d) Số lượng cửa ra vào, vị trí và kích thước cơ bản của cửa:
Ô tô khách 29 chỗ được thiết kế bởi hai cửa: Một cửa bên phải dành cho hành khách và một cửa bên trái buồng lái dành cho người lái xe.
Kết cấu của cửa dành cho hành khách là loại cửa kiểu hai cánh gập về một phía. Kích thước hữu ích khi mở cửa khoang hành khách nhỏ hơn 650 (mm).
2.3.2.3 Thiết kế bố trí trong ô tô
Ô tô khách 29 chỗ bố trí các hàng ghế theo chiều dọc xe, phương án bố trí ghế như sau:
- Dãy bên trái gồm 05 hàng ghế 02 chỗ ngồi + 01 ghế ghập, 01 hàng ghế 0 chỗ ngồi + 01 ghế ghập và 01 ghế lái xe.
- Dãy bên phải gồm 05 hàng ghế đơn, 01 hàng ghế 01 chỗ ngồi + 01 ghế ghập.
- Dãy ghế cuối cùng gồm 04 chỗ ngồi.
+ Khoảng cách của các hàng ghế là: 720 (mm)
Các thông số kỹ thuật của ô tô khách thiết kết là:
- Bước ghế L= 720 (mm).
- Khoảng cách đệm tựa L1=620 (mm).
- Khoảng cách đệm tựa vách L2=280 (mm).
- Chiều sâu đệm ngồi L3=350 (mm).
- Chân ghế - đầu ghế L4=60 (mm).
- Chân ghế - mép dọc ghế L5=30 (mm).
- Đầu ghế thành xe B4=25 (mm).
- Chiều rộng ghế đôi B=700 (mm).
- Chiều cao tay vịn trần - sàn H1= 1675 (mm).
- Chiều sâu bậc B6= 270 (mm).
- Chiều sâu bậc một B7=290 (mm).
- Độ thụt vào của bậc B8=50 (mm).
- Bề rộng cửa hai cánh 0,6 (m).
- Kích thước va li bao gói:
+ Dài : 550 (mm).
+ Rộng : 320 (mm).
+ Cao :165 (mm).
2.3.2.5 Thiết kế vị trí các thiết bị phụ và trang trí
a) Thiết kế mặt đầu ô tô khách:
Mặt đầu được bố trí như hình vẽ, với các thiết bị sau:
- Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu.
- Hệ thống kính chắn gió.
- Các trang bị khác như gạt nước mưa, gương chiếu hậu, thanh cản va, móc kéo, lo gô xe …
Mặt đầu ô tô khách được thiết kế bố trí như sau:
- Chiều cao bố trí các móc kéo phía trước là 700 (mm).
- Chiều cao bố trí các đèn cốt, biển số và thanh cản va là 880 (mm).
- Chiều cao bố trí các đèn báo và tên của ô tô là 1400 (mm).
- Chiều cao bố trí các đèn pha hộp thông gió là 1120 (mm).
- Chiều rộng bố trí giá để hàng trên mui xe là 720 (mm).
- Chiều rộng bố trí thiết bị gạt nước là 680 (mm).
b) Thiết kế mặt đuôi ô tô khách:
Ở phần đuôi ô tô khách thiết kế phải bố trí các thiết bị sau:
- Các loại đèn tín hiệu kích thước phía sau.
- Thang lên xuống.
- Ống thoát khói.
- Biển số và đèn biển số.
- Móc kéo.
- Chiều cao bố trí và móc kéo là 840 (mm).
- Chiều cao bố trí biển số là 1160 (mm).
- Chiều cao bố trí các loại đèn báo rẻ, đèn phanh, đèn báo lùi xe, đèn biển số là 1260 (mm).
- Chiều cao bố trí chân thang leo và ống thoát khói là 760 (mm).
- Chiều rộng bố trí biển số là 280 (mm).
2.3.2.7 Định khối lượng khung vỏ xe, trọng lượng ghế, trọng lượng hành khách và hành lý
Ta có trọng lượng không tải của khung xe cơ sở là: 2060 (kG)
Xe khách thiết kế gồm 29 chỗ ngồi (29 ghế). Theo tiêu chuẩn thiết kế một ghế có trọng lượng là 10 (kG).
Vậy tổng trọng lượng ghế thiết kế là : 29 x 10 = 290 (kG).
Ta có trọng lượng bản thân và trọng lượng toàn bộ của ô tô cơ sở lần lượt là: Gbản thân = 2060 (kG) ; Gtoàn bộ = 6670 (kG)
Ta có:
Gtoàn bộ = Gbản thân + Gghế + Ghành lý + Ghành khách + Gkhung vỏ điều hoà
=> Gkhung vỏ điều hoà = Gtoàn bộ - Gbản thân - Ghành lý - Ghành khách - GgheÁ
<=> Gkhung vỏ điều hoà = 6670 - 2060 - 290 - 1595 - 435
=> Gkhung vỏ điều hoà = 2290 (kG)
Với : Ghành khách = 29 x 55 = 1595 (kG) Ghành lý= 15 x 29 = 435 (kG)
Qua thực tế các khung vỏ của xe khách 29 chỗ cùng loại trên thị trường ta thiết kế các kết cấu khung vỏ như sau:
- Khung xương thành phải.
- Khung xương mảng sàn.
- Khung xương mảng nóc.
- Khung xương mảng đuôi.
Dựa vào kết cấu khung vỏ thiết kế trên và dựa vào loại vật liệu chế tạo ta tính được khối lượng của khung vỏ là:
Gkhung vỏ điều hoà = 1810 (kG)
Vậy trọng lượng không tải ô tô thiết kế là:
G = Gkhung vỏ điều hoà + Gbản thân + Gghế
Û G = 1810 + 2060 + 290
Û G1= 4160 (kG)
Trọng lượng toàn bộ ô tô thiết kế là:
G2 = G1 + Ghành lý + Ghành khách
Û G2 = 4160 + 1595 + 435
=> G2 = 6190 (kG)
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC
3.1 Tính trọng lượng và phân bố trọng lượng ô tô
Trên cơ sở kích thước và kết cấu của khung vỏ xe, các số liệu của trọng lượng ô tô cơ sở có thể xác định được phân bố trọng lượng của ô tô lên các trục khi xe chở đủ tải.
Thành phần trọng lượng và phân bố tải trọng lên các trục như bảng 3.1.
* Nhận xét: Qua bảng kết quả trên ta thấy rằng: Ô tô khách HCM B40 được thiết kế có trọng lượng và phân bố trọng lượng lên hai trục không lớn hơn tổng trọng lượng và phân bố tải trọng cho phép của khung xe cơ sở. Vì vậy, thiết kế đã thỏa mãn yêu cầu về phân bố trọng lượng. Do không vượt tải nên không phải tính toán lại tính năng và độ bền của các hệ thống thuộc gầm ô tô.
3.2 Tính toán toạ độ trọng tâm ô tô thiết kế
Bảng thông số tính toán ổn định như bảng 3.2.
* Toạ độ trọng tâm theo chiều dọc :
+ Không tải:
a0 : khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu trước
G20 : Phân bố trọng lượng lên trục sau. G20 = 2030 (kG)
G0 : Trọng lượng không tải của ô tô G0 =4160 (kG)
E : Chiều dài cơ sở E = 4085 (mm)
Thay số được: a0 = 1993 (mm)
+ Đầy tải :
G2: Phân bố trọng lượng lên trục sau G2 = 3700 (kG)
G : Trọng lượng không tải của ô tô G =6190 (kG)
Thay số được: a = 2442 (mm)
Từ công thức tính toán trên sau khi tính toán ta nhận được: hg0 = 1023 (mm) ; hg = 1105 (mm)
3.3 Tính toán ổn định ô tô
Đối với ô tô khách ngoài các chỉ tiêu thẩm mĩ, tiện nghi và hiện đại thì chỉ tiêu an toàn cũng rất quan trọng. Do đó, ta phải tính toán kiểm tra ổn định dọc và ngang, ổn định khi quay vòng của ô tô khách thiết kế.
3.1.1 Tính toán ổn định dọc ô tô
Để tính toán ổn định dọc cho ô tô thiết kế ta cần xét các trường hợp khi xe lên dốc và xuống dốc để kiểm tra độ an toàn khi xe làm việc trong điều kiện địa hình phức tạp.Với yêu cầu như vậy ta có sơ đồ tính toán như hình 3.1.
Ta có :
TgaL = b / hg
aL : Góc ổn định dọc khi xe lên dốc.
TgaL = 2,092 / 1,105 = 1,893 Þ aL = 62,150
- Khi xe xuống dốc:
Tương tự ta có:
TgaX = a / hg
aX : Góc ổn định dọc khi xe xuống dốc. TgaX = 1,993 / 1,105 = 1,803 Þ aX = 60,990
3.2.2 Tính toán ổn định ngang ô tô
Sơ đồ tính toán ổn định ngang của ô tô như hình 3.2.
Giả thiết trị số mômen quán tính của các chi tiết quay của động cơ và hệ thống truyền lực khi ô tô chuyển động đều Mjn » 0, ta có:
Tgbđ = B/2hg
=> Tgbđ = 1700/2×1105 = 0,769 Þ bđ = 37,560
3.3.3 Xác định hành lang quay vòng của ô tô
: Rmin : Bán kính quay vòng nhỏ nhất theo tâm trục sau Bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô được tính theo công thức sau:
Rmin = E. Cotgq - B1/2 (m)
Rqmin : Bán kính quay vòng theo vết bánh xe trước phía ngoài được tính theo công thức sau:
Rqmin = (B – B1)/2 + E/Sinq (m)
Ta có sơ đồ xác định bán kính quay vòng của ô tô như hỉnh dưới.
Ta có :
Rmin = E. Cotgq - B1/2
<=> Rmin = 4,085.Cotg34 – 1,485/2
<=> Rmin = 5,42 (mm)
* Nhận xét: Các giá trị giới hạn về ổn định của ô tô thiết kế phù hợp với tiêu chuẩn và điều kiện đường xá thực tế, bảo đảm ô tô hoạt động ổn định trong các điều kiện chuyển động.
3.4 Tính toán động lực học của ô tô
3.4.1 Các thông số ban đầu tính toán
Bảng thông số tính toán động lực kéo như bảng 3.6.
3.4.3 Xây dựng đặc tính nhân tố động lực học
Để xây dựng đặc tính nhân tố động lực học ta cần tính toán các thông số sau: tốc độ ô tô, lực kéo trên các bánh xe chủ động, lực cản không khí, lực cản lăn…
- Tốc độ ô tô:
rk : Bán kính bánh xe
n : Số vòng quay động cơ
ik : Tỷ số truyền hộp số
io : Tỷ số truyền cầu chủ động
- Lực cản không khí:
k : Hệ số cản không khí, k = 0,4
F : Diện tích chính diện của ô tô (m2)
Ta có :
F = m.B1.H = 0,95.1,705.2,74 = 4,438 (m2)
Với :
m: Hệ số điền đầy bằng 0,95
B1: Vệt bánh xe trước bằng 1,705 (m)
H: chiều cao toàn bộ xe bằng 2,74 (m)
Vậy: Pw = 0,13655v2
- Độ dốc tối đa mà ô tô vượt được:
Ta có :
i = (D - f).100%
Kết quả tính toán được ghi ở bảng 3.8.
* Nhận xét: Ô tô khách HCM B40 thiết kế có khả năng chạy ở số truyền thẳng với vận tốc 98 km/h trên các loại đường bằng phẳng có phủ cứng (f = 0,018). Độ dốc lớn nhất ô tô có thể khắc phục được là : imax=37,90%.
3.4.5 Thời gian và quảng đường tăng tốc
- t(s)=200 m) = 21.39 (s)
* Kết luận: Trên đồ thị ta thấy thời gian tăng tốc tính từ lúc khởi hành đến khi đi hết quãng đường 200 (m):
t £ 20 + 0.4*G (G=6.19 tấn)
=> t £ 22.48 (s)
Vậy : t = 21.39 (s) £ 22.48 (s)
Vậy thoả mản yêu cầu quy chuẩn QCVN 09:2015/BGTVT hiện hành của Việt Nam .
3.4.6. Tính kiểm tra khả năng vượt dốc theo điều kiện bám của bánh xe chủ động với mặt đường
Theo lý thuyết ô tô ta có:
GO .y £ (M e max .ih1 .io .mt ) / Rñ £mj .Zj .j
Như vậy khả năng leo dốc cực đại của ô tô trên các loại đường tính theo khả năng bám của bánh xe chủ động được tính toán như sau:
imax £ (mj . Zj . j ) / Go . f = 1,2.3700.0,75/6190.0,02
=> imax £ 0,518=51.8%
3.4.7 Kết quả tính toán
Bảng kết quả tính toán như bảng 3.9.
3.6 Đánh giá tính năng của hệ thống phanh
3.6.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống phanh ô tô thiết kế
Bảng thông số tính toán như bảng 3.10.
3.6.2 Xác định mômen phanh thực tế sinh ra ở cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh bánh xe cầu trước và cầu sau của ô tô thiết kế thuộc loại cơ cấu phanh guốc chốt tựa khác phía, lực dẫn động bằng nhau ở guốc phanh trước và guốc phanh sau.
Mô men phanh thực tế do các cơ cấu phanh bánh xe cầu trước và cầu sau sinh ra được xác định theo công thức:
Mp = Mp1 + Mp2 (kGm)
* Nhận xét: Từ các kết quả tính toán trên cho ta thấy ô tô thiết kế có hiệu quả phanh phù hợp với tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam. (Theo quy chuẩn QCVN 09:2015/BGTVT: Khi không tải: Gia tốc phanh lớn nhất không nhỏ hơn 5,4 m/s2, Quảng đường phanh ngắn nhất không lớn hơn 9 m; Khi đầy tải: Gia tốc phanh lớn nhất không nhỏ hơn 5 m/s2, Quảng đường phanh ngắn nhất không lớn hơn 10 m.
3.7 Tính toán hiệu quả phanh tay
Bảng thông số tính toán hiệu quả phanh tay như bảng 3.12.
Góc dốc mà ô tô có thể đứng yên được xác định theo công thức:
Sina = MT.io/G.rbx
Trong đó :
MT : Mômen sinh ra tại cơ cấu phanh tay,
MT = P.R.f.h2 /(0.25h2 - f2.R2)
P : Lực sinh ra tại cơ cấu phanh tay,
P = PT.ick.ik = 637,05 (kG)
Ta tính được:
MT = 151.08 (kGm)
Sina = MT.io/G.rbx = 151,08.5,735/(6190.0,361)
=>Sina = 36% > 20%
Vậy góc dốc mà ô tô có thể đứng yên thoả mản quy chuẩn QCVN 09:2015/BGTVT.
3.8 Tính toán hệ thống treo và độ êm dịu của xe
3.8.1 Về độ bền của nhíp
Qua phần tính toán phân bố tải trọng lên các trục của xe khách, ta thấy trọng lượng đặt lên các trục của xe nhỏ hơn sức chở cho phép của cầu do nhà sản xuất xuất khung xe thông báo. Vì vậy ta không phải tính toán kiểm tra độ bền của nhíp.
3.8.2 Về độ êm dịu của xe
Ta có các thông số cho trước của hệ thống treo khung xe cơ sở như bảng 3.12.
- Tính toán các thông số đặc trưng của hệ thống treo:
+ Nhíp trước:
Thay số được:
Ju1 = 2.33 (cm4)
f1 = 12,44 (cm)
n = 85 (Lần/ phút) ≈ 1,41 (Hz)
+ Nhíp sau
Thay số được:
Ju2 = 4,65 (cm4)
f2 = 12,44 (cm)
n = 86(Lần/ phút) ≈ 1,43 (Hz)
Hệ thống treo trước và sau có các thông số đặc trưng như bảng dưới.
* Nhận xét: Như vậy hệ thống treo trước và treo sau đều thoã mản điều kiện êm dịu theo quy chuẩn QCVN 09:2015/BGTVT (n < 2,5 Hz)
CHƯƠNG 4
KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG XE XUẤT XƯỞNG
Qui trình công nghệ kiểm tra chất lượng xe xuất xưởng được thực hiện theo sơ đồ dưới.
Nội dung của các hạng mục được tiến hành kiểm tra nghiệm thu xuất xưởng xe buýt sẽ được trình bày dưới đây:
4.1 Kiểm tra tổng thể
4.1.1 Số khung, số động cơ
Số khung, số động cơ thể hiện như bảng dưới.
4.1.2. Khung, thân vỏ, thùng hàn, giá hàng nóc
* Kích thước cho phép tối đa:
+ Chiều dài: ≤ 12.2m
+ Chiều rộng: ≤ 2.5m
+ Chiều cao: ≤ 4m
+ Chiều dài đuôi xe: ≤ 65% LCS (chiều dài cơ sở)
+ Khoảng sáng gầm xe: ≤ 120mm
+ Rào chắn bảo vệ:
-Đầu đầu và đuôi cuối rào chắn cách bánh trước và sau < 400mm
- Cạnh dưới rào chắn cách đất ≤ 500mm
- Cạnh trên rào chắn cách đất ≤ 700mm
4.1.4. Hệ thống đèn chiếu sáng và tín hiệu
* Đèn chiếu sáng phía trước:
- Số lượng tối thiểu: 2 cái
- Ánh sáng đèn là ánh sáng trắng
- Đủ dải sáng xa và gần:
+ Chiếu xa ≥ 10.000 Cd (chùm sáng không được hướng lên trên và xuống dưới quá 2%)
+ Đèn phải: Đèn phải có chùm sáng không lệch trái, phải mỗi bên quá 2%
+ Đèn trái:Đèn trái có chùm sáng không lệch trái và phải mỗi bên 2%
+ Dải sáng xa (pha) ≥ 100m (chiều rộng dải sáng 4m)
+ Hmax của mép trên (mm) 1.500 (2.100) mm
+ Khoảng cách của mép trong của hai đèn đối xứng ≥ 600(400) mm
+ Khoảng cách từ mép ngoài của đèn đến mép ngoài của ô tô ≤ 400 mm
+ Tần số nhấp nhái của đèn: 60-120 lần/ phút
+ Thời gian khởi động cho tới lúc bật công tắc không quá 3s
- Đèn soi biển số: 02 cái
+ Sau: Trắng
+ Cường độ sáng 2-60 Cd
+ Khi đèn chiếu sáng phía trước và đèn kích thước bậc thì đèn biển số cũng phải bật và không thể tắt được bằng công tắc riêng
+ Vào ban đêm tín hiệu của đèn phải được nhận biết rõ ràng ở khoảng cách 10m
- Đèn lùi: 1 hoặc 2 cái
+ Sau: Trắng 2-60Cd
+ Khi động cơ làm việc và cần số ở vị trí lùi thì đèn lùi phải sáng
+ Đèn phải tắt khi một trong hai điều kiện trên phải thỏa mãn
4.1.5 Động cơ và các bộ phận liên quan
- Kiểu loại động cơ và các hệ thống đảm bảo hoạt động của động cơ theo đúng sơ đồ.
- Động cơ phải hoạt động ở vòng quay không tải tối thiểu, không có tếng gõ lạ
- Hệ thống khởi động cơ hoạt động bình thường.
- Bầu giảm âm và các đường ống dẫn khí thải kín.
- Dây curoa đúng chủng loại, lắp ghép đúng, không chùng lỏng.
- Thùng nhiên liệu.
- Các đồng hồ, đèn tín hiệu của động cơ và của hệ thống đảm bảo hoạt động của động cơ hoạt động bình thường.
- Đối với xe buýt, tốc độ lớn nhất khi đầy tải không nhỏ hơn 70 km/h, thời gian tăng tốc của ô tô khi đầy tải từ lúc khởi hành đến khi đạt tốc độ 50 km/h phải không lớn hơn 50s (22TCN 302-02). Đối với xe khách, tốc độ lớn nhất không nhỏ hơn 60 km/h, thời gian tăng tốc tính từ lúc khởi hành đến khi đi hết quãng đường 200m:
T ≤ 20+0,4G. (1)
(G: Khối lượng toàn bộ của ô tô-tấn) (22TCN 307-03)
4.2 Kiểm tra gầm xe
4.2.1 Bánh xe dự phòng
Bánh xe dự phòng thể hiện như bảng dưới.
4.2.2. Hệ thống phanh
* Phanh chính:
- Được thử trên đường hay trên băng thử phanh. Thử trên đường: (đường nhựa, bê tông ximăng phẳng và khô, hệ số bám ư ≥ 0.6 ).
- Chế độ thử là ô tô không tải ở tốc độ 30 km/h, chi tiêu đánh giá là quãng đường phanh SP (m) hoặc gia tốc chậm dần lớn nhất khi phanh JP max (m/s2).
- Khi phanh, quĩ đạo chuyển động của ô tô không lệch quá 8 độ so với phương chuyển động ban đầu và ô tô không lệch khỏi hành lang 3,5m.
4.2.4. Cơ cấu lái, các đòn dẫn động lái
- Cơ cấu lái điều khiển nhẹ nhàng và an toàn ở mọi vận tốc.
- Các bánh xe dẫn hướng phải đảm bảo ô tô có khả năng tự duy trì hướng chuyển động thẳng khi xe đi thẳng hàng và tự quay về chuyển động thẳng khi ô tô quay vòng.
4.2.10. Các đăng
Nội dung kiểm tra:
- Lắp đặt và các mối ghép
- Độ rơ của các khớp, then hoa, gối đỡ
Yêu cầu:
- Không biến dạng, nứt
- Đủ các chi tiết
- Lực siết bulông theo đúng thiết kế
Phương pháp kiểm tra:
- Đèn soi
- Búa chuyên dung hay cờlê lực để kiểm tra các mối ghép hàn, lực siết bulông.
4.2.13. Hệ thống ống xả, bầu giảm âm
Kiểm tra hệ thống ống xả, bầu giảm âm thể hiện như bảng dưới.
4.2.14. Bình khí nén, chân không, nhiên liệu
- Thùng nhiên liệu lắp đúng, chắc, không rò rỉ, nắp kín, đặt ở khoang riêng.
- Không được đặt thùng nhiên liệu ở bên trong khoang chở người và khoang chở hàng.
- Bình chứa nhiên liệu phải là bình chịu áp lực đủ về yêu cầu an toàn.
- Vị trí lắp đặt bình nhiên liệu phải cách miệng ống xả khí thải ít nhất 300mm và cách công tắc điện, giắc nối hở ít nhất là 200mm, cách đầu xe không nhỏ hơn 600mm, đuôi xe không nhỏ hơn 300mm và không được nhô ra ngoài thành xe.
- Nếu bình nhiên liệu và ống dẫn nhiên liệu ở gần ống xả, bầu giảm âm thì phải được bảo vệ bằng vật liệu cách nhiệt.
4.3 Kiểm tra buồng lái và khoang hành khách
4.3.1. Kính chắn gió
Kiểm tra kính chắn gió thể hiện như bảng dưới.
4.3.3. Gạt nước và phun nước rửa kính
- Diện tích quét của gạt nước phải đảm bảo tầm nhìn của người lái. Cần gạt nước phải có ít nhất hai tốc độ trở lên. Tần số gạt ở tốc độ nhỏ không nhỏ hơn 20lần/phút. Khi có nhiều tốc độ quay thì sự khác nhau giữa tần số gạt ở 2 tốc độ liền kề không nhỏ hơn 15lần/phút.
4.3.4. Ghế người lái
* Chỉ tiêu đánh giá tầm nhìn của người lái:
- Chiều dài phần không nhìn thấy: ≤ 3m(L1)
- Phần giới hạn bên trái mép dưới phần đường do cột che khuất: ≤ 5m(L2)
- Khoảng cách hình chiếu đầu xe và hình chiếu điểm K trên mặt đường (điểm K nằm trên tia giới hạn nhìn thấy phía trên cách mặt đường 5m): ≤ 10m(L3)
- Chiều rộng phần đường không nhìn thấy do cột che khuất: ≤1,2m(B1)
4.3.6. Vô lăng lái
- Chỉ tiêu đánh giá tầm nhìn của người lái: Với ô tô khách trên 12 chỗ độ rơ là 200.
- Trợ lực lái: Không rò rỉ khí nén (dầu), không có sự khác biệt lớn giữa lực lái trái và lực lái phải.
4.3.12. Cửa lên xuống, bậc lên xuống
* Cửa lên xuống:
- Cửa hành khách (cửa lên xuống): số lượng cửa lên xuống thay đổi theo tải trọng hành khách.
- Kích thước cửa lên xuống.
- Cửa lên xuống phải đóng chặt khi chạy, khoang chở khách phải có được ít nhất 1 cửa lên xuống ở bên phải xe đối với ô tô khách.
4.3.13. Kính cửa sổ
* Lối thoát khẩn cấp:
- Cửa sổ được thiết kế làm lối thoát hiểm (phải có chỉ dẫn dụng cụ phá cửa): S ≥ 0,4 m2. Phải đặt lọt mộtdưỡng hình chữ nhật (rộng*cao): 700mm*500mm.
- Cửa phía sau: Phải đặt lọt một dưỡng hình chữ nhật(rộng*cao) 155mm*350mm, với góc hình chữ nhật có thể được làm tròn với bán kính < 250mm.
- Lối thoát hiểm riêng loại đóng mở được phải có kích thước : ≥ 550mm*1200mm.
4.3.15. Tay vịn, cột chóng, tay nắm
Tay vịn, tay nắm phải có chiều dài > 100mm, tiết diện 20-45mm đặt ở độ cao 800mm-1800mm được bố trí ở hai bên cửa lên xuống, phải có độ cao nhỏ nhất tính từ sàn đến chân hành khách là 600mm.
4.3.18. Không gian đứng dành cho hành khách
- Diện tích hữu ích dành cho một hành khách đứng > 0,125 m2.
- Chiều cao hữu ích ≥ 1800mm.
- Chiều rộng hữu ích ≥ 300mm.
- Khoảng trống 250mm trước các ghế ngồi không được tính là chỗ đứng.
- Có tay vịn, tay nắm.
- Chiều rộng lối đi dọc: ≥ 400mm.
4.4. Kiểm tra thiết bị
4.4.1. Độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng
* Sử dụng thiết bị đo độ trượt ngang bánh dẫn hướng:
- Đưa xe vào vị trí kiểm tra (thân xe song song vạch chuẩn).
- Giữ thẳng vô lăng lái.
- Giữ tốc độ xe ổn định không lớn hơn 5km/h khi qua thiết bị.
* Yêu cầu: Độ trượt ngang bánh dẫn hướng không được quá 5m/km.
4.4.3. Sai số đổng hồ tốc độ
* Sử dụng dụng cụ kiểm tra sai số đồng hồ tốc độ:
- Đưa xe vào vị trí kiểm tra.
- Đặt các bánh xe của trục chủ động lăn không trượt trên con lăn của thiết bị trên đồng hồ của xe.
- Sai số từ -10 đến +20% ở tốc độ 40km/h.
4.4.5. Khí thải
Đối với các xe mới sản xuất lắp ráp, kết quả đo được không được lớn hơn 51% khi đo bằn máy đo kiểu giấy lọc.
4.5. Kiểm tra chạy thử trên đường, thử kín nước
4.5.1. Chạy thử trên đường: (trên đường thẳng, đường gồ ghề, qui trình chạy thử do nhà sản xuất qui định)
- Chạy 5 lượt trên các loại đường.
- Động cơ hoạt động trơn, không có tiếng ồn lạ.
- Tăng tốc ổn định, không có hiện tượng khựng động cơ.
- Ly hợp đóng ngắt nhẹ nhàng, số ra vào trơn tru.
- Phanh hoạt động bình thường, không bị kẹt.
4.5.3. Lưu kho
- Vệ sinh toàn bộ xe.
- Lưu kho.
KẾT LUẬN
Trong đề tài: “Tính toán kiểm nghiệm động lực học ô tô khách trên cơ sở Hyundai County”, đã thực hiện được các phần sau:
1. Về phần thuyết mình:
- Giới thiệu tổng quan về các dạng chế tạo và lắp ráp xe đang tồn tại ở Việt Nam.
- Thiết lập được qui trình công nghệ chế tạo và lắp ráp ô tô khách thành phố 29 chỗ. Tính toán và chế tạo các cụm chi tiết từ cơ sở cho đến hoàn thiện sản phẩm.
- Xây dựng được các bước của công tác kiểm tra chất lượng trong quá trình chế tạo và lắp ráp. Xây dựng được các hạn mục kiểm tra trước khi cho xe xuất xưởng.
2. Về phần bản vẽ:
- Xây dựng được hệ thống các bản vẽ kết cấu các mảng, kết cấu khung xe cơ sở. Từ đó thiết lập nên khung xương và tổng thể xe sau khi bọc vỏ xe.
- Xây dựng được hệ thống các bản vẽ kết cấu các loại cửa, kết cấu các loại ghế và sơ đồ bố trí ghế lái, ghế hành khách và bố trí cabin.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Ngô Xuân Bắc, Sổ tay thiết kế ô tô khách, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, Hà Nội - 1985;
[2]. Hồ Thanh Giảng - Hồ Thị Thu Nga, Công nghệ chế tạo phụ tùng ô tô máy kéo, Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, Hà Nội – 2001 ;
[3]. Nguyễn Văn Trà, Kết cấu tính toán ô tô, HVKTQS – 2016;
[4]. Nguyễn Khắc Trai, Cơ sở thiết kế ô tô, Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, Hà Nội - 2006;
[5]. Các qui định 22TCN302-02, 22-TCN307-03, QCVN 09:2015/BGTVT.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"