MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế ô tô tải 5,5 tấn thông số kỹ thuật của xe tải Isuzu NQR đại học GTVT 

MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………….. 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN………………………………………………………. ….5

1.1 Giới thiệu chung về xe tải………………………………………………………..5

1.1.1 Phân loại ô tô tải……………………………………………………….………5

1.1.2 Các yêu cầu đối với ô tô tải…………………………………………………….5

1.1.3 Các thông số của ô tô tải……………………………………………………….6

1.2 Bố trí tổng thể xe tải………………………………………………………….......7

1.2.1 Các mẫu ô tô tải……………………………………………………………….7

1.2.2 Bố trí động cơ trên ô tô…………………………………………………..........8

1.2.3 Bố trí hệ thống truyền lực trên xe……………………………………………...8

1.2.4 Các dạng buồng lái……………………………………………………………9

1.3 Giới thiệu về xe tải ISUZU NQR 71L…………………………………...…...10

1.4 Giới thiệu nhiệm vụ thiết kế…………………………………………..………..12

1.4.1 Các thông số cho trước…………………………………………………........12

1.4.2 Các thông số chọn……………………………………………………………12

1.4.3 Nhiệm vụ thiết kế……………………………………………………………..13

Chương II: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC……..14

2.1 Xác định thông số trọng lương ô tô thiết kế…………………………………14

2.1.1 Trọng lượng xe thiết kế……………………………………………………...14

2.1.2 Phân bố tải trọng lên các cầu…………………………………..…………..14

2.2 Tính chọn động cơ……………………………………………………………….16

2.2.1 Xác định công suất lớn nhất của ô tô……………………………………….16

2.2.2 Xác định thể tích công tác của động cơ……………………………………..18

2.3 Xác định tỷ số truyền hệ thống truyền lực…………………..…………........18

2.3.1 Tỷ số truyền của truyên lực chính i₀……………………………….………..19

2.3.2 Tỷ số truyền của hộp số…………………………………………………. …19

2.3.3 Tính toán động lực học…………………………………………………….....21

CHƯƠNG III: BỐ TRÍ CHUNG Ô TÔ THIẾT KẾ………………………………….36

3.1 Xác định thông số kích thước…………………………….…………………..36

3.2 Kiểm tra thông số trọng lượng………………………………………………..36

3.3 Thiết kế tổng thể………………………………………………….....................38

        3.3.1 Bố trí động cơ và hệ thống truyền lực……………………………………..38

      3.3.2  Bố trí tổng thể ô tô…………………………………………………………41

3.4  Kiểm tra ổn định ô tô………………………………………………...………..44

3.4.1 Kiểm tra ổn định dọc của ô tô……………………………………………..44

3.4.2 Kiểm tra ổn định ngang của ô tô…………………………………………..45

KẾT LUẬN…………………………………………………………………………..48

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………..50

 

 

MỞ ĐẦU

Chính vì thế chúng em lựa chọn đề tài “Thiết kế ô tô tải 5,5 tấn”, với phần “Thiết kế tổng thể ô tô tải”. Trong phần này em đi sâu vào thiết kê tuyến hình, chọn động cơ, tính toán động lực học và ổn định của ô tô khi di chuyển.

Trong đồ án này em sử dụng thông số kỹ thuật của xe tải Isuzu NQR.

Em xin chân thành cảm ơn  thầy giáo  cùng các thầy trong bộ môn cơ khí ô tô trường Đại Học Giao Thông Vận Tải đã nhiệt tình hướng dẫn và tạo điều kiện để em hoàn thành đề tài này!

Sau hơn ba tháng làm việc, dù đã cố gắng nhưng không thể tránh khỏi sai sót. Kính mong sự tham gia góp ý xây dựng của các thầy trong bộ môn. Em xin chân thành cảm ơn!

 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về xe tải

1.1.1 Phân loại ô tô tải

Nhu cầu vận chuyển hàng hóa bằng các phương tiện vận tải ô tô là rất lớn. Để đáp ứng đầy đủ các nhu cầu vận chuyển đó ô tô tải được phân thành nhiều loại khác nhau như sau:

* Phân loại theo kết cấu có: xe đơn,xe kéo moóc, xe nửa moóc, xe đầu kéo…

* Phân loại theo tải trọng:

-Tải trong cực nhỏ < 0.5T

-Tải trọng nhỏ 0.5 – 2.0T

-Tải trọng vừa 2 – 5T

-Tải trọng lớn 5 – 15T

-Tải trong cực lớn >15T

1.1.2 Các yêu cầu đối với ô tô tải

* Về thiết kế chế tạo

- Các tổng thành, kết cấu, kích thước bố trí hợp lý với điều kiện đường xá, khí hậu

- Vật liệu chế tại phải có độ bền cao, chống mòn, chống gỉ nâng cao tuổi bền

- Kết cấu các chi tiết phải có tính công nghệ cao,dễ gia công,nguyên công ít

* Về sử dụng

- Xe phải có tính năng cơ động cao như vận tốc trung bình, năng suất vận chuyển cao, khởi động dễ dàng

- Đảm bảo về tính năng an toàn đặc biết với hệ thống phanh và lái…

- Mức tiêu hao nhiên liệu, dầu mỡ bôi trơn và các vật liệu xe chạy ít.

- Kích thước thùng xe phải phù hợp với tải trọng để nâng cao hệ số sử dụng tải trọng.

- Kích thước và hình dáng phải đảm bảo cho công tác xếp dỡ hàng hóa thuân tiên và nhanh chóng.

- Xe chạy êm, không gây ồn, giảm lượng độc hại cho khí thải.

Ngoài ra xe còn phải đảm bảo các yêu cầu về sửa chữa bảo dưỡng vì giờ công bảo dưỡng và sửa chữa rất lớn so với chế tạo.

1.1.3 Các thông số của ô tô tải.

* Thông số kích thước

Kích thước và hình dáng phải phù hợp với các chức năng sử dụng. Theo quy định thì chiều dộng của xe không qua 2,5m, chiều cao không lớn hơn 4,0m. Đối với các xe có khối lượng toàn bộ không lớn hơn 5 tấn thì chiều cao phải thỏa mãn điều kiện sau: H­­­­_max ≤ 1,75W_T

Với W_T là khoảng cách giữa tâm vết bánh xe sau phía ngoài với mặt đường.

Chiều dài không quá 12m, với xe kéo nửa moóc  không quá 20m, xe kéo 2 moóc thì chiều dài tổng công không quá 24m

 

* Thông số về tính thông qua của xe tải.

Bảng 1.1 Thông số về tính năng thông qua

Loại xe	Khoảng sang gầm xe(mm)	Các góc vát(độ)		Bán kính thông qua dọc(m)
		Trước	Sau
1,5-5T	200-260	35-65	20-30	1,5-3,0
8,0 – 12T	270-300	30-40	20-35	3,0-5,0
Cơ đông cao	250-400	40-50	30-45	1,5-3,5

 

Hình 1.2 Thông số tính thông qua của xe

1.2 Bố trí tổng thể xe tải

1.2.1 Các mẫu ô tô tải

Ô tô tải thường có các mẫu như sau:

- Ô tô tải nhỏ: đa năng, thùng kín,có khối lượng toàn bộ ≤ 3,5T

- Ô tô tải đa năng, thùng kín, tự đổ

- Ô tô tải chuyên dùng

- Ô tô kéo( đầu kéo)

hình 1.3 Các mẫu xe tải:a- xe tải nhỏ có thùng kín, b-xe tải nhỏ,c-xe tải,d-xe tải tự đổ,e-xe tải thùng kin, f-xe đầu kéo

1.2.2 Bố trí động cơ trên ô tô

- Động cơ đặt trước và trong buồng lái: tạo điều kiện cho công việc sửa chữa, bảo dưỡng được thuận tiện hơn. Nhưng trong trường hợp này hệ số sử dụng chiều dài của xe sẽ giảm xuống và tầm nhìn của tài xế bị hạn chế, ảnh hưởng đến độ an toàn.

 

hình 1.4 Động cơ đặt trước và trong buồng lái

- Động cơ đặt ở giữa buồng lái và thùng xe: trong trường hợp này hệ số sử dụng chiều dài được cải thiện, tầm nhìn của người lái thoáng hơn. Khi đó phải sử dụng buồng lái lật để thuận tiện trong sửa chữa bảo dưỡng.

1.2.3 Bố trí hệ thống truyền lực trên xe.

Hệ thống truyền lực bao gồm các bộ phận và cơ cấu nhằm thực hiện nhiện vụ truyền mômem xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động. Trên xe một cầu chủ động sẽ không có hộp phân phối, mức độ phức tạp của hệ thống truyền lực thể hiên qua công thức bánh xe.

- Động cơ đặt trước, cầu sau chủ động. Phương án này sử dụng nhiều trên xe tải nhẹ.

Hình 1.5 Động cơ đặt trước cầu sau chủ đông

- Bố trí theo công thức 4x4

Hình 1.6 Bố trí hệ thống truyêng lực xe 4x4

1.2.4 Các dạng buồng lái

Các dạng buồng lái thường dùng trên xe tải trình bày trên hình 1.7. dạng a là loại buông lái rụt dùng cho xe tải đòi hỏi  thể tích thùng xe lớn và đông cơ gọn.

Hình 1.7 Các dạng buồng lái

Dạng kết cấu b buồng lái rông,khu vực bố trí đông cơ rộng cho phép chia tải trong lên cầu trước nhỏ hơn so với phương án a. Dạng kết cấu c dầu dài dùng cho xe tải không đòi hỏi thùng xe lớn, động cơ có thể đặt phía trước hay kéo dài tới nửa phần buồng lái.

1.3 Giới thiệu về xe tải ISUZU NQR 71L

Xe tải isuzu do công ty isuzu Nhật Bản sản xuất và do công ty isuzu Viêt Nam lắp ráp, có các thông số cơ bản như sau:

 

Tay số	1	2	3	4	5	R
Tỷ số truyền	4,985	2,870	1.594	1,000	0.728	4,774

 

- Hệ thống phanh: trên xe Isuzu NQR sử dụng phanh tang trống, mạch kép thủy lực, với xy lanh phanh chính 2 tầng có trợ lực chân không. Hành trình tự do của bàn đạp 4-7mm

- Cầu sau xe: Truyền lực chính truyền động kiểu bánh răng côn xoắn hypoit có đường kính bánh răng vành chậu 320mm. Tỷ số truyền i­_0­ = 5,857.

Hình 1.8 Tuyến hình xe tải Isuzu NQR

1.4 Giới thiệu nhiệm vụ thiết kế

Trong đề tài: Thiết kế tổng thể ô tô tải, em xin trình bày một cách khái quát về tổng thể, bố trí chung của xe thiết kế. Đi sâu vào việc chọn động cơ, tính toán động lực học, phương pháp truyền lực và tính toán độ ổn định của xe thiết kế.

1.4.1 Các thông số cho trước

- Loại ô tô: ô tô tải 2 cầu.

- Tải trọng có ích G­_e = 5500 (kg)

- Vận tốc lớn nhất ở số truyên cao nhất: Vmax = 100km/h = 27,78 (m/s)

- Hệ số cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục:

- Động cơ dùng trên ô tô loại Diesel, hệ thống truyền lực kiểu cớ khí.

1.4.2 Các thông số chọn

- Trọng lượng bản thân: G_o­ = 2445 (kg)

- Nhân tố cản khí đông học: w = K.F= 1,9 ()

- Hiệu suất cơ khí của hệ thống truyền lực:

- Vmax = 27,78 m/s

- Hệ số cản của mặt đường tương ứng với Vmax:

1.4.3 Nhiệm vụ thiết kế

- Xác định thông số trong lượng ô tô thiết kế

- Tính chọn đông cơ

- Xác định tỷ số truyền hộp số, truyền lực chính, tính toán động lực học

- Xác định thông số kích thước

- Kiểm tra thông số trọng lượng

- Thiết kế tổng thể ô tô.

- Kiểm tra ổn định ô tô thiết kế.

 

Chương II

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

2.1 Xác định thông số trọng lương ô tô thiết kế.

2.1.1 Trọng lượng xe thiết kế

G = G₀ + n_c*G_h + G_e + G_tx

Trong đó - G₀ trọng lượng bản thân của xe, G₀ = 2445(kg)

- n_c số chỗ ngồi trong ca bin( n_c=3)

- G_h Trọng lượng của người và hành lý

- G_tx Trọng lượng của thùng xe, G_tx = 680 kg

- G_e Trọng lượng hàng hóa, G_e= 5500 kg

G = 2445 + 3*75 + 5500 + 680 = 8850 (kg)

2.1.2 Phân bố tải trọng lên các cầu

v  Tải trọng phân bố lên các cầu khi ô tô toàn tải:

Theo xe mẫu ta có tải trọng phân bố lên cầu trước và sau là:

Z₁ = 2500 (kg) = 24525 (N)

Z₂ = 6350 (kg) = 62293,5 (N)

- Suy ra tọa độ trọng tâm ô tô khi toàn tải:

Hình 2.1 Tọa độ trọng tâm khi có thùng và hàng

Lấy mômen với điểm A ta có:

_A= 0 => G*a – Z₂L = 0   => a = = 2,995(m)

=> b = L – a = 1,18 (m)

- Chọn sơ bộ khích thước thùng xe là : 6000x2150x400 (mm)

v  Phân bố tải trọng lên cầu khi chưa có thùng và hàng:

Hình 2.2: Sơ đồ xác định trọng tâm ô tô khi không tải

G_ng = 225kg là trọng lượng người lái và người ngồi trong cabin

G_t-h = 5500 + 680 = 6180kg là trọng lượng của thùng và hàng hóa.

Ta có G = G₀ + G_t-h + G_ng

G₀ có tọa độ (a₀ ; b₀), G có tọa độ (2,995 ; 1,18) , G_ng có tọa độ ( 0,2 ; 3,975)

G_t-h có tọa độ (3,575 ; 0,6)

Xét tam giác MNP ( hình 2.2): ta có G là trong tâm của tam giác này

Chọn hệ trục tọa độ Axy như hình vẽ.

X_G= ( x_M + x_N + x_P)/3  suy ra x_P = 1,422 m

Y_G = ( y_M + y_N + y_P)/3 = ( 1,5+1,2 + 1,1)/3 = 1,266 (m)

( y_G  là chiều cao trọng tâm của ô tô khi có thùng và hàng hóa)

Suy ra tọa độ trọng tâm của ô tô khi chưa có thùng và hàng là:

a₀ = 1,422 (m)

b₀ = 2,753 (m)

Suy ra tải trọng tác dụng lên xe thiết kế khi xe chưa có thùng xe

Hình 2.3 Tọa độ trọng tâm khi chưa có thùng và hàng

Lấy tổng mômen đối với điểm A ta có:

Z₀₂  =  = 832,76 (kg) = 8169,4 (N)

Z₀₁  = 1612,24 (kg) = 15815,7 (N)

L chiều dài cơ sở của xe, L= 4,175(m)

- Xác định tải trọng thùng và hàng lên các cầu.

Trọng lượng thùng và hàngG_th+h = 6180kg

Tải trọng thùng và hàng tác dụng lên các cầu là:

Cầu trước: G₁ = Z₁ – Z₀₁ = 887,76kg = 8708,9(N)

Cầu sau:    G₂ = 5292,24kg = 51916,87(N)

2.2 Tính chọn động cơ

2.2.1 Xác định công suất lớn nhất của ô tô

- Công suất của đông cơ khi ô tô chuyển động với vận tốc cực đại Vmax = 100km/h = 27,78 m/s

N_v =

Trong đó: G trọng lượng toàn bộ ô tô

Vmax vận tốc lớn nhất của ô tô (m/s)

: hệ số cản tổng công của đường tương ứng với vận tốc lớp nhất.

W = B*H*k=1,68*2,31*0,5=1,94

Suy ra N_v= 93793 (w)=93,793(kw)

- Công suất lớn nhất của động cơ:

N_emax=                    (W)

Trong đó: a,b,c là các hệ số thực nghiệm

Với động cơ diesel 4 kỳ có buồn cháy xoáy lốc : a= 0,7; b =1,3; c = 1

n_{e max}  số vòng quay lớn nhất của trục khuỷu động cơ ưng với Vmax

n_N số vòng quay trục khuỷu động cơ ứng với N_emax.

chọn      n_N = 3200v/p

Suy ra N_emax=  = 93,793(KW)

Vậy N_emax=93,793 (KW)

- Tính công suất của đông cơ ở số vòng quay khác nhau:

Theo phương pháp S.R. Laydecman

N_e= N_emax

- Tính momen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với số vòng quay  khác nhau.

M_e =    (Nm)

Lập bảng các giá trị trung gianN_e ,M_e để xây dựng đường đặc tính.

N_e = f(n_e) , M­_e = f(n_e)

Bảng 2.1 Giá trị M_e , N_e  ứng với số vòng quay động cơ

ne/nN	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1
ne(v/p)	640	960	1280	1600	1920	2240	2560	2880	3200
Ne(KW)	17,25	28,13	39,76	51,58	63,02	73,53	82,53	89,47	93,79
Me(Nm)	257,54	279,93	296,73	307,93	311,53	311,5	307,93	296,73	289,93

 

 

 

 

 

Ta  có đồ thị đường đặc tính ngoài như sau:

Đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ

Suy ra M_emax = 1,15*M_N = 341,8(Nm)

Chọn đông cơ có: N_emax = 93,793*1,2=112,5( kw)

M_emax=341,8 (Nm)

n_emax = 3200 (v/p)

2.2.2 Xác định thể tích công tác của động cơ

V_c =

Trong đó: P_eN = 0,5 MPa: áp suất lớn nhất trung bình với công suất lớn nhất của động cơ.

Z = 4. (Đông cơ 4 kỳ)

=> V_c = 4924,1(ml) = 4,92(l)

Số xi lanh: i = 4.

2.3 Xác định tỷ số truyền hệ thống truyền lực, tính toán động lực học.

* Chọn lốp xe: chọn lốp theo xe mẫu: 8,25-16

- Bán kính làm việc trung bình: r_bx =  (mm)

Với lốp áp suất thấp, ta chọn λ = 0,935

=> r_bx 400(mm) = 0,4m

2.3.1 Tỷ số truyền của truyền lực chính i₀

-  i₀ được xác định trên cơ sở đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ô tô ở số truyền cao nhất trong hộp số.

Tỷ số truyền của truyền lực chính được tính theo công thức:

i₀ =

Trong đó:- i_cn là tỷ số truyền của hộp số ở số truyền cao nhất.

Chon i_cn = 0,728 (tỷ số truyền tăng)

- n_emax = λ*n_N = 1*3200 = 3200 (v/p)

- r_bx bán kính làm việc trung bình của bánh xe.

=> i₀ = 5.94

So sách với xe mẫu ta chon: i₀ = 5,94

2.3.2 Tỷ số truyền của hộp số.

*   tỷ số truyền  tay số 1

Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định theo điều kiện cần và đủ để ô tô khắc phục được sức cản lớn nhất của mặt đường và bánh xe không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyển động.

v    Theo điều kiện chuyển động để khắc phục lực cản lớn nhất:

P_kmax   P_ymax +P_w

P_kmax : lực kéo lớn nhất của động cơ phát ra ở bánh xe chủ  động.

P_ymax : lực cản tổng cộng của đường .

P_w     : lực cản không khí .

Khi ôtô chuyển động ở tay số I ,vận tốc của ôtô nhỏ nên bỏ qua P_w

Vậy :

=>     i_h1≥

 là hệ số cản tổng cộng lớn nhất của đường = 0,28

=> i_h1 ≥ 5,08

v    Theo điều kiện bám để đảm bảo bánh xe không bị trượt quay:

.m

=> i_h1 ≤

w= 0,6  : hệ số bám của mặt đường.

r_b : bán kính làm việc trung bình của bánh xe =0,4 m

G_b là trọng lượng bám (trọng lượng đặt trên bánh xe chủ động)

=> i_h1 ≤  = 5,62

Chọn  i_h1 = 5,5

* Xác định tỷ số truyền của các tay số trung gian .

-       Chọn số cấp số tiến : Ta chọn n=4

- Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo  cấp số nhân.

Trong đó i_h1 = 5,5 và i_hn=i_h4=1 là đã biết trước.

- Xác định công bội q của cấp số nhân:

  = 1,765

Vậy tỷ số truyền ở từng tay số trung gian là:

-  Tỷ số truyền của tay số II :

i_h2 = = =  3,116

- Tỷ số truyền của tay số III :

c. Xác định nhân tố động lực học Dx của ô tô khi tải trọng thay đổi.

Thực tế, ô tô làm việc ở chế độ tải trọng thay đổi(non tải, không tải, quá tải). Khi đó ta có biểu thức xác định nhân tố động lực học D như sau :

Mà ta có           

→D_x.G_x=D.G

G_x là trọng lượng ô tô ở chế độ tính toán (đơn vị N)

Glà trọng lượng toàn bộ (đơn vị N)

a₁ là góc nghiêng biểu thị tỷ số giữa G_x và G

Suy ra đồ thị nhân tố động lực học D_x khi tải trọng thay đổi (Đồ thị tia)

Dựng đồ thị tia vào góc phần tư thứ tư(bên trái)

Trục hoành là D_x; Trục tung là D

Các tia tải trọng tạo với trục hoành góc a₁.

Xác định các tia tải trọng theo công thức:

Trị số của a₁ biểu diễn theo góc (đơn vị độ)

Khi G_x < G → tga₁ <1 → a₁ < 45^o

Khi G_x = G → tga₁ =1 → a₁ = 45^o

Khi G_x > G → tga₁ >1 → a₁ >45^o

f = fo

Ta bảng giá trị gia tốc ở từng tay số như sau.

Bảng 2.11 giá trị gia tốc của ô tô ở từng tay số

ne	640	960	1280	1600	1920	2240	2560	2880	3200
V1	0,831	1,4	1,86	2,334	2,8	3,267	3,734	4,2	4,895
J1	0,84	0,852	0,906	0,943	0,968	0,960	0,942	0,905	0,85
V2	1,45	2,17	2,895	3,619	4,34	5,066	5,79	6,514	7,23
J2	0,695	0,763	0,814	0,848	0,864	0,86	0,845	0,809	0,756
V3	2,662	3,833	5,111	6,389	7,667	8,945	10,222	11,5	12,77
J3	0,446	0,494	0,529	0,551	0,56	0,55	0,54	0,51	0,467
V4	4,81	6,766	9,021	11,277	13,53	15,733	18,043	20,289	22,55
J4	0,215	0,241	0,257	0,264	0,26	0,248	0,225	0,193	0,151
V5	6,3	9,23	12,39	15,49	18,588	21,686	24,78	27,88	30,98
J5	0,118	0,131	0,135	0,129	0,114	0,089	0,0552	0,011	0,008

CHƯƠNG III:

 BỐ TRÍ CHUNG Ô TÔ THIẾT KẾ

3.1 Xác định thông số kích thước

- Kích thước bao ngoài  L₀xB₀xH₀ = 7570 x 2250 x 2310 (mm)

- Chiều dài cơ sở L = 4175 (mm)

- Chiều rộng cơ sở B = 1680 (mm)

- Chiều dài đầu và đuôi xe:

+ Chiều dài đầu xe : L₁= 1085 (mm)

+ Chiều dài đuôi xe:

L₂ = L₀ – ( L + L₁) = 2310 (mm)

- Tâm vết bánh xe sau:  B₂ = 1650 (mm)

- C¸c gãc v¸t:

+ Gãc v¸t tr­íc:  g₁ = 13^o

+ Gãc v¸t sau:     g₁ = 12^o

- Khoảng cách từ đuôi xe đến thành ca bin: L₃ = 5620 (mm)

- Kích thước thùng xe: 6000x2150x400 (mm)

- khoảng sang gầm xe : R₁ = 180 (mm)

- Bán kính quay vòng nhỏ nhất: R = 12 (m)

3.2 Kiểm tra thông số trọng lượng

- Khối lượng các cụm tổng thành của ô tô:

Đông cơ, ly hợp:     G_đclh = 330 kg;     Hệ thống treo:        G_t= 200kg

Cầu trước:               G_ct = 175kg;      Hệ thống lái:           G_L=150kg

Cầu sau   :               G_cs= 275kg        Các đăng:                G_cd=75kg

Hộp số    :               G_hs= 100kg;       Bánh xe + lốp:         G_bx=60x6 = 360kg

Thùng xe :               G_tx= 680kg;      Thùng nhiên liệu       G_nl=100kg

Khung xe :               G_kx= 300kg;      Ac quy :                   G_aq=40kg

Ca bin:                     G_cb= 200kg;       Hệ thống khác:         G_k  = 140kg

Người lái và người ngồi trong cabin: G_ng = 225 kg;    Tải trong G_e= 5500 kg

Để thuân tiền trong tính toán ta quy dẫn khối lượng các cụm tổng thành về các nhóm tải trọng Qi ( i=17)

- Q1 = (G_dclh+ G_hs)*9,81= 3924 N

- Q2 = (G_nl + G_aq)*9,81 = 1373,4 N

- Q3 = ( G_tx + G_cd + G_e)*9,81 = 61361. 5 N

- Q4 = (G_ct + G_t+ G_bx)*9,81= 3547,9 N

- Q5 = (G_cs+G_t+ G_bx)*9,81 = 6360,15N

- Q6 = ( G_kx+G_k)*9,81 = 4316.4 N

- Q7 = (G_cb+G_L)*9.81 = 3433,5 N

Trong lương Q6 phân bố đều trên toàn bộ chiều dài xe, ta quy dẫn về giữa xe

Sơ đồ hóa tải trọng tác dụng lên ô tô:

Z₁, Z₂  là phản lực từ đường tác dung lên cầu trước và cầu sau khi xe toàn tải.

Hình 3.1 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên xe

Lấy momen tất cả các lực đối với điểm A ta có:

­_A=Q5*4,175+ Q3*3,575+Q6*2,7+Q2*1-Q7*0,15-Q1*0,685-Z2*4,175=0

=>  Z2 = 62289,7 (N

=> Z1 = 24528,8(N

- Hệ số phân bố tải trọng cho cầu: Cầu trước = 0,28

                                                     Cầu sau   = 0.72

3.3 Thiết kế tổng thể.

3.3.1 Bố trí động cơ và hệ thống truyền lực.

Hệ thống truyền lực được bố trí động cơ đặt phía trước trong cabin, dẫn động  cầu sau chủ động.

Công thức bánh xe 4 2 cầu sau chủ động.

Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực như sau:

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống truyền lực

1- động cơ                           2- ly hợp

3- hộp số                             4- khớp các đăng

5- trục các đăng                  6- truyền lực chính

7- vi sai                               8- bánh xe chủ động

* Ly hợp:

Sử dụng ly hợp một đĩa ma sát khô, đường kính ngoài đĩa ma sát là 312 mm, đường kính trong là 187,2 mm

Dẫn động bằng thủy lực, sử dụng lò xo đĩa có đường kính 269,4 mm.

Kết cấu của ly hợp như hình 3.3

                            

Hình 3.3 Kết cấu của ly hợp 1 đĩa ma sát

 * Hộp số:

         Sử dụng hộp số cơ khí 3 trục 5 cấp với cấp số 5 là cấp số truyền tăng. Kết cấu của hộp số như hình 3.4

Hình 3.4 Kết cấu của hộp số

* Trục truyền động các đăng:

Sử dụng các đăng khác tốc, được chia thành 2 đoạn gồm trục chủ động, trục chủ động và 3 khớp các đăng.

Kết cấu của trục bị động như hình 3.5

Hình 3.5 Trục các đăng bị động

* Truyền lực chính vi-sai

Sử dụng bộ truyền hipoit, với đường kính bánh răng vành chậu là 360 mm. bộ vi sai đối xứng có 4 bánh răng hành tinh.

Kết cấu của truyền lực chính vi sai như hình 3.6

         

Hình 3.6 Truyền lực chính vi-sai hipoit

 

3.3.2  Bố trí tổng thể ô tô

- Khung xe: khung xe thiết kế loại khung xương, gồm hai xà dọc chạy từ đầu đến đuôi xe. Các xa ngang liên kết với xà dọc tạo nên khung vững chắc. Trên xà dọc và xà ngang có bố trí các vị trí chờ, giá đỡ để bắt các chi tiết, hệ thống khác như : động cơ, hệ thống lái, hệ thống phanh, thùng nhiên liệu, …

Khung xe được chế tạo từ thép hợp kim, được dập định hình có chiều dày từ 4 đến 6 mm

Hình 3.7 sơ đồ khung xe

-  Buồng lái:

Sử dụng loại buồng lái rộng, có 3 người ngồi, khu vực bố trí động cơ rộng. cho phép phân chia tải trọng lên cầu trước nhỏ.

Kính chắn gió phía trước là kính an toàn ( kính có 2 lớp và lớp nhựa ở giữa  hoặc loại kính khi vỡ tạo thành mảnh vụn không có sắc cạnh).

Bố trí gương chiếu hậu trong và ngoài xe ở vị trí dễ quan sát nhất và có thể điều chỉnh được

Có bố trí tấm che ánh mặt trời chiếu thẳng và phải có khả năng điều chỉnh

Ghế lái phải cứng vững và có thể điều chỉnh được  để phù hợp với từng lái xe

Cột kính, cột góc không quá lớn làm giảm tầm nhìn của lái xe.

Kết cấu của buồng lái như hình 3.8

Hình 3.8 Buồng lái

- Hệ thống treo:

Trên xe sử dụng hệ thống treo phụ thuộc. với hệ thống treo trước sử dụng nhíp đơn và ống giảm trấn. Hệ thống reo sau sử dụng nhíp kép.

Hình 3.9: Hệ thống treo trước

Hình 3.10: Hệ thống treo sau

 

- Thùng xe : kết cấu của thùng xe được thiết kế như hình bên dưới

Hình 3.11 Cấu tạo thùng xe

- Bố trí tổng thể của ô tô được trình bày trên bản vẽ số 5.

Hình 3.12 Tuyến hình ô tô thiết kế

 

 

 

3.4  Kiểm tra ổn định ô tô

3.4.1 Kiểm tra ổn định dọc của ô tô

a) Trường hợp ô tô lên dốc.

XÐt c¸c lùc t¸c dông lªn xe trong mÆt ph¼ng däc khi xe chuyÓn ®éng lªn dèc.

Hình 3.13  Sơ đồ lực tác dụng vào xe khi lên dốc

Góc giới hạn lật của ô tô:

tga_l = = 1,18/1,266  = 0,932

Suy ra a_l = 42⁰95’10’’

Góc dốc giới hạn trượt của ô tô:

tga_t  = = = 0,526

Suy ra a_t  = 27⁰45’3’’

VËy a_L> a_t    => « t« bÞ tr­ît tr­íc khi lËt, ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn an toµn.

b)Trường hợp ô tô xuống dốc

Hình 3.14 Sơ đồ lực tác dụng vào xe khi xuống dốc

- Góc giới hạn lật (a’_L)

tga’_L =  = 2,995/1,266 = 2,365

=> a’_L = 67⁰5’9’’

- Góc giới hạn trượt (a’_T)

tga’_T = = =0,364 => a’_T = 20⁰

VËy a’_L> a’_T    => « t« bÞ tr­ît tr­íc khi lËt, ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn an toµn.

c)Trường hợp ô tô chuyển động trên đường bằng.

VËn tèc giíi h¹n lËt: v_ghl =

Trong ®ã:   h_v = h_G

K: hệ số cản không khí = 0,5

F: diện tích cản chính diện.

v_ghl =3,6*= 237,2 (km/h)

ThÊy v_ghl > v_max          « t« æn ®Þnh khi chuyÓn ®éng víi tèc ®é cao.

3.4.2 Kiểm tra ổn định ngang của ô tô

a) Ô tô quay vòng trên đường nằm ngang

- VËn tèc giíi h¹n lËt ngang

V_L =   (m/s)

Trong đó: B là chiều rộng cơ sở, B = 1,68 (m)

R là bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô.

h_g  là chiều cao trọng tâm của ô tô.

=> V_L = 8,83 (m/s)

-  Vận tốc giới hạn trướt ngang: V_T =   (m/s)

Với  = 0,6 suy ra vận tốc giới hạn trượt là V_T = 8,4 (m/s)

VËy       V_L > V_T => « t« tr­ît tr­íc khi lËt, ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn an toµn .

b)   Khi xe chuyển động trên đường có góc nghiêng ngang

-  Góc nghiêng _đ: Tại đó xe bị lật đổ

tg_đ =  = 1,68/(2*1,266) = 0,66

=> _đ  = 33⁰33’52’’

- Góc nghiêng  : Tại đó xe bị trượt ngang

tg = _y = 0,6

Víi w_y: HÖ sè b¸m ngang cña lèp víi mÆt ®­êng

Suy ra  tgb_® > tgb: « t« tr­ît tr­íc khi lËt, ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn an toµn.

c) Khi ¤t« quay vßng trªn ®­êng nghiªng 1 gãc (b®)

• Khi hướng nghiêng của đường cùng phía với trục quay vòng.

Hình 3.15 Sơ đồ lực tác dụng vào xe khi quay vòng cùng phía

- Vận tốc nguy hiểm khi xe bị lật đổ (V_n).

V­_n =   = =12,85 (m/s)

- Vận tốc nguy hiểm khi xe bị trượt ngang(V_t).

V =  =   = 10,19 (m/s)

Suy ra V_n > V « t« tr­ît tr­íc khi lËt, ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn an toµn.

• Khi hướng nghiêng của đường  ngược phía với trục quay vòng.

Hình 3.16 Sơ đồ lực tác dụng vào xe khi quay vòng khác phía

-  Vận tốc nguy hiểm khi xe bị lật đổ (V_n).

V_n =      (m/s)

- Vận tốc nguy hiểm khi xa bị trượt ( V).

V  =       (m/s)

- Để đảm bảo điều kiện ổn định

tg_đ <   = 0,66  => _đ <  33⁰33’52’’

tg < _y     = 0,6     =>  _y < 30⁰57’

Vận tốc chuyển động khi quay vòng của ô tô phải thỏa mãn

V < V =  8,4 (m/s)

KẾT LUẬN

• Với đề tài  Thiết kế tổng thể ô tô tải 5,5 tấn em đã hoàn thành được những nội dung chính sau:

+Xác định thông số trọng lương ô tô.

+ Tính chọn động cơ cho ô tô

+ Tính chọn tỷ số truyền và tính toán động lực học ô tô

+ Thiết kế tổng thể ô tô và kiểm tra ổn định của ô tô

• Sau quá trình tính toán đã đạt được những kết quả sau:

 

Bảng 3.1 Giá trị các kết quả tính toán

STT	Tên thông số	Kích thước	Thông số
1	Kích thước bao	mm	7570x2250x2310
2	Chiều rộng cơ sở	mm	1680
3	Chiều dài cơ sở	mm	4175
4	Khoảng sang gầm xe	mm	180
5	Thùng xe	mm	6000x2150x400
6	Khoảng cách giữa hai banh sau	mm	1650
7	Trọng lượng toàn tải	Kg	8850
8	Tải trọng	Kg	5500
9	Tải trọng lớn nhất tại cầu trước	Kg	2500
10	Tải trọng lớn nhát tại cầu sau	Kg	6350
11	Công suất cực đại	Kw/rpm	93,7/3200
12	Momen xoắn cực đại	Nm	341,8
13	Tỷ số truyền lực chính		5,94
14	Tốc độ lớn nhất	Km/h	100
15	Khả năng leo dốc cực đại	%	25
16	Thời gian tăng tốc đến Vmax	giây	104,55
17	Quãng đường tăng tốc	m	679,05

 

• Với những kết quả đạt được như trên ta đặt ra những phương hướng nghiên cứu tiếp theo:

+ Thiết kế những hệ thống còn lại cho ô tô

+ Thiết kế lắp đăt cẩu cho ô tô

+ Thiết kế cải tiến thành ô tô chuyên dùng.

+ Thiết kế dây chuyền sản xuất và lắp ráp cho ô tô…

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Cao Trọng Hiền, Đào Mạnh Hùng. Lý Thuyết Ô Tô. NXB ĐHGTVT-2010.

2. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê thị Vàng. Lý Thuyết Ô Tô Máy Kéo. NXB KHKT-2005.

    3. Nguyễn Khắc Trai. Cơ Sở Thiết Kế Ô Tô. NXB GTVT.

    4. Lê Thị Vàng. Hướng Dẫn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô.