Một số xe cứu hỏa có chức năng chuyên dụng,như dập tắt đám cháy và cứu hộ cứu nạn.Nhiều xe cứu hỏa dựa trên khung gầm xe thương mại được nâng cấp và tùy chỉnh thêm cho các yêu cầu chữa c
Xe chữa cháy có bồn nước hay là xe tiếp nước
-Dòng xe này có bồn chứa nước hình elip có vòi phun nước thường dùng để dập lửa cháy gỗ, cháy vải, cháy đường dây điện, cháy nhựa Mục đích của xe dùng để tiếp nước cho các dòng xe cứu hỏa chuyên dụng ở những nơi không gần cây lấy nước hoặc không có nước ở gần ngay khu vực có đám cháy.
-Xe rất linh động và vận chuyển nước liên tục đến đám cháy nhanh nhất.
Hình 3: Xe cứu hỏa có bồn nước hay là xe tiếp nước
Xe chữa cháy có 2 cabin phục vụ trong đường hầm
-Xe chữa cháy 2 cabin hay còn gọi là xe chữa cháy 2 đầu thường dùng để cứu hỏa trong đường hầm Mục đích của 2 cabin khác nhau 1 cabin dùng để lái, 1 cabin dùng để hấp thu nhiệt, lọc không khí, hạn chế không khí lưu thông vào đám cháy làm đám cháy to hơn.
-Xe cứu hỏa hai đầu là phương tiện cứu hỏa và dập lựa chuyên dụng trong đường hầm hiện nay.
Hình 4: Xe cứu hỏa có 2 cabin phục vụ trong đường hầm
Xe cứu hỏa có thang
-Xe cứu hỏa có thang dài thường được sử dụng để phục vụ cứu người gặp nạn trong đám cháy là chủ yếu Dòng xe này được thiết kế không có thùng chứa nước, chỉ có thang và giỏ nâng người để đưa người và lĩnh cứu hỏa lên trên những toàn nhà cao tầng hoặc trên chỗ cao để dập lửa.
-Xe cứu hỏa thang dài có chiều cao lên đến 70m, hiện tại ở Việt Nam có dòng xe cứu hỏa thang có chiều cao là 62m tương đương với tòa nhà 20 tầng hiện nay.
Hình 5: Xe cứu hỏa có thang
Phân loại theo dung tích bồn chứa nước
Hiện nay xe cứu hỏa được chia làm các loại sau:
-Xe cứu hỏa mini có dung tích < 5 khối
Dòng xe này thường được dùng để dập các đám cháy trong khu vực đông dân, nơi đường xá nhỏ hẹp Những dòng xe này thường được sử dụng phổ biến ở các thành phố đông đúc khu dân cư. -Xe cứu hỏa từ 5-10 khối
Những dòng xe lớn thường được dùng cho sân bay, khu công nghiệp những khu vực rộng lớn cần xe lớn để dập lửa.
1.2.6.Phân loại theo hãng xe:
Hiện nay xe cứu hỏa được sử dụng phổ biến tại Việt Nam gồm các hãng:
Lựa chọn phương án
Lựa chọn xe cơ sở
Do nhu cầu chữa cháy nhanh chóng hiệu quả trong các khu dân cư và đô thị Trên cơ sở tìm hiểu nhu cầu công việc và phân tích các đặc điểm kỹ thuật trên xe cơ sở HINO FG8JJ7A do Nhật Bản sản xuất phù hợp với TCN và TCVN về thiết kế ô tô Cứu Hỏa, phù hợp nhu cầu trong nước nên tôi chọn khung cơ sở trên để thiết kế xe Cứu Hỏa 7000 lít Khi thiết kế cần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:
Giữ nguyên toàn bộ động cơ, hệ thống truyền động và các cơ cấu điều khiển ô tô sát si như : sát si, động cơ, hộp số, các đăng, trục trước, cầu sau, các hệ thống phanh, treo, lái…
Không làm ảnh hưởng đến chất lượng độ bền của sát si.
Đảm bảo các thông số về khoảng cách từ sàn đến trần xe, chiều dài của xe, cản hông, cản đuôi theo quy định của TCVN và các tiêu chuẩn có liên quan.
Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và các yêu cầu sử dụng của ô tô.
Phù hợp với vật tư và công nghệ trong điều kiện của Việt Nam.
Khoảng sáng gầm xe phải lớn và tính năng thông qua mọi điều kiện đường xá khó khăn và chưa đồng bộ ở nước ta vì cứu hỏa là nhiệm vụ rất cấp thiết.
Hộp số của xe phải có cổng trích công suất hoặc hộp trích công suất: Vì xe cứu hỏa còn có bộ phận bơm nhiên liệu nên yêu cầu xe cơ sở phải có hộp trích công suất để dẫn động bơm.
Bền bỉ và chịu được nhiệt độ cao: Do điều kiện làm việc đặc thù ở các đám cháy lớn có tính nhiệt lớn cao nên đòi hỏi xe cơ sở phải có tính chất chịu nhiệt và bền bỉ.
Sau đây là các thông số kỹ thuật cơ bản của xe nền HINO FG8JJ7A và ô tô thiết kế:
Bảng 1.Thông số kỹ thuật xe nền Hino FG8JJ7A:
Dòng xe Hino FG8JJ7A
Chiều dài cơ sở (mm) 4330
Kích thước bao ngoài (mm) 7.850 x 2.490 x 2.770
Khoảng cách từ sau Cabin đến điểm cuối chassis (mm)
Model Động cơ Diesel HINO J08E – WE, 6 xi-lanh thẳng hàng với tuabin tăng nạp và làm mát khí nạp Công suất cực đại (kW) 260 PS – (2.500 vòng/phút)
Môment xoắn cực đại (N.m) 794 N.m- (1.500 vòng/phút)
Hình 6 Bản vẽ xe cơ sở
Hình 7 Thông số xe cở
1.3.2 Chọn phương pháp trích công suất (PTO) :
Trích công suất từ bánh đà:
Sử dụng cho thiết bị chuyên dùng yêu cầu công suất thường trực
Moment xoắn đầu ra của trục cao
Trích công suất cả khi xe đứng yên hoặc chuyển động
Trích công suất khi xe đứng yên
Trích công suất từ trục các- đăng :
Cơ cấu ly hợp đóng ngắt đường truyền công suất khi cần thiết
Moment xoắn đầu ra của trục cao, có thể thay đổi tốc độ và moment của trục nhờ vào việc thay đổi tỷ số truyền của hộp số.
Trích công suất khi xe đứng yên và cả khi di chuyển
Chọn phương án trích công suất:
Dựa vào các yêu cầu cụ thể về cách thức trích công suất của ôtô chữa cháy cũng như tham khảo thực tế, yêu cầu về PTO của xe cứu hỏa như sau:
Đóng ngắt đường truyền khi cần thiết
Moment xoắn đầu vào yêu cầu của bơm phải đạt mức cho phép
Công tác chữa cháy diễn ra thường xuyên khi xe đứng yên, một vài trường hợp vừa hoạt động vừa di chuyển (công tác chống bạo động).
Cho nên ta thấy phương án trích công suất từ các-đăng là phù hợp.
Chọn công nghệ chữa cháy
- Đặc điểm của công nghệ CAFS: Độ giãn nở bọt tích cực của hỗn họp bọt-nước qua khí nén áp suất cao, với tỷ lệ giãn nở bọt khí thông thường gấp 8 lần (1:8) và có thể lên đến 22 lần (1:22)
• Khả năng chữa cháy trong môi trường thực tế điện áp 35KV (đã được kiểm định)
• Khoảng phun xa và độ cao phun được nâng cao hơn nhiều nhờ khí nén hoạt động tích cực so với quy trình bọt khí thông thường (độ giãn nở bọt thụ động)
• Vòi chữa cháy nhẹ hơn và dễ dàng sử dụng hơn nhờ trọng lượng khí lớn trong hỗn hợp bọt khí nén
• Hiệu quả bám dính mạnh cả trên bề mặt thẳng đứng nhờ cấu trúc bọt đồng nhất
• Bảo vệ gần như tuyệt đối việc bùng phát lại đám cháy
• Chữa cháy nhanh chóng, hạn chế tuyệt đối khả năng tái bùng phát đám cháy nhờ tác dụng làm mát nhanh và độ bao phủ bền vững của bọt khí nén
• Khả năng chữa cháy được nhân lên nhiều lần nhờ tăng khả năng giãn nở của bọt
• Hỗ trợ chữa cháy đúng mục tiêu, chính xác nhờ sử dụng bọt khí nén như là điểm chỉ báo đối với các điểm nóng
• Độ tiếp xúc cao nhờ việc phân nhỏ của hạt nước từ bọt khí nén trong quá trình thâm nhập ngọn lửa
• Hiệu quả chữa cháy cao nhờ vào sự tiêu thụ rất ít nước và thời gian chữa cháy nhanh.
-Đặc điểm của công nghệ One- Seven:
Những hạt bọt này với kích thước đồng đều nhau tạo lên một màng bọt phủ lên đám cháy. Ưu điểm chữa cháy:
Có thể được sử dụng trong tất cả loại đám cháy
Có thể được sử dụng chữa cháy trên hiệu điện lên tới 35 000V
Làm hạ nhiệt cực kỳ nhanh (10,3°C/giây, trong khi đó nước chỉ là 1,5°C/giây)
Là phương pháp chữa cháy hiệu quả cao sử dụng lượng nước và bọt tối thiểu
Một-Bảy có thể được sử dụng trong tất cả loại đám cháy.
*Công nghệ chữa cháy foam+nước: Đặc điểm:
Nước và foam được trộn lẫn vào nhau theo một tỷ lệ nhất định (từ 3% - 6%), khi hỗn hợp được xịt về phía đám cháy thì sẽ phun ra một loại bọt bao phủ lên trên bề mặt vật cháy, tách vật cháy ra khỏi không khí và lửa, nhờ đó ngọn lửa sẽ bị dập tắt. Ưu điểm chữa cháy:
Công nghệ chữa cháy đơn giản nhưng hiệu quả phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất xe chuyên dùng trong nước
Chi phí đầu tư thấp
Dễ dàng vận hành sử dụng và bảo dưỡng sửa chữa
Chọn phương án công nghệ chữa cháy:
Trên cơ sở ưu tiên lựa chọn loại xe phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất trong nước, chi phí đầu tư ban đầu thấp, dễ vận hành sử dụng thì chọn công nghệ chữa cháy dạng foam + nước (tỷ lệ 3%-6%).
Chọn phương án thiết kế cabin
*Xe chữa cháy có cabin đơn
Dùng cho xe chữa cháy vừa và nhỏ, dùng chữa cháy trong các khu vực có đường, hẻm nhỏ hẹp.
Hình 8 Xe chữa cháy trên nền xe hino có cabin đơn
* Ôtô chữa cháy có cabin kép:
Dùng cho ôtô chữa cháy trung bình, lớn
Đảm bảo mang theo đủ nguồn nhân lực để chữa cháy, cứu hộ, cứu nạn tốt (thường một xe đi kèm 6-8 người )
Ôtô trang bị nhiều thiết bị chữa cháy, cần nguồn nhân lực vận hành lớn để tiếp cận đám cháy dễ dàng hơn
Hình 9 Ôtô chữa cháy trên nền xe hino 5T trang bị cabin kép
*Chọn phương án thiết kế ca-bin
Dựa vào yêu cầu riêng của ôtô chữa cháy phải đảm bảo:
Ôtô trang bị đầy đủ các trang thiết bị phục vụ cho công tác chữa cháy
Có khả năng chở được nhiều người, tham gia vận hành toàn bộ máy móc thiết bị để xử lý đám cháy, mang đủ nguồn lực để tham gia cứu hộ cứu nạn kịp thời
Nhanh chóng tiếp cận các đám cháy một cách hiệu quả.
=>Chọn phương án thiết kế cabin đơn.
Chọn phương án thiết kế xitec
*Ôtô chữa cháy có mặt cắt téc hình elip.(Thường dùng trong xe chở dầu mỏ LPG, xe chở nước và các loại chất lỏng)
Hạ thấp trọng tâm xe, tăng độ ổn định của xe
Khó bố trí các thiết bị chữa cháy đi kèm
Hình 10 Ôtô chữa cháy có téc chứa nước hình trụ elip
*Ôtô chữa cháy có mặt cắt téc hình tròn (Thường dùng trong xe chở dầu mỏ LPG)
● Áp suất được phân bố đều trên chu vi tiết diện téc
● Khó bố trí các thiết bị chữa cháy đi kèm
Hình 11 Ôtô chữa cháy có téc chứa nước hình trụ tròn
*Ôtô chữa cháy có mặt cắt téc hình chữ nhật hoặc hình vuông
Áp suất chất lỏng phân bố không đều
Tận dụng được không gian để trang bị các thiết bị chữa cháy
Tận dụng được hình dạng téc, phù hợp thiết kế thân xe dạng hộp để tăng diện tích sử dụng
Hình 12 Ôtô chữa cháy có téc chứa nước hình chữ nhật hoặc vuông
*Ôtô chữa cháy có mặt cắt téc hình thang, đáy cong ( được sử dụng nhiều)
●Tận dụng được chiều ngang của xe
●Trọng tâm bồn khi đầy nước thấp, cho phép tăng độ ổn định của ôtô
●Kích thước dài, rộng, cao bằng với bồn kiểu elip thì bồn hình thang có dung tích lớn hơn
●Cho phép rút ngắn chiều dài bồn so với các loại tiết diện khác, dễ bố trí trên xe để đạt được vị trí trọng tâm hợp lí và phân bố tải trọng lên các cầu
●Phù hợp với ôtô cơ sở có cabin vuông
Với những ưu điểm trên, chọn phương án thiết kế téc có mặt cắt hình chữ nhật hoặc hình vuông là hợp lý.
Lựa chọn phương án vật liệu
*Vật liệu chế tạo téc chứa nước và foam:
●Téc nước chế tạo từ thép không rỉ SUS 304 đảm bảo dễ bảo trì, bảo dưỡng, đảm bảo chất lượng theo thời gian.
●Chế tạo bằng các khung nhôm hợp kim (Aluminum profile )
●Có ưu điểm nhẹ, bền, chắc chắn
*Vật liệu chế tạo khoang chứa dụng cụ, phương tiện chữa cháy:
●Khung chịu lực được chế tạo bằng thép gia cưởng phủ sơn lót chống rỉ và sơn phủ bề mặt
●Bề mặt xung quang chế tạo từ các tấm thép
●Sàn và các giá đỡ từ hợp kim nhôm chống trượt A3031
Chọn phương án bơm
-Hiện nay trên thị trường, bơm ly tâm được ứng dụng rộng rãi vì nhiều ưu điểm nổi trội hơn so với bơm piston có cùng sản lượng Đặc biệt là loại bơm ly tâm tự mồi Bơm tự mồi là thuật ngữ dùng để chỉ các máy bơm ly tâm có khả năng sử dụng hỗn hợp giữa nước và không khí để tự đạt đến trạng thái được mồi nước đầy đủ Hiện nay trên các bơm ly tâm hiện đại các bơm mồi được tích hợp với bơm chính.
-Đầu tiên, nước và không khí sẽ bị trộn lẫn bằng cánh bơm, rồi được đẩy vào buồng chứa nước Tại đây, không khí và nước sẽ chia thành hai phần vì tỉ trọng khác nhau Theo thời gian, nước sẽ dần chiếm toàn bộ không gian và lấp đầy buồng chứa, không khí lúc này đã bị đẩy ra hoàn toàn, quá trình bơm bắt đầu.
Khi lượng nước được bơm đi đủ lớn để không khí chiếm một phần trong buồng chứa, chu trình mồi được lặp lại cho đến khi nước đủ để được bơm đi.
-Lưu ý rằng khi sử dụng bơm tự mồi lần đầu, bạn không thể cấp nguồn để bơm ngay được Bạn cần cung cấp một lượng nước nhất định vào buồng chứa để bơm có thể bắt đầu chu trình mồi Bơm tự mồi nghĩa là bản thân bơm có thể lặp lại quá trình mồi nước như lần đầu tiên mà không cần can thiệp bên ngoài.
*Ưu điểm của bơm ly tâm
Có lưu lượng đều và ổn định với cột áp không đổi.
Kích thước nhỏ gọn và trọng lượng bé hơn so với bơm piston.
Cho phép nối trực tiếp với động cơ cao tốc không qua hộp giảm tốc (Trị số vòng quay có thể đạt đến 40,000 vòng/phút).
An toàn lúc làm việc.
Ít nhạy cảm với chất lỏng có chứa các loại hạt rắn.
Khối lượng sửa chữa thường kỳ nhỏ vì ít các chi tiết động.
Điều chỉnh lưu lượng đơn giản.
*Nhược điểm của bơm ly tâm
Không có khả năng tự hút (Trước khi khởi động bơm cần điền đầy chất lỏng vào bánh cánh và đường ống hút) nên làm tăng giá thành và thiết bị của bơm thêm phức tạp.
Hiệu suất thấp khi vòng quay nhỏ.
Hiệu suất của bơm giảm nhiều khi độ nhớt của chất lỏng cần bơm tăng lên.
So với bơm piston, kích thước đường ống hút của bơm ly tâm đòi hỏi lớn hơn.
Có sự phụ thuộc giữa hiệu suất của bơm đến chế độ làm việc của nó.
Chọn phương án bố trí súng phun trên thùng
Hiện nay trên đa số các ô tô chữa cháy đều được trang bị súng phun nước cố định, nhằm mục đích tăng cường sự cơ động trong công tác chữa cháy Bên cạnh đó, súng phun nước cố định còn được sử dụng để kiểm soát đám đông, chống bạo động.
Súng phun cố định với áp suất cao, khoảng cách phun xa thường được đặt trên nóc xe với ưu điểm có khả năng tiếp cận các đám cháy trên cao, các chung cư 4-5 tầng, các đám cháy có phương án tiếp cận từ xa.
Vì vậy chọn phương án có bố trí súng phun trên thùng xe.
Nội dung đề tài
Quy định về thùng xe
TCVN 13316-1:2021 tham khảo tiêu chuẩn GB7956.1-2014
Fire fighting vehicles – Part 1: General technical specifications
TCVN 13316-1:2021 do Cục Cảnh sát phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ biên soạn, Bộ Công an đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. a Yêu cầu kĩ thuật chung:
-Chế tạo, sản xuất xe chữa cháy theo nguyên tắc sử dụng các tiêu chuẩn thông thường và chấp hành yêu cầu tương ứng trong bản tiêu chuẩn này.
-Nếu sử dụng xe sát xi đặc biệt, sửa chữa lắp đặt trên xe sát xi (không được sản xuất trước đó) hoặc chế tạo xe sát xi theo yêu cầu của nhà sản xuất xe chữa cháy phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn đã có. -Tải trọng toàn phần không được vượt quá 95% trọng tải tối đa được thiết kế cho xe sát xi.
-Trên xe sát xi phải lắp đặt điều hòa không khí và kết hợp với hệ thống thông gió ra, vào.
-Trên khoang lái xe của xe sát xi phải lắp đặt thiết bị kiểm tra chất làm mát động cơ và mức nhiên liệu mà không cần nâng cabin. b Kích thước ngoài xe chữa cháy
-Kích thước ngoài xe chữa cháy phù hợp quy định bảng 4
Bảng 2 - Kích thước ngoài các loại xe chữa cháy
Loại xe Dài m Rộng m Cao m
Xe chữa cháy loại chữa cháy trên cao có độ cao làm việc lớn hơn 30m, nhỏ hơn hoặc bằng 50m
Xe chữa cháy loại chữa cháy trên cao có độ cao làm việc lớn hơn 50m, nhỏ hơn hoặc bằng 90m
Xe chữa cháy loại chữa cháy trên cao có độ cao làm việc lớn hơn 90m
Xe đầu kéo chữa cháy ≤ 25,0
-Khoảng sáng gầm xe không nhỏ hơn 150 mm.
Giới thiệu về thùng xe
*Xi-téc chứa nước được tạo dáng và thiết kế đảm bảo thể tích chứa 6000 (lít) Các mặt hông, nóc, đáy xi-téc được ghép từ INOX SUS 304 dày 3 mm và 4 mm dập hình tạo dáng và tăng khả năng chịu lực Bên trong xi-téc có bố trí các tấm chắn ngang và sóng dọc để giảm dao động sóng của nước trong xi-téc đảm bảo tăng tính ổn định của ôtô khi di chuyển.
*Xi-téc chứa foam thiết kế đảm bảo thể tích chứa 1000 (lít), chế tạo từ INOX SUS 304 dày 3 mm và nằm bên trong xi-téc nước
-Liên kết xi-téc nước và foam với sát-xi ôtô qua 10 bulông quang M18 Ngoài ra, ôtô chữa cháy còn có bộ trí các trang thiết bị khác: khoang thùng phụ tùng, vè chắn bùn, hành lang thao tác,…
*Téc nước và téc foam được chế tạo theo hình hộp chữa nhật
Phủ bì bì (DxRxC), mm: 2500x2300x1250 (téc nước); 350x2300x1250 (téc foam)
Hình 14 Kích thước lòng thùng hàng
Vách hông, nóc mặt trước và sau thùng: hợp kim nhôm (Aluminum profile )
Hình 15 Kích thước thùng cứu hỏa
- Thép mua về được dập sẵn từ các máy dập thép, cán thép.
- Thùng được cấu tạo bằng thép.
- Thùng gồm các mảng thép được ghép lại với nhau.
- Các mảng được ghép lại với nhau bằng phương pháp hàn: hàn hồ quang que, hàn mig
Hình 16 Ảnh minh họa thùng xe
Giới thiệu xe cơ sở
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại xe xitec được nhập khẩu nguyên chiếc vào Việt Nam Chất lượng của các xe này tốt, thuận lợi sử dụng nhưng giá thành lại khá cao
Do vậy, nhiều doanh nghiệp trong nước đã lựa chọn phương pháp sản xuất lắp ráp xe xitec dựa trên việc sử dụng xe sat xi nhập khẩu nguyên chiếc và các thiết bị chuyên dùng Điều này không chỉ làm giảm giá thành sản phẩm mà còn tận dụng được nguyên vật liệu, nhân công trong nước, đồng thời vẫn đáp ứng được chất lượng sử dụng tương đương với xe nhập khẩu nguyên chiếc.
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại xe sat xi của các hãng như Huyndai, DongFeng,Kamaz… có thể đáp ứng được yêu cầu về kỹ thuật để thiết kế xe xitec Nhưng trong bản thiết kế này, em chọn xe cơ sở là sát xi xe HINO 500 SERIES của hãng HINO.
*Hình ảnh bảng thông số:
Khái quát chung về xe sat xi cơ sở HINO 500 SERIES:
Kích thước bao ngoài DxRxC = 7850x2490x2770 [mm].
Trên xe lắp động cơ động cơ Diesel HINO J08E - WE, 6 xi-lanh thẳng hàng với tuabin tăng nạp và làm mát khí nạp Momen xoắn cực đại 794 N.m- (1.500 vòng/phút), công suất cực đại 260 PS - (2.500 vòng/phút).
Loại đĩa đơn ma sát khô giảm chấn lò xo, dẫn động thủy lực, trợ lực khí nén.
Hộp số 6 số tiến, 1 số lùi; đồng tốc từ số 2 đến số 6, số 6 vượt tốc.
-Trước : Nhíp đa lá với giảm chấn thủy lực
Hệ thống phanh: Hệ thống phanh khí nén toàn phần, 2 dòng độc lập, cam phanh chữ
S Phanh tay Kiểu lò xo tích năng tại bầu phanh trục 2, dẫn động khí nén
Hệ thống lái loại trục vít đai ốc bi tuần hoàn, trợ lực thủy lực với cột tay lái có thể thay đổi độ nghiêng và chiều cao.
Bảng 3 Các đặc tính kĩ thuật HINO 500 FG8JJ7A
1 Thông tin chung Ô tô cơ sở
1.2 Nhãn hiệu, số loại của phương tiện HINO FG8JJ7A
1.3 Công thức bánh xe 4x2, tay lái thuận
2 Thông số về kích thước
2.1 Chiều dài toàn bộ(mm) 7850
2.2 Chiều rộng toàn bộ(mm) 2490
2.3 Chiều cao toàn bộ(mm) 2770
2.4 Chiều dài cơ sở(mm) 4130
2.5 Khoảng sáng gầm xe(mm) 265
2.6 Góc thoát trước/sau (độ) 32 0 / 19 0
3 Thông số về trọng lượng
4 Thông số về tính năng chuyển động
4.1 Tốc độ cực đại của xe (km/h) 85,54
4.2 Độ dốc lớn nhất xe vượt được (%) 33
5.1 Tên nhà sản xuất và kiểu loại động cơ HINO J08E-WE
Loại nhiên liệu,số xilanh, cách bố trí xilanh, phương thức làm mát Động cơ Diesel HINO J08E - WE, 6 xi- lanh thẳng hàng với tuabin tăng nạp và làm mát khí nạp
5.5 Đường kính xilanh x Hành trình piston
5.6 Công suất lớn nhất (kW)/ Số vòng quany
(vòng/phút) 260 PS - (2.500 vòng/phút)
5.7 Momen xoắn lớn nhất (Nm) / Số vòng quay (vòng / phút) 794 N.m- (1.500 vòng/phút)
5.8 Phương pháp cung cấp nhiên liệu Phun nhiên liệu điều khiển điện tử
5.9 Tốc độ lớn nhất (vòng/phút) 85,8
5.10 Tiêu hao nhiên liệu 16 lít/100km
Loại đĩa đơn ma sát khô giảm chấn lò xo, dẫn động thủy lực, trợ lực khí nén
6 số tiến, 1 số lùi; đồng tốc từ số 2 đến số 6, số 6 vượt tốc.
(Trục truyền động) Các đăng kép
-Trước : Nhíp đa lá với giảm chấn thủy
- Số vỏ: vỏ (kể cả vỏ dự phòng)
12 Khung xe: kiểu hình bậc thang, tiết diện hình chữ C
13 Cabin : Cabin kiểu lật với cơ cấu thanh xoắn có giảm chấn cao su phía sau
14.1 Kiểu Loại trục vít đai ốc bi tuần hoàn, trợ lực thủy lực với cột tay lái có thể thay đổi độ nghiêng và chiều cao.
14.2 Dẫn động Cơ khí có trợ lực thủy lực
15.1 Phanh chính - Hệ thống phanh khí nén toàn phần, 2 dòng độc lập, cam phanh chữ S
15.2 Phanh đỗ xe - Kiểu lò xo tích năng tại bầu phanh trục
234 kC(65 Ah) tại định mức 20 tiếng
16.1 Hệ thống chiếu sáng, tín hiệu
- Đèn pha_cos, màu trắng: 02
- Đèn báo rẽ, màu vàng: 04
- Đèn báo lùi, màu trắng: 01
- Đèn biển số, màu trắng: 01
- Đèn kích thước trước, màu trắng: 02
- Đèn kích thước sau, màu đỏ: 02
- Tấm phản quang, màu đỏ: 02
18 Nhiên liệu a Kết cấu cabin
Hình 17 Hình ảnh cabin Hino 500 FG8JJ7A
Kết cấu Cabin được thiết kế hiện đại, có cửa rộng, tầm nhìn xung quanh tốt, ghế ngồi rộng rãi có thể là nơi thay đồ cho các chiến sỹ Cabin của xe được nâng hạ bằng hệ thống thủy lực, đảm bảo an toàn và tiện ích cho quá trình nâng hạ.
- Máy bộ đàm thu, phát lắp tại trung tâm điều hành trên xe có độ bền cơ học cao, chịu chấn động, đạt tiêu chuẩn quân sự MIL-STD:
+ Âm ly, loa phóng thanh
- Xe được trang bị hệ thống điều hòa không khí DENSO chất lượng cao có công suất làm lạnh, các tiện nghi giải trí như CD&AM/FM Radio cũng được trang bị đầy đủ.
- Bảng điều khiển trung tâm: được trang bị nhiều tiện nghi với các núm dễ điều chỉnh, vô lăng hai chấu có trợ lực và có thể điều chỉnh được vị trí lên xuống, trước sau, xe còn có cần gạt số nhỏ gọn dễ sử dụng
Hình 18 Bản điều khiển trung tâm
+ Cần gạt được thiết kế bên hông vô lăng nên rất thuận tiện khi điều khiển trong lúc lái xe với nhiều chế độ khác nhau như đèn pha, đèn xi nhan. b.Động cơ:
Bảng 5: Bảng thông số động cơ J08E-WE
Loại Động cơ Diesel Hino, model: J08E-WE, 4 kỳ, 6 xy lanh thẳng hàng, đạt tiêu chuẩn khí thải Euro 4, tuabin tăng nạp và làm mát bằng nước Xe sử dụng hộp số MX06 với 6 số tiến, 1 số lùi; đồng tốc từ số 2 đến số 6, số 6 vượt tốc.
Công suất cực đại 191 kW (260 PS) tại 2.500 vòng/phút
Mô men lớn nhất 794 Nm tại 1.500 vòng/phút
Dung tích xy lanh (cc) 7.684 Đường kính xy lanh và hành trình piston (mm) 112x130
Hình 19 Động cơ J08E-WE c.Hệ thống truyền lực
- Xe sử dụng hộp số MX06 với 6 số tiến, 1 số lùi; đồng tốc từ số 2 đến số 6, số 6 vượt tốc.
Bảng 6.Thông số hộp số MX06 và truyền lực
Li hợp Loại đĩa đơn ma sát khô giảm chấn lò xo, dẫn động thủy lực, trợ lực khí nén
Hộp số chính Cơ khí 6 số tiến, 1 số lùi
Tỉ số truyền hộp số (ihi) ih1=6,098; ih2=3,858; ih3=2,340; ih4=1,422; ih5=1; ih6=0,744; ir1=5,672; Trục các đăng (trục truyền động) Các đăng kép, có ổ đỡ trung gian
Cầu xe Cầu sau chủ động: i0=4,625
- Lốp trước: lốp đơn, cỡ lốp:
20 Hộp số MX06 d.Hệ thống phanh, treo, lái d.1: Hệ thống phanh
Xe Hino 500 sử dụng hệ thống phanh tang trống dẫn động bằng khí nén - thủy lực (Air over hydraulic) và được trang bị bộ lọc hơi nước và làm khô khí nén (Air dryer) Hệ thống phanh đỗ của xe sử dụng lực lò xo phanh tác động lên bánh xe sau và được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp Ngoài ra, xe còn trang bị các hệ thống an toàn như:
- Hệ thống chống bó cứng phanh (Anti-lock Brake System).
- Hệ thống cân bằng điện tử (Vehicle Stability Control).
- Hệ thống kiểm soát lực kéo (Traction Control).
- Hệ thống cảnh báo va chạm (Pre-Collision System).
- Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (Hill Start Assist).
- Phanh khí xả và phanh động cơ.
Hình 21 Ảnh minh họa hệ thống phanh Hino 500 FG8JJ7A d.2 Hệ thống lái
Hình 22 Cơ cấu lái: trục vít ecu , trợ lực thủy lực
Hình 23 Cấu tạo chung hệ thống lái xe Hino 500
1 Vô lăng 2 Trục lái 3 Cơ cấu lái
4 Đòn quay đứng 5 Đòn kéo dọc 6 Đòn quay ngang
7 Trụ xoay đứng 8 Đòn bên 9 Đòn ngang
10 Dầm cầu 11 Trục quay bánh xe 12 Bánh xe
Hệ thống lái của các loại ôtô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về nguyên lý cũng như về kết cấu, tuy nhiên về cơ bản chúng đều có 4 bộ phận chính sau đây: vành lái, trục lái, cơ cấu lái (hộp số lái), dẫn động lái.
Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng.
Cơ cấu lái sử dụng trên ôtô hiện nay rất đa dạng tuy nhiên để đảm bảo thực hiện tốt được chức năng trên thì chúng phải đảm bảo được các yêu cầu sau:
+ Tỷ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ôtô.
+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh.
+ Hiệu suất truyền động thuận và nghịch sai lệch không lớn.
Khi xe đi thẳng, vành lái nằm ổn định ở vị trí trung gian, các cơ cấu được bố trí để bánh xe dẫn hướng nằm ở vị trí đi thẳng theo phương chuyển động của ô tô.
Khi quay vành lái 1 sang phải: thông qua trục lái và cơ cấu lái, đầu đòn quay đứng 4 dịch chuyển về phía sau, qua đòn kéo dọc 5 làm quay đòn quay ngang 6 và trục 11, kéo bánh xe dẫn hướng bên trái quay sang phải Đồng thời dưới tác dụng của hình thang lái làm bánh xe bên phải cũng quay theo Ô tô quay vòng sang phải.
Nếu muốn ô tô quay sang trái thì thực hiện ngược lại các bước trên. d.3: Hệ thống treo
Hệ thống treo trước: phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực.
Hệ thống treo sau: phụ thuộc, nhíp chính và nhíp phụ gồm các lá nhíp dạng bán e-lip.
Hình 24 Hệ thống treo phụ thuộc
Giới thiệu khung phụ
-Kết cấu của khung phụ gồm các dầm dọc và các dầm ngang, được liên kết với nhau bằng phương pháp hàn
- Khung phụ được chế tạo từ thép CT3 bao gồm: 02 dầm dọc được chế tạo từ thép U160x58x5, 02
- Liên kết khung và thùng :bằng bu lông Nhiệm vụ của bu lông là hạn chế khả năng quay theo chiều ngang của thùng hàng (đặc biệt khi di chuyển quay vòng,) Về mặt số lượng các bu lông và kích cỡ, phụ thuộc vào tải trọng của xe và trọng lượng thùng hàng.
Giới thiệu hệ thống bơm và các cơ cấu chuyên dùng
a Bơm nước chữa cháy KSP 1000
-Thân máy bơm với cửa hút và cửa đẩy, bánh công tác (cánh quạt), trục máy bơm, motor Tất cả những bộ phận này có thể tháo ra dễ dàng khá thuận tiện cho việc vẫn chuyển và đây cũng là một ưu điểm của loại bơm này.
Hình 29 Hình minh họa bơm chữa cháy
Bánh công tác có 3 dạng chủ yếu là:
Hình 30 Các dạng cánh quạt của bơm
Nguyên lí: Bơm chữa cháy hoạt động nhờ vào công suất từ động cơ xe thông qua hộp số truyền động đến bơm thông qua các trục các đăng Khi bơm hoạt động, nó sẽ hút nước trong bồn chứa lên, thông qua các cụm vòi phun và phun nước ra ngoài Khi đó, tùy theo sự điều khiển mà vòi phun sẽ hướng tới vị trí của đám lửa.
Bảng 7.Thông số bơm nước chữa cháy KSP 1000
-Bơm chữa cháy có nhiệm vụ hút nước từ bồn chứa nước và bồn chứa foam của xe chữa cháy hoặc trực tiếp hút nước từ các trụ cấp nước, ao hồ tạo áp suất cao phun nước dập tắt các đám cháy nhanh nhất.
-Bơm có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài khi được hút nước từ ao hồ, trụ nước hoặc từ các xe tiếp nước.
Hãng sản xuất -Darley - Mỹ
Vị trí đặt bơm -Phía sau xe
-Bơm chữa cháy vận hành cơ học thông qua bộ trích công suất PTO, truyền động bằng các đăng, có hệ thống bảo vệ an toàn ngăn ngừa tai nạn do những sai sót cho con người khi vận hành.
- Đạt 3.785 lít/phút tại áp suất 10,3 bar
- Đạt 2.646 lít/phút tại áp suất 13.8 bar
- Đạt 1.893 lít/phút tại áp suất 17.2 bar
-Hợp kim đồng, sử dụng công nghệ đúc chân không, làm giảm các khuyết tật của sản phẩm khi đúc, cánh bơm sau khi đúc được gia công tinh lần cuối, đảm bảo độ chính xác cao làm tăng hiệu suất và tuổi thọ của bơm.
-Cánh bơm được cân bằng động giúp cho bơm hoạt động êm hơn, làm giảm các lực va đập tác dụng lên trục chính và các ổ bi. việc, đạt độ chính xác cao sau khi gia công.
-Các phớt và zoăng bao kín có kết cấu tinh tế và được làm bằng vật liệu phi kim đặc biệt nên có thể bù được các kích thước đã bị mòn của phớt.
-Chính vì vậy tuổi thọ của bơm được kéo dài, người sử dụng không cần phải căn chỉnh phớt.với kết cấu luôn kín khít nó giúp cho bơm có thể đạt được áp suất, hiệu suất cao.
-Thông qua bộ trích công suất PTO từ động cơ của xe nền với thiết kế hợp lý của PTO giúp cho việc truyền động được em ái, đạt hiệu suất cao
-Vị trí lắp đặt của PTO phù hợp với các đường truyền lực các đăng giúp cho khả năng tăng tốc độ làm việc của bơm đạt được hiệu quả cao.
-Trên bơm chính có trang bị một bộ truyền bánh răng ăn khớp, nhờ có cặp bánh răng này mà các vòng bi và các phớt của trục bơm chính được bảo vệ tối ưu -Vì nó đã giảm thiểu được lực va đập trực tiếp từ các đăng tác dụng lên
-Điều này có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với tuổi thọ và hiệu suất của bơm.
Thiết bị hiển thị tốc độ quay của bơm
-Trên bơm chính có lắp tích hợp sẵn bộ hiển thị tốc độ quay của bơm, giúp cho người sử dụng thiết lập được một chế độ làm việc hiệu quả, an toàn
-Có thể chọn được áp suất và lượng nước thích hợp cho từng trường hợp cụ thể.
Kiểu Cánh bơm được làm bằng vật liệu phi kim đặc biệt có khả năng tự bôi trơn, rất thuận tiện trong quá trình sử dụng.
Loại Dẫn động bơm điện 24V.
- Kết cấu bơm chân không bao gồm: Môtơ điện truyền động đến bơm cánh gạt quay với tốc độ cao để tạo nên khả năng hút.
Thông qua van điều khiển kép giúp cho công việc hút nước trở nên dễ dàng -Có trang bị một đồng hồ báo áp suất âm giúp cho người sử dụng có được thông tin của hệ thống khi hút.
Thời gian hút được nước 20 - 28 giây b Bố trí các cụm chi tiết trên bơm
Chú thích và công dụng:
1.Van đường ống nạp vào xitec: Van được sử dụng chủ yếu cho mục đích đóng/mở cho lưu chất chảy qua hoàn toàn.
2.Đường ống nạp vào xitec: Có nhiệm vụ dẫn chất lỏng từ bồn nước vào xitec.
3.Van đường ống cấp từ xitec: Van được đóng mở cho lưu chất chảy qua đi vào máy bơm.
4.Đường ống cấp từ xitec: Có nhiệm vụ dẫn chất lỏng từ bồn nước vào máy bơm
5.Bơm chân không: Được dùng để loại bỏ các phần tử khí nhằm kiểm soát và giảm nhiệt độ vỏ máy bơm để giảm thiểu phát sinh lắng đọng và tăng tuổi thị máy bơm.
6.Van vặn: Dùng để kiểm soát lưu lượng chất lỏng trong đường ống, điều chỉnh áp suất, khối lượng chất lỏng qua van bằng tính hiệu chuyênt tới bộ điều khiển.
Mô tả nguyên lí hoạt động của hệ thống cứu hỏa trên xe
Ôtô chữa cháy được thiết kế trên cơ sở lắp xi-téc chứa nước và foam có dung tích 7000 (lít),bơm chuyên dùng chữa cháy, vòi phun, hệ thống đường ống, van đóng mở và các trang thiết bị
Việc dẫn động nước được thực hiện thông qua hệ thống bơm nước, và các đường ống, các van đóng mở, các vòi phun cầm tay, súng phun đặt trên nóc xi-téc chứa Nguồn dẫn động bơm nước được dẫn động từ động cơ, làm việc theo nguyên lý như sau:
Hình 45 Sơ đồ nguyên lí hoạt động của xe chữa cháy
Hướng dòng nước từ bơm đi ra Hướng dòng nước đi vào bơm Khớp nối ống có nắp bít
FV4 FV3 Đầu chờ lắp súng phun cao áp Đầu chờ khớp nối ống tháo lắp nhanh
V1 - Van nước từ xi téc ra bơm FV3 - Van khóa đường dẫn cấp foam V2 … V5 Van nước từ bơm ra ống mềm, lăng tay FV4 - Van xả đáy xi téc foam
V6 … V7 Van nước ra súng phun cao áp WT - Xi téc nước
V8 - Van nước giải nhiệt động cơ FT - Xi téc foam
V9 - Van nước giải nhiệt hồi lưu PT - Cụm bơm chữa cháy
V10 - Van xả đáy bơm MT - Súng phun cố định (lăng giá)
V11 - Van xả đáy xi téc nước LGM - Cụm lăng tay bên trái
EV1 - Van điện - khí nén mở nước về xi téc RGM - Cụm lăng tay bên phải
EV2 - Van điện - khí nén mở nước lên lăng giá CB1 - Khớp nối mềm ống nước về xitécFV1 - Van mở foam từ xi téc ra bộ trộn foam
- Khi không sử dụng bơm: Nối cửa nạp nước với nguồn cung cấp nước
- Khi sử dụng bơm nước: Nối đường hút của bơm với nguồn nước Đóng các van từ V2 đến
V7; đóng van EV2, mở EV1 Vận hành bơm nước hút nước từ nguồn nước vào xi téc.
* Xả nước ra khỏi xi-téc:
- Mở van V11 để xả nước ra khỏi xi téc.
- Mở van FV3, FV1 để foam vào bơm; Mở van V1 để nước từ xi téc vào bơm
- Mở các van từ V2 đến V7 để phun nước + foam qua các súng phun cầm tay
- Mở van EV2 để phun nước + foam qua lăng giá
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE CỨU HỎA HINO 500 SERIES
Tính toán khối lượng và các phân bố khối lượng
Bảng 11 Thông số thiết kế xe cứu hỏa
T Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Trọng lượng toàn bộ G0 Kg 16000
2 Trọng lượng phân bố lên cầu chủ động G0Z2 Kg 4412
3 Bán kính bánh xe rbx m 0,5344
4 Hệ số biến dạng lốp 0,95
5 Chiều rộng của xe B mm 2500
7 Hệ số cản không khí K 0,6
9 Hiệu suất truyền lực η tl 0,85
10 Công suất lớn nhất N kW 191,23
Tốc độ quay cực đại nv v/ph 2500
11 Mô men soắn cực đại Me Nm 794
Tốc độ quay nv v/ph 1500
12 Tỷ số truyền của hộp số i0 5,925
Khối lượng bản thân của ô tô sất xi: Gsx = 5750 kg
Khối lượng thùng chở hàng: Gth = 2455 kg
Khối lượng khung phụ Gp = 250 kg
Khối lượng súng phun Gs = 50 kg
Khối lượng hệ thống bơm Gb = 300 kg
Khối lượng bản thân ô tô: G0 = Gsx + Gth + Gp + Gs + Gb = 8805 kg
Khối lượng kíp lái(03 người): Gkl = 195 kg
Khối lượng hàng chuyên chở: Ghh = 7000 kg
Khối lượng toàn bộ của ôtô: G = 16000 kg
2.1.2 Xác định khối lượng các trục phân bố lên ô tô
*Xác định khối lượng phân bố lên các trục của ô tô
*Trọng lượng phân bố lên cầu trước của ô tô
Trọng lượng bản thân ô tô sát xi phân bố lên cầu trước: Gsx1 = 5750.0,66 = 3795(kg)
Trọng lượng thùng hàng phân bố lên cầu trước: G th1= G th 957
4330 = 543 (kg) Trọng lượng khung phụ phân bố lên cầu trước: G P1= G P 975
Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế phân bố lên cầu trước:
Trọng lượng hàng hóa phân bố lên cầu trước: G hh1= G hh 957
4330 = 1547 (kg) Trọng lượng kíp lái toàn bộ ô tô thiết kế phân bố lên cầu trước: Gkl1 = 195 (kg)
Trọng lượng toàn bộ ô tô thiết kế phân bố lên cầu trước:
Z 1 =G hh1 +G kl1 +G sx1 +G th1 +G p 1 =¿ 6135 (kg)
*Trọng lượng phân bố lên cầu sau của ô tô
Trọng lượng bản thân ô tô sát xi phân bố lên cầu sau: Gsx2 = Gsx - Gsx1 = 5750-3795 = 1955 (kg) Trọng lượng thùng hàng phân bố lên cầu sau: Gth2 = Gth – Gth1 = 1912 (kg)
Trọng lượng khung phụ phân bố lên cầu sau: Gp2 = Gp – Gp1 = 195 (kg)
Trọng lượng súng phun phân bố lên cầu sau: Gs2 = 50 (kg)
Trọng lượng hệ thống bơm phân bố lên cầu sau: Gb2 = 300 (kg)
Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế phân bố lên cầu sau:
Trọng lượng hàng hóa phân bố lên cầu sau: Ghh2 = Ghh – Ghh1 = 5453 (kg)
Trọng lượng kíp lái toàn bộ ô tô thiết kế phân bố lên cầu sau: Gkl2 = 0 (kg)
Trọng lường toàn bộ ô tô thiết kế phân bố lên cầu sau:
Z 2 =G hh2 +G kl 2 +G sx2 +G th2 +G p 2 +G s 2 +G b 2 65 (kg)
Bảng 12: Phân bố trọng lượng ô tô thiết kế
TT Các thành phần trọng lượng Trị số
1 Khối lượng bản thân ô tô sất xi 5750 3795 1955
7 Khối lượng hàng chuyên chở cho phép tham gia giao thông không phải xin phép 7000 1547 5453
8 Khối lượng toàn bộ cho phép tham gia giao thông không phải xin phép 16000 6135 9865
Bảng 13: Thông số tính toán ổn định
TT Thông số Ký hiệu Số liệu tính toán Trường hợp không tải
Khối lượng bản thân (Kg)
- Phân bố lên cầu trước (Kg)
- Phân bố lên cầu sau (Kg)
2 Trọng lượng toàn bộ (Kg)
- Phân bố lên cầu trước (Kg)
- Phân bố lên cầu sau (Kg)
3 Chiều dài cơ sở (mm) L 4330
Bảng 14: Thông số tính toán chiều cao trọng tâm
BẢNG THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CHIỀU CAO TRỌNG TÂM
TT Thành phần trọng lượng Kí hiệu Giá trị (kg) hgi (mm)
1 Khối lượng bản thân ô tô sất xi Gsx 5750 1037
2 Khối lượng thùng hàng Gth 2455 1816
3 Khối lượng khung phụ Gp 250 1018
4 Khối lượng súng phun Gs 50 3070
5 Khối lượng hệ thống bơm Gb 300 1500
7 Khối lượng hàng hoá chuyên chở Ghh 7000 2045
2.1.3 Tính toán tọa độ trọng tâm của ô tô
Vị trí trọng tâm của ô tô ảnh hưởng nhiều đến tính ổn định của ô tô và nó được đặc trưng bằng ba thông số sau: a - khoảng cách từ trọng tâm đến trục trước theo phương nằm ngang b - khoảng cách tử trọng tâm đến trục sau theo phương nằm ngang hg - chiều cao trọng tâm, tức là chiều cao từ trọng tâm đến mặt đường
Vì vậy ta cần xác định toạn độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc, ngang, cao ngay cả khi không tải và đầy tải Để xác được tọa độ trọng tâm theo ba chiều ta cần biết tọa độ trọng tâm của các cụm chi tiết, tải trọng của người, của thùng hàng, hàng hóa. a = (Z2.L)/G = (4412.4330) / 8805 = 2170 (mm)
Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau: b = L – a = 4330 - 2170 = 2160 (mm) b Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều cao
Căn cứ vào giá trị các thành phần khối lượng và tọa độ trọng tâm của chúng, ta xác định chiều cao trọng tâm của ô tô theo công thức: hg = ( Gi.hgi)/G
Trong đó: hg, G – Chiều cao trọng tâm và khối lượng của ô tô
Từ phương trình trên ta suy ra được: h g = G sx h sx +G th h th + G s h s + G p h p +G b h b
Trong đó: hsx – Chiều cao trọng tâm của xe sat xi: hsx = 1037 (mm) hth – Chiều cao trọng tâm thùng hàng: hth = 1816 (mm) hp – Chiều cao trọng tâm khung phụ: hp = 1018 (mm) hs – Chiều cao trọng tâm của súng phun : hs = 3070 (mm) hb – Chiều cao trọng tâm của hệ thống bơm : hb = 1500 (mm)
G - Khối lượng ô tô không tải: G = 8805 (kg)
Gsx - Khối lượng bản thân của ô tô sất xi: Gcs = 5750 kg
Gth - Khối lượng thùng chở hàng: Gth = 2455 kg
Gkp - Khối lượng khung phụ: Gkp = 250 kg
Gs - Khối lượng súng phun : Gs = 50 kg
Gb - Khối lượng hệ thống bơm : Gb = 300 kg
Gkl - Khối lượng kíp lái (03 người): Gkl = 195 kg
Ghh - Khối lượng hàng chuyên chở: Ghh = 7000 kg
Tọa độ trong tâm khi toàn tải
Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau: b = L – a = 4430 - 2730 = 1700 (mm) b Tọa độ trọng tâm theo chiều cao
Căn cứ vào giá trị các thành phần khối lượng và tọa độ trọng tâm của chúng, ta xác định chiều cao trọng tâm của ô tô theo công thức: hg = ( Gi.hgi)/G
Trong đó: hg, G – Chiều cao trọng tâm và khối lượng của ô tô
Từ phương trình trên ta suy ra được: h g0 = G h g +G hh G h hh + G kl h kl
Trong đó: hg – Chiều cao trọng tâm của xe không tải: hg = 1281 (mm) hhh – Chiều cao trọng tâm hàng hóa: hhh = 2045 (mm) hkl – Chiều cao trọng tâm kíp lái: hkl = 1100 (mm)
G - Khối lượng ô tô không tải: G = 8805 (kg)
Gkl - Khối lượng kíp lái (03 người): Gkl = 195 (kg)
Ghh - Khối lượng hàng chuyên chở: Ghh = 7000 (kg)
G0 - Khối lượng ô tô đầy tải: G0 = 16000 (kg)
Bảng 15: Kết quả tính toán toạn độ trọng tâm ô tô thiết kế
TT Trạng thái của xe
2 Khi có tải 2730 1700 1,613 Độ ổn định chuyển động của ô tô được đánh giá bằng khả năng đảm bảo cho xe không bị trượt hoặc lật khi chuyển động trên đường dốc, đường nghiêng ngang hoặc khi xe quay vòng.
Xét bài toán ổn định trong hai trường hợp: khi xe không tải và đầy tải. a Tính ổn định của xe ô tô khi không tải
*Góc giới hạn lật khi lên dốc như hình 46:
Hình 46 Trường hợp ô tô trên đường xuống dốc
-Trường hợp khi xe lên dốc với tốc độ nhỏ thì ta xem như lực quán tính Pj, lực cản gió Pω, lực cản ma sát Pf rất nhỏ xem như bằng không.
Theo tài liệu ta xác định được góc dốc giới hạn khi xe quay đầu lên dốc bị lật, khi xe lên dốc tâm lật là tâm O2 nên ta có:
Trong đó: αL – Góc giới hạn mà xe bị lật đổ khi xe lên dốc.L – Góc giới hạn mà xe bị lật đổ khi xe lên dốc.
*Góc giới hạn lật khi xuống dốc như hình 47:
Hình 47 Trường hợp ô tô trên đường xuống dốc -Tương tự các giả thuyết khi ôtô lên dốc, khi xe xuống dốc với tốc độ nhỏ thì ta xem như lực quán tính Pj, lực cản gió Pω, lực cản ma sát Pf rất nhỏ xem như bằng không.
Theo tài liệu ta xác định được góc dốc giới hạn khi xe quay đầu xuống dốc bị lật, khi xe xuống dốc tâm lật là tâm O1 nên ta có:
L – Góc giới hạn mà xe bị lật đổ khi xuống dốc. a – Khoảng cách từ trọng tâm xe đến trục tâm cầu trước
*Góc giới hạn lật trên đường nghiêng ngang như hình 48:
Hình 48 Trường hợp ô tô trên đường nghiêng ngang Theo tài liệu điều kiện ổn định về lật đổ ngang thì góc dốc giới hạn của mặt đường được xác định theo công thức:
– Góc giới hạn lật đổ ngang của xe thiết kế.
WT – Bề rộng tâm hai bánh xe của xe thiết kế, WT = 1,8 (m) hg – Chiều cao trọng tâm xe thiết kế.
*Trường hợp ô tô quay vòng trên đường như hình 49:
Hình 49.Trường hợp ô tô quay vòng trên đường bằng Vận tốc chuyển động giới hạn của ôtô khi quay vòng với bán kính Rmin = 8,2 m: Khi đó vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô khi quay vòng với bán kính RGmin là :
WT – Bề rộng tâm hai bánh xe của xe thiết kế, WT = 1,8m) hg – Chiều cao trọng tâm xe thiết kế.
RGmin – Bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô, RGmin = 8,2(m) g – Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2) b.Tính ổn định của xe ô tô khi đầy tải
*Khảo sát tương tự ta có:
-Góc giới hạn lật khi xuống dốc:
X = arctg (a / hg) = 59,4 (Độ); - Góc giới hạn lật trên đường nghiêng ngang:
Vận tốc chuyển động giới hạn của ôtô khi quay vòng với bán kính Rmin = 8,2 m: Khi đó vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô khi quay vòng với bán kính RGmin là :
Bảng 16 Các thông số tính ổn định ô tô
BẢNG NHẬP THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
Chiều dài cơ sở tính toán mm 4330
Vết bánh xe trước mm 2050
Vết bánh xe sau phía ngoài mm 1835
Trọng lượng bản thân kg 8805
Trọng lượng toàn bộ kg 16000
Góc quay bánh xe dẫn hướng độ 38
Bán kính quay vòng nhỏ nhất m 8,2
Chiều cao trọng tâm không tải Hg mm 1,281
Chiều cao trọng tâm đầy tải Hg mm 1,613
Bảng 17 Kết quả tính toán ổn định
BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH a (m) b (m) hg (m) B(m) L
Nhận xét : Các giá trị về giới hạn ổn định của ô tô thiết kế ở chế độ đầy tải thoả mãn các tiêu chuẩn hiện hành và đảm bảo ô tô chuyển động ổn định trên các loại đường giao thông công cộng.
Tính toán động lực học kéo
Sau khi thiết kế xe cứu hỏa ta cần phải tính toán lại sức kéo của xe Khi tính toán sức kéo ta cần xây dựng các đồ thị sau: Đồ thị cân bằng công suất động cơ xe N = f(v), đồ thị cân bằng lực kéo P = f(v), đồ thị nhân tố động lực học D = f(v), đồ thị gia tốc j = f(v)
… Dựa vào những đồ thị trên mà ta có thể xem xét, đánh giá, so sánh khả năng, chất lượng động lực của ô tô, cũng như đưa ra những nhận định như: Tìm vận tốc lớn nhất của ô tô trên mỗi đoạn đường, tìm tỉ số truyền hợp lý nhất đối với từng loại đường, xác định khả năng tăng tốc, lên dốc, sức cản của đường mà xe có thể vượt qua ở từng tỉ số truyền với mức tải trọng nào đó.
Bảng 18 Các thông số để tính toán sức kéo của ô tô
T Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Trọng lượng toàn bộ G0 Kg 16000
2 Trọng lượng phân bố lên cầu chủ động G0Z2 Kg 4412
7 Hệ số cản không khí K 0,6
9 Hiệu suất truyền lực η tl 0,85
10 Công suất lớn nhất N kW 191,23
Tốc độ quay cực đại nv v/ph 2500
11 Mô men soắn cực đại Me Nm 794
Tốc độ quay nv v/ph 1500
12 Tỷ số truyền của hộp số i0 5,925
14 Tỷ số truyền cầu chủ động ih1 6,428
16 Diện tích cản chính diện (F=B*H) F m 2 5,54
17 Hệ số cản lăn của đường f 0,02
2.2.1 Đặc tính ngoài động cơ
Dựa vào đường đặc tính ngoài thực tế của xe ta có bản giá trị và đồ thị biểu hiện đặc tính ngoài của xe như sau:
Bảng 19 Bảng đường đặc tính ngoài động cơ
Từ số liệu trên, ta vẽ được đường đặc tính ngoài của động cơ:
Hình 50 Đồ thị đặc tính ngoài của động cơ
2.2.2 Tính toán nhân tố động lực học
Nhân tố động lực học là tỷ số giữa hiệu số của lực kéo tuyến tính Pk và lực cản không khí P𝜔 với trọng lượng toàn bộ của ô tô Tỷ số này được kí hiệu là “D” Nhân tố động lực học của ô tô được xác định theo công thức sau:
Pki = (Me.ihi.i0.tl)/rbx (N) – lực kéo ở tay số thứ i của ô tô;
Me – Momen xoắn động cơ (lấy theo đường đặc tính tốc độ ngoài); vi = (2π.rbx.ne)/(60.i0.ihi) (m/s) – vận tốc ứng với mỗi tay số;
Từ công thức trên ta có giá trị tính toán của vận tốc, nhân tố động lực học và đồ
Bảng 20 Giá trị vận tốc tại các tay số
Bảng 21 Nhân tố động lực học
Hình 51 Đồ thị nhân tố động lực học
Nhận xét: ô tô chạy ở loại đường bằng phẳng có phủ cứng (hệ số cản lăn f = 0,015) Dựa trên đồ thị ta thấy nhân tố động lực học lớn nhất Dmax = 0,2951 và có thể chuyển động với vận tốc lớn nhất là 31,94 m/s Độ dốc lớn nhất mà xe có thể khắc phục được xác định theo công thức: imax = Dmax - f = 0,2951- 0,015 = 0,2801
Vậy độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể khắc phục được là 28,1%, đảm bảo quy chuẩn quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô là lớn hơn 20%.
2.2.3 Đánh giá khả năng tang tốc khi ô tô đầy tải
Gia tốc của ô tô được xác định theo công thức: j = dv dt = (Di – ψ).) δ g
D – nhân tố động lực học của xe; ψ) = f + i – hệ số cản tổng cộng của đường; ψ) = f = 0,02 (vì xe di chuển trên đường bằng nên i = 0)
𝛿i – hệ số tính đến tính ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay;
- Ta có bảng giá trị hệ số tính đến chuyển động xoay:
Bảng 22 Giá trị hệ số tính đến chuyển động xoay
- Bảng giá trị ji ứng với từng vận tốc tại các tay số:
Hình 52 Đồ thị gia tốc chuyển động
- Xây dựng đồ thị gia tốc ngược, ta có bảng giá trị như sau:
Bảng 24 Giá trị gia tốc ngược ứng với từng vận tốc tại các tay số
Hình 53 Đồ thị gia tốc ngược
- Tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc:
+ Từ công thức gia tốc: j = dv dt => dt = 1 j dv
+ Xét ô tô tăng tốc từ v1 đến v2 ta có công thức tính thời gian như sau: t = ∫ v 1 v 2
+ Vậy khoảng thời gian tăng tốc: ∆ti = ( v 2 −2 v 1 ) ( 1 j 1
=> Thời gian tăng tốc: t = ∆t1 + ∆t2 +…+ ∆tn
+ Từ công thức vận tốc: v = ds dt => ds = v.dt
+ Xét quãng đường đi được của ô tô khi tăng tốc v đến v:
+ Vậy khoảng quãng đường tăng tốc: ∆Si = ( v 1 +2 v 2 ) ∆t i
=> Quãng đường tăng tốc được xác định: S = ∆S1 + ∆S2 +…+ ∆Sn
Sự mất mát tốc độ trong thời gian chuyển số (có lực cản không khí):
∆vc – độ giảm vận tốc chuyển động khi chuyển số;
𝜓 = 𝑓 – hệ số cản tổng cộng của mặt đường;
(vì xe đi trên đường có độ dốc bằng 0) g – gia tốc trọng trường, m/s 2 ; tc – thời gian chuyển số; (chọn tc = 21,58)
𝛿i – hệ số tính đến chuyển động quay;
Quãng đường xe đi được trong quá trình chuyển số (có lực cản không khí) là:
Trong đó: vi – vận tốc max từng tay số;
- Bảng giá trị độ giảm vận tốc, quãng đường đi được trong quá trình chuyển số:
Bảng giá trị độ giảm vận tốc, quãng đường đi được trong quá trình chuyển số:
Bảng 25 Giá trị độ giảm vận tốc, quãng đường đi được trong quá trình chuyển số
Bảng 26 Bảng giá trị thời gian – quãng đường tăng tốc
Hình 54 Đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc
LẬP QUY TRÌNH ĐỂ CHẾ TẠO
Sơ đồ quy trình chế tạo xe cứu hoả
Hình 55 Sơ đồ quy trình chế tạo xe cứu hỏa
Lựa chọn quy mô sản xuất
Có 4 quy mô sản xuất chính liên quan đến sản xuất sản phẩm, mỗi quy mô phù hợp với các ứng dụng sản phẩm khác nhau, theo thứ tự tăng dần là:
Sản xuất một lần – sản phẩm / nguyên mẫu tùy chỉnh duy nhất
Sản xuất theo lô – đặt số lượng sản phẩm
Sản xuất hàng loạt – khối lượng lớn các sản phẩm giống hệt nhậu
Sản xuất liên tục – số lượng lớn được sản xuất 24/7
Sản xuất một lần đòi hỏi sự đầu tư lớn hơn nhiều về thời gian, nguồn lực và lao động để sản xuất một sản phẩm tương đối Điều này là do các sản phẩm thường được sản xuất bằng tay hoặc sử dụng máy móc quy mô nhỏ mà không sử dụng khuôn Ưu điểm của phương pháp này là mỗi sản phẩm có thể được thiết kế / sản xuất tùy chỉnh theo sở thích và yêu cầu của khách hàng.
Mỗi lô sản phẩm có thể được điều chỉnh tùy theo yêu cầu của khách hàng và việc thay đổi thiết kế tương đối nhanh chóng Thông thường, tự động hóa được sử dụng ở quy mô này, giảm yêu cầu về lực lượng lao động và sử dụng lao động có tay nghề cao
Sản xuất hàng loạt liên quan đến một khối lượng rất lớn các sản phẩm giống hệt nhau được sản xuất trên một dây chuyền sản xuất, theo đó chúng di chuyển qua một số công đoạn để hoàn thành.
Ở quy mô này thường có mức độ tự động hóa cao Do việc tiêu chuẩn hóa quy trình sản xuất nên có rất ít sự linh hoạt để thực hiện các thay đổi thiết kế và chi phí thiết lập cực kỳ cao.
Sản xuất liên tục là khi các sản phẩm được sản xuất với số lượng ngừng trệ tối thiểu do nhu cầu cực kỳ cao và thường là tự động hóa hoàn toàn Các dây chuyền sản xuất sẽ hoạt động 24 giờ một ngày và yêu cầu lao động có kỹ năng thấp do sản phẩm đạt kết quả nhất quán.
Quy mô sản xuất này đòi hỏi chi phí thiết lập cao và rất khó linh hoạt để thay đổi thiết kế / sản xuất vì bất kỳ thời gian ngừng hoạt động nào cũng sẽ ảnh hưởng đến sản lượng dây chuyền sản xuất và lợi nhuận của công ty.
Bố trí các cơ cấu
Do ô tô chữa cháy có rất nhiều thiết bị dụng cụ đồng thời có kết cấu đặc biệt từ việc chọn cơ sở và cách trích công suất cho nên chúng ta cần có một số giải pháp kỹ thuật cần lưu ý khi thiết kế bố trí chung để đảm bảo việc phân bố tải trọng và vận hành sử dụng trong quá trình chữa cháy.
3.3.1 Một số biện pháp bố trí và cải tạo a Thay đổi chiều dài các đăng từ đầu ra hộp số
Tháo trục các-đăng tại đầu ra của hộp số (01) và đồng thời tháo bỏ ổ bi treo (02) lắp trên dầm ngang (03) của ô tô cơ sở.
Hình 56 Ảnh minh họa thay đổi chiều dài các đăng từ đầu ra hộp số b.Lắp bộ trích công suất lên ô tô cơ sở
Lắp hộp trích công suất (03) và bơm chữa cháy (09) lên ô tô cơ sở Lắp một đầu các-đăng truyền động bơm (06) vào đầu ra thứ 2 của hộp trích công suất (03), lắp các-đăng truyền động bơm (08) vào giữa các-đăng truyền động bơm (06) và bơm chữa cháy (09) sao cho đường tâm của các-đăng (06) và (08) trùng với đường thẳng nối từ tâm của chốt chữ thập ở đầu ra của hộp trích công suất (03) và đầu vào của bơm chữa cháy, lắp ổ bi treo (07) để cố định các đăng (06) và (08).
Hình 57 Hình minh họa lắp bộ trích công suất lên ô tô cơ sở c.Tổng thể bố trí
+ Lắp PTO ở các đăng đầu ra hộp ra hộp số (PTO phải ngắt truyền động tới cầu chủ động khi bơm chữa cháy làm việc)
+ Giữ nguyên vị trí của các đăng thứ 2 (các đăng đến cầu chủ động)
+ Chuyển đổi phanh tay từ đuôi hộp số ra phía sau PTO (để có thể phanh tay khi xe đứng yên mà bơm chữa cháy vẫn làm việc)
+ Dẫn động PTO lên bơm chữa cháy (bố trí bơm chữa cháy phía sau xe)
+ Sau cabin đôi bố trí thùng phụ trước chứa thiết bị
+ Thùng nước và thùng foam bố trí sau thùng phụ trước
+ Thùng phụ sau bố trí sau thùng nước và để chứa thiết bị
+ Bố trí cầu thang, sung phun, ống tiếp nước trên nóc thùng
+ Bố trí các thiết bị PCCC trên các khoang trống sao cho thuận tiện khi sử dụng
3.3.2.Các bước công nghệ thực hiện
Việc thực hiện thi công ôtô chữa cháy được thực hiện theo các bước sau:
B1-Cải tạo cabin cơ sở;
B5-Lắp các thiết bị phụ: khoang thùng phụ, vè chắn bùn; B6-Kiểm tra toàn bộ;
