Btl tính toán thiết kế ô tô tải tự Đổ trên nền xe isuzu frr90he4 nhóm 5

cco cccccccccececscesssesescscsvevesesesesesveveeseseseevsveveess 11 3.1.2 Toa độ trọng tâm theo CHISU CAO coe cecccecececevesesssssescessesesssesesvsvsvesesesesteveveeseees 12 3.2 Kiểm

DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH

BO MON KY THUAT O TO VA MAY DONG LUC

„ <«\UẬT G„

‘ Yo

NF

BAO CAO BAI TAP LON O TO CHUYEN DUNG

TINH TOAN THIET KE O TO TAI TU DO TREN NEN XE

ISUZU FRR90HE4

GVHD: Th.S Thai Thanh Hiép

Nhom 05

Ho va tén MSSV Hoan thanh Dang Hoang Tién 2010686 100%

Lê Thượng Nguyên 2011700 100%

Peng Yih En 2011117 100%

Trân Duy Khương 2011456 100%

Võ Việt Kin 2011497 100%

Thành phố Ho Chí Minh - 2024

MUC LUC

Chương I Tổng quan - 5c SE EE211211211111111 211 11 11 11T HH tt 12121 ng 4

1.1 Chức năng và yêu cầu đối với đối với ô tô tự đồ c-ccs tt 4 1.2 Nguyên lý hoạt động ô tô tự đồ . c ch HH HH Hee 4

1.3 Các thông số kỹ thuật Ô tô sát xi tái ISUZU FRR90HE4 2-55 ca 5

1.3.1 Khối lượng - + 1 xxx H1 n1 121211122111 gr gu ghe 5

IS 0 2 5

1.3.3 Động cơ L L LH HH nh TH n1 511k ng kg KH k Hết 6 1.3.4 Hệ thống truyền 1 6 1.3.5 Hệ thống 6

1.3.6 Hệ thống lái s xxx H1 1 1211211111111 gr re rrou 6

1.3.7 Hệ thống phanh 5 -S E1 12211112111111111112112111212 1 HH ru rau 6 Chương 2 Thiết kế bồ trí chung - 5 SE E21E11111111211211111212111111 E1 rcreg 7 2.1 Tính toán kích thước thùng tải L0 2212211211121 11112 12 2257118211 7 2.2 Cơ cầu thủy lực nâng hạ thùng 25+ 2 EE12E1211211211211 211211 1 1H truy 8

2.3 Xác định khối lượng ô tÔ 5 St SE EE1211111111111111 11 11 12 HH ngu 9

Chương 3: Tính toán các tính năng động học, động lực học .- c 2-2252 11 3.1 Xác định tọa độ trọng tâm .- - 1L 22222112111 112 115 1121115111111 He 11 3.1.1 Tọa độ trọng tâm theo CHIU DAL cco cccccccccececscesssesescscsvevesesesesesveveeseseseevsveveess 11 3.1.2 Toa độ trọng tâm theo CHISU CAO coe cecccecececevesesssssescessesesssesesvsvsvesesesesteveveeseees 12

3.2 Kiểm tra tính ổn định của 6 t6 o.eeecseseesccsseseesssseseeseessssneeessssneeeesessnensesesesssens 13

3.2.1 Góc lật giới hạn khi lên đốc . - 5 St E1 11811 11 1E g1 re 13 3.3.2 Góc giới hạn lật khi xuống đốc . + 2s 2 12112111112 re 14

3.3.3 Góc giới hạn lật trên dwong nghiéng ngang ccc cece cece teres 15 3.3.4 Xác định động học quay VÒnE c2 22112 212111 H2 HH Hệ 16 Chuong 4: Hé thong thity lute .ccccccceccsessesscesessesscssesecssesssssessesesseesersersevesnsenseeseeseeees 18

4.1 So d6 hé thong thoy Lue co.cc cece ccc csscssessessessesssesssssessesscsressessesessesseseeseeseesevseneees 18

4.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống thủy lực - ¿5s 2221221221211 2121 cree 19

4.2.1 Chức năng các phần tử thủy lực - s22 etrrrye 19

VAT .: 20

Chương 1 Tổng quan

1.1 Chức năng và yêu cầu đối với đối với ô tô tự đỗ

Ô tô tự đồ (xe ben) chủ yếu chở hàng rời rạc, khối lượng riêng lớn như: cát, đá, vật liệu

xây dung, dat da

Thùng được làm ngắn và chắc, thường có hai thành bên (hông) cô định, chỉ có bửng sau

lật được đê dỡ hàng

Vật liệu chở không yêu cầu bảo quản mưa nắng => thùng không mui

Xe tự đồ có tính năng quay vòng tốt, chiều dài rất ngắn, thường trang bị bánh xe có tính năng thông qua cao, chạy được trên nên đât mêm

Kết cấu xe tự đồ cũng phải thỏa các tiêu chuẩn về an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường theo TCN 224-2001, TCN 307-03 của PTGTCGDB Kích thước, hình dáng thùng xe phải phù hợp, chứa hàng hóa lớn nhật, dễ xả hệt hàng ttrong lòng thùng

1.2 Nguyên lý hoạt động ô tô tự đồ

Tổng quan xe tự đồ gồm: ô tô cơ sở + thùng tự đồ + hệ thống điều khiển nâng hạ thùng:

Ô tô tự đồ = Ô tô cơ sở + Thing lat được + Cơ cấu nâng hạ thùng

Hình I: Ô tô tải tự đồ

1.3 Các thông số kỹ thuật Ô tô sát xi tai ISUZU FRR9OHE4

as Hinh 2: 6 t6 sat xi tai ISUZU FRR90HE4

1.3.1 Khối lượng

- Khôi lượng bán than: 3070 (kg)

- Phân bồ lên trục 1: 2010 (kg)

- Phân bồ lên trục 2: 1060 (kg)

- Số người cho phép chở kê cả người lái: 3 (người)

- Khôi lượng toàn bộ theo thiết kế: 11000 (kg)

- Khôi lượng toàn bộ theo thiết kê phân bố lên trục 1: 2010 (kg)

- Khôi lượng toàn bộ theo thiết kê phân bố lên trục 2: 1060 (kg)

- Tỷ lệ giữa công suất động cơ và khối lượng toàn bộ theo thiét ké: 12.73 (k W/Tan) 1.3.2 Kích thước

- Kích thước (dài x rộng x cao): 6100 x 2280 x 2545 (mm)

- Chiều dai co sở: 3410 (mm)

- Chiều dài đầu/đuôi xe: 1150/1540 (mm)

- Vết bánh trước/sau: 1796/1660 (mm)

- Khoảng sáng gầm xe: 210 (mm)

- Kiểu: 4HKIE4CC

- Loại: 4 kỳ, 4 xy lanh thăng hàng, làm mát bằng nước, tăng áp

- Đường kính x1 lanh, hành trinh piston: 115 x 125 (mm) x (mm)

- Thể tích làm việc: 5193 (cm”)

- Công suất lớn nhất tốc độ quay: 140/2600 (kW/rpm)

- Momen lớn nhất/ tốc độ quay: 513/1600-2600 (Nm/rpm)

- Loại nhiên liệu: Diesel

- Máy phát điện xoay chiêu

- Máy khởi động: 24 V— 4.5 kW,

- Ắc quy: 12V— 65Ah x2

1.3.4 Hệ thống truyền lực

- Ly hợp một đĩa ma sát khô, dẫn động thủy lực, trợ lực khí nén

- Hộp số MXX6W điều khiển bằng cơ khí, có 8 số tiễn và một số lùi

1.3.5 Hệ thống treo

- Hệ thống treo phụ thuộc, nhíp lá Giám chắn thủy lực

1.3.6 Hệ thống lái

- Hệ thống lái cơ khi, trợ lực thủy lực, cơ câu lái truc vit — 6 cu bi

- Tỷ số truyền 18.8

1.3.7 Hệ thống phanh

- Phanh chính: tang trồng cá trục l và 2

- Dẫn động phanh chính: thủy lực, 2 dòng điều khiến khí nén

- Phanh đỗ xe: tang trồng

- Dẫn động phanh đỗ xe: cơ khí cáp kéo, tác động lên trục thứ cấp hộp số

Chương 2 Thiét ké bé trí chung

2.1 Tính toán kích thước thùng tải

- _ Khôi lượng hàng hóa chuyên chở: 6000 kg

- _ Từ đó thể tích thùng được tính như sau: V = G/p

Trong đó:

p = (1300 - 1500) (kg/m”): khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển

V = G/p = 6000/1450 = 4.1379 (m*)

- _ Kích thước thùng được tính như sau: V = D.R.C = 4.1379 (m*)

Trong đó:

D (mm): Chiều dài lọt lòng của thùng

R (mm): Chiều rộng lọt lòng của thùng

C (mm): Chiều cao lọt lòng của thùng

Dựa theo chiều rộng của xe cơ sở chọn sơ bộ chiều rộng lọt lòng của thùng:

R =2004 (mm) = 2,004 (m)

Do do: D x C = V/R = 4.1379/2.004 = 2.0648 (m”)

Chọn sơ bộ chiều dài lọt lòng của thùng: D = 3464 (mm) = 3.464 (m)

C = 2.0648/D = 2.0648/3.464= 0.5961 (m) = 5961 (mm)

Tuy nhién, ta chon chiều cao thùng thực tế lớn hơn lần vì khi vận chuyền vật liệu xây dựng bị dao động, có thê rơi vãi xuông đường, nhật là những hàng hóa lân giông chât lỏng Mặt khác, thùng ben cũng không hoàn toàn là hình hộp chữ nhật Do đó chiêu cao thùng ben là: C = 610 mm

Kích thước lọt lòng của thùng ben là:

Chiều dài lọt lòng của thùng: D = 3464 (mm)

Chiêu rộng lọt lòng của thùng: R = 2004 (mm)

Chiêu cao lọt lòng của thùng: C = 610 (mm)

Hinh 3: Thiét ké 6 t6 tai ty d6

2.2 Cơ cầu thủy lực nâng hạ thùng

Khi đặt xy lanh ở phía đầu thùng thì lực nâng nhỏ nhưng hành trính lớn, chiếm nhiều không gian lắp đặt

Khi đặt xy lanh ở gần đuôi thùng thì hành trình nhỏ nhưng lực nâng rất lớn, xy lanh làm

kín khó khăn

Vì thé, ta chọn xy lanh thủy lực có sử dụng đòn bây (compa di động) đặt ở khoảng giữa chassis với những ưu điểm sau: Dam bao hài hòa giữa hành trình và lực nâng xy lanh; Cơ cấu compa cho phép khuếch đại hành trình, cho phép nâng thùng một góc lớn hơn bình thường

Hình 4: Cơ cầu compa

8

Các kích thước của cơ cầu nâng hạ phải đảm bảo cho nó thực hiện được 2 nhiệm vụ: Khi

xy lanh thu lại hết hành trình, thùng ben phải nằm song song với chassis; Khi xy lanh đi

ra hết hành trình, thùng ben phải nghiêng một góc 50 độ so với phương ngang Sở dĩ ta chọn góc nghiêng thủng lớn nhất là 50 độ vì đây là góc nâng tối ưu giúp đồ sạch vật liệu với hành trình xy lanh ngắn nhất

Hình 5: Thùng nghiêng góc lớn nhất

2.3 Xác định khối lượng ô tô

Thành phân khối lượng |Ký | Giá trị| Tọa độ | Cầu trước | Cầu sau

hiệu | G¡(kg) | (x,mm)

Trọng lượng xe sát xi | Gx 3070 1356 2010 1060

CƠ SỞ

Khoi lượng người trong | Gny 195 0 195 0

cabin

Khôi lượng hàng hóa | Gụ 6000 2960 912 5088

chuyên chở

Khôi lượng thủng tải Gin 1330 2705 274 1056

Khéi long khung phy | G,, | 300 2930 50 250

Khôi lượng xy lanh và | Gịn 100 2635 23 77

các chỉ tiết phụ

Bảng khối lượng các cụm chỉ tiết trên ô tô

e _ Khối lượng kíp lái trong buồng lái: Gag = ne Gy, = 3 x 65 = 195 (kg)

Trong do:

+ ng: 86 ché ngéi trong ca bin (n, = 3)

+ Gy: Trong luong cua | ngwoi theo QCVN 09:2015/BGTVT

e Khối lượng bản thân ô tô thiết kế:

Go = Gx + Gen + Gig + Gon = 3070 + 1330 + 300 + 100 = 4800 (kg)

e Khối lượng toàn bộ ô tô thiết kế:

G, = Go + Gy + Gag = 4800 + 6000 + 195 = 10995 (kg)

e Chon tam truc truéc lam gốc tọa độ, chiều dương Ox song song và hướng về phía đuôi xe

Trong đó, khối lượng phân bố lên trục I và trục II của mỗi thành phần khối lượng được tính như sau:

GX (ly — X)

p= (kg)

0 GXx

Gy = TT— (kg)

0 Với:

+ G: khối lượng thành phần cần tính (kg)

+ Lạ: chiều dài cơ sở (mm)

+ x: tọa độ trọng tâm thành phần khối lượng (mm)

Chương 3: Tính toán các tính năng động học, động lực học

3.1 Xác định tọa độ trọng tâm

3.1.1 Tọa độ trọng tâm theo chiều dải

Trường hợp ô tô không tải:

Fzat đọi — Ƒza¿ đạy = 0

Trong đó:

+ đẹ/aq; (mm): khoảng cách từ tọa độ trọng tâm trường hợp không tái đến đường tâm câu trước/câu sau

+ FzaVFse; (N): khôi lượng phân bồ trường hợp không tải lên cầu trước/cầu sau Với Fz¡= 2891 (N) và Fzo;= 1909 (N)

giải được đoi= 1356 (mm) và aoa= 2054 (mm)

Trường hợp ô tô đầy tải:

a, +a, = 3410

Trong đó:

11

+a1⁄a; (mm): khoảng cách từ tọa độ trọng tâm trường hợp toàn tái đến đường tâm cầu trước/câu sau

+ EzvFz¿ (N): khối lượng phân bố trường hợp toàn tải lên cầu trước/cầu sau

Với Z#zị¡ = 3600 (N) và /¿ = 7400 (N)

giải được a; = 2294 (mm) va a) = 1116 (mm)

3.1.2 Tọa độ trong tâm theo chiều cao

Bảng phân bố tọa độ trọng tâm theo chiều dọc xe:

BANG THONG SO TINH TOAN CHIEU CAO TRONG TAM

Thanh phan khối lượng Giá trị G; (kg) Gia tri H; (kg)

Cụm khung phụ 300 1040

Thing tai 1330 1350

Xy lanh và các cụm chi tiệt phụ 100 990

Ö tô thiết kê khi không tải 4800 Heo

Hàng hóa 6000 1650

| O tô thiệt ke day tai 11000 He

- Toa độ trọng tâm được tinh bằng công thức:

L(G Hei)

G

Hg = Trong do:

+ Hs (mm) : Chiều cao trọng tâm ô tô thiết kế

+ Hạe¡(mm): Chiều cao tâm các thành phần khối lượng

+ G¡ (mm ) : Khối lượng các thành phần

+ G(mm) : Khối lượng toàn bộ ôtô

- Thay số vào ta được

+ Chiều cao trọng tâm khi không tải Họo= 1.105 m

+ Chiều cao trọng tâm khi đầy tai Hg= 1.570 m

Toa d6 trong tam Khi không tai (m) Khi day tai (m)

| So trục trước 1356 2294

So truc sau 2054 1116

Theo chiéu cao 1.105 1.570

3.2 Kiểm tra tính ôn định của ô tô

- Trên cơ sở bô trí chung vả tọa độ trọng tâm của ô tô ta có thê xác định được các giới

hạn ôn định của ô tô như sau:

3.2.1 Góc lật giới hạn khi lên dốc

oF

“+ Khi khong tai:

doz

Qo = arctan ( = 61,72°

go

"Trong đó:

- đọ; = 2,054 m - là khoảng cách trọng tâm của ô tô khi không tải đến trục bánh xe sau

- hyo = 1,105 m — la chiéu cao trong tam cua 6 tô khi không tải

“ Khi day tải:

az Aro = arctan |—| = 35,4°

hạ

"Trong đó:

- đạ= 1,116m - là khoảng cách trọng tâm của ô tô khi không tải đến trục bánh xe sau

- h„= 1,57 m- là chiều cao trọng tâm của ô tô khi đây tải

3.3.2 Góc giới hạn lật khi xuống dốc

** Khi không tải:

ayo = arctan | — | = 50,82

Ngo

"Trong đó:

- đọi = 1,356 m — là khoảng cách trọng tâm của ô tô khi không tải đến trục bánh xe trước

- hyo = 1,105 m — la chiéu cao trong tâm của ô tô khi không tải

“ Khi day tải:

14

a dro = arctan (*) = 55,61°

Ng

"Trong đó:

- đị= 2.294m - là khoảng cách trọng tâm của ô tô khi không tải đến trục bánh xe sau

- hạ= 1.57m- là chiều cao trọng tâm của ô tô khi đây tải

3.3.3 Góc giới hạn lật trên đường nghiêng ngang

** Khi không tải:

B ) = 41,13° > 35°

B, = arctan

Ago

"Trong đó:

- hyo = 1,105 m — la chiều cao trọng tâm của ô tô khi không tải

- B= 1,93 m - là vết bánh xe sau, ngoài cùng

s%%_ Khi đầy tải:

B

B, = arctan (=) = 31,58°

"Trong đó:

- hy = 1,57m - là chiều cao trọng tâm của ô tô khi không tai

- B= 1,93 m - là vết bánh xe sau, ngoài cùng

3.3.4 Xác định động học quay vòng

+ Tính toán bán kính quay vòng nhỏ nhất :

Bán kính quay vòng theo vết bánh xe trước phía ngoài (m): 7.2

Vết bánh trước/bánh sau: 1795/1660 (mm)

Vết bánh xe sau ngoài cùng: 1930 (mm)

Hình 6: Sơ đồ tính toán bán kính quay vòng nhỏ nhất

R= VR2px„ — Lạ — 3 = V7? ~ 341? ~——— = 7/07 (m)

16

Khi không tải:

Rmino = VR? + Qo22 = VJ7,072 + 2/0542 = 7,36 (m)

Khi đây tải:

Rinin = VR? + a2? = VJ7,072 + 1/1162 = 7,16 (m)

+ Vận tốc chuyên động giới hạn của ô tô khi quay vòng với bán kính Rmin

** Khi không tải:

B g.Rmino

Vono = ih = 7,936 (m/s)

g0

"Trong đó:

- Ñmo= 7,36 m — là bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô khi không tai

- hyo = 1,105 m ~ là chiều cao trọng tâm của ô tô khi không tải

- B= 1,93 m - là vết bánh xe sau, ngoài cùng

s%%_ Khi đầy tải:

V B.g Rmin

= = 6,567 (m/s)

gh 2.Ago

"Trong đó:

- Rmiạ= 7,6 m — là bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô khi day tai

-hy= 1,57 m- la chiều cao trọng tâm của ô tô khi đây tải

- B= 1,93 m - là vết bánh xe sau, ngoài cùng

Nhận xét: Các giá trị về giới hạn ôn định của ôtô thiết kế ở chế độ đầy tải thỏa mãn các

tiêu chuân hiện hành và đảm bảo ô tô chuyên động ôn định trên các loại đường giao thông công cộng theo QCVN 09:2015/BGTVT