Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính toán khung vỏ xe khách 46 chỗ. và sử dụng ansys trong tính toán khung xương xe

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT Trên cơ sở đó ta tính toán, thiết kế và lắp đặt khung vỏ xe lên satxi cùng với trang thiết bị nội thất, ghế ngồi cho hành khách, hệ thống điện, hệ th

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Mục lục

Mục lục 1

Lời nói đầu 4

Giới thiệu chung ý nghĩa và tầm quan trọng của đề tài nghiên cứu 5

I Tình hình chế tạo xe khách trên thế giới 5

II Tình hình chế tạo xe khách trong nước 5

III Sự cần thiết của đề tài 7

Chương I: Tổng quan về khung vỏ xe khách Lựa chọn phương án thiết kế 9

I.Tổng quan về khung vỏ xe khách 9

I.1 Chức năng, nhiệm vụ 9

I.2 Phân loại 9

II Lựa chọn xe ôtô cơ sở 11

II.1 Đề xuất một số phương án thiết kế 11

II.2 Lựa chọn xe ôtô cơ sở cho phương án thiết kế 13

Chương II: Bố trí tổng thể, thiết kế khung xương, cửa, ghế… 18

I.Đặt vấn đề 18

II Bố trí tổng thể, thiết kế khung xương, ghế và các khoang chức năng 19

II.1 Bố trí buồng lái 19

II.2 Bố trí khoang hành khách 22

1 Bố trí mặt cắt ngang của xe thiết kế 22

2 Bố trí của lên xuống 22

3 Cửa sổ và lối thoát hiểm khẩn cấp 24

4.Bậc lên xuống 25

5 Ghế ngồi cho khách 26

6 Lối đi dọc 28

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

7 Hệ thống thông gió trên ô tô 28

8 Hệ thống chiếu sáng trong khoang hành khách 28

9 Sàn ôtô 28

10 Chiều cao hữu ích của khoang hành khách 29

II.3 Những kích thước tổng thể của ôtô khách thiết kế 29

1 Chiều dài toàn bộ (Ltb) 29

2 Chiều dài đuôi xe (Lđuôi) , và chiều dài đầu xe (Lđầu) 30

3 Chiều rộng toàn bộ của xe (Btb) 30

II.4 Thiết kế khung xương 31

1 Yêu cầu 31

2 Vật liệu làm khung 32

3 Khung xương ôtô thiết kế 32

II.5 thiết kế tạo dáng bên ngoài cho xe 38

1 Thiết kế mặt đầu ôtô khách 39

2 Thiết kế đuôi ôtô khách 40

III Các thông số cơ bản của xe thiết kế 41

Chương III: Tính toán và kiểm nghiệm xe thiết kế 42

I MộT Số giả thiết tính toán và các thành phần lực tác dụng lên khung 42

II.Các chế độ tải trọng 42

II.1 Chế độ tải trọng tĩnh 42

II.2 Chế độ tải trọng động 43

III Các phương pháp tính bền khung xe 45

III.1 Theo phương pháp cổ điển 45

III.2 Sử dụng phần mềm tính kết cấu ANSYS 45

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

III.3 Nhận xét 45

IV kiểm nghiệm bền khung xe bằng phần mềm ansys 47

IV.1 Giới thiệu về phần mềm ANSYS, các lĩnh vực áp dụng 47

IV.2 các bước giải bài toán trong ansys 48

1 Xây dựng mô hình 49

2 Giải bài toán 51

3 Hiển thị các kết quả 52

IV.3.các phần tử sử dụng trong tính toán khung xe 52

1 Phần tử BEAM 188 52

2 Phần tử lò xo, giảm chấn COMBIN14 56

IV.4 Xây dựng mô hình cho xe khách thiết kế 59

1 Phương án xây dựng mô hình khung 59

2 Phương án đặt tải 59

3 Xây dựng mô hình 60

4 Đặt tải và giải bài toán 66

5 Lấy kết quả tính toán ở các trường hợp 67

6 Đánh giá kết quả tính toán 73

Kết Luận 74

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

lời nói đầu

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân Sự tăng nhanh dân số và xu hướng công nghiệp hoá hiện đại hoá diễn

ra trong cả nước, đời sống nhân dân ngày càng được nâng lên, nhu cầu đi lại và trao đổi, vận chuyển hàng hoá của nhân dân ngày càng cao

Để đáp ứng nhu cầu này, trong thời gian qua các loại hình vận tải như: vận tải

đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không đã tham gia tích cực và

có hiệu quả, trong đó ta phải kể tới sự đóng góp rất lớn của ngành vận tải đường

bộ Nhận thấy rõ tầm quan trọng của ngành vận tải nói chung và ngành vận tải bằng ôtô nói riêng,trong những năm qua nhà nước ta đã có những định hướng,

ưu tiên để phát triển ngàng công nghiệp ôtô Việt Nam

Nhờ chính sách mở cửa của Chính phủ đã tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà

đầu tư nước ngoài tham gia vào thị trường nội địa Cụ thể, cho tới nay hầu hết các hãng ôtô hàng đầu thế giới như TOYOTA, MERCEDES - BENZ VMC, FORD, MITSUBISHI, NISSAN, DEAWOO đều đã gián tiếp hoặc trực tiếp đầu tư hoặc chuyển giao công nghệ sản xuất lắp ráp các loại xe chất lượng cao đáp ứng nhu cầu trong nước đặc biệt là xe khách

Được sự giúp đỡ của Thầy giáo Nguyễn Thành Công em thực hiện đề tài:

Thiết kế tính toán khung vỏ xe khách 46 chỗ Và sử dụng ANSYS trong tính toán khung xương xe

Sau một quá trình làm việc nghiêm túc dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Thành Công, cùng các thầy trong bộ môn ô tô em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên trong quá trình làm không tránh khỏi những sai xót nên em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án của em

được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn !

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Giới thiệu chung

ý nghĩa vμ tầm quan trọng của đề tμI

Với mức độ tăng dân số và nhu cầu đi lại của người dân ngày càng tăng dẫn đến

sự gia tăng các phương tiện tham gia giao thông,trong khi đó cơ sở hạ tầng như

đường xá, bến bãi không thể đáp ứng được gây ra ùn tắc Do đó việc sử dụng xe khách có ý nghĩa rất lớn trong việc giải quyết tình trạng trên

Ngày nay nhu cầu của con người ngày càng cao vì vậy những chiếc xe không chỉ đảm bảo về mặt chất lượng mà còn phải có tính tiện nghi, kiểu dáng đẹp Từ những yêu cầu đó mà các nhà thiết kế, chế tạo, sản xuất đã không ngừng hoàn thiện về chất lượng, kiểu dáng để cho ra đời những chiếc xe có tính năng kỹ thuật cao Tính tiện nghi cao ( Hệ thống lạnh, hệ thống sưởi ấm, âm thanh…) Hiện tại trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất và cung cấp các loại xe tốt như : TOYOTA, MERCEDES, HUYDAI, ASIA, FORD, HINO … Mỗi nhà sản xuất

đều có phong cách thiết kế riêng nhưng đều chung một mục đích là nâng cao chất lượng và tính tiện nghi của xe để đáp ứng nhu cầu ngày một cao của con người trong thời đại ngày nay

II Tình hình chế tạo xe khách trong nước

Hiện nay chúng ta đã là thành viên chính thức của tổ chức thương mại lớn nhất

hành tinhWTO, nền kinh tế Việt Nam đang từng bước vươn lên hoà nhập với nền kinh tế thế giới Trước vận mệnh mới của đất nước ,bên cạnh sự phát triển bùng

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

nổ của công nghệ thông tin, điện tử viễn thông và các ngành kinh tế khác thì ngành công nghiệp ôtô cũng có sự hội nhập sâu rộng

Ngày 3 tháng 12 năm 2002 Thủ tướng Chính phủ đã có quyết định số 175/2002/QĐ-TTG về việc phê duyệt chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020 Là xây dựng và phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam trở thành một ngành quan trọng của đất nước,

có khả năng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trường trong nước và tham gia vào thị trường khu vực và trên thế giới Các mục tiêu cụ thể gồm các loại xe thông dụng (xe tải, xe khách, xe con) đáp ứng khoảng 40-50% nhu cầu trong nước và

đạt tỷ lệ nội địa hóa đến 40% năm 2005; đáp ứng trên 80% nhu cầu trong nước và

đạt tỷ lệ nội địa hóa 60% vào năm 2010 Đối với xe chuyên dụng, đáp ứng 30% nhu cầu trong nước và nội địa hóa 40% (năm 2005); đáp ứng 60% và năm 2010; Các loại xe tải, xe khách cao cấp phấn đấu đạt tỷ lệ sản xuất trong nước từ 35-

40% và năm 2010

Mục tiêu xa hơn của quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là

đến năm 2020, trở thành một ngành công nghiệp quan trọng của đất nước, có khả năng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trường nội địa và tham gia vào thị trường khu vực và thế giới Chúng ta đang tiến hành khai thác, sử dụng những xe hiện có và nhập khẩu xe mới Không những thế chúng ta con tiến hành lắp giáp nhiều chủng loại xe để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về số lượng và chất lượng ngày càng được nâng cao.Cụ thể là trong lĩnh vực xe trở khách chúng ta có thể

đóng mới xe khách trên cơ sở sát xi ngoại nhập để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hành khách ngày càng tăng

Hiện nay, hướng chế tạo xe khách ở trong nước chủ yếu dựa trên cơ sở nhập ngoại satxi đối với các công ty trong nước và lắp ráp đối với các liên doanh nước ngoài Các công ty trong nước chủ yếu là làm khung xương và đóng vỏ Sau đó sơn và bố trí nội thất, và cải tiến cho phù hợp với điều kiện sử dụng ở Việt Nam

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Trên cơ sở đó ta tính toán, thiết kế và lắp đặt khung vỏ xe lên satxi cùng với trang thiết bị nội thất, ghế ngồi cho hành khách, hệ thống điện, hệ thống thông gió và hệ thống điều hoà không khí cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và tạo dáng cho xe

Hiện nay trong nước đã có rất nhiều công ty tham ra vào lĩnh vực sản xuất và lắp giáp ô tô ,sản xuất ra những chiếc xe khách mang thương hiệu Việt nam như công ty ô tô 1-5, công ty ô tô Hoà bình, công ty ô tô 3-2 … Đã sản xuất ra những chiếc xe ô tô khách với giá thành thấp , chất lượng kỹ thuật tốt, tiện nghi

đáp ứng được những đòi hỏi khách hàng và hành khách Điển hình nhất là công

ty cơ khí ôtô 1-5 thuộc Tổng công ty Công Nghiệp ôtô Việt Nam đi tiên phong nhận chuyển giao công nghệ của tập đoàn Huyndai ( Hàn Quốc).Trước mắt sẽ lắp ráp loại xe khách từ 25 chỗ ngồi trở lên sau đó tiến đến nhập dây chuyền chế tạo động cơ, sản xuất ôtô mang nhãn hiệu Việt nam

III Sự cần thiết của đề tμi.

Thực trạng ở nước ta hiện nay tồn tại khá nhiều những chiếc xe được sản xuất cách đây khá lâu(do các nước xã hội chủ nghĩa anh em viên trợ hay nhập khẩu

xe cũ từ các nước), không còn đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn, kinh tế kỹ thuật, môi trường Đặc biệt là các phương tiện vận tải hành khách đang tiềm ẩn những nguy hiểm đến tính mạng con người và gây ô nhiễm môi trường

Do vậy việc làm cấp bách là phải tiến hành thay thế những xe ôtô không đủ tiêu chuẩn đó Để thay thế chúng ta tiến hành theo ba phương thức cơ bản sau:

+ Nhập khẩu hoàn toàn xe mới

+ Liên doanh sản xuất lắp ráp

+ Tự sản xuất trên cơ sở Sat xi nhập khẩu

Cả ba phương thức trên đều có những ưu, nhược điểm nhưng phương thức tự sản xuất trên cơ sở Sat xi nhập khẩu tỏ ra có những ưu điểm vượt trội hơn

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

- Đồ án đã hoàn thành được việc thiết kế khung xe khách với việc lựa chọn các thông số về kích thước, kết cấu và kiểm bền khung xương xe có độ chính xác cao

- Giải quyết được vấn đề mà từ trước tới nay ở Việt Nam chỉ có một số lượng nhỏ thực hiện, đó là việc ‘Tính bền khung xương xe bằng phần mềm ANSYS’ Nhưng chỉ mới dừng lại ở mức độ tính bền trong trường hợp tải tĩnh

- Đưa ra phương pháp mới cho việc thiết kế khung xương xe ở các công ty sản xuất ôtô trong nước một cách nhanh và chính xác đem lại hiệu quả kinh tế cao

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

CHƯƠNG I

tổng quan về khung vỏ xe khách

Lựa chọn phương án thiết kế

I.Tổng quan về khung vỏ xe khách

I.1 Chức năng, nhiệm vụ

Khung xe là hệ thống dầm truyền lực, nhận và truyền tất cả các lực cũng như phản lực trong quá trình vận hành của xe Nó là cơ sở lắp đặt các cụm, các

hệ thống của xe như động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống treo, các cơ cấu

điều khiển, hệ thống lái và các thiết bị phụ chuyên dùng, cabin, tải trọng

I.2 Phân loại

1 Theo kết cấu của khung:

Dựa theo kết cấu của khung ta có thể chia khung ra làm ba loại chính như sau: + Loại khung có xà dọc ở hai bên ( hình 1 a,b)

+ Loại khung có xà dọc ở giữa ( hình 1.c)

+ Khung hình chữ “X” ( hình 1.d)

Hình 1.1 Kết cấu các loại khung ô tô

a,b – có xà dọc hai bên; c – dầm dọc ở giữa; d – khung hình chữ “X”

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

2 Theo dạng xà dọc và sự bố trí xà dọc trong mặt phẳng:

Dựa theo dạng xà dọc và sự bố trí xà dọc trong mặt phẳng ta có thể chia khung ra làm ba loại chính như sau:

- Loại có tiết diện hình vuông và bố trí song song

- Loại có tiết diện hình thang và xà thẳng

- Loại có phần đầu khung thu hẹp

3 Theo các loại hệ thống chịu lực trên ô tô:

Dựa theo các loại hệ thống chịu lực trên ô tô ta có thể chia khung ra làm

- Vỏ khung cùng chịu lực: Khung nối cứng với vỏ bằng mối hàn, bulông hoặc đinh tán nên cả khung và vỏ đều chịu các tác dụng của ngoại lực tác dụng lên ô tô (Hình c)

- Khi động cơ đặt phía trước ,muốn giảm tải trọng phân bố lên cầu trước người

ta phải giảm chiều dài đầu xe và tăng kích thước đuôi xe Do đó góc thoát của thùng xe bị giảm dễ bị va quệt khi qua cầu phà

- Động cơ đặt phía trước làm cho ngưòi lái khó quan sát và làm cho khoang xe

bị thu hẹp lại, hành khách cảm thấy khó chịu do động cơ nóng ,rung và gây

ồn

- Chỉ dùng chủ yếu ở trong các thành thị và cự ly trung bình nên hay dùng ở ôtô khách nhỏ

- Phân bố tải trọng trên hai trục hợp lý

- Dễ tháo lắp,bảo d−ỡng,sửa chữa

N

ĐC LH

hs

c

Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống truyền lực có động cơ đặt phía sau

- Khoảng cách khá xa nên phải thêm ổ bi đỡ trung gian cho trục các đăng

- Tận dụng lực bám khi đầy tải

2 Hệ thống truyền lực bố trí theo sơ đồ 4x2, cầu sau chủ động, động cơ đặt

phía sau

- Kết cấu của hệ thống truyền lực khá gọn toàn bộ cụm động cơ , ly hợp, hộp

số, truyền lực chính ,vi sai được lắp trên khung xe Sự chuyển dịch tương đối

của bánh xe chủ động với khung xe nhờ bán trục và các đăng đồng tốc

II.2 Lựa chọn xe ôtô cơ sở cho phương án thiết kế

Qua sự phân tích những ưu, nhược điểm của các phương án thiết kế và với tình

hình thực tế ở Việt Nam đồng thời trên cơ sở nhiệm vụ được giao em thiết kế

loại xe ôtô khách 46 chỗ ngồi được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam trên cơ sở

sắt xi nhập ngoại Em chọn phương án:

* Động cơ đặt phía sau, công thức bánh xe 4x2, cầu sau chủ động Sơ đồ bố trí

hệ thống truyền lực như hình vẽ dưới đây

Động cơ đặt sau

vs TC

N

ĐC LH

hs c

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống truyền lực lựa chọn

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

*Chọn xe ô tô cơ sở:

Trên cơ sở lựa chọn phương án bố trí hệ thống truyền lực như trên em chọn ôtô

cơ sở mang nhã hiệu CA6900D210 do Trung Quốc sản xuất

Khung ô tô satxi cơ sở CA6900D210 là loại khung có xà dọc hình chữ U ở

hai bên và hướng vào nhau Được dập từ thép lá 80TiL, dầy15(mm), chiều cao là 280mm, chiều rộng dầm bằng 100 (mm), không thay đổi trên toàn bộ chiều dài dầm dọc

Hai dầm dọc được đặt song song cách nhau 860 (mm) được liên kết với nhau bằng12 dầm ngang có kích thước khác nhau, nhằm đảm bảo độ cứng vững chống xoắn và định vị hai dầm dọc của khung

Các dầm ngang được nối với hai dầm dọc bằng phương pháp đinh tán rivê,

đường kính đinh tán là 12 (mm)

Hình 1.6: Mối liên kết giữa dầm dọc và dầm ngang

Để tăng độ cứng của khung chống lại các biến dạng tại các điểm nguy hiểm có lắp đặt các tấm gia cường có hình dạng như hình vẽ:

a) b)

Hình 1.7: Một số dạng mặt cắt có gia cường trên hai dầm dọc

1 KÝch th−íc bao: Dµi x Réng x Cao

- ChiÒu dµi ®Çu xe

- ChiÒu dµi ®u«i xe

CA6113BZS, 4kú, cã tuèc b« t¨ng ¸p

Diesel

6 xi lanh th¼ng hµng 18:1

7520 155/2500 680/1600

8 Hép sè

-Tû sè truyÒn hép sè

-Tû sè truyÒn lùc chÝnh cÇu sau

C¬ khÝ :6 sè tiÕn ,1 sè lïi 5,864;3,525;2,111;1,286; 1,000; 0,733; sè lïi:5,455 KiÓu b¸nh r¨ng c«n xo¾n hypoid1cÊp.TûsètruyÒn:5,875

§Ò ¸n tæt nghiÖp 2008 Tr−êng §HGTVT

lÝp ,cã gi¶m chÊn thuû lùc

cã 2 dÇm däc vµ c¸c xµ ngag ngang liªn kÕt

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Chương II

bố trí tổng thể, thiết kế khung xương, cửa, ghế vμ các khoang chức năng của xe

I.Đặt vấn đề

Hiện nay ở Việt Nam, theo tiêu chuẩn, ô tô khách cỡ lớn được định nghĩa là phương tiện giao thông đường bộ được thiết kế và trang bị cho việc vận chuyển hành khách công cộng với số hành khách lớn hơn 16 người (không kể lái xe) và được chia làm 3 loại :

- Ô tô khách thành phố: là ôtô khách được thiết kế và trang bị cho việc vận chuyển hành khách theo tuyến chạy cố định trong thành phố và ngoại ô, có

điều kiện đường tốt (mặt đường bê tông nhựa hoặc bê tông át phan ) và thích ứng với việc đỗ xe thường xuyên Ô tô khách loại này ngoài số chỗ ngồi còn có thể có thêm một số chỗ đứng cho hành khách đi trên những quãng đường ngắn

- Ô tô khách đường dài: là ôtô khách được thiết kế và trang bị cho việc vận chuyển hành khách trên các quãng đường dài (nội tỉnh hoặc liên tỉnh), điều kiện đường sá không đồng đều (có thể có các đoạn đường cấp phối, đường

đất ), các điểm đỗ xe đón trả khách thường cố định và cách xa nhau Ôtô khách loại này không bố trí chỗ cho hành khách đứng, nhưng có thể cho phép hành khách đi trên quãng đuờng ngắn đứng ở lối đi dọc

- Ô tô khách du lịch: là loại ôtô khách đuợc thiết kế và trang bị có tiện nghi và thẩm mỹ cao, có thể có các thiết bị phụ trợ (điều hòa nhiệt độ, hệ thống

âm thanh v.v ), chuyên dùng để vận chuyển một loại hành khách nhất định: du lịch, nghỉ mát, tham quan; đưa đón công nhân viên, học sinh Hành khách thường cố định trên suốt tuyến đường Ôtô khách loại này chỉ bố trí chỗ ngồi,

đảm bảo sự thoải mái cho hành khách đi trên quãng đường đi dài

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Một ô tô có thể được coi là thuộc nhiều loại Trong trường hợp đó nó có

thể được công nhận theo từng loại ô tô tương ứng với nó

Vì thế, trong đồ án này em xin trình bày phương án thiết kế loại xe ô tô khách chạy liên tỉnh Khi thiết kế, em đã tham khảo một số loại xe khách chạy liên tỉnh đang hoạt động cũng như đang được sản xuất tại công ty Transinco 1-5

Và lấy cơ sở là tiêu chuẩn ngành 22 TCN 307 – 06 do Bộ Giao Thông Vận Tải ban hành ngày 10-5-2006 để thay thế cho tiêu chuẩn 22TCN307- 03

Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu kỹ thuật được áp dụng để kiểm tra chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường trong sản xuất, lắp ráp các kiểu lại

xe

Khi thiết kế xe chở khách chạy liên tỉnh trên cơ sở ôtô satxi CA6900D210, nhằm mục đích tận dụng khung xe cơ sở, em thiết kế loại xe có khung vỏ cùng chịu lực

ii Bố trí tổng thể, thiết kế khung xương, ghế

vμ các khoang chức năng của xe

II.1 Bố trí buồng lái

Khoảng không gian buồng lái là phần không gian dành riêng cho người lái, trong đó bố trí ghế người lái và các bộ phận điều khiển( bảng đồng hồ, vành tay lái, các chân phanh, chân ly hợp, chân ga, tay phanh…)

Trên thực tế có một số phương án bố trí cho vị trí của người lái như sau:

- Phương án I: Ca bin được ngăn cách khỏi khoang hành khách bằng tấm che, có cửa dành riêng cho lái xe Thông tin với người bán vé chỉ thực hiện qua micro phôn hoặc bằng tín hiệu Ca bin loại này có thể chiếm toàn bộ hoặc chỉ một phần bề rộng của xe

- Phưong án II: Ca bin được bố trí trong khoang hành khách ngăn cách bằng tấm che hoặc vách gỗ Trong trường hợp này cửa dành riêng cho lái xe có thể có hoặc không

Ghế của người lái đối với xe chạy liên tỉnh phải phân cách với khoang hành khách bằng vách ngăn Tầm quan sát từ chỗ ngồi của người lái cần phải tuân thủ theo tiêu chuẩn

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Kính chắn gió của cửa sổ ca bin phải là kính 3 lớp được đánh bóng, không gây ra các thương tích cho hành khách khi vỡ Kính cũng không được làm kém đi tầm nhìn của người lái hoặc làm méo đi vật thể khi nhìn qua nó Ngoài ra kính chắn gió còn phải chịu được nhiệt độ dưới -30 0c

Ca bin cần được trang bị các gương quan sát bố trí ở thành trái và phải của xe đảm bảo cho người lái có thể quan sát được các vùng sau: Phía trái của

xe khách và phần đường phía sau xe, phía phải và phần đường phía sau, phần phải và trái của khoang hành khách khi mở rèm che cũng như lề vỉa hè

Ca bin cần phải có tấm che hoặc rèm che không trong suốt có thể di động hoặc điều chỉnh vị trí để bảo vệ cho người lái không bị mặt trời chiếu trực tiếp vào ở bất kỳ vị trí nào của xe…

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

II.2 Bố trí khoang hành khách

2 Bố trí mặt cắt ngang của xe thiết kế

Việc bố trí không gian khoang hành khách phải đảm bảo sự thoải mái và an toàn cho hành khách đồng thời đảm bảo hệ số sử dụng diện tích sàn xe, tận dụng tối đa tải trọng cho phép của ô tô cơ sở

Sau khi tham khảo một số loại xe khách chạy liên tỉnh đang hoạt động trên thị trường như xe của các hãng Deawoo, Mercedes – Benz, Transinco 1-5 và tiêu chuẩn 22TCN 307 – 06, em xin đưa ra phương án bố trí không gian khoang hành khách mà

em cho là phù hợp với điều kiện của chúng ta như sau

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí ghế hành khách trên xe

Việc bố trí ghế ngồi trong khoang hành khách được thực hiện như sau :

- Dãy bên trái gồm 10 hàng ghế 02 chỗ và 01 ghế lái xe

- Dãy ghế bên phải gồm 10 hàng ghế 02 chỗ ngồi

- Dãy ghế cuối cùng có 05 chỗ ngồi

Tổng cộng 46 chỗ ngồi (kể cả lái xe)

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Theo thiết kế xe khách chạy liên tỉnh mà chúng ta chế tạo có khả năng chở 46 người, vì thế ta chọn phương án thiết kế một cửa đơn, cửa được thiết kế cho hành khách vừa lên vừa xuống

Đối với các loại xe khách theo quy định tại tiêu chuẩn 22TCN 307-06 kích thước cửa hữu ích được cho trong bảng dưới đây:

Bảng 2.1 : Kích thứơc hữu ích của của lên xuống

Kích thước hữu ích nhỏ nhất Loại xe

Chiều rộng(1) Chiều cao

+ Chiều cao cửa là 2050 (mm)

+ Cửa hành khách được bố trí bên sườn phải ô tô (gần lề đường bên phải) Hai bên cửa lên xuống có bố trí các tay vịn để hành khách lên xuống an toàn và

dễ dàng Các tay vịn làm bằng ống hợp kim nhôm có đường kính ∅ = 25mm

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Hình 2.4: Kích thước của lên xuống

3 Cửa sổ và lối thoát hiểm khẩn cấp

Để đảm bảo an toàn cho hành khách khi có tai nạn xảy ra, trên xe khách phải

có đủ số lối thoát khẩn cấp Căn cứ tiêu chuẩn 22TCN 307 – 06 đưa ra số lượng lối thoát khẩn cấp tối thiểu theo bảng sau :

Bảng 2.2: Số lối thoảt hiểm quy định theo số hành khách

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Cửa sự cố được phân làm hai loại : Cửa sự cố đóng mở được và cửa sự cố phá

vỡ được ở đây em chọn cửa sự cố phá vỡ được Khi thiết kế cửa sổ cũng cần phải chú ý tới vấn đề thông gió cho khoang hành khách Kính cửa sổ ta sử dụng loại kính an toàn Đối với các cửa sổ sử dụng làm lối thoát khẩn cấp thì lắp kính

an toàn loại vỡ vụn và trang bị dụng cụ phá cửa (búa) với các chỉ dẫn cần thiết Bên cạnh cửa sự cố có đặt dụng cụ phá vỡ(búa nhỏ đầu bịt cao su).Trong ôtô có biển chỉ dẫn chỉ rõ vị trí các cửa sự cố

Hình dáng và kích thước của của sổ được lắp trên xe như hình vẽ dưới đây

Bảng2.3 Kích thước cho phép đối với các bậc lên xuống

Chiều cao lớn nhất (mm) 400 Bậc thứ nhất (tính từ mặt đất)

Chiều sâu nhỏ nhất (mm) 300 Chiều cao lớn nhất (mm) 300 Chiều cao nhỏ nhất (mm) 120 Các bậc khác

Chiều sâu nhỏ nhất (mm) 200

Chiều sâu ghế ngồi : ≥ 350 m

Chiều cao mặt ghế ngồi (H) : 380 ữ 500 mm

- Khoảng cách từ mặt sau đệm tựa của ghế trước đến mặt trước của đệm tựa ghế sau của hai dãy ghế liền kề (L) không nhỏ hơn 630 mm Khoảng trống trước mỗi ghế >= 250 mm

- Khoảng cách giữa 2 mặt trước đệm tựa của hai ghế quay mặt vào nhau

Hình 2.6: Minh hoạ khoảng cách tối thiểu giữa các hàng ghế

Trên cơ sở các quy định trên chọn ghế ngồi cho khách là loại ghế đôi có kích

thước mặt ghế là 820x400 (mm) Chiều cao từ sàn xe tới mặt ghế là 450 mm Chiều cao từ mặt sàn tới đỉnh trên của tựa lưng là 1045 mm Góc giữa tựa lưng

và mặt ghế là:1040 Đây là lại ghế chỉ có 1 chân và chân ghế được bắt chặt với sàn xe bằng bulông M10x1,25, còn chân kia được thay thế bằng cách bắt trực tiếp lên sườn xe

8 HÖ thèng chiÕu s¸ng trong khoang hµnh kh¸ch

§¶m b¶o chiÕu s¸ng cho toµn chç ngåi, cöa lªn xuèng §é chiÕu s¸ng tèi thiÓu t¹i mçi vÞ trÝ ghÕ ngåi kh«ng nhá h¬n 70 LUX

9 Sµn «t«

Sµn « t« ®−îc t¹o thµnh bëi c¸c dÇm ngang chÝnh b»ng thÐp hép 40x40x2 C¸c dÇm ngang sµn ®−îc liªn kÕt ch¾c ch¾n víi dÇm ngang cña khung « t« b»ng l«ng, hµn th«ng qua c¸c ke thÐp Khung x−¬ng sµn xe ®−îc hµn tõ thÐp h×nh Z50x40x15x3 , Z40x40x15x3 vµ 30x30x2

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Mặt trên của khung xương sàn xe được phủ một lớp tôn dày 1,5 mm, tiếp đến là lớp gỗ ván nhóm 3, kích thước 250x25 mm, liên kết với khung xương bằng bu lông M8x1.25, trên cùng là tápi trải sàn bằng cao su

10 Chiều cao hữu ích của khoang hành khách

Là khoảng cách từ mặt sàn tới nóc xe, theo quy định không được nhỏ hơn

1800 (mm) Chọn = 2000 mm

II.3 Những kích thước tổng thể của ôtô khách thiết kế

1 Chiều dài toàn bộ (L tb )

Trên cơ sở sủ dụng xe ôtô cơ sở nhập ngoại AC6900 D210 để đóng mới xe

khách 46 chỗ, và tham khảo một số loại xe cùng loại đang được đóng mới tại công ty ôtô 1-5 Cùng với sự bố trí ghế ngồi như đã lựa chọn một số kích thước

Hình 2.8 Kích thước bố trí mặt cắt ngang

+ Gọi L1: là khoảng cách từ hàng ghế cuối xe tới mặt ngoài đuôi xe

+ LHK là chiều dài phần khoang dành cho hành khách

+ LBL là khoảng không gian buồng láp

Ta tính được sơ chiều dài của xe như sau

LTB = L1+ LHK+ LBL = 360 + (600 +760x10) + 1830 = 10400 (mm)

Em chọn chiều dài toàn bộ của xe là 10400 (mm)

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

=> Thoả mãn tiêu chuẩn 22 TCN 307 – 06 không lớn hơn 12,2m

2 Chiều dài đuôi xe (L đuôi ) , và chiều dài đầu xe (L đầu )

Trên cơ sở đã biết được chiều dài tổng thể của xe, và chiều dài cơ sở của xe

ta đi tính chiều dài đuôi xe và đầu xe như sau:

a) Chiều dài đuôi xe (Lđuôi)

Theo sổ tay thiết kế xe khách

Lđuôi ≤ (0,50 ữ 0,65) L0

Trong đó : L0 là chiều dài cơ sở Theo ôtô cơ sở có L0 = 5000(mm)

Chọn Lđuôi = 0,64.5000 = 3220 (mm)

b) Chiều dài đầu xe ( Lđầu)

Suy ra chọn Lđầu = Ltb - L0 –Lđuôi

Lđầu = 10400 - 5000 – 3220 = 2200 (mm)

c) Góc thoát trước và góc thoát sau

Góc thoát trước và góc thoát sau không nhỏ hơn 120

=> Chọn Góc thoát trước +α1= 140

Góc thoát sau +α2= 120

3 Chiều rộng toàn bộ của xe (B tb ):

Chiều rộng toàn bộ của xe được xác định như sau:

Btb =Bghế +Blối đi dọc + Bghế-thành+ Bthành xe

Trong đó:

- Bghế : Chiều rộng toàn bộ của ghế đôi(tính cả tựa tay), Bghế = 920 (mm)

- Blối đi dọc : Chiều rộng của lối đi dọc Theo quy định thì > 400(mm)

Chọn Blối đi dọc = 530 (mm)

Thoả mãn tiêu chuẩn 22 TCN 307 – 06 Btb không lớn hơn 2500mm

ii.4 Thiết kế khung xương

1 Yêu cầu

Khung xương ôtô khách có vai trò hết sức quan trọng, ngoài việc tạo ra không gian tiện nghi ở trong xe nó còn giúp giảm thiểu thiệt hại về người và của khi xẩy ra tai nạn

- Tính toán, thiết kế khung xe đảm bảo kích thước khung xe đủ không gian bố trí ghế ngồi, chỗ đứng, tận dụng hết khả năng tải của ôtô tải nguyên thuỷ

* Khi xe chuyển động nó chịu tác động rất mạnh của các lực chấn động Lực quán tính khi phanh và lực ly tâm khi quay vòng, do đó khung xương phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Khung xương đảm bảo độ cứng vững, chắc chắn, đủ bền: với tải trọng rung lắc, tải trọng do hàng hoá

- Đảm bảo các điều kiện về uốn, xoắn và bền mỏi

- Hình dáng phải thích hợp để có khí động lực học tốt nhất Quan hệ kích thước hợp lý: chiều dài đầu xe, đuôi xe, chiều dài cơ sở,…để ôtô có tính thông qua cao, độ cản khí động học thấp…

- Tiết diện ngang của xà dọc phải được chọn theo các phép tính uốn và xoắn khung

- Mô men thay đổi trên suốt chiều dài của xà dọc từ giá trị không đến gía trị cực đại Để tiết kiệm nguyên vật liệu, giảm trọng lượng của khung và đảm bảo

độ cứng của xà dọc là đều nhau, khi chế tạo xà dọc nên làm với tiết diện thay

- Khung phải đảm bảo đủ độ cứng để các cụm gắn trên khung hoàn toàn cố

định hoặc chỉ có thể thay đổi vị trí tương đối với nhau một cách ít nhất có thể

- Khung xe cần được chế tạo theo phương pháp dập nóng từ thép tấm nhằm tăng cường tính chống uốn, chống xoắn (xoắn kiềm chế) trong khi đó trọng lượng của khung phải nhỏ

- Dầm ngang phải đảm bảo giữ không cho hai dầm dọc dịch chuyển tương đối với nhau hoặc xô lệch trong quá trình xe ôtô di chuyển và gặp phải các chướng ngại vật hoặc cụ thể hơn là khi có sự va đập vào đầu trước của dầm dọc

2 Vật liệu làm khung

Vật liệu để chế tạo khung phải có các tính chất sau:

- Có giới hạn chảy và giới hạn mỏi cao

- Độ nhậy với ứng xuất tập trung thấp

- Có tính dập ở trạng thái nguội tốt

- Có tính hàn (Tính chất này có ý nghĩa khi thực hiện sửa chữa hoặc

nâng cấp cải tạo xe)

- Khung xương ôtô thiết kế thuộc loại khung vỏ cùng chịu lực Khung xương

được chế tạo từ các thanh đứng, thanh dọc, thanh ngang, thanh chéo, thanh cong

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

ở các góc và các thanh nối Các thanh được dập từ thép tấm Tiết diện ngang của các thanh có thể là chữ C, chữ L, chữ Z hoặc thép hộp tiết diện hình chữ nhật, hình vuông Các thanh này được nối ghép với nhau bằng phương pháp hàn hoặc bằng đinh tán tạo thành một hệ thanh siêu tĩnh Các cột chính được gia cường để tăng độ cứng bởi các thanh giằng nằm ngang và các thanh chống để gia cường

Vật liệu làm khung xương dùng là thép CT3, 30XΓC Mặt ngoài của khung

được bọc bằng tôn dày 1mm, phía trong có bọc lớp cách nhiệt và cách âm

- Khung xương cùng lớp vỏ xe hàn trên nó được đặt trên satxi xe cơ sở CA6900D210 Khi thiết kế khung xương ta căn cứ vào tuyến hình và kích thước tổng thể xe, vị trí chịu lực và các thanh, dầm cho phù hợp với yêu cầu Ngoài ra kích thước tổng thể khung xương phải căn cứ vào khoảng cách các gối, kích thước dầm dọc satxi cơ sở để đảm bảo khung xương xe thiết kế có thể lắp đặt lên satxi xe mà không vướng vào các tổng thành khác

- Khung xương được thiết kế sao cho khi lắp ghép vỏ lên khung xương, thu

được vỏ xe với kích thước như tuyến hình xe Ngoài ra dựa vào mức độ chịu tải

và cách bố trí các ô chức năng trên từng mảng mà trên mỗi mảng có kết cấu, vật liệu và mặt cắt của các thanh dầm khung xương là khác nhau, phụ thuộc vào người thiết kế sao cho phân bố ứng suất phù hợp và tiết kiệm vật liệu chế tạo

* Khung xương ôtô khách thiết kế được hình thành trên cơ sở lắp ghép sáu mảng thành phần là: mảng đầu, mảng đuôi, mảng sườn phải, mảng sườn trái, mảng nóc và mảng sàn với nhau, các mảng này liên kết với nhau bằng những

mối liên kết hàn

a) Màng sàn

Trên thực tế có 2 loại mảng sàn hay được sử dụng là: Sàn bằng và sàn lõm

Khi tham khảo thực tế ở một số loại xe khách đang được đóng mới tại công ty

ôtô 1-5 Em chọn thiết kế là loại sàn lõm Kết cấu sơ bộ như hình dưới đây

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

Hình 2.9: Kết cấu mảng sàn

Kết cấu,và kích thước của mảng sàn phải hợp lý để khi lắp ghép vói các mảng

khác tạo nên bộ khung xương có kích thước và hình dáng phù hợp Sàn xe phải

có chiều cao hợp lý để thuận tiện cho việc lên xuống Các thanh ở sàn xe được

bố trí sao cho vị trí các chân ghế đều nằm trên các thanh này

b) Mảng sườn thành trái

Mảng sườn thành trái xe là phần chịu tải lớn: lực giằng theo phương ngang,

phương dọc…và là mảng được thiết kế với nhiều ô chức năng như: cửa khoang

đón gió động cơ, cửa thoát hiểm, cửa khoang để hành lý dưới sàn xe Do đó,

ngoài các yêu cầu vật liệu chế tạo khung xương phải đủ bền phải có gia cường

hợp lý để đảm bảo độ cứng vững và đảm bảo đủ sức căng của vỏ bọc bên ngoài

Mảng sườn thành trái còn tác dụng như khung chắn bảo vệ, làm giảm thiệt hại

khi ôtô bị đâm ngang

Đề án tổt nghiệp 2008 Trường ĐHGTVT

c) Mảng sườn thành phải:

Hình 2.10 : Kết cấu mảng sườn phải

Ngoài các yêu cầu như mảng sườn thành trái, nó còn lắp thêm ô chức năng để lắp cửa hành khách Do đó, cột khung xương ở vị trí lắp đặt cửa khách phải đủ cứng vững để chịu lực tác động của cánh cửa đóng mở liên tục, không bị biến dạng ở mọi chế độ tải trọng gây vỡ kính

d) Mảng nóc

Hình 2.11: Kết cấu mảng nóc

Mảng nóc xe có vai trò quan trọng trong kết cấu khung xương ôtô khách Với

ôtô khách đường dài có giá để hành lý trên trần xe, trên nóc xe có gắn hệ thống

điều hoà (đối với ôtô bus còn có lắp quang treo để hành khách bám trong quá trình xe chuyển động) thì phần nóc xe phải đảm bảo độ cứng vững, chịu được tải trọng hàng hoá và các thiết bị lắp đặt trên nóc xe

- Lắp vỏ xe với sắt xi : Khi đó khung xương xe sẽ được đặt lên Sát xi qua

mảng sàn Tại các vị trí nối ghép giữa sàn và dầm dọc của Sát xi đều được thông qua các tấm đệm cứng và chúng được bắt chặt với nhau bằng các bu lông quang M16

§Ò ¸n tæt nghiÖp 2008 Tr−êng §HGTVT

B¶ng 2.6 B¶ng quy c¸ch vËt liÖu chÕ t¹o khung x−¬ng xe

3 T«n bäc trong δ 1 mm CT3 (HoÆc vËt liÖu t−¬ng ®−¬ng)

4 T«n bäc ngoµi δ 1 mm CT3 (HoÆc vËt liÖu t−¬ng ®−¬ng)