Thiết kế chế tạo hệ khung, vỏ cho xe tự chế tham dự cuộc thi tiết kiệm nhiên liệu do hãng honda tổ chức

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU1Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI21.1. Tổng quan21.1.1. Tính cấp thiết của đề tài21.1.2. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu chế tạo xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu61.1.3. Mục tiêu của việc nghiên cứu xe chế tạo xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu71.1.4. Nội dung nghiên cứu71.1.5. Phương án nghiên cứu71.1.6. Giới thiệu về cuộc thi lái xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu năm 201391.2. Tiêu chuẩn của cuộc thi về khung, vỏ xe.101.3. Một số loại vỏ xe sinh thái trong các cuộc thi của các năm trước121.4. Bố trí người lái và hành khách trong khoang xe131.4.1. Bố trí người lái và hành khách trong khoang xe131.4.2. Cơ sở thiết kế khoang lái141.4.3. Tầm nhìn141.5. Tiếng ồn và sự rung động trong xe151.5.1. Tác động của tiếng ồn và sự rung động lên con người15Chương 2: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA V5R16 ĐỂ MÔ PHỎNG TÍNH BỀN182.1. Các phương pháp lựa chọn khi thiết kế182.1.1 Chia theo tư thế lái182.1.2. Theo kiểu bố trí khung xe sat xi182.1.3 Kết luận chọn phương án202.2. Giới thiệu chung về xe thiết kế202.3. Giới thiệu phần mềm232.3.1. Giao diện Sketch232.3.3. Giao diện Assembly272.3.4. Giao diện tính bền292.3.5. Thiết kế một chi tiết điển hình302.4. Ứng dụng phần mềm để tính bền càng trước33Chương 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUNG VỎ XE TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU403.1 Thiết kế tổng thể cho xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu403.2. Thiết kế các kích thước tổng thể cho xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu403.2.1. Thiết kế chiều dài phủ bì413.2.2. Chiều dài đầu xe và chiều dài đuôi xe413.2.3. Chiều rộng phủ bì và chiều cao phủ bì413.2.4. Số lượng cửa ra vào và kích thươc cơ bản của cửa413.3. Thiết kế chế tạo dáng xe sinh thái423.4. Thiết kế vị trí và trang trí vỏ423.5. Tuyến hình xe sinh thái và tính năng khí động học433.6. Định khối lượng khung vỏ xe, trọng lương ghế ,trọng lượng lái xe443.7 Tính toán kiểm bền cho các chi tiết, tổng thành hệ thống443.7.1. Tính toán bền cho càng trước463.7.2. Tính toán bền cho thanh dọc503.7.3. Tính bền càng sau533.8. Tính toán vỏ xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu563.8.1. Tính khí động học trên ô tô và liên hệ vào thiết kế vỏ xe.563.8.2. Liên hệ vào thiết kế vỏ xe sinh thái.603.9. Sản phẩm và kết quả đạt được643.9.1. Hình ảnh cuộc thi643.9.2. Kết quả cuộc thi65Kết luận và kiến nghị66 Kết luận66Lời cảm ơn67Tài liệu tham khảo68

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

………

………

………

……….

MỤC LỤC C L C ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2

1.1 Tổng quan 2

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.1.2 Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu chế tạo xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu 6

1.1.3 Mục tiêu của việc nghiên cứu xe chế tạo xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu 7

1.1.4 Nội dung nghiên cứu 7

1.1.5 Phương án nghiên cứu 7

1.1.6 Giới thiệu về cuộc thi lái xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu năm 2013 9

1.2 Tiêu chuẩn của cuộc thi về khung, vỏ xe 10

1.3 Một số loại vỏ xe sinh thái trong các cuộc thi của các năm trước 12

1.4 Bố trí người lái và hành khách trong khoang xe 13

1.4.1 Bố trí người lái và hành khách trong khoang xe 13

1.4.2 Cơ sở thiết kế khoang lái 14

1.4.3 Tầm nhìn 14

1.5 Tiếng ồn và sự rung động trong xe 15

1.5.1 Tác động của tiếng ồn và sự rung động lên con người 15

Chương 2: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA V5R16 ĐỂ MÔ PHỎNG TÍNH BỀN 18

2.1 Các phương pháp lựa chọn khi thiết kế 18

2.1.1 Chia theo tư thế lái 18

2.1.2 Theo kiểu bố trí khung xe - sat xi 18

2.1.3 Kết luận chọn phương án 20

2.2 Giới thiệu chung về xe thiết kế 20

2.3 Giới thiệu phần mềm 23

2.3.1 Giao diện Sketch 23

2.3.3 Giao diện Assembly 27

2.3.4 Giao diện tính bền 29

2.3.5 Thiết kế một chi tiết điển hình 30

2.4 Ứng dụng phần mềm để tính bền càng trước 33

Chương 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUNG VỎ XE TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU 40 3.1 Thiết kế tổng thể cho xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu 40

3.2 Thiết kế các kích thước tổng thể cho xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu 40

3.2.1 Thiết kế chiều dài phủ bì 41

3.2.2 Chiều dài đầu xe và chiều dài đuôi xe 41

3.2.3 Chiều rộng phủ bì và chiều cao phủ bì 41

3.2.4 Số lượng cửa ra vào và kích thươc cơ bản của cửa 41

3.3 Thiết kế chế tạo dáng xe sinh thái 42

3.4 Thiết kế vị trí và trang trí vỏ 42

3.5 Tuyến hình xe sinh thái và tính năng khí động học 43

3.6 Định khối lượng khung vỏ xe, trọng lương ghế ,trọng lượng lái xe 44

3.7 Tính toán kiểm bền cho các chi tiết, tổng thành hệ thống 44

3.7.1 Tính toán bền cho càng trước 46

3.7.2 Tính toán bền cho thanh dọc 50

3.7.3 Tính bền càng sau 53

3.8 Tính toán vỏ xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu 56

3.8.1 Tính khí động học trên ô tô và liên hệ vào thiết kế vỏ xe 56

3.8.2 Liên hệ vào thiết kế vỏ xe sinh thái 60

3.9 Sản phẩm và kết quả đạt được 64

3.9.1 Hình ảnh cuộc thi 64

3.9.2 Kết quả cuộc thi 65

Kết luận và kiến nghị 66

* Kết luận 66

Lời cảm ơn 67

Tài liệu tham khảo 68

Danh Mục Hình Ảnh

Hình 1.1: Quy định về khung, vỏ xe nhóm tự chế……….11

Hình 1.2: Vỏ xe hình giọt nước ……… ……12

Hình 1.2: Vỏ xe hình giọt nước………12

Hình 1.4: Vỏ xe dạng hình con cá……….……… 12

Hình 1.5: Vỏ xe dạng hộp……….

…….12

Hình 1.6: Vỏ xe của trường SPKTHY……….12

Hình 1.7: Vỏ xe hình dạng con tàu……… 12

Hình 1.8: Vỏ xe đội cánh gió………13

Hình 2.1: Khung xe 1 thanh 18

Hình 2.2: khung xe hai thanh, dạng khung hình thang 19

Hình 2.3: Khung xe hai thanh, dạng song song 19

Hình 2.4: Ghế lái xe kiểu nằm lái 20

Hình 2.5: Giao diện Sketch……….…… 23

Hình 2.6: Giao diện Part Design……….………25

Hình 2.7: Giao diện Assembly……….….………

27 Hình 2.8: Các thanh công cụ cơ bản……… 27

Hình 2.9: Giao diện tính bền………29

Hình 2.10: Vẽ sketch profile……….30

Hình 2.11: Vẽ sketch đường dẫn……… 31

Hình 2.13: Chi tiết hoàn thiện……… 32

Hình 2.14: Bộ khung hoàn chỉnh……….32

Hình 2.15: Đưa chi tiết cần tính bền vào phần mềm catia……….33

Hình 2.16: Chọn vật liệu………

33 Hình 2.17: Kiểm tra thông số vật liệu……….34

Hình 2.18: Chuyển sang giao diện tính bền bằng Alalysis & Simulation – Generative Structural Analysis……… 34

Hình 2.19: Giao diện tính bền Alalysis & Simulation – Generative Structural Analysis……….35

Hình 2.20: Tạo ràng buộc cố định……… 35

Hình 2.21: Đặt lực tác dụng lên bánh xe………

36 Hình 2.22: Chia lưới……… 36

Hình2.23: Quá trình chia lưới được bắt đầu……….………

37 Hình 2.24: Kết quả chia lưới……….

……… 37

Hình 2.25: Kết quả tính bền……….

………….38

Hình 2.26: các điểm có chuyển vị lớn nhất……….……… 38

Hình 3.1: Sơ đồ tổng quát của xe 39

Hình 3.2: Hình vẽ mặt trước của xe sinh thái 41

Hình 3.3:Hình vẽ mặt sau của xe sinh thái 41

Hình 3.4: Khung xương thành bên trái 42

Hình 3.5: Khung xương thành bên phải 43

Hình 3.6: Khung xương mảng sàn 43

Hình 3.7: Sơ đồ mặt cắt của dầm ………

44 Hình 3.8: Tiết diện thép hôp 20x40x1,2 ………44

Hình 3.9: Sơ đồ càng trước……… 45

Hình 3.10: Sơ đồ lực tác dụng lên càng trước……… 45

Hình 3.11: Nội lực tác dụng trên đoạn 0-1 ……… 46

Hình 3.12: Nội lực tác dụng trên đoạn 0-2 ……… 46

Hình 3.13: Nội lực tác dụng trên đoạn 0-3 ……… 47

Hình 3.14: Biểu đồ nội lực tác dụng lên càng trước ……….……….47

Hình 3.15: Sơ đồ thanh dọc xe ………49

Hình 3.16: Giải phóng liên kết ……….49

Hình 3.17: Sơ đồ mômen trên thanh dọc ……….

……… 51

Hình 3.18: Sơ đồ càng sau ……….

……… 52

Hình 3.19: Nội lực trên đoạn 0-1 ……….……… 52

Hình 3.20: Nội lực trên đoạn 0-2 ………

52

Hình 3.21: Sơ đồ bố trí lực tác dụng lên càng sau

……… 53

Hình 3.22: Biểu đồ mômen cho càng sau ……… 54

Hình 3.23 Mô tả dòng khí cản ô tô khi chạy ………

55 Hình 3.24: Dạng đuôi lướt……….56

Hình 3.25 Dạng cánh đuôi ……… 57

Hình 3.26: Vỏ xe không có kính chắn gió……… 60

Hình 3.27: Vỏ xe có kính chắn gió ……….61

Hình 3.28: Đội xe chụp ảnh kỉ niệm cùng các thầy giáo trong khoa ………63

Hình 3.26: Sản phẩm và các thành viên đội UTEHYCKĐK.2……… 63

Hình 3.27: Bảng thành tích của các đội do công ty HonDa Việt Nam công nhận……64

Danh Mục Bảng Biểu

Bảng 2.1 Bảng giới thiệu đặc tính của xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu 21 Bảng 3.1: Bảng kê các cụm tổng thành chi tiết ……… 62

Bảng 3.2: Bảng quy cách vật liệu xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu……… 62

LỜI NÓI ĐẦUCùng với sự phát triển không ngừng nghỉ của nền công nghiệp thế giới, đã làm cholượng khoáng sản hóa thạch ngày càng cạn kiệt Đi cùng với đó, lượng nhiên liệu cungcấp cho các ngành công nghiệp, đặc biệt là nhiên liệu cung cấp cho ngành ô tô-xe máyđang giảm đi trông thấy Điều đó khiến cho giá cả của nhiên liệu mỗi lúc một leo thangkhông chỉ ở trên thế giới nói chung, còn ở Việt Nam nói riêng Với tình hình đó đã đặt

ra một bài toán,làm thế nào để giảm tối đa lượng nhiên liệu cần thiết cho quá trình sửdụng

Từ đó Honda đã tổ chức “Cuộc thi lái xe tiết kiệm nhiên liệu” là sân chơi nơinhững người tham gia sử dụng ý tưởng vào kỹ thuật cho động cơ xe máy Honda nhằmcạnh tranh về hiệu suất tiêu hao nhiên liệu với thử thách là “ bạn có thể đi được baonhiêu km chỉ với 1 lít xăng ?”

Cuộc thi đã tao ra cơ hội quý báu cho các bạn trẻ tư duy sang tạo về kỹ thuật,công nghệ, đưa các ý tưởng này vào thực thế, góp một phần không nhỏ vào việc đẩymạnh phong trào tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường sống, qua đó thể hiện sựquan tâm của Honda vào quá trình phát triển các giá trị bền vững cho tương lai

Thông qua đó, em đã được khoa giao cho đồ án tốt nghiệp:

“Thiết kế chế tạo hệ khung, vỏ cho xe tự chế tham dự cuộc thi tiết kiệm nhiên liệu do hãng Honda tổ chức ”

Trong quá trình thực hiện đồ án do trình độ và hiểu biết còn hạn chế nhưngđược sự chỉ bảo của các thầy cô trong khoa cùng sự giúp đỡ của bạn bè cùng lớp và

trong trường đặc biệt là thầy Vũ Xuân Trường đã hướng dẫn em đến nay đồ án của

em đã hoàn thành.Trong quá trình làm còn nhiều thiếu xót mong các thầy cô trongkhoa chỉ bảo thêm để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Hưng Yên , ngày… tháng… năm 2013

Sinh viên thực hiện :

Bùi Ngọc Hưng

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI1.1 Tổng quan

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Không phải vô cớ mà trong những năm gần đây, yếu tố môi trường luôn đượcnhắc đến và đòi hỏi sự đánh giá và quan tâm đúng mức Hiệu ứng nhà kính, sự nónglên của trái đấtkhí hậu thay đổi bất thường, hệ sinh thái bị tổn thương, đa dạng sinh họcsuy giảm, thiên nhiên và chính con người cũng phải đối mặt Và cảm giác nằm trong só

đó, không thể không kể tới nguy cơ cạn kiệt tài nguyên, cạn kiệt các nguồn nănglượng trên thế giới – một vấn đề nóng, một bài toán khó mà nếu không tìm được lờigiải phù hợp thì hậu quả sẽ vô cùng nghiểm trọng Trong đó các phương tiện giaothong đóng vai trò lớn trong việc tiêu thụ các dạng năng lượng hóa thạch cũng gây ra ônhiễm môi trường như hiện nay

1.1.1.1 Thực trạng về các nguồn năng lượng hóa thạch hiện nay

- Trên thế giới:

Theo công bố của chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEO), kể từ đầunhững năm 1990 đến nay, sử dụng các nguồn tài nguyên đã tăng gần 50%, nanh hơnrất nhiều so với tốc độ tăng dân số thế giới Một cuộc tìm hiểu khác của quỹ thế giới vềbảo vệ thiên nhiên (WWF) cũng cho thấy hiện nay con người tiêu thụ hơn 20% so vớikhả năng tạo ra nguồn tài nguyên mới của trái đất Các nghiên cứu đều phác họa ra bứctranh không mấy lạc quan về hiện trạng cạn kiệt năng lượng trên thế giới, vẽ ra viễncảnh u tối với những hậu quả được lường trước Một cách so sánh vui, con người đangvay và sử dụng vốn từ thiên nhiên nhưng không nghĩ đến chuyện trả nợ cho nó Nhưngnăng lượng đang dần cạn kiệt trước sức ép của con người có thể kể ra như nước, dầu

mỏ, khí đốt, than… Dầu mỏ, sự suy giảm của nguồn năng lượng này đã được cảnh báo

từ hàng chục năm qua chứ không phải mới gần đay Công ty dầu khí nỏi tiếng BP đãước tính lượng dầu mỏ chỉ còn đủ dung trong vòng 46 năm nữa nếu con người vẫn duytrì tốc độ sử dụng hiện tại Cũng cùng hoàn cảnh đó, tuổi thọ của khí gas trong tự nhiênchỉ kéo dài 58 năm nữa Than luôn được coi là vàng đen nhưng với mức độ khai thácquá mức như hiện tại, khoảng 188 năm nữa thế giới sẽ không còn than để sử dụng Lấydẫn chứng ở các quốc gia trên thế giới, nếu như Nga đang đứng đầu thế giói với hơn7% trữ lượng khí tự nhiên, đứng thứ hai với 10% trưc lượng dầu mỏ và là nguồn cungcấp than quan trọng với 20% trữ lượng nhưng chỉ khoảng 20-30 năm theo nghiên cứu,những tỷ lệ vàng này sẽ chẳng còn bao nhiêu bởi tỉ lệ khai tahcs dầu, khí đốt của Nga

đã vượt quá 60% trong khi việc tìm kiếm những mỏ mới thay thế ngày càng khó Thựcthế cho thấy, 50 năm qua phát hiện những mỏ mới giảm 10 lần… Đối với các nướcTrung Đông, nếu dầu mỏ, khí đốt từng chiếm vị trí quan trọng, mang lại thịnh vượng

cho khu vực hiện nay, các mỏ dầu cũng đang trong tình trạng ngày càng khó khai thác

vì đã khai thác quá lâu, từ hơn nửa thế kỷ qua Một báo cáo mới đây của Cơ quan nănglượng quốc tế (IEA) kết luận: sản lượng dầu lửa toàn cầu rất có thể đạt 96 triệuthùng/ngày vào năm 2012, nhưng khó vượt qua con số này vì rất ít những giếng dầumới được phát hiện Những sự khan hiếm, cạn kiệt kể trên là tình hình chung cảu rấtnhiều loại ngăng lượng, tài nguyên khác Trước sức ép từ sự sử dụng quá mức của 7 tỷdân số thế giới, sự phát triển của khoa học công nghệ, thực trạng công nghiệp, đô thịhóa và chủ nghĩa tiêu dung gia tăng mạnh mẽ, thời đại hoàng kim năng lượng của cácquốc gia sẽ nhanh chóng biến mất Va lời giải cho vấn đề mang tính thách thức nàythược về chúng ta

- Thực trạng tiêu thụ xăng ở Việt Nam

Theo Sở Giao thông Vận tải TP.HCM, bất chấp những khó khăn về kinh tế, sốlượng phương tiệ giao thông đăng ký mới trên địa bàn TP tiếp tục tăng mạnh Trongtháng 5-2012 TP.HCM có 20.862 phương tiện giao thông đăng ký mới, trong đó có1.221 ô tô và 19.641 mô tô Tính đến tháng 5-2012 trên toàn địa bàn TP có 5.715.798phương tiện giao thông với 509.106 ô tô và 5.206.692 mô tô, tăng 10,42% so với cùng

kỳ năm 2011

Nếu cho rằng trung bình một ngày, mỗi mô tô chỉ sử dụng khoảng 0,5 lít xăng

và mỗi ô tô sử dụng 1 lít xăng thì TP đã dùng hơn 3 triệu lượng từ hóa thạch ở ViệtNam nói riêng và trên toàn thế giới nói chung đang dần cạn lít xăng Một mức tiêu xàikhổng lồ trong bối cảnh kinh tế khó khăn và các nguồn năng kiệt

1.1.1.2 Sức ép về ô nhiễm môi trường

- Đối với con người

Khói thải từ các phương tiện giao thông đang dần hủy diệt sức khỏe con người

Ở nước Anh, người ta thống kê được rằng, số người chết vì ô nhiễm không khí trênđường phố cao gấp hai lần số người chết vì tai nạn giao thông Tất nhiên, Việt Namkhác Anh và chưa có cơ quan nào so sánh số người chết vì tai nạn giao thông với sốngười chết vì ô nhiễm môi trường trên đường phố song với sự gia tăng các phương tiệngiao thông như hiện nay, chắc chắn số người bị ảnh hưởng tiêu cực do ô nhiễm môitrường trên đường phố, không nhỏ

Theo Trung tâm Quan trắc môi trường Việt Nam, hoạt động giao thông tạo ra85% lượng khí CO (một loại khí không màu, gây ngạt thở, nhói ở mũi, cổ họng), 95%lượng VOCs (các chất hữu cơ bay hơi có thể gây khô da, ảnh hưởng xấu đến hệ tuầnhoàn, tiêu hóa, gan thận) và các loại khí độc hại khác

Biểu hiện rõ nhất về độ bẩn của không khí là lượng bụi hạt lơ lửng Mật độ PM10 ởcác nút giao thông của các TP lớn luôn vượt mức cho phép PM10 là hạt bụi có kíchthước nhỏ hơn 10 micromet, thường do xe môtô, nhà máy điện thải ra trực tiếp Loại

bụi siêu nhỏ này dễ dàng xâm nhập vào phổi, mạch máu và gây ra các bệnh như tim,ung thư phổi, hen và nhiễm khuẩn đường hô hấp Đáng lo ngại, khí thải từ hoạt độnggiao thông vận tải góp tới 70% tổng lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường, nếu tínhchung trên cả nước.

* Một số ảnh hưởng cụ thể của các chất chứa trong khí xả phương tiện giao thôngmang đến cho con người

+ Tác hại của SO2 và NOX

- SO2, NOX là chất kích thích, khi tiếp xúc với niêm mạc ẩm ướt tạo thành axít(HNO3, H2SO3, H2SO4) Các chất khí trên vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hòa tanvào nước bọt rồi vào đường tiêu hoá, sau đó phân tán vào máu tuần hoàn

- Kết hợp với bụi => bụi lơ lửng có tính axít, kích thước < 2-3µm sẽ vào tới phếnang, bị đại thực bào phá hủy hoặc đưa đến hệ thống bạch huyết

- Độc tính chung của SO2 thể hiện ở rố33i loạn chuyển hóa protein và đường,thiếu vitamin B và C, ức chế enzym oxydaza

- Giới hạn phát hiện thấy bằng mũi SO2 từ 8 – 13 mg/m3

- Giới hạn gây độc tính của SO2 là 20 – 30 mg/m3, giới hạn gây kích thích hôhấp, ho là 50mg/m3

- Giới hạn gây nguy hiểm sau khi hít thở 30 – 60 phút là từ 130 đến 260mg/m3

- Giới hạn gây tử vong nhanh (30’ – 1h) là 1.000-1.300mg/m3

- Tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y Tế Việt Nam đối với SO2, SO3, NO2 tương ứngứng là 0,5; 0,3 và 0,085 mg/m3 (nồng độ tối đa 1 lần nhiễm)

+ Tác hại của CO

- Ôxít cacbon (CO) kết hợp với hemoglobin (Hb) trong máu thành hợp chất bềnvững là cacboxy hemoglobin (HbCO) làm cho máu giảm khả năng vận chuyển ôxy dẫn

đến thiếu ôxy trong máu rồi thiếu ôxy ở các tổ chức

+ Tác hại của HYDROCACBON

- Hơi dầu có chứa các chất hydrocacbon nhẹ như metan, propan, butan, sunfuahydro

- Giới hạn nhiễm độc của các khí như sau:

- Nồng độ hơi xăng, dầu từ 45% (thể tích) trở lên sẽ gây ngạt thở do thiếu ôxy.Triệu chứng nhiễm độc như say, co giật, ngạt, viêm phổi, áp xe phổi.

- Dầu xăng ở nồng độ trên 40.000 mg/m3 có thể bị tai biến cấp tính với các triệuchứng như tức ngực, chóng mặt, rối loạn giác quan, tâm thần, nhức đầu, buồn nôn, ởnồng độ trên 60.000 mg/m3 sẽ xuất hiện các cơn co giật, rối loạn tim và hô hấp, thậmchí gây tử vong

- Người nhạy cảm xăng dầu: tác động trực tiếp lên da (ghẻ, ban đỏ, eczema, bệnhnốt dầu, ung thư da)

- Các hydrocacbon mạch thẳng như dung môi naphta; các hydrocacbon mạchvòng như cyclohexan; các hydrocacbon mạch vòng thơm như benzen, toluen, xylen;các dẫn xuất của hydrocacbon như cyclohexanol, butanol, axeton, etyl acetat, butylacetat, metyletyl xeton (MEK) và các dẫn xuất halogen

- Các hợp chất hữu cơ bay hơi (THC): Dưới ánh sáng mặt trời, các THC với NOxtạo thành ozon hoặc những chất oxy hóa mạnh khác Các chất này có hại tới sức khỏe(rối loạn hô hấp, đau đầu, nhức mắt), gây hại cho cây cối và vật liệu

* Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đối với động thực vật

- Ô nhiễm không khí gây ảnh hưởng tai hại cho tất cả sinh vật

- Thực vật rất nhạy cảm đối với ô nhiễm không khí

- SO2, NO2, ozon, fluor, chì… gây hại trực tiếp cho thực vật khi đi vào khíkhổng, làm hư hại hệ thống giảm thoát nước và giảm khả năng kháng bệnh

- Ngăn cản sự quang hợp và tăng trưởng của thực vật; giảm sự hấp thu thức ăn,làm lá vàng và rụng sớm

- Đa số cây ăn quả rất nhạy đối với HF Khi tiếp xúc với nồng độ HF lớn hơn0,002 mg/m3 thì lá cây bị cháy đốm, rụng lá

- Mưa acid còn tác động gián tiếp lên thực vật và làm cây thiếu thức ăn như Ca vàgiết chết các vi sinh vật đất Nó làm ion Al được giải phóng vào nước làm hại rễ cây(lông hút) và làm giảm hấp thu thức ăn và nước

- Ðối với động vật, nhất là vật nuôi, thì fluor gây nhiều tai họa hơn cả Chúng bịnhiễm độc do hít trực tiếp và qua chuỗi thức ăn

1.1.1.3 Ảnh hưởng toàn cầu của ô nhiễm không khí

- Mưa axit

- Hiệu ứng nhà kính

- Sự suy giảm ôzôn

- Biến đổi nhiệt độ

Với tình hình như vậy, công việc nghiên cứu và cải tiến làm sao cho xe hoạt độngmột cách hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu nhất là vô cùng phức tạp và khó khăn Vì

vậy, đòi hỏi người kỹ thuật viên phải có trình độ hiểu biết, học hỏi sáng tạo để bắt kịpvới khoa học tiên tiến hiện đại, nắm bắt được những thay đổi về đặc tính kĩ thuật củatừng loại xe,dòng xe,đời xe … để có thể nghiên cứu sâu sắc nhất và đưa ra các phương

án cải tiến tối ưu nhất để làm giảm lượng tiêu hao nhiên liệu cho động cơ được hiệuquả cao nhất

1.1.2 Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu chế tạo xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu

- Ngày nay các phương tiện giao thông đang dần chuyển từ sử dụng năng lượnghóa thạch sang năng sử dụng tái tạo được, xong bên cạnh đó năng lượng hóa thạch vẫnđang đóng một vai trò quan trọng trong ngành giao thông vận tải cảu thế giới nóichung và Việt Nam nói riêng Vì vậy việc nghiên cứu chế tạo một chiếc xe sử dụng tiếtkiệm các nguồn năng lượng hóa thạch vẫn mang ý nghĩa hết sức to lớn, nhất là tronggiai đoạn giá cả xăng dầu ngày càng leo thang do các nguồn năng lượng này đang dầncạn kiệt và tình trạng ô nhiễm môi trường đang là vấn đề nan giải toàn thế giới

+ Ý nghĩa cộng đồng

- Việc sử dụng xăng dầu trong vấn đề đi lại hằng ngày hay vận chuyển hang hóa

đã và đang là vấn đề không thể tách rời với công việc sinh hoactj hang ngày và sảnxuất trong đời sống Xong cũng chính vì vậy mà những phương tiện giao thong đócùng với việc khai thác của con người ngày càng làm môi trường sống của chúng ta trởlên tồi tệ Con người đang phải đối mặt với các căn bệnh hiểm ác như ung thư, viêmphổi… do trực tiếp các sản phẩm độc hại của khí xả động cơ các phương tiện thải vàokhông khí Con người còn phải chịu những cơn mưa axít mà nguyên nhân do các chấttrong khí xả tạo nên và chúng đã gây nên các căn bệnh như ung thư da, ô nhiễm nguồnnước, phá hủy các công trình và ăn mòn những thiết bị bằng kim laoij Việc suy giảmtầng ôzôn và hiệu ứng nhà kính làm trái đất nóng lên cũng đang ở tình trạng hết sứcbáo động Vì vậy một chiếc xe tiêu thụ ít nhiên liệu hơn sẽ góp phần cùng nhiều triệuchiếc xe khác bảo vệ môi trường sống cho chúng ta, hạn chế phát sinh các bệnh tật dokhí thải trong động cơ mang đến

- Ngoài ra việc tiết kiệm nhiên liệu cung làm giảm sức ép lên nguồn tài nguyênthiên nhiên đang dần cạn kiệt này và để lại cho thế hệ tương lai

- Ý nghĩa đối với các nhân

- Tiết kiệm nhiên liệu cảnh hưởng đến mỗi các nhân chúng ta Ngoài việc đượchưởng các lợi ích nằm trong các lợi ích của cộng đồng ra thì ý nghĩa thiết thực nhất củaviệc tiết kiệm nhiên liệu là tiền chi phí cho xăng dầu dung trong đi lại và vận chuyển sẽgiảm xuống ảnh hưởng trực tiếp đến thu nhâp hàng tháng của chúng ta

- Kết luận:

- Việc chế tạo một chiếc xe tiết kiệm nhiên liệu mang một ý nghĩa vô cùng to lớn

đối với toàn thế giới nói chung và mỗi các nhân nói riêng

- Ý nghĩa đối với sinh viên thực hiện

- Nâng cao tư duy sáng tạo về kỹ thuật, công nghệ, đưa các ý tưởng này vào thực

tế, và góp một phần không nhỏ vào việc đẩy mạnh phong trào tiết kiệm năng lượng vàbảo vệ môi trường sống

- Đề tài giúp sinh viên củng cố, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngànhtrong học tập cũng như ngoài thực tế xã hội

- Đề tài:“Thiết kế chế tạo hệ khung cho xe tự chế tham dự cuộc thi xe tiết kiệmnhiên liệu do hãng Honda tổ chức ” giúp em sau này ra trường có thêm nhiều kiến thức

và tăng khả năng tư duy, nghiên cứu vận dụng vào thực tế.

1.1.3 Mục tiêu của việc nghiên cứu xe chế tạo xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu

Mục tiêu đặt ra của đội:

- Lựa chọn các loại vật liệu tối ưu để chế tạo như: ổ bi, thép làm khung…

- Tham khảo tài liệu chuyên ngành bà các tài liệu liên quan, các phần mềm dùngtrong tính toán thiết kế kĩ thuật như: catia, solidwork… để từ đó tính toán thiết kế đượctoàn bộ khung và hình dạng của vỏ xe để có thể tối ưu nhất Như đảm bảo điều kiệnbền cho xe lực cản gió nhỏ nhất và lực quán tính là lớn nhất…

- Mục đích cuối cùng là chế tạo thành công chiếc xe tiết kiệm nhất có thể và vớigiá thành sản phẩm rẻ nhất

1.1.4 Nội dung nghiên cứu

- Phân tích đặc điểm, kết cấu, điều kiện chịu lực của hệ khung cho xe tự chế tiếtkiệm nhiên liệu

- Ưng dung phần mềm Catia V5R16 tính bền đảm bảo ổn định chuyển động vàlực cản nhỏ nhất

1.1.5 Phương án nghiên cứu

1.1.5.1 Phương pháp nghiên cứu và cải tiến thực tiễn

+ Trong phương pháp này chúng ta phải các bước sau :

- Bước 1: Quan sát, tìm hiểu các thông số kết cấu khung vỏ, giới thiệu chung vềcác dạng khung vỏ xe ôtô

- Bước 2: Đưa ra các phương án thiết kế và phân tích và thử nghiệm trực tiếptrên trên xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu

- Bước 3: Từ kết quả thử nghiệm chọn được các phương án tối ưu nhất để sửdụng trên xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu

1.1.5.2 Phương pháp nghiên cứu và cải tiến dựa trên tài liệu

- Phương pháp được thực hiện khi chúng ta đã thu thập một số lượng tài liệutham khảo cũng như những đề tài có liên quan và được thực hiện trước đó

Mục đích : Nghiên cứu, tham khảo, tìm hiểu các thông tin khoa học trên cơ sở

nghiên cứu các văn bản, tài liệu, sách báo đã có sẵn bằng tư duy logic để rút ra kết luậncần thiết

* Phân loại tài liệu nghiên cứu

-Tài liệu sơ cấp : Là tài liệu mà người nghiên cứu thu thập, phỏng vấn trực tiếp,

thu thập số liệu và tài liệu nghiên cứu chưa qua phân tích, thảo luận

-Tài liệu thứ cấp : Là tài liệu có nguồn gốc từ tài liệu sơ cấp đã được phân tích,

thảoluận và diễn giải như : Sách giáo khoa, báo chí và các giáo trình … Các tài liệunày đã được giải thích và phân tích dựa trên thực tiễn và lý thuyết một cách chính xác

- Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích và nghiên cứu được, hệ thống hóa lạinhững kiến thức đã nắm được để cải tiến trược tiếp trên cơ cấu lái và hệ thống truyềnlực trên xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu

1.1.5.3 Phương pháp thống kê mô tả

-Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu để đưa

ra kết quả chính xác và khoa học

* Các bước thực hiện:

-Bước 1: Thống kê ra các bộ phận cấu tạo nên cơ cấu lái và hệ thống truyền lựctrên xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu một cách chi tiết sau đó mô tả kết cấu của từng bộphận đó và nguyên lý hoạt động của từng bộ phận

-Bước 2: Phân tích và giải thích kết cấu từng bộ phận trong hệ thống cung cấpnhiên liệu động cơ Honda 110 cm3 trên xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu từ đó rút ranguyên lý làm việc của từng bộ phận, thông qua đó rút ra các cách nhằm cải tiến hệthống

1.1.5.4.Ứng dụng phần mềm vào trong quá trình tính toán thiết kế

Trong quá trình tính toán và thiết kế nhóm nghiên cứu đã ứng dụng những phầnmềm giúp đỡ tính toán thiết kế mạnh và hay được sử dụng trong các ngành kĩ thuậtnhư Catia, Solit word… việc ứng dụng phần mềm dã giúp cho nhóm đồ án có thể thửnghiệm, tính bền, mô phỏng hoạt động của xe tương đối sát với thực tế làm cho quátrình chế tạo trên thực tế gặp ít khó khăn hơn

1.1.5.5 Hạn chế nghiên cứu và cải tiến

Trong quá trình nghiên cứu và cải tiến còn nhiều hạn chế:

-Tài liệu tham khảo còn hạn chế

-Trang thiết bị dùng cho việc nghiên cứu còn hạn hẹp

-Thời gian và kinh phí còn hạn hẹp

1.1.6 Giới thiệu về cuộc thi lái xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu năm 2013

Được khởi nguồn từ Honda Nhật Bản vào năm 1981, tính đến nay, cuộc thi “Lái

xe sinh thái Tiết kiệm nhiên liệu Honda” (EMC) đã trải qua quãng đường 33 năm.Cuộc thi là một sân chơi cạnh tranh lành mạnh với mục đích nâng cao niềm vui sángtạo trong làm việc nhóm, cũng như ý thức bảo vệ môi trường cho giới trẻ Tại ViệtNam, cuộc thi bắt đầu khởi động lần đầu tiên vào năm 2010 và năm nay là năm thứ 4liên tiếp cuộc thi được tổ chức và nhận được sự tham gia nhiệt tình, đặc biệt là các bạntrẻ là sinh viên của các trường đại học trên cả nước Tương tự như các nước khác, tạiViệt Nam các đội tham gia cũng sẽ chế tạo xe sử dụng động cơ Honda nhằm tối đa hóakhả năng tiết kiệm nhiên liệu

EMC năm 2012 ở Việt Nam đã ghi nhận sự tham gia của 78 đội trong một cuộcđua tranh tài hấp dẫn và đầy hồi hộp Kỷ lục được xác lập là 912,66 km/l bởi đội Cánhgió Thành tích tốt nhất của đội sinh viên là 389,259 km/l thuộc về đội TDU2 – Đạihọc Thành Đô Cả 2 đội trên đều tham gia thi đấu tại cuộc thi EMC 2012 ở Nhật Bảnvới thành tích khá tốt

Cuộc thi EMC lần thứ tư tại Việt Nam đã được Công ty Honda Việt Nam phátđộng vào ngày 05/11/2012 Cuộc thi năm nay thu hút 97 đội tham gia trên khắp cảnước, bao gồm 82 đội thi nội dung xe tự chế và 15 đội thi nội dung xe thị trường Đặcbiệt, năm nay số đội đến từ các trường đại học công nghệ hàng đầu trên cả nước tănglên đáng kể, tổng số là 58 đội

Khác với cuộc thi các năm trước, cuộc thi năm nay được chia làm 4 nhóm thi baogồm:

Nhóm 1: Nhóm xe tự chế dành cho học sinh, sinh viên

Nhóm 2: Nhóm xe tự chế dành cho các công ty, cá nhân

Nhóm 3: Nhóm xe tự chế dành cho Honda Việt Nam

1.2 Tiêu chuẩn của cuộc thi về khung, vỏ xe.

Nhóm xe sinh thái tự chế

* Phương tiện tham gia cuộc thi phải có từ 3 bánh xe trở lên, và có kết cấu vững chãi

dù đang chuyển động hay đứng yên Tất cả các bánh xe phải tiếp xúc với mặt đất khiphương tiện đứng trên bề mặt phẳng

a Chiều cao tổng thể: tối đa 1,8m

b Khoảng cách giữa trục trước và trục sau: tối thiểu 1m

c Chiều dài tổng thể: tối đa 3,5m

d Khoảng cách giữa hai bánh xe: tối thiểu 0,5 m

e Chiều rộng tổng thể: tối đa 1,7 m

f Ống xả phải nhô ra phía sau nhưng không quá 5 cm

Lưu ý: khí thải phải được xả ra từ đuôi xe

* Vấn đề an toàn

+ Để nâng cao độ an toàn, thân xe cần được thiết kế sao cho điểm đầu mũ bảohiểm của người lái xe phải nằm sau trục bánh trước khi xe chạy Nghiêm cấm áp dụngcác thiết kế mà đầu người lái xe chịu tác động trực tiếp khi xảy ra va chạm + Phương tiện phải được thiết kế sao cho trong tư thế lái xe, chân của người lái

xe không bị vượt ra ngoài khung xe (sàn xe) Nghiêm cấm các thiết kế mà cơ thể ngườilái xe chịu tác động trực tiếp khi xảy ra va chạm Ngoài ra, để nâng cao an toàn,phương tiện phải được thiết kế sao cho cơ thể và hai chân tách biệt với mặt đường

* Lắp bình nhiên liệu

+ Bình nhiên liệu do Ban tổ chức cuộc thi cho mượn phải được lắp vào phươngtiện theo Điều 3 của Mục 2 trong Quy định về phương tiện

+ Phương tiện cần được thiết kế sao cho việc điều chỉnh nhiên liệu có thể tiếnhành mà không cần phải tháo lớp vỏ bên ngoài

4) Góc lái Phương tiện tham gia cuộc thi cần phải có bán kính quay vòng tối đa 5m

Hình 1.1 Quy định về khung, vỏ xe nhóm tự chế.

1.3 Một số loại vỏ xe sinh thái trong các cuộc thi của các năm trước

Hình 1.2: Vỏ xe hình giọt nước Hình 1.3: Vỏ xe không có kính chắn gió

Hình 1.8: Vỏ xe đội cánh gió

Đội cánh gió đã đạt 912 km/lít trong cuộc thi lái xe tiết kiệm nhiện liệu 2012hạng mục là các đội nhà máy xí nghiệp

1.4 Bố trí người lái và hành khách trong khoang xe

1.4.1 Bố trí người lái và hành khách trong khoang xe

* Việc thiết kế khung vỏ cho xe du lịch, xe buýt phải chú ý tới chỗ ngồi củangười lái và hành khách, đồi với xe tải chỉ cần chú ý tới chỗ ngồi của người lái, phảiđảm bảo được yêu cầu sau:

- Kích thước hình học chỗ ngồi cho người lái và hành khách

- Kết cấu ghế ngồi cho người lái và hành khách

Bố trí hành khách trong khoang xeHình học khoang trong Kết cấu ghế ngồi

Hình học chỗ ngồi người lái và các bộ

phận điều khiển chính ( vôlăng, bàn đạp )

1.4.2 Cơ sở thiết kế khoang lái

* Chỗ ngồi của người lái phải đảm bảo:

- Thoải mái khi điều khiển, đảm bảo không gian ghế ngồi

- Đảm bảo khả năng quan sát

- Đảm bảo khả năng môi trường, khí hậu

- Đảm bảo khả năng điều khiển bằng chân ( bàn đạp ly hợp, phanh ga…)

- Đảm bảo khả năng điều khiển bằng tay (vôlăng các loại công tắc)

- Đảm bảo tính an toàn thụ động

- Chỗ ngồi hành khách

-Thoải mái, dễ chịu nhằm giảm mệt mỏi trong quá trình xe chạy

* Tuy nhiên việc thiết kế chỗ ngồi cho người lái quan trọng hơn chỗ ngồi củahành khách vì:

- Mối quan hệ thống nhất giữa vị trí người lái và các thiết bị điều khiển là cốđịnh trong suốt quá trình xe chạy

- Hành khách thì có thể thay đổi vị trí, tư thế trong quá trình xe chạy

1.4.3 Tầm nhìn

* Trong quá trình điều khiển ô tô, những thông tin quan trọng nhất là nhữngthông tin của thị giác

* Tầm nhìn từ ô tô người ta hiểu trước hết là tầm nhìn từ vị trí người lái

* Vấn đề tầm nhìn trong quá trình giao thong được xác định ngắn gọn như sau :

- Nhìn thấy và được nhìn thấy

- Bị chói ( lóa mắt) và không bị chói

+ Các khái niệm về sinh lý học thị giác

* Khi tìm hiểu về tầm nhìn của xe, cần phải hiểu đặc tính sinh lý học của thị giáccon người, trong khái niệm thị giác người ta có thể phân biệt 3 vùng

- Tầm nhìn mắt nằm ở điểm tâm cố định và được xác định là 00

- Toàn bộ trường thị lực được phân ra làm những đường kinh tuyến đi qua điểmtâm cố định

* Trường thị lực độc nhãn

- Tập hợp tất cả vật thể ở một mặt phẳng song song phía trước mắt và đồng thờiđược một mắt cố định nhìn thấy gọi là trường thị lực độc nhãn

- Nếu đưa them một thong số thứ ba vào tập hợp trên, tức là những hình chiếusâu của vật thể ta có trường không gian thị lực độc nhãn.

* Cho nên để quan sát xung quanh xe nhất thiết phải chuyển động mắt và đầu

- Khung cảnh là vùng mà ta quan sát được bằng sự chuyển động của mắt (không

di chuyển quay đầu)

- Toàn cảnh là khi mà ta quan sát có sự di chuyển của mắt và kể cả quay đầu

* Vùng quan sát có thể được chia ra:

- Quan sát trực tiếp: là quan sát về phía trước từ mặt phẳng của mắt người

- Quan sát gián tiếp: là quan sát về phía sau bằng gương chiếu hậu và gươngtrong

- Góc chết: là góc ở đó không quan sát được xe song hành mà trong thiết kế cầnthiết phải giảm thiểu tối đa, không nên có(khắc phục bằng gương có kích thước to hơn-gương cầu)

* Trên đây là các khái niệm làm cơ sở cho việc xác định tầm nhìn vị trí người lái:tầm nhìn từ xa theo hướng phía trước và sang hai bên được xác định bởi vị trí tương hỗcủa mắt người lái và những phần bị vướng của vỏ xe: trụ đỡ kính phía trước, cáckhoang cửa sổ phía trên và phía sau; mui xe phía trước

1.5 Tiếng ồn và sự rung động trong xe

1.5.1 Tác động của tiếng ồn và sự rung động lên con người

1.5.1.1 Định nghĩa

- Tiếng ồn trong xe gây khó chịu và mệt mỏi cho hành khách và đặc biệt làngười lái => giảm tính tiện nghi của phương tiện giao thong => gây mất an toàn giaothông

- Trong thực tế tiếng ồn và sự rung động là một hiện tượng cố hữu khi xe có lắpđộng cơ hoạt động và trong quá trình xe chạy xuất hiện rất nhiều âm thanh khác nhau

* Tiếng ồn: là tất cả mọi âm thanh không cần thiết gây nên những cảm giác khóchịu, làm giảm thính giác và gây những hậu quả độc hại

* Rung động: cũng như tiếng ồn, trong quá trình chạy xe gây nên nhiều rungđộng khác nhau, gây mệt mỏi cho người lái và hành khách, ví dụ một vài hiện tượngnhư:

- Vô lăng lắc lên và xuống làm cho tay người lái bị rung

- Ghế ngồi bị lắc làm rung những người ngồi trên đó

- Cần số/chân ga, bàn đạp ly hợp, phanh bị rung gây khó chịu cho lái xe

1.5.1.2 Nguồn gây tiếng ồn và sự rung động:

- Sự chuyển động quay của trục khuỷu, bánh đà không cân bằng, cũng gây ra rungđộng

- Dùng giá đỡ cách ly kép gồm: một giá đỡ thép và một giá đỡ cao su phụ thêm

- Giảm tiếng ồn bằng nhiều lớp chướng ngại bên trong ống giảm thanh

* Ly hợp: Vỏ ly hợp và đĩa ma sát không được cân bằng tốt, gây rung động trong

mỗi vòng quay của ly hợp do lực rung khuyếch đại lên theo sự tăng tốc

Khắc phục

- Cân bằng vỏ ly hợp và đĩa ma sát

- Lắp thêm lò xo giảm chấn trong đĩa ma sát để hấp thụ dao động của mômen từđộng cơ

* Hộp số: Sự ăn khớp của các cặp bánh răng, gây lên tiếng ồn và sự rung động, đây

là một chỉ tiêu quan trọng và được quyết định bởi hệ số trùng khớp của các bánh

răng (xác định bằng số răng chịu tải đồng thời), số răng ăn khớp nhiều, làm biếndạng đều, bánh răng làm việc êm hơn.

- Cân bằng trục các đăng, giảm góc của khớp các đăng

- Sử dụng vật liệu làm cho trục các đăng được cứng hơn

* Vi sai: là một trong những nguyên nhân gây tiếng ồn khi điều chỉnh khe hở ăn

khớp giữa bánh răng vành chậu và bánh răng quả dứa không đúng

- Nếu khe hở qua lớn hai bánh răng sẽ đập vào nhau khi xe khởi hành hay xe bắtđầu chạy theo quán tính, gây tiếng ồn

- Nếu khe hở quá nhỏ, gây ra tiếng ồn và nhiệt độ cao

- Độ đảo của mặt bích nơi lắp các đăng với cầu chủ động, làm cho các đăng bịrung động, truyền qua hệ thống treo, vỏ xe và gây ra tiếng ồn

* Lốp: là một nguyên nhân gây tiếng ồn và sự rung động trong xe do một số

nguyên nhân sau: lốp mòn không đều, không cân bằng, dung lốp không đúng tiêuchuẩn, mặt đường không bằng phẳng, làm cho lốp biến dạng, gây ra rung động

- Tính đồng đều: tính đồng đều về khối lượng (cân bằng bánh xe) : khi xe

chuyển động ở tốc độ cao, nếu bánh xe (vành và lốp) không cân bằng, gây rung động,truyền đến khung vỏ

- Cân bằng tĩnh: gắn bánh xe lên trục, các khối lượng được phân bố đều quanh

trục bánh xe

* Tóm lại: Có 3 phương pháp chống rung động và tiếng ồn

- Ngăn cản không cho lực rung động sinh ra: việc ngăn cản rung động ngay tạinơi phát sinh là hiệu quả nhất, giảm được cả độ rung và tiếng ồn

- Cách ly rung động: giả sử một phần tử rung động đang dao động ở tần số riêngcủa nó, có hai cách để giảm tiếng ồn của nó gây ra:

+ Thay đổi tần số đó đến tần số khác hoặc dập tắt tần số đó

- Cách âmDùng các tấm cách âm nặng hơn để cho nó khó dao động, dùng haitấm ghép lại và có vật liệu cách âm ở giữa

Chương 2: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM

CATIA V5R16 ĐỂ MÔ PHỎNG TÍNH BỀN

2.1 Các phương pháp lựa chọn khi thiết kế

2.1.1 Chia theo tư thế lái

- Tư thế lái ngồi

- Tư thế lái nằm

* Tư thế lái ngồi

- Ưu điểm

+ Chiều dài cơ sở của xe nhỏ

+ Tư thế ngồi lái thoải mái

- Nhược điểm

+ Tầm nhìn hạn chế

+ Tư thế lái nằm không thoải mái

+ Khó thoát thân khi xảy ra sự cố

+ Chiều dài cơ sở lớn

2.1.2 Theo kiểu bố trí khung xe - sat xi

* Phương án 1: Xe có kết cấu khung một thanh

Hình 2.1: Khung xe 1 thanh

- Ưu điểm:

+ Đơn giản, dễ chế tạo

+ Khối lượng khung nhẹ

* Phương án 2: Xe có kết cấu khung hai thanh dạng hình thang

Hình 2.2: khung xe hai thanh, dạng khung hình thang

Hình 2.3: Khung xe hai thanh, dạng song song

- Ưu điểm:

+ Kết cấu khung khá bền vững

+ Đảm bảo an toàn cho người điều khiển

+ Tiết kiệm vật liệu

+ Khối lượng xe giảm

- Nhược điểm:

+ Trọng tâm xe không được ổn định như khung hình thang

+ Khối lượng xe lớn

2.1.3 Kết luận chọn phương án

Do nhiều yếu tố bắt buộc như:

+ Phải đảm bảo độ bền của khung

+ Độ an toàn cho người điều khiển và các xe khác dự thi

+ Trọng lượng xe phải nhẹ nhất có thể

+ Thời gian gấp rút và tránh sự trùng lặp giữa các đội, đội UTEHYCKĐL2quyết định chọn phương án 3 với kiểu khung xe hai thanh song song, với tư thế láinằm

2.2 Giới thiệu chung về xe thiết kế

- Xe được chia làm 2 khoang

+ Khoang lái ( gồm ghế lái, bộ phận điều khiển )+ Khoang động cơ

Do xe thiết kế dành cho 1 người điều khiển để tham dự cuộc thi, nên số lượngghế chỉ là một ghế, ghế được thi ết kế theo chiều cao người lái

Hình 2.4: Ghế lái xe kiểu nằm lái

Việc thông gió được thực hiện bằng phương pháp tự nhiên nhờ các lỗ thoángphía dưới gầm xe và việc chiếu sáng ô cửa sổ phía trước và cửa ra vào

Cửa ra vào có thể dùng làm cửa thoát hiểm duy nhất.

Gương chiếu hậu được bố trí ở đầu xe, mỗi bên một gương đảm bảo cho ngườilái có thể quan sát được gian phía sau bên ngoài thân xe

Sàn ôtô được tảo bởi các dầm ngang chính bằng thép hộp 20x40 Các dầmngang sàn được liên kết chắc chắn với dầm ngang của khung xe bằng các mối ghéphàn

Thân vỏ xe được tao bởi các thanh ray nhôm chữ T Vỏ ngoài được bọc bởinhựa mềm đục và trong suốt

Thân vỏ được liên kết chắc chắn với nhau bằng phương pháp bán giút

Lốp xe sử dụng các loại lốp xe đạp

Bảng 2.1: Giới thiệu đặc tính của xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu

Thứ tự Thông số Đơn vị Xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu

1 Thông tin chung

1.1 Loại phương tiện Xe tiết kiệm nhiên liệu

2.4 Chiều dài đầu xe Mm 950

2.5 Chiếu dài đuôi Mm 400

3 Thông số về tính

năng

3.1 Vận tốc lớn nhất Km/h 60

3.2 Thời gian tăng tốc từ

khi khởi động đến khi

* Các lệnh cơ bản

Profile : Vẽ biên dạng thay đổi

Rectangles, Keyholes, Polygons : Vẽ tứ giác

Circles, Arcs : Vẽ hình tròn

Ellipse : Tạo Elip

Line : Tạo đường thẳng

Axis : Vẽ đường tâm

Points : Tạo điểm

Corner : Tạo góc bo tròn giữa các đối tượng

Chamfer : Tạo góc vát giữa các đối tượng

Trim options : Kéo nối 2 đường vẽ

Symmetry : Tạo các đối tượng đối xứng

Projection : Chiếu một sketch lên mặt phẳng chọn

2.3.2 Giao diện Part Design

* Giao diện

Hình 2.6: Giao diện Part Design

* Các thanh công cụ cơ bản

* Các lệnh cơ bản

Pad : Lệnh tạo khối theo phương vuông góc với mặt phẳng vẽ sketch

Pocket : Lệnh cắt tiết diện theo phương vuông góc với mặt phẳng vẽ sketch

Shaft : Lệnh tạo chi tiết bằng cách xoay tiết diện quanh một trục

Groove : Lệnh cắt chi tiết bằng cách xoay tiết diện quanh một trục

Rib : Lệnh tạo gân bằng cách quét tiết diện quanh đường dẫn

Slot : Lệnh cắt rãnh bằng cách quét tiết diện quanh đường dẫn

Stiffener : Lệnh tạo gân giữa hai bề mặt

Multi-sections solid : Lệnh tạo chi tiết bằng cách quét nhiều tiết diện kín với nhiều đường dẫn

Removed Multi-sections solid : Lệnh cắt chi tiết bằng cách quét nhiều tiết diện kín với nhiều đường dẫn

Hole : Lệnh tạo lỗ

Pattern : Lệnh copy hàng loạt

2.3.3 Giao diện Assembly

* Giao diện

Hình 2.7: Giao diện Assembly

* Các thanh công cụ cơ bản

Hình 2.8: Các thanh công cụ cơ bản

* Các lệnh cơ bản

Component : Tạo một thành phần mới trong bản vẽ lắp

Product : Tạo một cụm chi tiết mới trong bản vẽ lắp

Part : Tạo một chi tiết đơn mới trong một cụm chi tiết, thành phần hay chi tiết hoàn chỉnh

Existing Component : lắp một chi tiết hay cụm chi tiết vào bản vẽ lắp từ một tập tin có sẵn hay một file hiện hữu

Existing Component with Positioning : lắp một chi tiết hoặc một cụm chi tiết vào bản vẽ lắp từ một tập tin có sẵn với các tính năng ràng buộc

Replace Component : Thay thế một chi tiết hiện tại thành một chi tiết khác

Graph Tree Reordering : thay đổi thứ tự lắp cho từng thành phần trên thanh Specification Tree

Fast Multi Instantiation : Nhân bản nhanh nhiều lần trong bản vẽ lắp

Concidence Constraint : Ràng buộc đồng trục, điểm, phẳng cho các đối tượng

Contact Constraint : Ràng buộc tiếp xúc cho các đối tượng

Offsets Constraint : Ràng buộc khoảng cách song song

Angle Constraint : Ràng buộc theo góc

Fix Component : Cố định một chi tiết hay một cụm chi tiết

Fix Toghether : Cố định các chi tiết lại với nhau trong bản vẽ lắp

Quick Constraint : Tính năng ràng buộc nhanh, tự động chọn lựa các kiểu ràng buộc khi ta chọn xong các thành phần

Change Constraint : thay đổi các thuộc tính ràng buộc

Manipulation : Di chuyển các cụm chi tiết hay đối tượng trên bản vẽ lắp

Clamp : Lệnh tạo ràng buộc mặt.

Slider : Lệnh tạo ràng buộc cho hai mặt, bế mặt Surface

User-defined Restraint : Lệnh tạo ràng buộc cứng cho toàn bộ chi tiết

Pressure : Lệnh tạo ứng suất đường ống.

Distributed Force : Lệnh đặt lực và mômen

Acceleration : Lệnh đặt tải trọng và mômen

Line Force Density : Lệnh đặt lực tập trung

Temperature Field : Lệnh đặt lực từ trường

Compute : Lệnh chạy chia lưới

Deformation : Lệnh tạo lưới

Von Mises Stress : Lệnh hiển thị ứng suất chi tiết tính bền

Displacement : Lệnh hiển thị chuyển vị của một điểm trên chi tiết tính bền

2.3.5 Thiết kế một chi tiết điển hình

Thực hiện thiết kế trên phần mềm chi tiết khung tựa cho người lái

Bước 1: Vào giao diện Sketch để vẽ định dạng profile

Hình 2.10: Vẽ sketch profile

Bước 2: Thoát khỏi Sketch và chọn mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng vẽ sketch trước để vẽ đường dẫn

Hình 2.11: Vẽ sketch đường dẫn

Bước 3: Thoát sketch vẽ đường dẫn và sử dụng lệnh Rib để tạo khối

Hình 2.12: Khối thanh dọc xe

Hình 2.13: Chi tiết hoàn thiện

Hình 2.14: Bộ khung hoàn chỉnh