Thiết kế tổng thể xe buýt gầm thấp Thaco City B60

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC TRUNG THIẾT KẾ TỔNG THỂ XE BUÝT GẦM THẤP THACO CITY B60 Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số: 85.20.11.6 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng, 2019 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN ĐÔNG Phản biện 1: TS PHAN MINH ĐỨC Phản biện 2: HỒ SĨ XUÂN DIỆU Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ Thuật Cơ Khí Động Lực họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 18 tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vấn đề vận tải hành khách công cộng (VTHKCC), giảm ùn tắt nội thành đô thị lớn khơng vấn đề mới, ln tốn khó với nhà quản lý VTHKCC loại hình giao thơng khơng sử dụng phương tiện thuộc sở hữu cá nhân VTHKCC xuất từ sớm, lâu đời phải kể đến xe kéo tay có nguồn gốc từ châu Á, xuất vào khoảng kỷ 18 Hiện nay, Luân Đôn đánh giá thành phố có hệ thống VTHKCC tốt giới Hệ thống tàu điện ngầm Luân Đôn (London Underground) hệ thống tàu điện ngầm lâu đời giới, có niên đại từ năm 1863, vận chuyển triệu lượt khách ngày Bên cạnh mạng lưới xe buýt đánh giá mạng lưới lớn giới với 8.000 xe hoạt động 24/24, vận chuyển triệu lượt khách ngày, gấp đôi so với tàu điện ngầm Ngồi Ln Đơn có hệ thống xe điện giúp vận chuyển khoảng 72.000 người ngày, số loại hình phương tiện khác Nguyên nhân khiến chất lượng phương tiện xe bt cơng cộng giảm sút nhanh chóng yếu tố sau: - Điều kiện vận hành khắc nghiệt: - Cấu hình sản phẩm khơng phù hợp với nhu cầu sử dụng I Mục tiêu nghiên cứu Tính tốn, chọn cấu hình thiết kế bố trí chung xe bt 60 chỗ đáp ứng tiêu chí sau: - Phù hợp với điều kiện vận hành phương tiện vận tải công cộng thành phố lớn: Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh - Công sử dụng ưu việt so với sản phẩm xe buýt hữu - Cấu hình sản phẩm phù hợp, ứng dụng cơng nghệ hệ thống tổng thành nhằm giảm hư hỏng, tăng tuổi thọ sản phẩm - Nội thất, tiện nghi đại, phù hợp với nhu cầu sử dụng hành khách, phù hợp với yêu cầu vận hành doanh nghiệp II Phương pháp sở vật chất phục vụ nghiên cứu 2.1 Phương pháp nghiên cứu:  Phương pháp thu thập thông tin  Phương pháp thu thập thiết kế mơ hình 3D tình tính tốn mơ 2.2 Cơ sở vật chất phục vụ nghiên cứu: - Phần mềm Catia V6 - Phần mềm AVL III Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Đề tài giúp xây dựng phương pháp tổng thể cho việc triển khai thiết kế sơ xe buýt phù hợp với điều kiện vận hành thực tế - Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu đề tài áp dụng vào thực tế sản xuất Công ty cổ phần ô tô Trường Hải nhằm tạo sản phẩm phù hợp với nhu cầu vận tải hành khách công cộng thành phố lớn IV Cấu trúc luận văn Đề tài luận văn: “Thiết kế tổng thể xe buýt gầm thấp Thaco City B60” gồm chương sau: Chương 1: Lịch sử hình thành phát triển hệ thống vận tải hành khách công cộng Chương 2: Thông tin khảo sát thị trường xe buýt việt nam Chương 3: Thiết kế bố trí chung tính chọn sơ hệ thống tổng thành xe buýt Thaco City B60 Chương 4: Tính tốn cấu hình xe Thaco City B60 phần mềm AVL Cruise 2010 Chương 5: Xây dựng mơ hình 3D Catia tính tốn kiểm nghiệm bền Kết luận hướng phát triển đề tài CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG VẬN TẢI HÀNH KHÁCH CÔNG CỘNG 1.1 Hệ thống vận tải hành khách công cộng nước giới VTHKCC loại hình giao thơng khơng sử dụng phương tiện thuộc sở hữu cá nhân VTHKCC xuất từ sớm, người ta cho hệ thống vận chuyển công cộng Nantes (Pháp) vào năm 1826, cựu viên chức xây dựng nhà tắm công cộng ngoại ô lập tuyến xe ngắn chạy từ trung tâm thành phố tới nhà tắm Ở châu Á, lâu đời phải kể đến xe kéo tay xuất vào khoảng kỷ 18, loại hình vận tải hành khách công cộng phổ biến nước Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc… Trải qua 300 năm phát triển, VTHKCC xuất tất thành phố giới với nhiều kiểu loại phương tiện đa dạng: thuyền, xe buýt, BRT, đường sắt cao (metro), tàu điện ngầm, … Hiện nay, Luân Đôn đánh giá thành phố có hệ thống VTHKCC tốt giới Hệ thống tàu điện ngầm Luân Đôn (London Underground) hệ thống tàu điện ngầm lâu đời giới, có niên đại từ năm 1863, vận chuyển triệu lượt khách ngày Bên cạnh mạng lưới xe buýt đánh giá mạng lưới lớn giới với 8.000 xe hoạt động 24/24, vận chuyển triệu lượt khách ngày, gấp đơi so với tàu điện ngầm Ngồi Ln Đơn có hệ thống xe điện giúp vận chuyển khoảng 72.000 người ngày, số loại hình phương tiện khác 1.2 Hệ thống vận tải hành khách công cộng Việt Nam Tại Việt Nam, hệ thống Vận tải hành khách công cộng (VTHKCC) chủ đạo thành phố xe buýt Mặc dù năm gần hệ thống VTHKCC có nhiều cải thiện, nhiên kết đạt cho thấy nhiều hạn chế Tại Hà Nội có khoảng 1.700 tuyến xe buýt hoạt động, đáp ứng 13% nhu cầu lại Tại TP.Hồ Chí Minh có khoảng 3.000 xe buýt, nhiên đáp ứng 10% nhu cầu lại Nguyên nhân khiến chất lượng phương tiện xe buýt công cộng giảm sút nhanh chóng yếu tố sau: - Điều kiện vận hành khắc nghiệt:  Tần suất vận hành xe buýt Thành phố Hà Nội 16 liên tục từ 5h00 sáng đến 21h00 ngày  Phương tiện vận hành thường xuyên chế độ tải (200%)  Khoảng cách lần dừng trạm ngắn, tài xế ln vận hành hệ thống ly hợp hệ thống phanh cường độ cao, gây nhanh mòn bề mặt ma sát  Tốc độ trung bình xe di chuyển thấp, lái xe thường xuyên vận hành số thấp, khiến vòng tua máy cao làm tăng nhiệt độ nước làm mát ma sát cao, ảnh hưởng đến tuổi thọ động - Cấu hình sản phẩm không phù hợp với nhu cầu sử dụng: Các loại xe Buýt hành thành phố lớn đa phần chủng loại xe cũ, sử dụng cơng nghệ lạc hậu như: hệ thống treo khí (nhíp), sàn cao, số sàn, ghế nỉ, khung xương dạng body on frame, phanh tang trống… - Ngoài ra, Ý thức sử dụng phương tiện công cộng phận người dân gây nhiều ảnh hưởng đến việc chất lượng xuống cấp nhanh chóng xe Bus CHƯƠNG 2: THÔNG TIN KHẢO SÁT THỊ TRƯỜNG XE BUÝT TẠI VIỆT NAM 2.1 Dung lượng thị trường xe Buýt năm 2017 2018 - Tổng quan thị trường City Bus 2018 sụt giảm so với 2017: tổng số lượng đăng ký xe buýt năm 2018 đạt 192 xe, năm 2017 thị trường đón nhận tổng cộng 655 xe buýt loại tương quan năm 2018 số lượng xe buýt bán đạt 29% so với năm kề trước - Các dòng xe phân khúc kích thước lớn gần khơng có doanh số, năm 2017 có 39 xe, năm 2018 vỏn vẹn xe thuộc phân khúc 80-90 chỗ đăng ký - Sản phẩm xe buýt sản xuất nước cỡ trung (8,5-9,5m) với sức chứa từ 50-60 chỗ thiếu hụt, phần chất lượng sản phẩm giá không cạnh tranh Khách hàng tập trung sử dụng xe nhập từ Trung Quốc (Daewoo) - Thị trường xe buýt nhỏ (7m-7,5m) phân khúc sôi hoạt động đăng ký xe buýt năm vừa qua, đến 56% xe buýt đầu tư thuộc phân khúc từ 30-40 chỗ (lần lượt 359 xe năm 2018 121 xe năm 2019) có nhiều đối thủ cạnh tranh, nhiên Thaco nắm lợi 2.2 Khảo sát nhu cầu khách hàng thành phố lớn: Hà Nội TP HCM Nhằm thu thập thông tin nhu cầu sử dụng tiếp nhận phản hồi từ thị trường, Đề tài tổ chức khảo sát thăm dò ý kiến thực tế doanh nghiệp vận tải hành khách công cộng lớn Hà Nội vào TP Hồ chí Minh (từ Tháng đến tháng 10/2018) 2.3 Khảo sát số tuyến đường Hà Nội TP HCM 2.3.1 Khảo sát tuyến đường xe buýt từ Nguyễn Công Trứ đến Cung Thiếu Nhi Hà Nội  Tuyến đường chật hẹp, có nhiều đoạn cong gấp, có nhiều nhánh đường nhỏ giao với trục đường lớn  Lưu lượng xe đường đông, đặc biệt city Bus lớn chiếm không gian nên việc lưu thông chậm  Mật độ khách lên xuống xe liên tục đông 2.3.2 Khảo sát tuyến đường xe buýt từ HTX 23/9 đến Chợ Bến Thành  Tuyến đường có nhiều nhánh, chưa phải cao điểm nhiên mật độ lưu thông đường lớn, xe city Bus lớn khó khăn việc di chuyển  Mật độ khách lên xuống liên tục đông Bảng 1: Bảng tổng hợp thông tin yêu cầu từ khách hàng Từ kết khảo sát yêu cầu từ khách hàng tuyến đường vận hành, ta lập nên thông số sơ sau: Hạng mục Thông số sơ Số chỗ 60 (27 chỗ ngồi + tài xế + khu vực người khuyết tật + 31 chỗ đứng) Kích thước Dài x Rộng x Cao =8900 x 2300 x 3100(mm) Sàn xe bước lên sàn Bố trí xe lăn Có Hộp số Sàn Hệ thống treo Độc lập +ECAS Hệ thống phanh Phanh đĩa có ABS/ASR Phanh Điện Từ Khơng có Mặt đầu/ đuối Theo TK Thaco 10 Kính hơng Kính liền có ổ cửa lùa sau 11 Ghế hành khách Ghế nệm Bảng led Đầu đuôi Số cửa 02 cửa khách, cánh trượt ngồi, truyền động khí nén 14 Khoang hành lý Bố trí bên trong, trần xe 16 Giá thành < 1,5 tỷ Stt Hệ Thống Kích thước tổng thể Khung gầm Kiểu dáng 12 13 Các ý kiến khác Bảng 2: Bảng chọn đề xuất thơng tin cấu hình sơ CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG VÀ TÍNH CHỌN SƠ BỘ CÁC HỆ THỐNG TỔNG THÀNH 3.1 Bố trí chung ơtơ Thaco City B60 3.1.1 Xác định khối lượng ô tô Khối lượng thân ô tô xác định cở sở tổng khối lượng cụm tổng thành tọa độ trọng tâm chúng khung xe, từ Ta có khối lượng thân: G0 = 7450 (kg) Xác định phân bố khối lượng thân ô tô lên trục: - lđc khoảng cách tính từ tâm động đến tâm cầu trước, lđc = 6250 (mm) - lhs khoảng cách tính từ tâm hộp số đến tâm cầu trước, lhs = 5450 (mm) - lcđ khoảng cách tính từ tâm đăng đến tâm cầu trước, lcđ = 4850 (mm) - lkv khoảng cách tính từ tâm khung vỏ sàn tơ đến tâm cầu trước, lkv =2500 (mm) - L khoảng cách tính từ tâm cầu sau đến tâm cầu trước, L = 4300 (mm) - lđh khoảng cách tính từ tâm giàn điều hòa đến tâm cầu trước, lđh = 1350 (mm) - lnl khoảng cách tính từ tâm thùng nhiên liệu đến tâm cầu trước, lnl = 5310 (mm) - lbđ khoảng cách tính từ tâm bình điện đến tâm cầu trước, lbđ = 5300 (mm) - lgn khoảng cách tính từ tâm ghế ngồi đến tâm cầu trước, lgn = 2950 (mm) Gñh Gt Gkv Ggn Gs G Gcñ Gbñ nl Ghs Gñc Z2 Z1 1350 2500 2950 4300 4850 5300 5310 5450 6250 Hình 1: Sơ đồ xác định phân bố tải trọng thân tơ Viết phương trình cân mô men: MZ1 = Z2.L – Gbđ.lbđ – Gnl.lnl – Gđc.lđc – Ghs.lhs – Gcđ.lcđ – Gs.ls – Gkv.lkv – Ggn.lgn – Gđh.lđh = Suy ra: Z2 = [Gđc.lđc + Ghs.lhs + Gcđ.lcđ + Gs.ls + Gkv.lkv+ Ggn.lgn + Gđh.lđh + Gnl.lnl + Gbđ.lbđ ]/L Thay số vào ta được: Z2 = 5200 (kg); Z1 = G0 – Z2 = 7450 – 5200 = 2250 (kg) Vậy: Khối lượng thân ô tô phân bố lên trục I: 2250 (kg); trục II: 5200 (kg) Theo tài liệu nhà sản xuất cung cấp số người cho phép chở (kể người lái, phụ xe) (N) xe khách phải đáp ứng quy định theo QCVN 09: 2015/BGTVT N≤ (Gtbmax - G0 - L.V)/Gn Trong đó: - Gtbmax: Khối lượng tồn lớn xe theo quy định, Gtbmax = 12000 (kg) - G0: Khối lượng thân, G0 = 7450 (kg) - L: Khối lượng riêng hành lý xác định theo thể tích khoang chở hành lý, L = 100 (kg/m3) - V: Tổng thể tích khoang chở hành lý (xe khơng có khoang chở hành lý), V = (kg) - Gn: Khối lượng tính tốn cho người, Gn= 65 (kg) Thay số ta có kết quả: N = 70 (người) Từ ta tính chọn số hành khách ô tô thiết kế là: 60 người - Khối lượng 60 người xe: Ghk = 60.65 = 3900 (kg) Vậy ta có khối lượng tồn ô tô theo thiết kế: G = Go + Ghk = 7450 + 3900 = 11350 (kg) 3.1.2 Xác định phân bố khối lượng hành khách ô tơ Ta có sơ đồ phân bố tải trọng tác dụng lên trục sau: Hình 2: Sơ đồ xác định phân bố hành khách tác dụng lên ô tô  Xác định diện tích hữu ích cho người đứng (36 người đứng): Diện tích người đứng: Sđ1 = 0,693 m2, Sđ2 = 0,7332 m2, Sđ3 = 0,195 m2, Sđ4 = 1,0455 m2, Sđ5 = 1,1069 m2, Sđ6 = 0,757 m2 Sđ = (0,693 + 0,7332 + 0,195 + 1,0455 + 1,1069 + 0,757)/36= 0,126 (m2/người).=  Diện tích sàn khách: S0 = 14,19 (m2) Theo Quy chuẩn QCVN 10:2015/BGTVT, số chỗ ngồi xe không nhỏ 14 người ngồi theo diện tích sàn Thiết kế xe có 24 hành khách ngồi, xe đạt yêu cầu theo quy định Viết phương trình cân mơ men: MZ1 = Z2.L – Glx Llx + G1.(L1 + L2+ L3) + G2.(L4 + L5 + L6) + Gc.Lc + Gđ1.Lđ1 + Gđ2.Lđ2 + Gđ3.Lđ3 + Gđ4.Lđ4 + Gđ5.Lđ5 + Gđ6.Lđ6) = Thay số vào ta được: Z2 = 2630 (kg) Vậy, chọn khối lượng hành khách tác dụng lên cầu sau, Z2 = 2630 (k Vậy khối lượng hành khách tác dụng lên cầu trước, Z1 = Ghk - Z2 = 3900 –2630 = 1270 (kg) Bảng 1: Giá trị phân bố khối lượng toàn ô tô: TT Các thành phần khối lượng Trị (kg) số Trục (kg) I Trục (kg) Khối lượng thân ô tô 7450 2250 5200 Khối lượng hành khách 3900 1270 2630 Khối lượng toàn cho phép tham gia giao thông 11350 3520 7830 II 10 3.1 Khối lượng thân (kg) - Phân bố lên trục trước (kg) - Phân bố lên cầu sau (kg) 3.2 Số người cho phép kể người lái (người) Khối lượng hành khách 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 7450 2250 5200 60 (24 chỗ ngồi + 36 chỗ đứng) 3900 Khối lượng tồn cho phép tham gia giao thơng (kg) - Phân bố lên trục trước (kg) - Phân bố lên cầu sau (kg) Khối lượng toàn thiết kế lớn nhà sản xuất (kg) - Phân bố lên trục trước (kg) - Phân bố lên cầu sau (kg) 11350 3520 7830 11350 3520 7830 Thơng số tính chuyển động Tốc độ cực đại xe (km/h) Độ dốc lớn xe vượt đầy tải (%) Thời gian tăng tốc xe từ lúc khởi hành đến đạt quãng đường 200(m) đầy tải (s) Góc ổn định tĩnh ngang xe không tải (độ) Tần số dao động riêng độc lập (đầy tải) - Hệ thống treo trước (lần/phút) - Hệ thống treo sau (lần/phút) Quãng đường phanh xe Jpmax tốc độ 30 (km/h) đầy tải (m) Quãng đường phanh xe Jpmax tốc độ 30 (km/h) không tải (m) 90 39,2 23,34 47,57 78,92 76,45 6,81 6,48 11 4.1 5.1 Gia tốc phanh tốc độ 30 (km/h) đầy tải (m/s2) Gia tốc phanh tốc độ 30 (km/h) không tải (m/s2) Hành lang quay vòng tơ (m) Động Tên nhà sản xuất 5.2 Model 4.8 4.9 6,38 6,69 4,36 Weichai WP4.6NQ220E40 Động 04 kỳ, 04 xi lanh thẳng hàng, làm mát nước, làm mát khí nạp, tăng áp 5.3 Kiểu động 5.4 Loại nhiên liệu Diesel 5.5 Dung tích xy lanh (cm3) 4580 5.6 Tỷ số nén 18:1 5.7 5.8 5.9 Đường kính xi lanh x hành trình piston (mm) Cơng suất lớn /Số vòng quay (kw/v/ph) Mơ men xoắn lớn nhất/Số vòng quay (N.m/v/ph) 5.10 Phương thức cung cấp nhiên liệu 5.1 Vị trí bố trí động khung xe 5.1 Tiêu chuẩn khí thải 7.1 7.2 Ly hợp Hộp số Nhãn hiệu Kiểu loại 108x125 162/2300 800/1200-1800 Phun nhiên liệu điện tử Phía sau Euro Đĩa đơn, ma sát khô Dẫn động thuỷ lực, trợ lực khí nén 5DS80TB Cơ khí, số tiến, số lùi 12 7.3 - Tỷ số truyền hộp số - Mô men xoắn lớn đầu vào hộp số (N.m) Trục đăng I : 6,72; II : 4,03; III : 2,42; IV : 1,54; V : 1,00; R : 6,16 800 Các đăng không đồng tốc, 01 trục 8.1 Nhãn hiệu 8.2 Đường kính trục x bề dày (mm) Ø76x7 8.3 Mô men xoắn cực đại (N.m) 10000 8.4 Tốc độ quay lớn cho phép (v/ph) 3500 8.5 Vật liệu chế tạo Iron 9.1 9.2 9.3 9.4 - Cầu xe Nhãn hiệu + Cầu trước + Cầu sau Kiểu kết cấu + Cầu trước + Cầu sau - Khối lượng cho phép + Cầu trước (kg) + Cầu sau (kg) - Mômen xoắn đầu cho phép cầu sau (N.m) Tỷ số truyền truyền lực 10 Bánh xe 10 Lốp trước (2 lốp) + Cỡ lốp + Áp suất lốp/ Chỉ số khả chịu tải + Chỉ số cấp tốc độ Cầu độc lập Dầm hộp liền 4000 8000 22000 4,33 245/70R19.5 115(Psi)/136 M (130km/h) 13 10.2 10.3 11 Lốp sau (4 lốp) + Cỡ lốp + Áp suất lốp/ Chỉ số khả chịu tải + Chỉ số cấp tốc độ Lốp dự phòng Khơng Hệ thống treo 11 Hệ thống treo trước 11 Hệ thống treo sau 12 Hệ thống phanh 12 245/70R19.5 115(Psi)/134 M (130km/h) Phanh - Kiểu độc lập, bầu (02 cái) giảm chấn thủy lực tác động hai chiều - Khối lượng cho phép tác dụng là: 4000 (kg) - Kiểu phụ thuộc, bầu (04 cái) giảm chấn thủy lực tác động hai chiều, cân - Khối lượng cho phép tác dụng là: 8000 (kg) - Phanh trước: + Kiểu phanh đĩa,dẫn động khí nén + Đường kính đĩa:377mm - Phanh sau: + Kiểu phanh tang trống, dẫn động khí nén + Đường kính x bề rộng má phanh: 360x155mm - Khả chịu tải hệ thống phanh trước sau 4000 (kg) 8000 (kg) - Có trang bị ABS 14 12 Phanh đỗ xe 12 12 Phanh phụ Phanh động đường khí thải Phanh điện từ 3.1 12 3.2 13 13 13 13 13 14 14 14 14 Loại tang trống, khí nén + lò xo tích tác động lên bánh xe sau Đường kính x bề rộng má phanh : 360x155 (mm) Có Khơng Hệ thống lái Nhãn hiệu Kiểu Tỷ số truyền cấu lái Khối lượng cho phép tác dụng (kg) Trục vít-ê cubi, dẫn động khí, trợ lực thủy lực 20,48:1 4500 Khung ô tô Kiểu loại Khung giàn Vật liệu Q345/16MnL Mặt cắt ngang dầm dọc (mm) 60x30x2; 60x50x3; 60x60x3;60x120x5 Khối lượng cho phép tác dụng 12500 lên khung (kg) Dung tích thùng nhiên liệu (lít) 120 15 Kích thước thùng nhiên liệu 600x410x510 (mm) 16 Hệ thống điện: Điện áp chung hệ thống : 24V 16.1 Ắc quy : Số lượng 02 bình, ắc quy loại 12V- 100Ah 16.2 Máy phát: Được nhập từ Trung Quốc, loại 28V -150A 16.3 Động khởi động: Được nhập từ Trung Quốc, loại 24V – 4,5kW 16.4 Còi: Còi điện: 14 15 16.5 Hệ thống chiếu sáng, tín hiệu: Các loại đèn chiếu sáng tín hiệu: STT Loại đèn Số lượng Màu sắc 01 Đèn sương mù phía trước 02 Trắng 02 Đèn vị trí phía trước 02 Trắng 03 Đèn chiếu sáng xa phía trước 02 Trắng 04 Đèn chiếu sáng gần phía trước 02 Trắng Đèn báo rẽ + đèn cảnh báo nguy 05 02 Vàng hiểm phía trước 06 Đèn soi biển số xe 02 Trắng 07 Tấm phản quang 02 Đỏ 08 Đèn lùi 02 Trắng Đèn báo rẽ + đèn cảnh báo nguy 09 02 Vàng hiểm phía sau 10 Đèn phanh đèn vị trí phía sau 02 Đỏ 17 Bố trí khoang khách 17.1 Kích thước, vật liệu chế tạo: Ơ tơ có kết cấu thân vỏ dạng khung xương, bọc tôn Khung xương chế tạo từ thép, mặt bọc lớp tơn, dập định hình căng để tạo dáng 17.2 Kiểu loại kính chắn gió kính cửa sổ: 17.3 Cửa khách: Số lượng: 02 cửa 17.4 Số lượng cửa thoát khẩn cấp: 17.5 Đèn chiếu sáng khoang khách: 17.6 Phương pháp thơng gió, cách âm, cách nhiệt: 17.7 Hệ thống điều hồ nhiệt độ: 17.8 Bố trí khách khách: Ghế ngồi khoang khách bố trí với bước ghế từ 700 mm đến 770 mm, khoảng trống 02 hàng ghế liền kề 680 mm Kích thước ghế đảm bảo quy chuẩn ngành ô tô khách - Việc bố trí hành khách khoang hành khách thực sau: + Dãy bên trái gồm: 05 hàng ghế 02 chỗ ngồi, 01 ghế lái + Dãy bên phải gồm: 04 hàng ghế 02 chỗ ngồi + 01 hàng ghế 05 chỗ cuối khoang khách + 36 chỗ đứng 16 Chương 4: TÍNH TỐN CẤU HÌNH XE THACO CITY BUS B60 TRÊN PHẦN MỀM AVL CRUISE 2010 4.1 Giới thiệu phần mềm AVL Cruise 2010 4.1.1 Tổng quan - Phần mềm AVL Cruise xây dựng phát triển công ty AVL viết theo tiếng Áo Anstalt für Verbrennungskraftmaschinen List AVL Cruise phần mềm xây dựng để phục vụ cho q trình tính tốn mơ tơ, nhằm rút ngắn thời gian tính tốn tối ưu hóa thiết kế tơ - Phần mềm AVL Cruise 2010 có tính sau: + Xây dựng mơ mơ hình hệ thống truyền động lực từ đơn giản đến phức tạp, phần mềm có khả phân tích mơ cho ô tô, xe gắn máy xe đặc biệt + Có thể thực phân tích tính tốn loạt tính xe như: lực kéo, tốc độ, gia tốc, độ vượt dốc, suất tiêu hao nhiên liệu, mức độ phát thải ô nhiễm… + Dựa sở mơ hình xe truyền thống xây dựng nhanh mơ hình xe bt túy xe động lực hỗn hợp (hybrid) + Căn vào tính động lực, tính kinh tế, tiêu chuẩn khí thải thiết lập trước, nhanh chóng tối ưu hóa thơng số hệ thống truyền động lực + Có thể mô kết hợp với hệ thống phần cứng (như: AVL In-Motion, Dspace, ETAS, vv…), đáp ứng nhu cầu phân tích mơ thời gian thực (Real time) trạng thái động xe 4.1.2 Quy trình thiết lập bước tính tốn phần mềm AVL Cruise 2010 4.2 Tính tốn cấu hình xe phần mềm AVL Cruise 2010 4.2.1 Tạo dự án 4.2.2 Thiết lập mơ hình xe 4.2.3 Nhập liệu cho phần mơ hình 4.2.4 Kết nối lượng phần 4.2.5 Kết nối thông tin phần 4.2.6 Tạo thư mục nhiệm vụ 4.2.7 Chạy trình tính tốn 4.2.8 Xuất kết 4.3 Kết luận Sau tính tốn AVL Cruise 2010, ta bảng kết tổng hợp sau: 17 Bảng Bảng tổng hợp kết tính tốn phần mềm AVL Cruise 2010 Đơn STT Hạng mục Giá trị vị Vận tốc cực đại 81.5 [km/h] Gia tốc cực đại 3.3 [m/s2] Độ vượt dốc cực đại 54.43 [%] Nhận xét: Dựa vào bảng 3.1 ta nhận thấy, sử dụng cấu hình tính tốn theo bảng 2.10 cấu hình thực tế chọn theo bảng 2.11 để lắp xe cần thiết kế ta nhận xe với tiêu động lực học hoàn toàn đảm bảo yêu cầu xe cần thiết kế Khi xe có tải 100%: - Vận tốc cực đại 81.5 km/h (đảm bảo yêu cầu theo bảng 2.4) - Độ vượt dốc cực đại 54,43% (đảm bảo theo [7], không nhỏ 20% đầy tải) Do đó, ta nhận thấy cấu hình thực tế chọn hồn tồn phù hợp để lắp xe cần thiết kế CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MƠ HÌNH 3D CATIA VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM BỀN 5.1 Giới thiệu phần mềm Catia 5.1.1 Tổng quan CATIA viết tắt từ cụm từ (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application), có nghĩa “Xử lý tương tác khơng gian ba chiều có hỗ trợ máy tính” Catia phần mềm thương mại phức hợp CAD/CAM/CAE viết ngôn ngữ lập trình C++ hãng Dassault Systemes (Một hãng phát triển phần mềm chuyên dùng thiết kế máy bay) phát triển IBM nhà phân phối toàn giới 5.1.2 Các mơ-đun chức chúng Phần mềm CATIA thiết lập với 170 mô-đun cho mục đích sử dụng khác như: Cơ khí, điện – điện tử, xây dựng, kiến trúc, hàng không, quản lý vòng đời sản phẩm… Với mục đích sử dụng người dùng tìm hiểu chức riêng mơ-đun Đối với ngành khí, sử dụng số mơ-đun sau: - Mô-đun Mechanical Design: 18 - Mô-đun Shape: - Mô-đun Machining: - Mô-đun Machining Simulation: 5.2 Thiết kế bố trí chung khung gầm Hình Bố trí chung khung gầm 5.3 Thiết kế tổng thể Hình Bố trí tổng thể Catia 5.4 Thiết kế mặt sàn Hình Mặt sàn Catia 19 5.5 Thiết kế bố trí khoang lái, khoang khách 5.5.1 Thiết kế bố trí khoang lái Sau có mặt sàn, ta tiến hành thiết kế bố trí khoang lái Khoang người lái phải có kết cấu đảm bảo cho người lái làm việc an tồn, khơng bị ảnh hưởng hành khách, hành lý xe vận hành Kết cấu ghế người lái, hình dáng đệm tựa, đệm ngồi đảm bảo thuận tiện, thoải mái cho người lái cho phép điều chỉnh vị trí ghế lái để đảm bảo tầm nhìn theo [7] Hình Bố trí khoang lái 5.5.2 Thiết kế bố trí khoang khách 5.5.2.1 Mục tiêu - Thiết kế đảm bảo an toàn cho khách vận hành - Diện tích hữu ích dành cho khách đứng khơng nhỏ 0,125 m2 Không gian dành cho khách đứng khơng gian khơng bố trí ghế phía diện tích sàn dành cho khách đứng theo [7] phải đáp ứng yêu cầu sau: + Chiều cao hữu ích không nhỏ 1800 mm + Chiều rộng hữu ích khơng nhỏ 300 mm + Có tay vịn, tay nắm cho khách đứng - Chỗ để xe lăn xe phải phù hợp với yêu cầu sau: + Chiều dài theo chiều dọc xe: 1300 mm + Chiều rộng theo chiều ngang xe: 750 mm + Chiều cao tính từ điểm mặt sàn chỗ để xe lăn: 1500 mm - Các yêu cầu ghế khách lối dọc đảm bảo theo [7] 5.5.2.2 Các phương án bố trí - Phương án 1: 20 Phương án bố trí 21 chỗ ngồi + tài xế + khu vực người khuyết tật + 37 chỗ đứng Hình 5 Phương án - Phương án 2: Phương án bố trí 21 chỗ ngồi + tài xế + khu vực người khuyết tật + 37 chỗ đứng Hình Phương án 5.5.2.3 Nhận xét Sau phân tích hai phương án, ta thấy phương án tối ưu vì: - Đảm bảo theo yêu cầu kỹ thuật [7] - Bố trí nhiều chỗ ngồi hơn, giảm số lượng người đứng, tạo cảm giác thoải mái cho hành khách 5.6 Kiểm nghiệm bền hệ khung xương xe 21 Tải trọng tĩnh tác động lên khung xương bao gồm khối lượng thân khung xương, khối lượng chi tiết, tổng thành khối lượng toàn hành khách, tài xế Để tính bền khung xương xe THACO CITY B60, ta xét trường hợp chịu tải trọng động tính toán từ tải trọng tĩnh với khối lượng tải 200% Hình 7: Mơ hình khung xe Thaco City B60 Catia Điều kiện để khung xương xe đảm bảo độ bền theo thuyết bền biến dạng hình dáng cực đại (Von-Mises) áp dụng vật liệu dẻo là: Ứng suất lớn tải trọng động x ≤ Ứng suất chảy vật liệu Khung chassis THACO CITY B60 sử dụng chủ yếu thép Q345B (tiêu chuẩn GBT 1591- tiêu chuẩn thép Trung Quốc) Q345B thép cán nóng cường độ cao, sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực trội có: Ơ tơ, kết cấu khí…,với thơng số thuộc tính vật liệu sau: - Mơ đun đàn hồi : 210 GPa - Hệ số Poisson : 0,3 - Độ giãn dài : 21% - Giới hạn chảy : 345 MPa - Khối lượng riêng : 7870 kg/m3 Khung body sử dụng chủ yếu thép SAPH440 (tiêu chuẩn JIS G 3101- tiêu chuẩn thép Nhật Bản) SAPH thép cán nóng cường độ cao, sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực trội có: Ơ tơ, kết cấu khí…,với thơng số thuộc tính vật liệu sau: - Mơ đun đàn hồi : 210 GPa - Hệ số Poisson : 0,3 - Độ giãn dài : 30% 22 - Giới hạn chảy : 305 MPa - Khối lượng riêng : 7870 kg/m3 5.6.1 Kết tính tốn trường hợp chịu uốn Khung xương xe bị uốn trọng lượng chi tiết, tổng thành động cơ, hộp số, tài xế, hành khách,… trình xe vận hành Hệ số tải trọng động trường hợp xe chịu uốn 2,5 (Hệ số xét đến mối quan hệ tải trọng xe hoạt động so với tải trọng tỉnh xe trường hợp chịu lực) Qua kết tính tốn phần mềm Hyperworks, ta có ứng suất lớn trường hợp chịu uốn 215,046 (MPa), vị trí chịu ứng suất lớn đế lắp bầu bên phải hệ thống treo sau hình 12 Hình Ứng suất lớn trường hợp khung xương chịu uốn Từ kết tính tốn phần mềm, ta thấy: Ứng suất lớn = 215,046 (MPa) < 345 (MPa) Vậy, khung xe đủ bền trường hợp chịu uốn 5.6.2 Kết tính tốn trường hợp chịu xoắn Khung xương chịu xoắn trường hợp xe qua gò đất cao cho bánh xe trục trước (trục chịu tải tải trọng nhẹ hơn) bị nâng lên khỏi mặt đường Hệ số tải trọng động trường hợp xe chịu xoắn 1,3 Qua kết tính tốn phần mềm Hyperwork, ta có ứng suất lớn trường hợp chịu xoắn 306,578 (MPa), vị trí dầm dọc cầu trước phần chassis hình 13 23 Hình 9: Ứng suất lớn trường hợp chịu xoắn Từ kết tính tốn phần mềm, ta thấy: Ứng suất lớn x hệ số an toàn = 306,578 (MPa) < 345 (MPa) Vậy, khung xe đủ bền trường hợp chịu xoắn 5.6.3 Kết tính toán trường hợp phanh gấp Khi xe phanh, khung xương chịu tác động lực quán tính, làm cho khung xương bị uốn Gia tốc lớn xe phanh 6,38 (m/s2) Qua kết tính tốn phần mềm Hyperwork, ta có ứng suất lớn trường hợp xe bị phanh 212,142 (MPa), vị trí mối ghép phần chassis hình 14 Hình 10: Ứng suất lớn trường hợp phanh Từ kết tính tốn phần mềm, ta thấy: Ứng suất lớn x hệ số an toàn = 212,142 (MPa) < 345 (MPa) Vậy, khung xe đủ bền trường hợp phanh 5.6.4 Kết tính tốn trường hợp xe quay vòng Khi xe quay vòng, khung xương chịu tác động lực quán tính ly tâm, làm cho khung xương bị uốn Bán kính quay vòng trung bình xe 7,409 (m) Tốc độ lớn quay vòng 7,97 (m/s) 24 Qua kết tính tốn phần mềm Hyperwork, ta có ứng suất lớn trường hợp xe quay vòng 216,546 (MPa), vị trí tiếp xúc xương hông mui gần cửa hành khách body hình 15 Hình 11: Ứng suất lớn trường hợp quay vòng Từ kết tính tốn phần mềm, ta thấy: Ứng suất lớn x hệ số an toàn = 216,546 (MPa) < 305 (MPa) Vậy, khung xe đủ bền trường hợp quay vòng Kết luận: Từ kết tính tốn tốn uốn, xoắn, phanh, quay vòng cho thấy khung xương xe CITY B60 đảm bảo độ bền chịu tải 200% với tổng tải trọng 10351Kg KẾT LUẬN Kết đạt đề tài thực sau:  Xây dựng phương pháp tổng thể cho việc triển khai thiết kế sơ xe buýt phù hợp với điều kiện vận hành thực tế  Kết nghiên cứu đề tài áp dụng vào thực tế sản xuất Công ty cổ phần ô tô Trường Hải nhằm tạo sản phẩm phù hợp với nhu cầu vận tải hành khách công cộng thành phố lớn  Hoàn thành hồ sơ thiết kế bố trí tổng thể xe buýt 60 chỗ, bao gồm:  Số liệu điều tra, khảo sát thị trường 02 thành phố lớn: Hà nội & TP.HCM  Bản vẽ thiết kế bố trí chung xe buýt 60 chỗ  Bộ danh mục tài liệu kỹ thuật vẽ linh kiện ... 7830 II 3.1.3 Hình vẽ tổng thể tơ THACO CITY B60 Hình 3: Hình tổng thể tơ THACO CITY B60 3.2 Đặc tính kỹ thuật ô tô Thaco City B60 Bảng Thông số kỹ thuật ô tô THACO CITY B60 TT Thông tin chung... Simulation: 5.2 Thiết kế bố trí chung khung gầm Hình Bố trí chung khung gầm 5.3 Thiết kế tổng thể Hình Bố trí tổng thể Catia 5.4 Thiết kế mặt sàn Hình Mặt sàn Catia 19 5.5 Thiết kế bố trí khoang... Thiết kế tổng thể xe buýt gầm thấp Thaco City B60 gồm chương sau: Chương 1: Lịch sử hình thành phát triển hệ thống vận tải hành khách công cộng Chương 2: Thông tin khảo sát thị trường xe buýt