Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe tải hyundai HD72

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ XE CỨU HỘ TRÊN CƠ SỞ XE TẢI HUYNDAI HD72 Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Số thẻ sinh viên : TS NGUYỄN VĂN ĐÔNG NGUYỄN TẤN ĐẠT 103150030 Đà Nẵng, 2020 Thiết kế xe cứu hộ sở xe Hyundai HD72 TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH VẼ DANH SÁCH KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11 1.1 Nhu cầu sử dụng xe cứu hộ giới 11 1.2 Nhu cầu sử dụng xe cứu hộ Việt Nam 12 Chương PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 14 2.1 Phân tích lựa chọn phương án cứu hộ 14 2.1.1 Phương án cứu hộ xe bị nạn sàn 14 2.1.2 Phương án cứu hộ xe bị nạn nâng thuỷ lực 15 2.1.3 Phương án cứu hộ xe bị nạn sàn xe có gắn cần cẩu 15 2.2 Phân tích lựa chọn xe sở 17 2.2.1 Thông số kỹ thuật xe Hyundai HD72 17 2.2.2 Giới thiệu hệ thống cấu thành xe Hyundai HD72 21 2.2.2.1 Động 21 2.2.2.2 Hệ thống bôi trơn 22 2.2.2.3 Hệ thống làm mát 22 2.2.2.4 Hệ thống nhiên liệu 22 2.3.2.5 Hệ thống truyền lực 23 2.3.2.6 Hệ thống phanh 23 2.3.2.7 Hệ thống lái 24 2.3.2.8 Hệ thống treo 24 2.3.2.9 Hệ thống điện 25 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE CỨU HỘ SÀN TRƯỢT 26 3.1 Thiết kế sàn trượt xe cứu hộ 27 3.1.1 Các cụm chi tiết sàn xe 27 3.1.2 Tính tốn trọng lượng sàn xe 30 3.1.3 Tính bền sàn xe 33 3.2 Tính tốn cụm tời kéo 41 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế xe cứu hộ sở xe Hyundai HD72 3.2.1 Chọn động thủy lực 47 3.2.2 Tính tốn hộp giảm tốc 50 3.2.3 Tính tốn trục 55 3.3 Tính tốn hệ dẫn động sàn trượt 63 3.4 Xác định thơng số xe sau tính tốn 65 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE TẢI HUYNDAI HD72 67 4.1 Xác định tọa độ trọng tâm 68 4.2 Tính tốn động lực học ô tô cứu hộ sàn trượt 69 4.2.1 Các thông số tính tốn 70 4.2.2 Xây dựng đồ thị đặc tính tơ sau thiết kế 70 4.3 Tính ởn đinh củ a ô tô không tải 83 4.3.1 Tính ổn đinh doc̣ 83 4.3.2 Tính ởn định ngang 85 4.4 Tính ởn định ô tô có tải 88 4.4.1 Khi xe trường hợp ổn định dọc tĩnh 88 4.4.2 Khi xe trường hợp ổn định dọc động 89 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế xe cứu hộ sở xe Hyundai HD72 LỜI NÓI ĐẦU Hiện với phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật, lượng phương tiện giao thông lưu hành ngày lớn Mặc dù hệ thống hạ tầng sở giao thông ngày nâng cấp số vụ tai nạn hàng ngày xảy nhiều Bên cạnh chất lượng xe lưu hành Việt Nam khơng cịn đảm bảo đa số xe cũ, nên việc xe gặp cố đường thường hay xảy Những lúc thế, với hệ thống giao thông Việt Nam, đặc biệt đường thành thị việc tất yếu xảy ắch tắc giao thông Việc nhanh chóng giải tỏa ắch tắc giao thơng sau xảy tai nạn, hay xe gặp cố đường vấn đề đặt ra, sở loại phương tiện cứu hộ giao thơng đời để đáp ứng nhu cầu Xe cứu hộ giao thông chế tạo với nhiều chủng loại kích cỡ để đưa loại phương tiện bị tai nạn, hay gặp cố khỏi vùng ắch tắc giao thông, đưa trạm sửa chữa bảo hành Hiện nay, kinh tế nước ta phát triển nhanh, với hội nhập kinh tế giới, công nghiệp ôtô đà phát triển mạnh mẽ, thể đầu tư mở rộng nhanh chóng cơng ty ơtơ như: TOYOTA, DEAWOO, NISSAN, HYUNDAI, FORD, Do lượng xe tham gia giao thông tăng đáng kể, theo phát sinh vấn đề tai nạn giao thông cứu hộ giao thông Dựa sở tìm hiểu nhu cầu xe cứu hộ giao thông nay, với hướng dẫn thầy TS Nguyễn Văn Đông, em giao đề tài “Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72” làm đề tài tốt nghiệp Nội dung trình bày thuyết minh đồ án gồm phần sau: Phần 1: Trình bày tởng quan đề tài nghiên cứu Phần 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế xe cứu hộ Phần 3: Tính tốn thiết kế xe cứu hộ SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế xe cứu hộ sở xe Hyundai HD72 Phần 4: Tính tốn đặc tính động học động lực học xe Sau thời gian nghiên cứu, làm việc đến đồ án em hoàn thành, xong khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý hồn thiện đề tài thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Đơng tận tình giúp đỡ em thời gian qua ! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 10 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Nhu cầu sử dụng xe cứu hộ giới Những thập niên gần giới chưa có mật độ lưu hành xe ô tô lại dày đặt đến Lưu lượng xe nhiều hỏng hóc, tai nạn theo xu hướng mà tăng lên Nguyên nhân chủ quan có khách quang có Vì lúc này, công tác cứu hộ giao thông trở nên cần thiết hết Xe cứu hộ giao thông loại xe chuyên dụng gồm xe sở cấu cơng tác Xe sở đầu xe tải hạng nhẹ, xe ben, hay đầu xe có động cơng suất lớn Các cấu cơng tác gồm có tời móc kéo, nâng thủy lực, cần cẩu Để cứu hộ xe cứu hộ trang bị thêm dụng cụ bảo dưỡng, sửa chữa, dụng cụ cắt, phá hay đồ y tế Các loại xe cứu hộ cỡ lớn thường có cấu dây cáp, móc kéo lớn để cứu hộ loại xe đường trường gặp tai nạn rơi xuống vực, hố Các loại xe cứu hộ cỡ nhỏ thường sử dụng chủ yếu thành phố, đường thành thị Hiện giới có nhiều loại xe cứu hộ giao thơng chế tạo sản xuất Tùy vào kết cấu phương án cứu hộ mà xe cứu hộ sử dụng trường hợp khác nhau, bao gồm số nhóm xe sau: - Xe cứu hộ hạng nhẹ: Loại sử dụng xe sở 2.5 tấn, cứu hộ sức nâng tấn, mức tải kéo tối đa với xe tải tấn, với xe chở khách 25 chỗ ngồi Khi cứu hộ loại xe sử dụng tời kéo để lật xe nâng xe lên độ cao định, sau nâng đưa vào gầm xe, cố định bánh xe kéo Tốc độ chuyển động kéo xe cao, xe bị nạn chuyển động ổn định mà không cần điều khiển người lái Loại xe cứu hộ xe bị nạn, thường sử dụng phạm vi đường thành thị Nhược điểm xe không cứu hộ xe bị hỏng bốn bánh, hỏng hệ thống truyền lực hai bánh sau, xe có hộp số tự động Phạm vi hoạt động nâng thuỷ lực bị hạn chế, không hoạt động nâng co gọn vào thân xe - Xe cứu hộ hạng trung: Sử dụng loại xe sở tấn, cứu hộ sức nâng tấn, tời kéo 10 tấn, kéo xe 45 chỗ Xe sử dụng tời kéo để lật nâng xe Với xe khơng bị lật nâng thủy lực mở ra, đưa xướng gầm xe nhấc xe lên, cố định bánh xe kéo Khi khơng hoạt động nâng gấp sát vào thân xe Với kết cấu hình có tời kéo xe không sử dụng để cứu hộ xe bị nạn lao xuống vực độ vươn tay cẩu SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 11 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 - Xe cứu hộ hạng lớn: Sử dụng loại xe sở 11 tấn, trang bị đầy đủ thiết bị trợ lực hơi, kéo 15 tấn, tời kéo 15 tấn, kéo xe tải 15 trở lên Về loại xe có kết cấu hoạt động giống xe cứu hộ cỡ trung, tăng sức tải Loại xe dùng để cứu hộ trường hợp khó khăn, xe bị nạn có khối lượng lớn - Xe cứu hộ hạng siêu trọng: Xe cứu hộ loại siêu trọng dùng để cứu hộ máy cơng trình, xe container, xe cần cẩu Loại xe sử dụng để cứu hộ trường hợp đặc biệt khó khăn xe bị rơi xuống vực, rơi xuống sông, trường hợp cần sức kéo lớn Sử dụng xe sở 10 trở lên, tời kiểm soát riêng rẽ, cứu hộ kéo xe tải vài chục trở lên Cơ cấu công tác xe sử dụng hệ điều khiển thuỷ lực Bộ tời kéo có sức nâng lớn có tay cẩu vươn xa nên cứu hộ xe bị nạn lao xuống vực Nguyên lý hoạt động sử dụng tời kéo để lật nâng xe Càng nâng thuỷ lực đưa xuống gầm xe, nâng lên kéo xe 1.2 Nhu cầu sử dụng xe cứu hộ Việt Nam Xe cứu hộ giao thông loại xe chuyên dụng gồm xe sở cấu cơng tác Xe sở đầu xe tải hạng nhẹ, xe ben, hay đầu xe có động cơng suất lớn Các cấu cơng tác gồm có tời móc kéo, nâng thủy lực, cần cẩu Để cứu hộ xe cứu hộ trang bị thêm dụng cụ bảo dưỡng, sửa chữa, dụng cụ cắt, phá hay đồ y tế Các loại xe cứu hộ cỡ lớn thường có cấu dây cáp, móc kéo lớn để cứu hộ loại xe đường trường gặp tai nạn rơi xuống vực, hố Các loại xe cứu hộ cỡ nhỏ thường sử dụng chủ yếu thành phố, đường thành thị Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ khơng cần hệ thống cáp, móc kéo mà cần có kéo, số xe cịn có sàn để xe, cứu hộ xe cỡ nhỏ bị tai nạn lúc Hiện nay, lượng xe lưu hành Việt Nam tăng nhanh, theo dịch vụ cứu hộ giao thông ngày nhiều Hầu hết xưởng bảo dưỡng, sửa chữa hay gara ôtô lớn có xe cứu hộ, xe cỡ nhỏ, tầm hoạt động hạn chế, số lượng xe Hiện có số trung tâm cứu hộ giao thông hoạt động với qui mô lớn, chuyên nghiệp phạm vi rộng như: Bảo Việt, Cứu hộ 116, Vai trị xe cứu hộ giao thơng đơn đưa xe bị nạn nhanh chóng sở sửa chữa ảnh hưởng loại xe tới vấn đề kinh tế, xã hội, giao thông nhỏ Yêu cầu với loại xe tính động trang bị đầy đủ thiết bị cứu hộ cần thiết Thị trường ôtô Việt Nam phát triển vài năm trượt lại đây, lượng xe ôtô tăng lên đáng kể nhiên lượng xe cũ nhiều Để tận dụng, xe cũ SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 12 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 lại cải tiến sửa chữa, lưu hành lại thường xuyên hoạt động tình trạng tải Do việc xe gặp cố đường việc thường xuyên xảy ra, gây nên tình trạng ắch tắc giao thơng đồng thời ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế sản xuất chủ xe Sự tăng trưởng nhanh số lượng phương tiện kết cấu sở hạ tầng chưa kịp phát triển theo làm nảy sinh nhiều vấn đề: bất tiện lại; tình trạng ùn tắc giao thông lúc cao điểm chưa giải quyết; đặc biệt nghiêm trọng vấn đề tai nạn giao thơng; Có thể số thống kê cụ thể để thấy tình trạng an tồn giao thông Theo số liệu Tổng Cục Thống kê, năm 2017, địa bàn nước xảy 20.280 vụ tai nạn giao thơng Trong đó, bao gồm 9.770 vụ tai nạn giao thơng từ nghiêm trọng trở lên 10.310 vụ va chạm giao thông, làm 8.279 người chết; 5.587 người bị thương 11.453 người bị thương nhẹ [6] Trong vụ tai nạn giao thơng chưa có biện pháp cụ thể để ngăn ngừa, việc giải vụ tai nạn xảy cần đề cập đến Trong thành phố, vụ tai nạn giao thông xảy ra, đặc biệt tai nạn ôtô thường gây nên ùn tắc giao thông, gây nhiều ảnh hưởng đến lại phương tiện khác hoạt động kinh tế, sản xuất Vấn đề đặt cần có biện pháp nhanh chóng giải tỏa ắch tắc giao thơng đưa xe bị nạn, gặp cố khỏi vùng ắch tắc, hay nơi bảo dưỡng sửa chữa Từ xe cứu hộ biện pháp hữu hiệu để giải vấn đề - Những lý chọn đề tài thiết kế xe cứu hộ: Trong đời sống xã hội ngày nay, ngành giao thông vân tải phát triển, phương tiện giao thông ngày đa dạng, phong phú để đáp ứng cho nhu cầu sử dụng người xã hội đại Trong trình di chuyển phương tiện tơ nói chung có sư cố ngồi ý muốn hỏng hóc, tai nạn xảy cách bất ngờ Vì xe cứu hộ giải pháp tối ưu trường hợp hiểm nghèo Để đáp ứng với thực trạng giao thông xu hướng lượng xe ô tô ngày tăng tương lai xe cứu hộ đời đóng vai trị quan trọng Ngồi yêu cầu công dụng chứng minh thực tế xe cứu hộ xe cứu hộ cần phải cải tiến phát triển mặt kỹ thuật, công suất, chức đa dạng để kịp thời cứu hộ trường hợp nguy cấp, giảm thiểu tình trạng ắch tắc giao thơng tăng tính kinh tế cho đất nước Do đó, thiết kế xe cứu hộ vấn đề cấp thiết khơng việt Nam mà cịn tồn giớ, đề tài “Thiết kế xe cứu hộ” phù hợp với thực tiễn SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 13 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Chương PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Phương án cứu hộ đưa tuỳ thuộc vào kết cấu trang bị xe cứu hộ Căn vào ưu, nhược điểm phương án cứu hộ đa dạng, có nhiều phương án khác nhau… 2.1 Phân tích lựa chọn phương án cứu hộ 2.1.1 Phương án cứu hộ xe bị nạn sàn Hình 2.1 Phương án chở xe bị nạn sàn xe 1- Sát-xi; 2- Tời kéo; 3- Xe bị nạn; 4- Sàn mở; 5- Gối chặn Phương pháp: Xe bị nạn đưa nên sàn xe cứu hộ, cố định sàn sau đưa nơi sửa chữa Các xe cứu hộ có hệ thống sàn trượt để đưa xe lên xuống Hiện Việt Nam chủ yếu sử dụng loại xe Ưu điểm: - Xe bị nạn đưa lên sàn xe cách dễ dàng; - Các thao tác nhẹ nhàng; Có thể di chuyển với tốc độ cao; Phù hợp để cứu hộ xe có gầm thấp; - Có khả di chuyển khoảng đường dài [liên tỉnh]; Sử dụng cấu thủy lực nên giá thành rẻ loại xe cứu hộ khác SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 14 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Nhược điểm: Chỉ chở xe kích thước sàn bị giới hạn; Làm việc khơng ởn định địa hình khơng phẳng - 2.1.2 Phương án cứu hộ xe bị nạn nâng thuỷ lực Hình 2.2 Kéo xe nâng thuỷ lực 1- Xe cứu hộ; 2- Tời kéo; 3- Càng nâng; 4- Xylanh thủy lực; 5- Xe bị nạn Phương pháp: Bộ tời kéo lật xe nâng xe lên Càng nâng đưa xuống phía gầm xe bị nạn nâng lên độ cao 20cm đến 25 cm phần đầu đuôi xe bị nạn Hai lốp xe cố định sau kéo nơi sửa chữa Ưu điểm: - Các thao tác nhẹ nhàng; - Có thể kéo xe bị hỏng hệ thống tryền động; - Xe kéo chuyển động ởn định; - Có thể di chuyển với tốc độ cao; - Sử dụng hết khả tải xe Nhược điểm: - Không kéo xe khả di chuyển Do xe có nhiều hệ thống thủy lực kết cấu phức tạp nên cần yêu cầu độ xác gia công cao; - Sử dụng nhiều cấu thủy lực nên giá thành cao 2.1.3 Phương án cứu hộ xe bị nạn sàn xe có gắn cần cẩu - Các trung tâm cứu hộ cịn có loại xe cứu hộ kết hợp vừa chở xe sàn có gắn cần cẩu cứu hộ Sàn trượt sàn mở đưa xe lên lưng xe cứu hộ SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 15 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Trong đó: D: Nhân tố động lực học ô tô Pk: Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động [N] Pω: Lực cản khơng khí [N] G: Trọng lượng tồn tơ thiết kế [N] Me: Momen xoắn động It : Tỉ số truyền hệ thống ηt : Hiệu suất tỉ số truyền hệ thống truyền lực Qua biểu thức (5.22) ta có nhận xét sau đây: Nhân tố động lực học ô tô thể khả ô tô thắng lực cản tổng cộng khả tăng tốc Khi ô tô chuyển động ổn định nghĩa gia tốc j = giá trị nhân tố động lực học lực cản tổng cộng đường ( D = ψ ) Cũng ô tô chuyển động gia tốc j = đường i = giá trị nhân tố động lực học lực cản lăn, nghĩa D = f, giá trị có tơ chuyển động số truyền cao hộp số động làm việc chế độ tồn tải, ta nhận vận tốc lớn ô tô vmax Giá trị nhân tố động lực học ô tô lớn Dmax tương ứng với sức cản đặc trưng mặt đường đặc trưng hệ số cản tổng cộng lớn tỉ số truyền thấp hộp số ψmax Các giá trị nhân tố động lực học D = ψ, Dmax vận tốc lớn ô tô vmax tiêu đặc trưng cho tính chất động lực học tơ chuyển động (ổn định) Thay số liệu vào công thức (4.18) ta giá trị nhân tố động lực học (D) theo theo tốc độ chuyển động tơ Ta có cơng thức tính lực cản lăn theo vận tốc ô tô: [1] f = f0  ( + v2 1500 ) (4.19) Theo [2], với xe tải đường nhựa bê tơng ta có f 0= 0.012 ÷ 0.015, ta chọn f0 = 0.015 Từ (4.19) suy ra:  v2  f = 0,015 1 +   1500  SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 80 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Bảng 4-7 Giá trị nhân tố động lực học ứng với tay số v1[m/s] 0,385 0,770 1,154 1,539 1,924 2,309 2,693 3,078 3,463 3,848 4.5 D1 v2[m/s] D2 v3[m/s] D3 v4[m/s] D4 v5[m/s] D5 2,410 0,645 1,437 1,218 0,761 2,070 0,446 2,867 0,320 2,861 1,291 1,706 2,435 0,902 4,140 0,525 5,734 0,371 3,238 1,936 1,929 3,653 1,018 6,210 0,587 8,601 0,406 3,538 2,581 2,108 4,871 1,109 8,280 0,631 11,469 0,424 3,764 3,226 2,241 6,088 1,175 10,350 0,659 14,336 0,426 3,914 3,872 2,329 7,306 1,217 12,421 0,668 17,203 0,411 3,988 4,517 2,372 8,524 1,233 14,491 0,661 20,070 0,380 3,987 5,162 2,370 9,742 1,225 16,561 0,636 22,937 0,333 3,911 5,808 2,322 10,959 1,191 18,631 0,594 25,804 0,269 3,760 6,453 2,229 12,177 1,133 20,701 0,535 28,672 0,188 D 3.5 2.5 1.5 0.5 V[km/h] 10 15 D1 D2 20 D3 25 D4 28.67 30 35 D5 Hình 4.5 Đồ thị nhân tố động lực học 4.2.2.5 Xây dựng đồ thị gia tốc ô tô Gia tốc ô tô theo [2] xác định theo công thức: j= dv g = ( D −  ) dt i (4.20) Trong đó: J: Gia tốc tơ SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 81 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 D: Nhân tố động lực học ô tô ψ: Hệ số cản tổng cộng đường δi: Hệ số tính đến tính đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay Hệ số δi xác định theo công thức kinh nghiệm sau: i = + 1  ih2 + 2 Các hệ số δ1 δ2 có giá trị gần sau: 1  2  0.5 Suy ra: δi = 1.05 + 0.05 × ih2 Do ta xét xe tăng tốc mặt đường nằm ngang nên (4.21)   v2  v2  f = f  1 +  = 0.015  1 +   1500   1500  (4.22) Thay công thức (5.15) công thức (5.16) vào công thức (5.14) ta được:   dv  v2   g j= =  D − 0.015  1 +     dt   1500    1.05 + 0.05  i hi  (4.23) Thay số liệu vào công thức (4.23) ta bảng giá trị gia tốc (j) ô tô thay đổi theo tốc độ (v) ô tô chuyển động tay số trình bày bảng 4-8 v1[m/s] Bảng 4-8 Giá trị gia tốc ô tô thay đổi theo tốc độ J1 v2[m/s] J2 v3[m/s] J3 v4[m/s] j4 v5[m/s] J5 0,38 9,41 0,65 8,91 1,22 6,12 2,07 3,83 2,87 2,76 0,77 17,85 1,29 13,88 2,44 7,90 4,14 4,64 5,73 3,31 1,15 26,47 1,94 17,07 3,65 9,14 6,21 5,33 8,60 3,63 1,54 31,42 2,58 19,08 4,87 10,22 8,28 5,75 11,47 3,80 1,92 34,18 3,23 20,80 6,09 10,84 10,35 6,00 14,34 3,82 2,31 36,43 3,87 21,62 7,31 11,22 12,42 6,09 17,20 3,68 2,69 37,12 4,52 22,02 8,52 11,37 14,49 6,02 20,07 3,39 3,08 37,11 5,16 22,00 9,74 11,29 16,56 5,79 22,94 2,95 3,46 36,40 5,81 21,55 10,96 10,98 18,63 5,40 25,80 2,35 3,85 34,98 6,45 20,68 12,18 10,43 20,70 4,84 28,67 1,60 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 82 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 J 60.00 50.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 V[Km/h] 0.00 0.00 5.00 10.00 15.00 J1 J2 25.00 20.00 J3 J4 28.67 30.00 35.00 J5 Hình 4.6 Đồ thị gia tốc 4.3 Tính ởn đinh củ a tơ khơng tải 4.3.1 Tính ởn đinh doc̣ + Khi xe lên dốc SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 83 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Hình 4.7 Sơ đồ tính tốn ổn định dọc xe lên dốc Trường hợp xe lên dốc với tốc độ nhỏ ta xem lực qn tính P j, lực cản gió P, lực cản ma sát Pf nhỏ Pj = 0, P = 0, Pf = Ở ta xét ln trường hợp khơng có kéo móc, Pm = Theo [2] Ta xác định góc dốc giới hạn xe chuyển động lên dốc bị lật: b (4.24) tgαđ = hg Trong đó: α– Góc dốc giới hạn b – Khoảng cách từ trọng tâm xe đến trục bánh sau; b = 1407 [mm] hg – Chiều cao trọng tâm xe; hg = 1308 [mm]  = arctg SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông b 1407 = arctg = 4705' hg 1308 84 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 + Khi xe xuống dốc Hình 4.8 Sơ đồ tính tốn ổn định dọc xe xuống dốc Trường hợp xe chuyển động xuống dốc với tốc độ nhỏ chuyển động ổn định ta xác định góc dốc giới hạn là:  = arctg a 2327 = arctg = 60039' hg 1308 Dựa vào kết tính tốn ta chọn góc dốc giới hạn 4.3.2 Tính ởn định ngang SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 85 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 4.3.2 Tính ởn định ngang y R Plt Z1 G Hg B Z2 y Hình 4.9 Sơ đồ tính tốn tính ổn định ngang ô tô Theo điều kiện ổn định lật đỗ ngang góc dốc giới hạn mặt đường xác định theo công thức: B (4.25) tgβ = 2hg Trong đó: β – Góc dốc giới hạn lật ngang, góc tơ mặt đường B – Khoảng cách bánh sau hg – Chiều cao trọng tâm xe Do đó:  = arctg B 1495 = arctg = 290 44' 2h g 2.1308 Khi tơ chuyển động quay vịng, xuất lực qn tính ly tâm làm xe bị lật ngang Theo [2] lực ly tâm có giá trị là: G.v2n Plt = g.R Trong đó: SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 86 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 G – Khối lượng xe g – Gia tốc trọng trường g = 9.81 [m/s2] – Vận tốc giới hạn xe chuyển động đường dốc ngang R – Bán kính quay vịng xe R = 7.3 [m] Mặt khác – Theo [2] hướng nghiêng đường ngược phía với trục quay vịng vận tốc nguy hiểm xe bị lật đổ là: =  C.h g  g.R  − tg    C.tg 1+ 2.h g (4.6) Trong đó: C– Khoảng cách bánh sau β– Góc nghiêng mặt đường β= 29044’ 9,81.7, Do vậy:  1, 495.1, 308 1+ = − tg29 44 ' 1, 495.tg29044 ' 2.1, 308 = 4,68 [m/s] - Theo [2] hướng nghiêng đường phía với trục quay vịng vận tốc nguy hiểm xe bị lật đổ  C.h  g.R + tg = C.tg 1− 2.h = 9,81.7,  1, 495.1, 308 + tg29 44 ' 1, 495.tg29044 ' 1− 2.1, 308 = 12,8 [m/s] Như với góc nghiêng β = 29044’ giới hạn xe chạy quay vòng đường nghiêng ngược với hướng quay vòng với vận tốc giới hạn để không bị lật là: = 4,68 [m/s] SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 87 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 4.4 Tính ởn định tơ có tải 4.4.1 Khi xe trường hợp ổn định dọc tĩnh G g h z z c a o2 b L Hình 4.10 Sơ đồ lực xe trượt trường hợp ổn định dọc tĩnh Lấy mômen O2 : M02=  Z1.L- G.b - g.c=  Z1 = G.b + g.c L Trong đó: - G = 6900 [KG]- Trọng lượng tồn tải - L = 3735 [mm]- Chiều dài sở xe - g = 1750 [kG]- Trọng lượng than xe bị nạn - c = 480 [mm]- Khoảng cách từ trọng tâm xe bị nạn đến trục sau xe kéo Xe kéo bắt đầu bị lật Z1= 0.Thay vào công thức ta được: Z1 = 6900.1407 + 480.1750 = 2824 [KG] 3735 Như vậy, trường hợp xe thoả mãn điều kiện ổn định dọc tĩnh SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 88 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 4.4.2 Khi xe trường hợp ổn định dọc động Hình 4.11 Sơ đồ lực xe trường hợp ổn định dọc động Ta coi xe sàn trượt khối thống Do xe chuyển động chậm ổn định nên ta coi như: - Lực cản khơng khí Pw= - Lực cản lên dốc (lực cản quán tính) Pj= Theo cơng thức tính hợp lực phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe [2] ta có: Z1 = ( G.cos  + g.cos  ) ( b − f.rb ) − ( G.sin  + g.sin  ) h g L Trong α= 20o51’: Là góc dốc giới hạn tơ Được tính dựa % vượt dốc lý thuyết ô tô 38,1% G: Trọng lượng xe cứu hộ g: Trọng lượng xe bị nạn hg: Chiều cao trọng tâm L: Chiều dài sở f: Hệ số cản lăn rb: Bán kính làm việc trung bình xe Xe bị lật quanh O2 lực Z1= Thay số vào biểu thức ta có: (6900.cos20 + 1750.cos20 ).(1470 − 0,015.370) − ( 6900.sin 20 + 1750.sin 20 ).1308 = 2013 Z = 0 3735 Do đó: Z1 = 2013 # Như xe đủ điều kiện ổn định dọc SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 89 [KG] Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Dưới bảng thống kê thông số ô tô cứu hộ Hyundai HD72 Bảng 4-9 Thông số kỹ thuật ô tô cứu hộ Hyundai HD72 Thơng số TT Đơn vị Ơ tơ (trước thiết kế) Ô tô thiết kế (Sau thiết kế) Thông số chung 1.1 Loại phương tiện - Ơ tơ tải Ơ tô chở ô tô 1.2 Nhãn hiệu, số loại phương tiện - HUYNHDAI HD72 HUYNHDAI HD72 1.3 Công thức bánh xe - CASUMINA CASUMINA Thơng số kích thước mm 5.770 x 2.170 x 2.290 4.880 x 2.030 x 390 3735 2.3 Kích thước bao: Dài x Rơng x Cao Kích thước lột thùng: Dài x Rơng x Cao Chiều dài sở 2.4 Vết bánh xe trước/sau mm 1650/1495 2.5 Vết bánh xe sau phía ngồi mm 1536 2.6 Chiều dài đầu xe / đuôi xe mm 1085/1650 1085/1650 2.7 Khoảng sáng gầm xe mm 235 235 Thông số trọng lượng kG kG kG 3115 1620 1495 4221 - Người (kG) 03(195) 03(195) 3500 7200 2600 4600 1750 km/h 115 103,22 2.1 2.2 mm mm 6953x2200x2290 5185x2200x1228 3735 3.2 Trộng lượng thân: + Phân bố lên trục trước + Phân bố lên trục sau Số người cho phép kể ngườ lái 3.3 Tải trọng kG 3.4 Trộng lượng tồn tơ: + Phân bố lên trục trước + Phân bố lên trục sau kG kG kG Thơng số tính chuyển động 4.1 Tốc độ cực đại ô tô 4.2 Độ dốc lớn ô tô vượt % - 38,1 4.4 Bán kính quay vịng nhỏ m 7,3 7,3 3.1 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 6900 2600 4300 91 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Động 5.1 5.2 Tên nhà sản xuất, kiểu loại động Loại nhiên liệu, số kỳ, số xy lanh, cách bố trí xy lanh, phương thức làm mát 5.3 Dung tích xy lanh 5.5 5.8 Đường kính xy lanh x Hành trình mm piston Công suất lớn / Tốc độ kW(HP)/ quay (v/ph) Moomen xoắn lớn / Tốc dộ N.m(kG quay m)/(v/ph) Phương thức cung cấp nhiên liệu - Ly hợp 6.1 Kiểu loại - 01 đĩa, ma sát khô 6.2 Dẫn động ly hợp - Thủy lực, trợ lực chân không Hộp số 7.1 Kiểu loại 7.3 Số truyền tay số - Cơ khí, số sàn, số tiến, số lùi ih1=5,380/ih2=3,208/ 5.6 5.7 - HUYNDAI HD72 Động diesel kỳ, xy lanh thẳng hàng, làm mát nước cm3 3907 104x115 130/2900 372/1800 Phun trực tiếp, bơm cấp ih3=1,700/ih4=1,000/ ih5=0,722 / iR=5,38 Cầu sau: (chủ động) 8.1 Tỷ số truyền Vành bánh xe lốp 9.1 9.2 - i0 = 5,428 Trục 1: + Ký hiệu, kích thước - 7.50-16(7.50R16) Trục 2: + Ký hiệu, kích thước lốp - 7.50-16(7.50R16) Bảng 4-10 Thông số kỹ thuật sàn trượt Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Kích thước thùng DxRxC 5185x2200x1228 mm Khối lượng chở tối đa Qh 2484 KG Trọng lượng sàn Gs 1106 KG TT SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 92 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Bảng 4-11 Thông số kỹ thuật cụm tời kéo Thông số TT Ký hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài Ltk 820 mm Chiều cao Htk 530 mm Chiều rộng Btk 540 mm Lực kéo tối đa Fk 13,656 kN Đường kính cáp sử dụng dc 10 mm Tốc độ cáp Vc m/phút Chiều dài cáp lc 40 m SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 93 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 KẾT LUẬN - Xe cứu hộ thiết kế đảm bảo thơng số u cầu: + Kích thước bao xe: 6953x2200x2290 + Kích thước lột thùng xe: 5185x2200x1228 + Trọng lượng toàn xe sau thiết kế: 6900 [KG] + Xe đạt tốc độ lớn 104 [km/h] + Xe có khả vượt qua độ dốc có sức cản tởng cộng (ψ) khơng nhỏ 25% + Bán kính quay vịng nhỏ xe đạt 7,3 [m] + Giá trị công suất nhận bánh xe chủ động lớn giá trị công suất lực cản lăn lực cản khơng khí vị trí tốc độ xe + Khi xe chuyển động đường nằm ngang tất giá trị nhân tố động lực học (D) ôtô tay số tốc độ thắng lực cản mặt đường - Ngoài xe cứu hộ thiết kế đảm bảo tính yêu cầu kỹ thuật ôtô cứu hộ: yêu cầu độ ổn định cho xe bị nạn Xe lắp đặt sàn trượt tời kéo thuận tiện cho việc cứu xe bị nạn xe bị chết máy, khơng có khả di chuyển được, xe bị lât… - Ơtơ cứu hộ có khả mang tải 2484 [kg] - Khi sử dụng sàn trượt tời kéo phải tuân thủ yêu cầu sử dụng - Khi xe cứu hộ kéo xe bị nạn cần phải bật ưu tiên để phương tiện khác biết SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 94 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng Sức bền vật liệu 1,2 Nhà xuất giáo dục Hà Nội - Nam 1997 [2] Nguyển Hửu Cẩn Lý thuyết ô tô máy kéo Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội - Nam 2000 [3] Trinh Chất, Lê Van Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn dộng co khí tập 1, tập Nhà xuất Giáo dục Hà Nội - Nam 2000 [4] Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy Hà Nội, Nhà xuất dại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội - Nam 1969 [5] Ðinh Ngọc Ai , Ðặng Huy Chi, Nguyễn Phước Hoàng Phạm Đức Nhuận Thủy lực máy thủy lực tập II Nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội – Năm 1972 [6] Catologue Hyundai HD72 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 95 ... tài nghiên cứu Phần 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế xe cứu hộ Phần 3: Tính tốn thiết kế xe cứu hộ SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế xe cứu hộ sở xe Hyundai HD72 Phần... lên ô tô tải hiệu Hyundai HD72 SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 25 Thiết kế xe cứu hộ sở sát-xi Hyundai HD72 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE CỨU HỘ SÀN TRƯỢT Bố trí chung xe cứu hộ sàn... đó, thiết kế xe cứu hộ vấn đề cấp thiết không việt Nam mà cịn tồn giớ, đề tài ? ?Thiết kế xe cứu hộ? ?? phù hợp với thực tiễn SVTH: Nguyễn Tấn Đạt GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 13 Thiết kế xe cứu hộ sở