Chế tạo xe 4 bánh sử dụng động cơ đốt trong có công suất nhỏ, theo tiêu chí cuộc thi ô tô tự chế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ XE BÁNH SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG CƠNG SUẤT NHỎ, THEO TIÊU CHÍ CUỘC THI Ơ TÔ TỰ CHẾ Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Tuấn ThS Vũ Trung Kiên Sinh viên thực hiện: Nghiêm Thái Sơn Trần Thanh Tú Mã số sinh viên: 58131987 58132003 Khánh Hòa - 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ XE BÁNH SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG CÔNG SUẤT NHỎ, THEO TIÊU CHÍ CUỘC THI Ơ TƠ TỰ CHẾ GVHD: TS Nguyễn Thanh Tuấn ThS Vũ Trung Kiên SVTH: Nghiêm Thái Sơn Trần Thanh Tú MSSV: 58131987 58132003 Khánh Hòa, tháng 07/2020 i ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Khoa/Viện: Kỹ thuật Giao thông PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP (Dùng cho CBHD nộp báo cáo ĐA sinh viên) Tên đề tài: Thiết kế xe bánh sử dụng động đốt cơng suất nhỏ, theo tiêu chí thi ô tô tự chế Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Tuấn ThS Vũ Trung Kiên Sinh viên hướng dẫn: Nghiêm Thái Sơn MSSV: 58131987 Trần Thanh Tú 58132003 Khóa: 2016-2020 Lần KT Ngày Ngành: Kỹ thuật Ơ tơ Nội dung Nhận xét GVHD Kiểm tra tiến độ Trưởng BM Ngày kiểm tra: Đ Đánh giá cơng việc hồn thành: ……….% …………… Được tiếp tục: Không tiếp tục: ……… Ký Tên ……………… Nhận xét chung (sau sinh viên hoàn thành ĐA/KL): ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… Điểm hình thức:……/10 Đồng ý cho sinh viên: Điểm nội dung: ./10 Điểm tổng kết:………/10 Được bảo vệ: Không bảo vệ: Khánh Hòa, ngày ., tháng , năm Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Khoa/Viện: Kỹ thuật Giao thông PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho cán chấm phản biện) Họ tên người chấm:………………………………… Sinh viên/ nhóm sinh viên thực ĐATN (sĩ số nhóm: 2) (1) Nghiêm Thái Sơn (2) Trần Thanh Tú MSSV: 58131987 MSSV: 58132003 Lớp: 58.CNOT-1 Ngành: Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Thiết kế xe bánh sử dụng động đốt công suất nhỏ, theo tiêu chí thi tơ tự chế Nhận xét - Hình thức: Nội dung: - Điểm hình thức: /10 Đồng ý cho sinh viên: Điểm nội dung: /10 Được bảo vệ: Điểm tổng kết: /10 Khơng bảo vệ: Khánh Hịa, ngày .,tháng .,năm Cán chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) iv TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Khoa/Viện: Kỹ thuật Giao thông PHIẾU CHẤM CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐATN (Dùng cho thành viên Hội đồng bảo vệ ĐATN) Họ tên thành viên HĐ: Chủ tịch: Thư ký: Ủy viên: Tên đề tài: Thiết kế xe bánh sử dụng động đốt cơng suất nhỏ, theo tiêu chí thi ô tô tự chế Họ tên sinh viên thực hiện: (1) Nghiêm Thái Sơn MSSV: 58131987 (2) Trần Thanh Tú MSSV: 58132003 Phần đánh giá cho điểm thành viên hội đồng (theo thang điểm 10) a) Hình thức, bố cục báo cáo (sạch, đẹp, cân đối phần,…) b) Nội dung báo cáo (thể mục tiêu, kết quả,…) : ……… : ……… c) Trình bày (đầy đủ, ngắn gọn, lưu lốt, không thời gian,…) : ……… d) Trả lời câu hỏi người chấm (đúng/sai) : ……… đ) Trả lời câu hỏi thành viên hội đồng (đúng/sai) : ……… e) Thái độ, cách ứng xử, mức độ tự tin : ……… g) Nắm vững nội dung đề tài :……… h) Nắm vững vấn đề liên quan đề tài :……… i) Tính sáng tạo khoa học sinh viên :……… Tổng cộng : …… Điểm trung bình cột điểm trên:……./10 (làm tròn đến số lẻ) Cán chấm điểm (Ký ghi rõ họ tên) v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết đề tài “Thiết kế xe bánh sử dụng động đốt công suất nhỏ, theo tiêu chí thi tơ tự chế” cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi chưa cơng bố bất cứ cơng trình khoa học khác thời điểm Khánh Hòa, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực Nghiêm Thái Sơn vi Trần Thanh Tú LỜI CẢM ƠN Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật Giao Thơng nói chung mơn Kỹ thuật tơ nói riêng trường Đại học Nha Trang dành cho điều kiện thuận lợi để hoàn thành đề tài tốt nghiệp tạo sân chơi đầy bổ ích thơng qua thi mơ hình vừa qua Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy môn Kỹ thuật ô tô thời gian qua truyền đạt trang bị chúng em đầy đủ kiến thức để thực tốt đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Thanh Tuấn ThS.Vũ Trung Kiên tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên trình thực đề tài tốt nghiệp Lời cảm ơn cuối xin chân thành gửi đến Quý Thầy, gia đình, bạn đồng học quan tâm thăm hỏi giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài tốt nghiệp Trân Trọng ! Khánh Hòa, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực Nghiêm Thái Sơn vii Trần Thanh Tú MỤC LỤC Đề mục Trang TRANG BÌA i QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐATN ii PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP iii PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv PHIẾU CHẤM CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐATN v LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN vii MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC BẢNG xiii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ 1.1.1 Lịch sử phát triển hình thành ô tô giới 1.1.2 Công nghiệp ô tô Việt Nam 1.1.3 Về phía Đại học Nha Trang 1.2 Tổng quan động 10 1.2.1 Động xăng Vikyno 168F 5.5HP 10 1.2.2 Tổng quan động đốt 11 1.2.3 Ưu nhược điểm động đốt 11 1.2.4 Phân loại công dụng 12 1.2.5 Chu trình làm việc động kì 12 1.2.5.1 Những khái niệm chung 12 1.2.5.2 Một số phận động đốt 13 1.2.5.3 Chu trình làm việc động kỳ 13 1.2.5.4 Các cấu hệ thống động đốt kiểu piston 14 CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 16 2.1 Tổng quan ô tô 16 2.1.1 Cấu tạo chung ô tô 16 2.1.1.1 Động 16 vii 2.1.1.2 Khung - gầm ô tô 16 2.1.1.3 Thân vỏ ô tô 17 2.1.1.4 Điện thân ô tô - điện điều khiển 17 2.1.2 Phân loại ô tô 17 2.1.2.1 Theo tải trọng số chỗ ngồi 17 2.1.2.2 Theo nhiên liệu sử dụng 18 2.1.2.3 Theo công dụng 18 2.1.3 Yêu cầu chung ô tô 19 2.1.3.1 Những yêu cầu thiết kế chế tạo 19 2.1.3.2 Những yêu cầu sử dụng 19 2.1.3.3 Những yêu cầu bảo dưỡng, sửa chữa 19 2.2 Lựa chọn phương án bố trí chung ô tô 20 2.2.1 Phương án dẫn động bánh xe 20 2.2.1.1 Phân tích cấu dẫn động 20 2.2.1.2 Lựa chọn phương án thiết kế mơ hình 25 2.2.2 Phương án bố trí động 25 2.2.2.1 Phân tích phương án bố trí động 25 2.2.2.2 Lựa chọn phương án thiết kế mơ hình 27 2.2.3 Thiết kế hệ thống truyền lực 27 2.3 Lựa chọn hệ thống thiết kế ô tô 28 2.3.1 Hệ thống phanh 28 2.3.1.1 Yêu cầu hệ thống phanh 28 2.3.1.2 Phân tích lựa chọn dẫn động phanh 29 2.3.1.3 Phân tích lựa chọn cấu phanh 31 2.3.2 Hệ thống lái 34 2.3.2.1 Yêu cầu hệ thống lái 34 2.3.2.2 Phân tích cấu lái 34 2.3.2.3 Phân tích phương án dẫn động lái 36 2.3.2.4 Lựa chọn hệ thống lái thiết kế mơ hình 37 2.3.3 Hệ thống treo 38 2.3.3.1 Nhiệm vụ, công dụng hệ thống treo 38 2.3.3.2 Yêu cầu hệ thống treo 38 viii Bánh xe chọn loại bánh dùng cho môtô địa hình cỡ nhỏ Leah Apollo - Thương hiệu: Huajian - Thơng số lốp: 12 1/2 × 2.75 - Xuất sứ: Trung Quốc - Kích thước ổ bi: 10 mm Hình 2.49 Bánh xe lựa chọn 2.4.4 Một số chi tiết liên quan Lựa chọn bàn đạp phanh bàn đạp ga thương hiệu Win Ze Hình 2.50 Bàn đạp ga chọn Hình 2.51 Bàn đạp phanh chọn 48 Ghế ngồi lựa chọn có vật liệu nhựa ABS thương hiệu Win Ze thiết kế để sử dụng xe Gokart - Trọng lượng: 1.3 kg - Kích thước tổng thể: Chiều cao 48.5 cm, rộng 49.5 cm, rộng 43 cm Hình 2.52 Ghế ngồi lựa chọn 49 Chương THIẾT KẾ LÝ THUYẾT 3.1 Giới thiệu về Solidworks Nói thiết kế 3D khơng thể thiếu phần mềm soliworks phổ biến toàn giới, Việt Nam được, sản phẩm phát hành năm 1997 công ty Dassault Systèmes SOLIDWORKS Corp., nhánh Dassault Systèmes, S A (Vélizy, Pháp) Nó mặt thiết yếu kỹ sư trình tạo sản phẩm dùng triệu kỹ sư 165 cơng ty tồn giới Về phía ngành tơ, cho thiết kế chi tiết, khung xe, lắp ráp phận với nhau, mô chuyển động cúng hay phân tích lực độ bền …, nhờ tính trội nên sử dụng rộng rãi khía cạnh đưa vẽ xác, hợp lý nhanh chóng với giao diện dễ sử dụng Với tính sử dụng dễ dàng nên phương án lựa chọn hợp lý cho việc thiết kế mơ hình chuẩn bị cho thi tới 3.2 Thiết kế 3D Solidworks Với bắt đầu Solidworks, lên mục cho lựa chọn: Hình 3.1 Giao diện khởi động Solidword - Part: Thiết kế vẽ 3D khối hay chi tiết cụ thể gọi vẽ chi tiết 50 - Assembly: Phần giúp ghép chi tiết nhỏ lại với thành cụm hay hệ thống hoàn chỉnh gọi vẽ lắp - Drawing: Thể vẽ lắp hay vẽ chi tiết dạng hình chiếu đứng cạnh hay xem nhiều góc độ khác 2D 3D 3.2.1 Các bước thực hiện: - Chọn part để thiết kế khung xe hoàn chỉnh cho đua Để dựng nên khung xe hoàn chỉnh cần phải: + Hình thành vẽ mẫu 2D + Phân tích kết cấu gồm khối nhỏ + Từ ta dùng lệnh vẽ sang khối 3D - Tiếp đến lệnh Sketch ta vẽ mặt phẳng 2D Hình 3.2 Thanh cơng cụ Sketch - Khi sử dụng lệnh vẽ Sketch ta chuyển đến sử dụng lên công cụ Features để dựng lên hình khối Hình 3.3 Thanh cơng cụ Features + Lệnh Extruded Boss/Base: dùng để đùn Sketch kín thành khối 3D + Lệnh Revolved Boss/Base: dùng để xoay biên dạng xoay quanh trục để tạo thành khối 3D + Lệnh Swept Boss/Base: dùng để tạo chi tiết 3D cách cho biên dạng kín chạy đường dẫn + Lệnh Lofted Boss/Base: dùng để tạo chi tiết 3D cách chạy theo biên dạng kín mặt phẳng song song với + Lệnh Extruded Cut: dùng để loại bớt lượng vật liệu chi tiết 3D sketch 51 Hình 3.4 Quy trình thiết kế khung trước 52 Hình 3.5 Phần khung xe trước hoàn thiện Tương tự phần khung trước phần khung sau sử dụng lệnh thao tác để tiến hành thiết kế Hình 3.6 Quy trình thiết kế khung sau 53 Hình 3.7 Bản vẽ chi tiết khung trước 54 Hình 3.8 Bản vẽ chi tiết khung sau 55 3.2.2 Kích thước khung xe: - Chiều dài tông thể: 2120mm - Chiều rộng tổng thể: 1040mm - Chiều cao tổng thể: 850mm - Chiều dài sở: 1800mm 3.2.3 Lựa chọn vật liệu Xe sử dụng thép hộp 25 × 25 mm dày 1.2 mm với tích chất tốt: - Chịu lực tốt với thiết kế cho người ngồi - Có tính hàn tốt - Mạ kẽm chống rỉ, có thành phần hợp kim tốt 3.2.4 Xử lý mối hàn Solidworks Với mối hàn chọn Weldments, vào lệnh view → Toolbars → Weldments Hình 3.9 Các bước mở công cụ Weldments 56 Đến với công cụ Weldments ta chọn công cụ hàn Weld bead Hình 3.10 Sử dụng cơng cụ hàn Weld bead Xuất hộp thoại chọn chức vẽ tiến hành vẽ mối hàn cần hàn Hình 3.11 Các mối hàn vẽ 57 3.3 Phương pháp bố trí người lái xe Thiết kế xe cần phải cân nhắc làm chổ ngồi cho người lái cho hợp lý, thoải mái đảm bảo vấn đề an tồn chặng đường đua Hình 3.12 Vị trí người ngồi xe Chiều cao khung bảo vệ từ 300 – 350 mm Hình 3.13 Chiều cao khung bảo vệ 58 Kích thước buồng lái xe thiết kế để phù hợp với chiều cao người Việt Nam Hình 3.14 Người ngồi theo tiêu chuẩn quốc gia Đức VDI 2780 - Khớp cổ tay tới khớp khủy tay - Khớp khuỷ tay tới khớp vai - Khớp vai tới khớp hông - Khớp hông tới khớp đầu gối - Khớp đầu gối tới khớp cổ chân - Khớp cổ chân tới khớp mặt bàn chân Đây mơ hình với góc phù hợp mang lại thuận tiện, quan sát xung quanh cách dễ dàng hợp lý Góc cổ tay mặt phẳng vơ lăng 4o Góc cổ tay với cánh tay 100o÷ 105o Góc trục than người với trục đầu 20 30o Góc cẳng chân đùi 110 130o Góc khuỷu chân bàn chân 80 110o góc quan trọng phải chỉnh bàn đạp ga cho hợp lý 59 Hình 3.15 Kích thước mơ hình người lái Từ góc độ xây dựng lên mơ hình người lái xe đảm bảo yêu tố: - Tính an toàn lái - Khả quan sát cao - Điều khiển vô lăng (cần số, thắng tay) cách dễ dàng - Khả điều khiển thắng bàn đạp ga tốt 60 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận - Sau thời gian tập trung nghiên cứu, thiết kế nội dung đề tài đạt số kết sau: + Thiết kế phần khung tối ưu cho mô hình phần mềm 3D đảm bảo yêu cầu kết cấu, thẩm mỹ, thoải mái cho người sử dụng + Đánh giá cấu, hệ thống phù hợp để thiết kế ô tô + Lựa chọn sản phẩm tối ưu để thiết kế lắp đặt mô hình để giảm giá thành chất lượng đảm bảo - Dựa sở lý thuyết thiết kế đề tài này, kết hợp với đề tài phần chế tạo mơ hình, nhóm bạn gồm: Nghiêm Thái Sơn – Trần Thanh Tú – Huỳnh Ngọc Vương – Trần Ngọc Hoan chế tạo mơ hình hồn chỉnh, thử nghiệm thành cơng, đáp ứng tiêu chí cuộc thi mơ hình RACING NTU 2020 4.2 Kiến nghị - Do điều kiện hạn hẹp mặt thời gian, kinh phí nhân lực nên việc lựa chọn đồng chi tiết, hệ thống chưa thật tối ưu Vì mơ hình cần cải tiến trang bị số hệ thống như: Chiếu sáng, tín hiệu, hệ thống khởi động - Ban chủ nhiệm khoa mơn tạo nhiều điều kiện việc tổ chức sân chơi liên quan đến môn ô tô, từ sinh viên vận dụng kiến thức học vào việc chế tạo mơ hình phục vụ thi 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Phan Hịa (2005), Giáo trình động đốt trong, NXB Đại học Nông Lâm Huế [2] Nguyễn Văn Đức (2012), Thiết kế, tính tốn, tối ưu khung xe đua formular car tham dự thi formula SAE [3] Nguyễn Hồi, Bài giảng Kết cấu tơ, NXB Đại học Đà Nẵng [4] Bộ mơn Ơ tô – Máy động lực (2006), Bài giảng Kết cấu ô tô, NBX Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh INTERNET [5] https://anycar.vn/he-dan-dong-tren-xe-o-to-va-nhung-dieu-ban-can-biet-t129382.html [6] https://bitly.com.vn/cycw3 [7] https://bitly.com.vn/HIDKg 62 ... TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THI? ??T KẾ XE BÁNH SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG CƠNG SUẤT NHỎ, THEO TIÊU CHÍ CUỘC THI Ô TÔ TỰ CHẾ GVHD: TS Nguyễn Thanh... 58131987 MSSV: 58132003 Lớp: 58.CNOT-1 Ngành: Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Thi? ??t kế xe bánh sử dụng động đốt cơng suất nhỏ, theo tiêu chí thi ô tô tự chế Nhận xét - Hình thức: ... tên) v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết đề tài ? ?Thi? ??t kế xe bánh sử dụng động đốt cơng suất nhỏ, theo tiêu chí thi tơ tự chế? ?? cơng trình nghiên cứu cá nhân chưa công bố bất cứ cơng trình khoa