Thiết kế tổng thể xe buyt gầm thấp THACO CITY

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG 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 : 8520116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN ĐÔNG Đà Nẵng, 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Ngƣời cam đoan Nguyễn Ngọc Trung THIẾT KẾ TỔNG THỂ XE BUÝT GẦM THẤP THACO CITY B60 Học viên: NGUYỄN NGỌC TRUNG Chuyên ngành: Cơ Khí Động Lực Mã số: 8520116 Khóa: K35 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Nâng cao chất lƣợng xe buýt theo hƣớng tiện nghi, an tồn với chi phí hợp lý nội dung quan trọng, cấp thiết để phát triển giao thơng cơng cộng, góp phần giải tình trạng ùn tắc giao thơng thành phố lớn Trong vấn đề tính chọn khung gầm sở thiết kế bố trí chung nhân tố ảnh hƣớng lớn đến mức độ tiện nghi an toàn Với việc vận dụng 02 phƣơng pháp nghiên cứu gồm phƣơng pháp thu thập thông tin Phƣơng pháp thiết kế mơ hình 3D để tính tốn mơ phỏng, nhằm tạo phƣơng pháp phân tích, tính tốn lựa chọn cấu hình xe buýt phù hợp Trên sở khảo sát phân tích nhu cầu sử dụng xe buýt thực tế, tác giả tính chọn tổng thành hệ thống xe Buýt Thaco City B60, xây dựng mơ hình 3D phần mềm Catia V6 tính toán kiểm nghiệm AVL Cruise 2010 Kết sau thiết kế đƣợc ứng dụng thiết kế chi tiết triển khai sản xuất, chế tạo nhà máy xe Bus Thaco Từ khóa: phƣơng pháp tính tốn cấu hình xe buýt, Catia V6; Thaco City B60; AVL Cruise 2010, nhà máy xe Bus Thaco PRELIMINARY DESIGN OF LOW FLOOR BUS - THACO CITY B60 Abstract - Improving the quality of buses for more comfort, safety and affordability is very important and urgent to develop public transportation, contributing to solve traffic jam in big cities In particular, the Process of calculating, choosing the basic specifications and general layout design is a major factor affecting comfort and safety of bus’s passenger With the application of two methods, information collection method and 3D model design method to create the appropriate analysis, calculation and selection of bus configuration Based on the survey and analysis of actual bus demand, the author calculated the General specification of the Thaco City B60 Bus, built 3D models with Catia V6 software and tested calculations using AVL Cruise 2010 The results will be applied to detailed design and production deployment at Thaco Bus factory Key words: Process of choosing the basic specifications; Thaco City B60; AVL Cruise 2010, Thaco Bus factory MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG 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 nƣớc giới 1.2 Hệ thống vận tải hành khách công cộng Việt Nam CHƢƠNG 2: THÔNG TIN KHẢO SÁT THỊ TRƢỜNG XE BUÝT TẠI VIỆT NAM 2.1 Dung lƣợng thị trƣờng xe Buýt năm 2017 2018 2.2 Khảo sát nhu cầu khách hàng thành phố lớn: Hà Nội TP HCM 2.2.1 Tổng Công Ty Vận Tải Hà Nội: 2.2.2 Công ty vận tải Hải Vân: 2.2.3 Trung tâm điều hành vận tải hành khách công cộng TP Hồ Chí Minh: 10 2.3 Khảo sát số tuyến đƣờng Hà Nội TP HCM 11 2.3.1 Khảo sát tuyến đƣờng xe buýt từ Nguyễn Công Trứ đến Cung Thiếu Nhi Hà Nội.11 2.3.2 Khảo sát tuyến đƣờng xe buýt từ HTX 23/9 đến Chợ Bến Thành 12 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG VÀ TÍNH CHỌN SƠ BỘ CÁC HỆ THỐNG TỔNG THÀNH 15 3.1 Bố trí chung ơtơ Thaco City B60 15 3.1.1 Xác định khối lƣợng ô tô 15 3.1.2 Xác định phân bố khối lƣợng hành khách ô tô 17 3.1.3 Hình vẽ tổng thể tơ THACO CITY B60 20 3.2 Đặc tính kỹ thuật tơ Thaco City B60 20 3.3 Tính tốn đặc tính động học, động lực học Thaco City B60 26 3.3.1 Xác định toạ độ trọng tâm: 26 3.3.1.1 Khi ô tô không tải: 26 3.3.1.2 Khi ô tô đầy tải 27 3.3.2 Xác định bán kính hành lang quay vịng tơ 28 3.3.2.1 Xác định bán kính quay vịng tơ 28 3.3.2.2 Hành lang quay vòng ô tô 29 3.3.3 Kiểm tra tính ổn định ô tô 30 3.4 Kiểm tra động lực học ô tô 30 3.4.1 Xây dựng đƣờng đặc tính động WP4.6NQ220E40 30 3.4.2 Xây dựng đặc tính nhân tố động lực học: 32 3.4.3 Kiểm tra khả tăng tốc ô tô: 34 3.5 Tính tốn động học hệ thống lái 36 3.6 Tính tốn kiểm tra hệ thống phanh 37 3.6.1 Hệ thống phanh 38 3.6.1.1 Trƣờng hợp đầy tải 39 3.6.1.2 Trƣờng hợp không tải 41 3.6.2 Tính tốn hiệu phanh dừng phanh bầu tích lị xo: 41 3.7 Kiểm tra độ giảm áp suất bình chứa khí nén sau lần đạp phanh 42 3.8 Kiểm tra độ êm dịu chuyển động ô tô khách 43 3.8.1 Tính tốn dao động riêng độc lập hệ thống treo trƣớc hệ thống treo sau:44 3.8.2 Tính tốn tần số dao động liên kết 46 Chƣơng 4: TÍNH TỐN CẤU HÌNH XE THACO CITY BUS B60 TRÊN PHẦN MỀM AVL CRUISE 2010 47 4.1 Giới thiệu phần mềm AVL Cruise 2010 47 4.1.1 Tổng quan 47 4.1.2 Quy trình thiết lập bƣớc tính tốn phần mềm AVL Cruise 2010 48 4.2 Tính tốn cấu hình xe phần mềm AVL Cruise 2010 48 4.2.1 Tạo dự án 48 4.2.2 Thiết lập mơ hình xe 48 4.2.3 Nhập liệu cho phần mơ hình 50 4.2.4 Kết nối lƣợng phần 50 4.2.5 Kết nối thông tin phần 51 4.2.6 Tạo thƣ mục nhiệm vụ 51 4.2.7 Chạy q trình tính tốn 52 4.2.8 Xuất kết 52 4.3 Kết luận 53 CHƢƠNG 5: XÂY DỰNG MƠ HÌNH 3D VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM BỀN 56 5.1 Giới thiệu phần mềm Catia 56 5.1.1 Tổng quan 56 5.1.2 Các mơ-đun chức chúng 56 5.2 Thiết kế bố trí chung khung gầm 59 5.3 Thiết kế tổng thể 59 5.4 Thiết kế mặt sàn 60 5.5 Thiết kế bố trí khoang lái, khoang khách 60 5.5.1 Thiết kế bố trí khoang lái 60 5.5.2.1 Mục tiêu 61 5.5.2.2 Các phƣơng án bố trí 62 5.5.2.3 Nhận xét 63 5.6 Kiểm nghiệm bền hệ khung xƣơng xe 63 5.6.1 Kết tính tốn trƣờng hợp chịu uốn 65 5.6.2 Kết tính tốn trƣờng hợp chịu xoắn 66 5.6.3 Kết tính tốn trƣờng hợp phanh gấp 67 5.6.4 Kết tính tốn trƣờng hợp xe quay vịng 67 KẾT LUẬN 69 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thống kê số lƣợng đăng ký xe buýt năm 2017 2018 Bảng 2.2: Tóm tắt Kết phân tích tình hình PTSP theo phân khúc Bảng 3: Bảng tổng hợp thông tin yêu cầu từ khách hàng 14 Bảng 4: Bảng chọn đề xuất thơng tin cấu hình sơ 14 Bảng 1: Giá trị phân bố khối lƣợng tồn tô: .19 Bảng Thông số kỹ thuật ô tô THACO CITY B60 20 Bảng 3 Kết tính tốn 35 Bảng Kết tính tốn lần phanh liên tiếp: 43 Bảng Kết tính tốn cho hệ thống treo theo tải trọng ô tô tăng từ lúc không tải đến đầy tải: 45 Bảng Bảng tổng hợp kết tính tốn phần mềm AVL Cruise 2010 53 Bảng 5.1 Bảng khối lƣợng xe THACO CITY B60 tính đến tải 200% nhƣ bên dƣới: 63 Bảng 5.2 So sánh kết kiểm nghiệm bền phần mềm AVL Cruise 2010 với kết tính tốn phƣơng pháp giải tích .68 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Một mơ hình omnibus .2 Hình 2: Xe điện kỷ 18 London Hình 3: Xe kéo tay Nhật Bản, 1886 .3 Hình 4: Xe buýt tầng Luân Đôn Hình 5: Xe buýt Hà Nội & TP Hồ Chí Minh Hình 6: Chất lƣợng xe buýt thấp & thƣờng xuyên chở tải 200% Hình 1: Sơ đồ Tuyến đƣờng khảo sát Hà Nội 11 Hình 2: Hình ảnh khảo sát Hà Nội 12 Hình 3: Sơ đồ Tuyến đƣờng sát TP Hồ Chí Minh .12 Hình 4: Hình ảnh khảo sát TP Hồ Chí Minh 12 Hình 1: Sơ đồ xác định phân bố tải trọng thân ô tô .16 Hình 2: Sơ đồ xác định phân bố hành khách tác dụng lên ô tô 18 Hình 3: Hình tổng thể ô tô THACO CITY B60 20 Hình 4: Sơ đồ xác định bán kính quay vịng tơ 29 Hình 5: Đồ thị đặc tính động WP4.6NQ220E40 32 Hình 6: Đồ thị nhân tố động lực học ô tô 34 Hình 7: Đồ thị thể khả tăng tốc xe .35 Hình 8: Sơ đồ hình thang lái 36 Hình Đồ thị kiểm tra động học hình thang lái .37 Hình 10: Sơ đồ cấu phanh trƣớc 38 Hình 11: Sơ đồ cấu phanh sau 38 Hình Giao diện phần mềm AVL Cruise 2010 48 Hình Giao diện phần mềm AVL Cruise 2010 vào Desk 49 Hình Giao diện phần mềm AVL Cruise 2010 vào Vehicle Modul 49 Hình 4 Mơ hình xe .50 Hình Nhập thông số cho thành phần động 50 Hình Mơ hình xe sau kết nối lƣợng 51 Hình Thực liên kết thông tin cho phần phanh trƣớc .51 Hình Đồ thị gia tốc xe có tải 100% 52 Hình Đồ thị khả vƣợt dốc xe có tải 100% .53 Hình Mô-đun Mechanical Design 56 Hình Mơ-đun Shape 57 Hình Mơ-đun Machining 58 Hình Mô-đun Machining Simulation .58 Hình 5 Bố trí chung khung gầm 59 Hình Bố trí tổng thể Catia .59 Hình Mặt sàn Catia 60 Hình Bố trí khoang lái 61 Hình Phƣơng án 62 Hình 10 Phƣơng án 62 Hình 11: Mơ hình khung xe Thaco City B60 Catia 63 Hình 12 Ứng suất lớn trƣờng hợp khung xƣơng chịu uốn .66 Hình 13: Ứng suất lớn trƣờng hợp chịu xoắn 66 Hình 14: Ứng suất lớn trƣờng hợp phanh 67 Hình 15: Ứng suất lớn trƣờng hợp quay vòng 68 35 v2 S=  v.dt   S  v1 Vtb (tj + tss) (s) 3,6 Các kết tính tốn cho bảng sau: V 3,22 10,53 12,68 19,99 25,17 20,41 33,17 58,69 70,73 80,56 t 0,00 1,83 6,09 S 0,00 8,89 33,83 68,91 117,79 214,18 259,82 422,40 867,59 1099,64 7,82 14,85 24,81 30,94 43,56 69,73 80,77 Hình 8: Đồ thị thể khả tăng tốc xe Nhận xét: Theo bảng kết ta thấy hết quãng đƣờng 200m đầy tải 23,34 (s) Vậy ô tô thoả mãn điều kiện khả tăng tốc theo quy chuẩn QCVN09:2015/BGTVT t < [t] = 20 + 0,4 G = 24,54 (s) Bảng 3 Kết tính tốn TT Thơng số Đơn vị Giá trị Giới hạn áp dụng Nhân tố động lực học lớn Dmax - 0,412 - Nhân tố động lực học nhỏ Dmin (lấy theo hệ số bám đƣờng) - 0,02 - Vận tốc lớn tính tốn tính theo hệ số km/h cản lăn Vmax 90  60 Khả vƣợt dốc lớn theo tính tốn % 39,2  20 Khả vƣợt dốc lớn theo hệ số bám % 51,8 - Thời gian tăng tốc (khi đầy tải) hết đoạn đƣờng 200 (m) s 23,34  24,54 36 3.5 Tính tốn động học hệ thống lái Kiểm tra động học hình thang lái Bảng thơng số tính tốn Thơng số Ký hiệu Giá trị Khoảng cách tâm trụ đứng (m) m 1,750 Chiều dài đòn kéo ngang (m) k 1,670 Chiều dài đòn chéo (m) l 0,160 Chiều dài sở (m) L 4,300 Hình 9: Sơ đồ hình thang lái Theo lý thuyết, điều kiện để tơ quay vịng khơng trƣợt là: Cotglt - Cotg  = B / L; Trong đó: -  lt góc quay bánh xe dẫn hƣớng phía phía ngồi - L B chiều dài sở khoảng cách tâm hai trụ đứng Cotg lt = B/L + Cotg  lt = arc cotg(B /L + Cotg ) Vậy: Góc quay vịng thực tế bánh dẫn hƣớng phía ngồi tt đƣợc tính theo cơng thức:  tt    arctg l.Cos.(   ) l  2.m.Sin  2.l.Sin 2  m.Sin.(   )  arcSin m  l.Sin.(   ) l Cos (   )  m  l.Sin(   ) Trong : - m : khoảng cách tâm hai trụ đứng, m = 1750(mm) - l : chiều dài địn chéo hình thang lái, l = 160 (mm) - k : Chiều dài địn kéo ngang hình thang lái, k = 1670 (mm) -  : Góc ngồi hình thang lái,  = Arcsin((m-k)/2/l) Sai lệch góc quay lý thuyết thực tế đƣợc tính nhƣ sau: o = olt - ott < [o] = 1o 37 KẾT QUẢ TÍNH TỐN 0 12 16 20 24 28 30 0lt 0,99 3,89 7,57 11,07 14,40 17,59 20,65 23,61 25,06 0tt 1,00 3,93 7,71 11,34 14,84 18,18 21,38 24,40 25,85 0 0,00 -0,04 -0,13 -0,27 -0,44 -0,59 -0,72 -0,79 -0,80 Hình 10 Đồ thị kiểm tra động học hình thang lái Nhận xét : Từ kết kiểm tra cho thấy sai lệch góc quay trung bình lý thuyết thực tế bánh xe dẫn hƣớng 0 nhỏ 10 Kết cấu hình thang lái hồn tồn phù hợp với tơ THACO CITY B60 Đảm bảo hoạt động ổn định an toàn địa hình 3.6 Tính tốn kiểm tra hệ thống phanh Các thông số đầu vào hệ thống phanh Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Chiều dài sở L m 4,300 Chiều cao trọng tâm ô tô đầy tải hg m 1,154 Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc đầy tải a m 2,966 Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc đầy tải b m 1,334 Khối lƣợng toàn xe G kg 11350 38 Bán kính bánh xe Rbx m 0,400 Tốc độ chuyển động ô tô trƣớc phanh V m/s 8,33 Bán kính ma sát trung bình đĩa phanh cầu R1 trƣớc m 0,1885 Bán kính trống phanh cầu sau R2 m 0,180 ép cấu phanh dẫn động khí nén cầu h2 m 0,22 Khoảng cách từ điểm chốt cố định đến tâm cam sau Hệ số ma sát cặp trống phanh, má phanh f - 0,3 Hệ số bám mặt đƣờng  - 0,65 mp - 1,23 Áp suất khí nén dẫn động phanh p kG/cm2 6,5 Đƣờng kính làm việc bầu phanh cầu trƣớc Dbp1 m 0,16 Đƣờng kính làm việc bầu phanh cầu sau Dbp2 m 0,18 Hệ số cƣờng hóa Kc - 8,5 Hệ số xét đến không đồng lực phanh bánh xe 3.6.1 Hệ thống phanh Hình 11: Sơ đồ cấu phanh trước Hình 12: Sơ đồ cấu phanh sau 39 3.6.1.1 Trường hợp đầy tải a.Lực phanh thực tế sinh bánh xe - Phanh trước: Mô men phanh đƣợc xác định nhƣ sau: M1 = 2.P1.R1 f Trong đó: R1: Bán kính ma sát trung bình đĩa P1 : lực tác dụng lên mặt đĩa f : Hệ số ma sát P1 = p.Sm.1 2 Kc= p..D2.1 2 Kc /4 (kG) Trong đó: p: p suất khí nén làmviệc; p = 6,5 (kG/cm2) Sm: diện tích màng bầu phanh D: đƣờng kính màng bầu phanh; D = 16 (cm) 1: hệ số tính đến độ nạp khơng khí vào bầu phanh; 1 = 2: hiệu suất học bầu phanh; 2 = 0,95 Kc: hệ số cƣờng hóa Thay số vào ta đƣợc: P1 = 12.982 (kG) Mô men phanh cần thiết cầu trƣớc:M1 = n1.2.P1.R1.f = 293.653 (kG.cm) - Phanh sau: Ta có: RX1, RY1 - phản lực điểm đặt cố định guốc phanh Viết phƣơng trình cân mơmen tất lực so với điểm cố định guốc phanh phía trƣớc Từ theo biểu thức Y1 = f.X1 rút ra: Y1 = (P.f.h)/(0,5h-f.R1) Nhƣ mômen phanh guốc phanh trƣớc: MP1 = Y1.R1 = (P1.f.h.R1) / (0,5h - f.R1) Các lực tác dụng lên guốc phanh phía sau hồn tồn tƣơng tự, mơmen ma sát guốc phanh sau là: MP2 = Y2.R2 = (P2.f.h.R2) / (0,5h + f.R2) Mômen phanh tổng cộng cấu phanh: MP = MP1 + MP2 = f.R.h P1 0,5h  f R   P2 0,5h  f R  0,25h  f R Mặt khác ta có : MP1 = MP2  P2 = P1 0,5h  f R   P2 0,5h  f R  0,25h  f R Thay (2) vào (1) ta đƣợc mômen phanh bánh xe (1) (2) 40 MP = 2.Pi f R.h 0,5.h  f R Trong đó: Pi = FTTi.ik (Pi: Lực tác dụng lên guốc phanh) Tính tốn lực đẩy thực tế cần đẩy bầu phanh bánh xe FTT Xuất phát từ thông số cho trƣớc bầu phanh áp suất khí nén bắt đầu làm việc Ta tính đƣợc FTT theo cơng thức: FTT = p.Sm.1 2 = p..D2.1 2/4 (kG) Trong đó: p: áp suất khí nén làm việc; p = 6,5 (kG/cm2) Sm: diện tích màng bầu phanh D: đƣờng kính màng bầu phanh;D = 18 (cm) 1: hệ số tính đến độ nạp khơng khí vào bầu phanh; 1 = 2: hiệu suất học bầu phanh; 2 = 0,95 Thay số vào ta đƣợc: FTTsau = 1571,3 (kG); - Lực phanh sinh bánh xe: Pp  Mp rbx Trong đó: li: chiều dài cần đẩy cam doãng cấu phanh sau: ls= 12 (cm); c: đƣờng kính sở cam dỗng, dcs = (cm); f: hệ số ma sát má phanh tang phanh, f = 0,3; Rts: bán kính tang trống phanh sau, Rts = 18 (cm); h2: khoảng cách từ tâm cam đến tâm chốt quay guốc phanh sau; h2= 22(cm) Thay số vào ta đƣợc: P2 = 4714 (kG); M2 = 400019 (kG.cm); b) Mô men phanh cần thiết theo điều kiện bám Mô men phanh cần thiết theo điều kiện bám: - Mơ men phanh cần thiết cầu trƣớc: M pb1  h j  G  b  g  Rbx = 148061 (kG.cm) L g  - Mơ men phanh cần thiết cầu sau: M pb  h j  G  a  g  Rbx = 147039 (kG.cm) L g  41 Trong đó: j = (m/s2)- Gia tốc phanh chọn theo thực nghiệm c) Gia tốc chậm dần lớn phanh: Để đảm bảo phanh khơng có tƣợng hãm cứng bánh xe, tính gia tốc phanh lấy giá trị nhỏ mô men phanh cấu sinh mô men phanh cần thiết theo điều kiện bám cầu Mphi = min(Mpi & Mphi) Jpmax = (Mphi.g)/(G.Rbx)=(Mph1+Mph2).g/G.Rbx= 6,38 (m/s2) d) Quãng đƣờng phanh ngắn Spmin = [v20/(2.Jpmax)].mp = [8,332/(2.6,38).1,23 = 6,81 (m) Trong đó: v0: vận tốc chuyển động ô tô bắt đầu phanh, v0 = 30 (km/h)= 8,33 (m/s) mp: hệ số xét đến không đồng lực phanh bánh xe, mp=1,23 3.6.1.2 Trường hợp khơng tải Tính tƣơng tự nhƣ cho trƣờng hợp khơng tải ta có: Jpmax = 6,69 (m/s2), Spmax = 6,48 (m) BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN Các tiêu đánh giá hiệu phanh Đơn vị Giá trị m/s2 6,38 m 6,81 m/s2 6,69 m 6,48 Khi đầy tải Gia tốc chậm dần lớn phanh Quãng đƣờng phanh ngắn Khi không tải Gia tốc chậm dần lớn phanh Qng đƣờng phanh ngắn 3.6.2 Tính tốn hiệu phanh dừng phanh bầu tích lị xo: BẢNG THƠNG SỐ TÍNH TỐN Thơng số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Khoảng cách từ điểm chốt cố định tới tâm cam ép cấu phanh dẫn động khí nén cầu sau h cm 22 R cm 18 Bán kính trống phanh cầu sau 42 Đƣờng kính lị xo D cm Đƣờng kính dây lị xo d cm 1,2 Hệ số ma sát cặp trống phanh, má phanh  - 0,3 Moduyn đàn hồi G kG/cm2 8,6.105 Tỷ số truyền dẫn động khí ik - 4,75 Số vịng làm việc n - Biến dạng lớn lò xo f cm Mômen phanh cần thiết để giữ ô tô đứng yên đƣờng dốc đƣợc xác định công thức : MT = G.sin rbx Trong đó: MT = Plx.ik..R.h.((0.5.h+.R)+(0.5.h-.R))/(0.25.h2-2.R2) Với: Plx lực đẩy lò xo bầu tích Ta có: - Độ cứng lị xo bầu tích năng: C = G.d4/8.D3.n = 129,98 (kG/cm) - Lực đẩy lị xo bầu tích : Plx= C.f= 779,87 kG)  MT = 105419 (kG.cm) Góc dốc mà xe đứng yên đƣợc xác định cơng thức: Sin =MT/G.rbx= 0,235  = 13,6  Tính % độ dốc = Tan (13,6).100 = 24,1 KẾT QUẢ TÍNH TỐN Thơng số Độ dốc mà xe đứng yên đƣợc Đơn vị Giá trị % 24,1 3.7 Kiểm tra độ giảm áp suất bình chứa khí nén sau lần đạp phanh Theo quy chuẩn QCVN 09:2015/BGTVT quy định độ giảm áp suất sau lần đạp phanh không 392 (kPa) Việc thử phải thực theo yêu cầu sau: - Không đƣợc nạp thêm cho bình khí nén kiểm tra Ngồi cịn phải cách ly bình chứa khí nén cho phanh với bình khí nén cho hệ thống phanh phụ trợ - Tổng dung tích bình chứa khí nén hệ thống phanh 60 lít, áp suất làm việc hệ thống: 392 834 (kPa) Ta tích bầu phanh 43 VB = Smi.Li = .R2mi.Li Trong đó: Smi: diện tích màng bầu i; Li: hành trình màng i, Li = 5,0 (cm); Rmi: bán kính màng i, Rmtrƣớc = (cm); Rmsau = (cm); VB = 3,14.5,0.2.(82+92)/1000 = 4,55(lít) Thể tích đƣờng ống dẫn khí VĐơ =  R2đơ.Lđơ = 3,14.(0,32) 850/1000 = 0,24 (lít) VKT = VB + VĐơ = 4,55 + 0,24 = 4,79 (lít) Áp dụng phƣơng trình trạng thái chất khí ta có: P1 V1 P2 V2  T2 T2 Ở ta xét cho trình đẳng nhiệt trình phanh xảy thời gian tƣơng đối ngắn nên coi nhƣ trình đẳng nhiệt Vậy phƣơng trình trạng thái trình đẳng nhiệt là: P1.V1 = P2.V2 Trong đó: P1: áp suất bình chứa trƣớc phanh; P2: áp suất bình chứa sau phanh; V1: thể tích bình chứa V1 = 58 (lít) V2: tổng thể tích bình chứa, bầu phanh đƣờng ống => P2  P1 V1 P1 V1  V2 V1  VKT Bảng Kết tính tốn lần phanh liên tiếp: STT BĐ Pi 834 770 711 657 607 560 518 478 441 Nhận xét: Với trƣờng hợp phanh liên tục lần trƣờng hợp không cung cấp khí nén cho bình chứa, áp suất cịn lại đủ tạo hiệu phanh dự phòng Vậy với dung tích bình chứa khí nén nhƣ đảm bảo lƣợng cung cấp cho hệ thống phanh 3.8 Kiểm tra độ êm dịu chuyển động ô tô khách Khối lƣợng đặt lên hệ thống treo khối lƣợng phân bố lên trục trừ khối lƣợng hệ thống treo bánh xe trục tƣơng ứng Vậy: Khối lƣợng đặt lên hệ thống treo trƣớc xe không tải: 2250 – 700 = 1550 (kg) 44 Khối lƣợng đặt lên hệ thống treo trƣớc xe đầy tải: 3520– 700 = 2820 (kg) Khối lƣợng đặt lên hệ thống treo sau xe không tải: 5200– 1200 = 4000 (kg) Khối lƣợng đặt lên hệ thống treo sau xe đầy tải: 7830 – 1200 = 6630 (kg) 3.8.1 Tính tốn dao động riêng độc lập hệ thống treo trước hệ thống treo sau: Lực P tác dụng lên phần tử đàn hồi loại đƣợc xác định: Trong đó: - p: áp suất khơng khí nén dƣ bên - Fh, Rh: diện tích bán kính hiệu dụng phần tử đàn hồi Khi tải trọng động thay đổi khơng khí nén dƣ thay đổi theo định luật: Trong đó: - pt: áp suất khơng khí nén dƣ có tải trọng tĩnh - Vo: thể tích phần tử đàn hồi có tải trọng tĩnh áp suất tĩnh khơng khí V: thể tích phần tử đàn hồi thời điểm ta xét Vp: thể tích bình chứa phụ k: số đặc trƣng cho tính chất tác dụng theo nhiều hƣớng khơng khí bị nén Để xác định độ cứng hệ thống treo ta cần tìm đạo hàm tải trọng P theo độ võng - f (theo độ dịch chuyển) C dF dP dp  P h  Fh df df df Thay phƣơng trình vào rút ra:  V k dV C  kFh ( pt  1) tk 1  Vd df   ( pt  1)Vt k    Vdk   Trong đó: Vt = Vo+Vp Vd = V+Vp Mặt khác ta có: dV   Fh df Sau biến đổi ta có: Trong đó: Ck dF p 1 Fh  p h V  Vp df  dFh   df 45 - k: số đa hƣớng phụ thuộc vào vận tốc thay đổi tải trọng Trong vận tốc nén ứng với tần số dao động ô tô k  1,3 Độ cứng phần tử đàn hồi phụ thuộc vào giá trị tức thời V Fh thể tích bình chứa phụ Bằng cách thay đổi áp suất khơng khí ta có họ đƣờng đặc tính đàn hồi ứng với tải trọng tĩnh khác tác dụng lên phần tử đàn hồi Có thể xác định phƣơng pháp giải tích quan hệ thể tích phần tử đàn hồi diện tích hiệu dụng với biến dạng nhƣng phức tạp Vì ta dùng phƣơng pháp tính gần giải phƣơng pháp đồ thị Bằng thực nghiệm ứng với giá trị biến dạng f, ta vẽ hình dạng bên ngồi mặt bên vài vị trí hành trình nén trả Đối với vị trí tính thể tích diện tích hiệu dụng Từ kết tính ta xây dung đƣờng đặc tính V = 1(f) Rh = 2(f) Nếu gọi V1 thể tích bầu để điều chỉnh áp suất ban đầu ta có bảng kết tính tốn sau: Tần số dao động n: (lần/phút) Với f độ võng (cm) Bảng Kết tính tốn cho hệ thống treo theo tải trọng ô tô tăng từ lúc không tải đến đầy tải: BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN CHO HỆ THỐNG TREO TRƢỚC P(kG) p(kG/cm2) Fh(cm2) V(cm3) f(cm) Rh(cm) C (kG/cm) n1(lần/phút) 775 6,35 122,05 1519 12,45 6,23 139,33 85,02 902 6,40 140,94 1811 12,85 6,70 148,79 83,69 1029 6,45 159,53 2114 13,25 7,13 156,80 82,42 1156 6,50 177,85 2428 13,65 7,52 163,68 81,20 1283 6,55 195,88 2752 14,05 7,90 169,65 80,04 1410 6,60 213,64 3087 14,45 8,25 174,89 78,92 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN CHO HỆ THỐNG TREO SAU P(kG) 2000 2263 2526 2789 3052 3315 p(kG/cm2) 6,35 6,40 6,45 6,50 6,55 6,60 314,96 353,59 391,63 429,08 465,95 502,27 V(cm ) 4220 4880 5561 6265 6989 7735 f(cm) 13,40 13,80 14,20 14,60 15,00 15,40 Rh(cm) 10,01 10,61 11,17 11,69 12,18 12,64 C (kG/cm) 149,63 164,38 178,29 191,44 203,89 215,69 Fh(cm ) 46 n2(lần/phút) 81,95 80,76 79,61 78,51 77,46 76,45 3.8.2 Tính tốn tần số dao động liên kết Do có thay đổi giá trị nhƣ tọa độ trọng tâm ô tô, giá trị khối lƣợng đƣợc treo, nên cần đánh giá lại hệ thông số êm dịu ô tô thiết kế theo tần số dao động liên kết:  1, Trong đó:  (12  22 )  (12  22 )  4.1  12 22 2.(1  1  ) (rad/s) (1) 1 2: Hệ số liên kết 1= (1-)/(+b/a) 2= (1-)/(+a/b) Trong đó: a b thông số tọa độ trọng tâm ô tô thiết kế  = 0,81,2 hệ số phân bố khối lượng treo 1 2 tần số dao động đặc trƣng phần tử khối lƣợng đƣợc treo phân cầu trƣớc cầu sau: 1 = .n1 /30 (rad/s) (2) 2 = .n2 /30 (rad/s) (3) T (1), (2) (3) ta tính đƣợc tần số dao động liên kết 1,2 ( lần/phút) BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TỐN TRƢỜNG HỢP KHƠNG TẢI TREO TRƢỚC TREO SAU Tần số dao động riêng độc lập: n1,n2 (lần/phút) 85,02 81,95 Tần số dao động liên kết: 1, 2, (lần/phút) 86,01 68,36 TREO TRƢỚC TREO SAU Tần số dao động riêng độc lập: n1,n2 (lần/phút) 78,92 76,45 Tần số dao động liên kết: 1, 2, (lần/phút) 74,61 59,05 TRƢỜNG HỢP ĐẦY TẢI Số lần dao động phút khối lƣợng đƣợc treo cầu trƣớc cầu sau nằm giới hạn cho phép ô tô khách (không lớn 150 lần/phút), nhƣ ô tô THACO CITY B60 đảm bảo độ êm dịu chuyển động cần thiết 47 Chƣơng - TÍNH TỐN CẤU HÌNH XE THACO CITY BUS B60 TRÊN PHẦN MỀM AVL CRUISE 2010 Tính tốn kiểm nghiệm cấu hình chọn bao gồm việc tính tốn, xác định thông số động lực học ô tô trình chuyển động nhƣ: vận tốc, khả vƣợt dốc, tính gia tốc… tơ, dựa cấu hình chọn xét xem thơng số có đảm bảo yêu cầu tính vận hành tơ hay khơng Để tính tốn kiểm nghiệm ta thực theo hai phƣơng án sau: + Tính tốn theo phƣơng pháp giải tích (dựa lý thuyết tơ) + Tính tốn dựa phần mềm tính tốn động lực học tơ Trên thị trƣờng có loại phần mềm tính tốn động lực học nhƣ: Advisor, AVL Cruise, Matlab Simulink,… Để đơn giản cho thao tác tính tốn điều kiện có sẵn cơng ty Bus Thaco, tìm hiểu phần mềm AVL Cruise - phần mềm đƣợc ứng dụng rộng rãi tính tốn thiết kế ô tô Nên đây, ta chọn phƣơng án tính tốn kiểm nghiệm cấu hình chọn tính tốn phần mềm AVL Cruise với phiên 2010 4.1 Giới thiệu phần mềm AVL Cruise 2010 Tải FULL (94 trang): bit.ly/2Ywib4t 4.1.1 Tổng quan phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ - Phần mềm AVL CruiseDự đƣợc xây dựng phát triển công ty AVL viết theo tiếng Áo Anstalt für Verbrennungskraftmaschinen List AVL Cruise phần mềm đƣợc xây dựng để phục vụ cho q trình tính tốn mơ tơ, nhằm rút ngắn thời gian tính tốn tối ƣu 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 mô cho ô tô, xe gắn máy xe đặc biệt + Có thể thực phân tích tính tốn loạt tính xe nhƣ: lực kéo, tốc độ, gia tốc, độ vƣợt 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 trƣớc, nhanh chóng tối ƣu hóa thơng số hệ thống truyền động lực + Có thể mơ kết hợp với hệ thống phần cứng (nhƣ: AVL In-Motion, Dspace, ETAS, vv…), đáp ứng nhu cầu phân tích mơ thời gian thực (Real time) trạng thái động xe 48 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 - Khởi động phần mềm: khởi động phần mềm cách kích đơi chuột vào biểu tƣợng AVL Cruise hình chƣơng trình Giao diện ngƣời dùng AVL Cruise xuất nhƣ sau: Tải FULL (94 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Hình Giao diện phần mềm AVL Cruise 2010 - Tạo dự án mới: kích phải chuột vào Projects chọn New, để tên mặc định New project 4.2.2 Thiết lập mơ hình xe - Sau tạo dự án mới, ta kích chuột vào Desk, giao diện làm việc phần mềm xuất nhƣ sau: 49 Hình Giao diện phần mềm AVL Cruise 2010 vào Desk - Sau vào Desk, ta kích chuột vào Vehicle Module để thiết lập mơ hình xe, giao diện làm việc phần mềm xuất nhƣ sau: Hình Giao diện phần mềm AVL Cruise 2010 vào Vehicle Modul - Thiết lập mơ hình xe gồm: xe, phận tiêu hao lƣợng điện, acquy, động cơ, hộp số, truyền lực chính, cấu phanh, bánh xe, trang bị phụ, cabin, điều khiển chống trƣợt hình hiển thị Để đƣa phần mơ hình vào giao diện làm việc ta kích vào đối tƣợng mục Modules, sau kích giữ chuột trái phần muốn đƣa vào mơ hình, sau kéo thả phần muốn đƣa vào mơ hình vào khung làm việc bên phải Sau thực đƣa tất phần vào mơ hình ta đƣợc mơ hình xe nhƣ sau: 13b062bf ... 7830 20 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... chất lƣợng xe buýt nhanh xuống cấp, đồng thời chƣa trọng đến mức độ tiện nghi an toàn cho hành khách Do đó, đề tài ? ?Thiết kế tổng thể xe buýt gầm thấp Thaco City B60? ?? với mục đích thiết lập giải... 5.2 Thiết kế bố trí chung khung gầm 59 5.3 Thiết kế tổng thể 59 5.4 Thiết kế mặt sàn 60 5.5 Thiết kế bố trí khoang lái, khoang khách 60 5.5.1 Thiết kế