Nghiên cứu tối ưu hóa thiết kế bộ phận được treo để nâng cao an toàn chuyển động của xe khách 2 tầng

Nghiên cứu tối ưu hóa thiết kế bộ phận được treo để nâng cao an toàn chuyển động của xe khách 2 tầng Nghiên cứu tối ưu hóa thiết kế bộ phận được treo để nâng cao an toàn chuyển động của xe khách 2 tầng Nghiên cứu tối ưu hóa thiết kế bộ phận được treo để nâng cao an toàn chuyển động của xe khách 2 tầng

TÓM TẮT Xe khách giường nằm xu hướng vận tải hành khách ngày tính tiện lợi tiện nghi mà mang lại vận chuyển hành khách đường dài Tuy nhiên có vụ tai nạn thương tâm xe khách giường nằm thời gian gần đây, tình trạng giao thơng phức tạp phần chưa có tiêu chuẩn quy định riêng cho xe khách giường nằm mà sử dụng tiêu chuẩn xe khách ghế ngồi cho xe giường nằm Vì luận văn trình bày tính tốn để tối ưu thiết kế phận treo (vị trí giường nằm cho hành khách) để phù hợp tiêu chuẩn xe khách ghế ngồi Trong đề tài này, em tính tốn thơng số chuyển động an tồn tơ giường nằm Samco Primas theo phương án tối ưu thiết kế hệ thống treo so sánh với tính tốn ô tô giường nằm chạy chủng loại Thaco Mobihome, Hyundai Universe Nội dung luận văn thực bao gồm: - Tính tốn giới hạn chuyển động ô tô giường nằm SAMCO PRIMAS H.45B (380/410PS) sau tối ưu hóa phận treo (thay đổi cách bố giường hành khách thùng xe) - Xét lại tính bền, khả chuyển động ổn định xe sau thay đổi thiết kế - So sánh kết tính toán sau thay đổi so với TCVN 2014 số dòng xe tương tự Thaco Mobihome, Hyundai Universe - Mơ hình hóa tính trọng tâm tơ phần mềm mô Inventor & Lapview iv ABSTRACT Mobile Home (Passenger cars) is a new trend of the passenger transport by convenience and comfort that it brings the long-distance passenger transport However there have been tragic accidents of Mobile Home in recent times, especially in complex traffic conditions partly no standards and regulations for passenger cars that still use beds passenger car standards for car seats bed So this thesis will be presented and calculated to optimize the design department is hanging (position berths for passengers) to fit the standard car seats In this thesis , I research calculate the motion parameters of automotive safety Primas Samco change designed suspension system is then compared with the calculation of the Thaco Mobihome, Hyundai Universe The main content of this dissertation is done include: - Calculate the limits of the automobile when moving bed Primas H.45B SAMCO (380 / 410PS) after it changes announced in the bed passengers - Test of stability, ability stabilize in the vehicle design changes - Comparison of the calculated results after the change from TCVN 2014 compare some similar vehicles Thaco Mobihome, Hyundai Universe - Modeling and auto focus with Inventor Simulation Software & Lapview v MỤC LỤC TRANG LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT .v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG xiii Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực vận tải hành khách xe giường nằm: 1.2 Lý chọn đề tài: 1.3 Tình hình nghiên cứu nước 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.3.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước .7 1.4 Mục đích đề tài 1.5 Nhiệm vụ giới hạn đề tài: .7 1.5.1 Nhiệm vụ đề tài 1.5.2 Giới hạn đề tài: 1.6 Phương pháp nghiên cứu Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 2.1 Một số yêu cầu thiết kế xe khách giường nằm tầng Việt Nam: (theo TCVN/QCVN09-2015) 14 2.2 Một số yêu cầu xe khách giường nằm tầng quốc tế: (theo ISO 10819:2013/DIS 2631) 17 2.3 Khái niệm phận treo: 21 2.4 Sự lăn bánh tơ loại bán kính bánh ô tô 22 2.4.1 Khái niệm trượt bánh ô tơ bán kính lăn rl 22 vi 2.4.2 Bán kính tính tốn r: 22 2.5 Các quan hệ động học bánh ô tô phanh 23 2.5.1 Khái niệm tốc độ trượt độ trượt 23 2.5.2 Đặc tính trượt: 24 2.6 Tính chất ổn định tơ chuyển động: .25 2.6.1 Ổn định chuyển động mặt cắt dọc: 26 2.6.2 Tính chất ổn định động đường nghiêng ngang: 28 2.6.2.1 Khi ô tô đứng yên mặt đường nghiêng ngang: 28 2.6.2.2 Khi ô tô chuyển động mặt đường nghiêng ngang: 29 2.6.3 Tính chất ổn định đường bằng: 33 2.6.3.1 Xét ổn định theo điều kiện trượt bên .34 2.6.3.2 Xét ổn định theo điều kiện lật đổ 34 2.6.4 Tính chất ổn định tơ quay vịng: 35 2.6.4.1 Sự quay vịng tơ có lốp đàn hồi 35 2.6.4.2 Bán kính quay vịng tức thời R 36 2.6.4.3 Quan hệ góc quay vịng bánh dẫn hướng .40 2.7 Tính chất ổn định tơ phanh: .41 2.7.1 Các bánh ô tô cầu sau bị hãm cứng phanh: 41 2.7.2 Các bánh ô tô cầu trước bị hãm cứng phanh: 42 2.7.3 Ổn định ô tô phanh lực phanh phân bố không đều: 43 2.7.4 Sự đánh giá chất lượng phanh bao gồm gia tốc phanh, thời gian phanh, quảng đường phanh, lực phanh riêng: 47 2.7.4.1 Gia tốc phanh ( j p ) 47 2.7.4.2 Quảng đường phanh( S p ) 48 2.7.4.3 Thời gian phanh ( t p ) 50 2.7.4.4 Lực phanh lực phanh riêng: 50 Chương TÍNH ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ SAU THAY ĐỔI 52 vii 3.1 Bộ phận treo nguyên mẫu .52 3.1.1 Xác định khối lượng thân ô tô: 55 3.1.2 Xác định khối lượng tồn tơ: 56 3.2 Bộ phận treo sau thay đổi thiết kế 59 3.2.1 Xác định khối lượng thân ô tô sau thay đổi thiết kế: 59 3.2.2 Xác định khối lượng toàn ô tô: 60 3.3 Tính tốn lại trọng tâm sau thay đổi thiết kế 63 3.3.1 Xác định tọa độ trọng tâm ôtô: .64 3.3.2 Xác định bán kính quay vịng nhỏ ơtơ: 65 3.3.3 Kiểm tra tính ổn định ô tô: .66 3.4 Tính tốn nhân tố động học động lực ô tô sau thay đổi thiết kế: 66 3.4.1 Công suất động cơ: 66 3.4.2 Mô men xoắn trục khuỷu động cơ: 67 3.4.3 Lực kéo bánh ô tô chủ động: 67 3.4.4 Lực cản tác dụng lên ô tô: 67 3.4.5 Vận tốc di chuyển ô tô: .68 3.4.6 Nhân tố động lực học D: 68 3.4.7 Gia tốc tịnh tiến ô tô: 68 3.4.8 Độ dốc lớn mà ô tô khắc phục được: 68 3.4.9 Thời gian tăng tốc ô tô đầy tải: .68 3.4.10 Xác định quãng đường tăng tốc ô tô đầy tải: 69 3.4.11 Khả vượt dốc theo điều kiện bám bánh ô tô chủ động: 69 3.4.12 Bảng kết tính tốn: 70 3.5 So sánh kết tính tốn lại số tiêu sau thay đổi thiết kế: 72 3.5.1 Thông số động lực học: .72 3.5.2 Tính tốn dao động xe sau thay đổi thiết kế: 73 3.5.3 Tính tốn hiệu hệ thống phanh sau đổi thiết kế: 77 3.5.2.1 Momen cấu phanh sinh theo thiết kế xe 78 viii 3.5.2.2 Xác định tiêu đánh giá hiệu phanh theo QCVN 09:2011/BGTVT: 79 Chương XÂY DỰNG VÀ ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH 81 4.1 Xây dựng mơ hình thay đổi tối ưu thiết kế phận treo: .81 4.1.1 Thiết lập cho mơ hình khung xe tính tốn: 81 4.1.2 Các thông số đầu vào: .84 4.1.3 Sức bền dầm ngang cánh khung xương sàn ô tô: 85 4.1.4 Sức bền ngang khung mui ô tô: .85 4.1.5 Sức bền khung xương hông: 87 4.2 Xây dựng đồ thị quan hệ hệ số ổn định tĩnh SSF sau thay đổi thiết kế: .92 4.2.1 Hệ số ổn định tĩnh: 92 4.2.2 Hệ số ổn định tĩnh tối ưu: 92 Chương KẾT LUẬN 96 5.1 Nhận xét đề tài: 96 5.2 Khuyến nghị .97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Vấn nạn an tồn giao thơng đường Hình 1.2: Dự án mở rộng quốc lộ 1A Hình 1.3: Độ tiện nghi xe giường nằm Hình 1.4: Tai nạn Móng Cái Hình 1.5: Lật xe khách Sa Pa Hình 1.6: Xe khách đối đầu Quảng Ngãi Hình 1.7: Xe khách va chạm xe bồn cao tốc Trung Lương Hình 2.1: Đường cong dao động tắt dần thân xe 15 Hình 2.2: Bố trí giường nằm xe khách tầng 16 Hình 2.3: Các giới hạn gia tốc thẳng đứng khoảng thời gian tác dụng cho phép theo ISO 10819:2013/DIS 2631 hệ trục tọa độ qui định ISO 10819:2013 2631 18 Hình 2.4: Vùng dẫn sức khoẻ ISO 10819:2013 19 Hình 2.5: Giới hạn dao động mà thể chịu 20 Hình 6: Sơ đồ bố trí hành khách xe SAMCO PRIMAS KFE6 22 Hình 2.7: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh tơ có trượt lăn 23 Hình 2.8: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh ô tô trượt lết 24 Hình 9: Đồ thị thể mối quan hệ hệ số bám độ trượt 25 Hình 2.10: Phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe 25 Hình 11: Sơ đồ tính tốc độ nguy hiểm xe khách giường nằm 26 Hình 12: Mơ hình tơ tối ưu 27 Hình 2.13: Sơ đồ lực tác dụng chuyển động đường nghiêng ngang 28 Hình 13: Sơ đồ lực ô tô quay vòng 30 Hình 2.14: Sơ đồ lực ô tô theo điều kiện trượt 32 Hình 2.15: Sơ đồ mơmen lực tác dụng lên tơ quay vịng đường nằm ngang 33 x Hình 2.16: Sự quay vịng tơ có lốp đàn hồi 36 Hình 2.17: Quay vòng trung hòa 37 Hình 2.18: Quay vịng thiếu 38 Hình 19: Ơ tơ chuyển động thẳng có 1   (do lực ngang) 39 Hình 2.20: Quay vịng thừa 39 Hình 21: Ơ tơ chuyển động thẳng có 1   (do lực ngang) 40 Hình 2.22: Quan hệ θt θn loại tơ có lốp đàn hồi 41 Hình 2.23: Các bánh tô cầu sau bị hãm cứng 41 Hình 24: Các bánh tô cầu trước bị hãm cứng 42 Hình 2.25: Sơ đồ lực tác dụng lên tơ phanh mà có tượng quay ô tô lực phanh phân bố không 45 Hình 1: Sơ đồ bố trí hành khách xe SAMCO PRIMAS KFE6 trước thay đổi52 Hình 2: Sơ đồ bố trí hành khách xe SAMCO PRIMAS KFE6 sau thay đổi [13] 53 Hình 2: Sự phân bố khối lượng cụm thành phần ô tô 56 Hình 3.3: Sơ đồ tính tốn phân bố khối lượng hành khách hành lý 58 Hình 4: Sự phân bố khối lượng cụm thành phần ô tô 60 Hình 3.5: Sơ đồ tính tốn phân bố khối lượng hành khách hành lý 62 Hình 6: Xác định bán kính quay vịng 65 Hình 7: Cơ cấu phanh guốc 78 Hình 4.1: Dựng hình 3D cho kết cấu khung xe sau thay đổi 81 Hình 4.2: Dựng hình 3D cho kết cấu sàn xe sau thay đổi 82 Hình 4.3: Sơ đồ khối tổng quát tải trọng tác dụng lên khung ô tô trước thay đổi thiết kế 83 Hình 4.4: Sơ đồ khối tổng quát tải trọng tác dụng lên tơ sau thay đổi thiết kế có lực phanh 84 Hình 4.5: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên kết cấu khung 86 Hình 4.6: Mơ hình hóa kết tính chuyển vị 87 Hình 4.7: Kết mơ tính ứng suất khung 87 xi Hình 4.8: Vật liệu kết cấu khung xương hơng bên xe 90 Hình 4.9: Sơ đồ bố trị lực theo chiều chuyển động 91 Hình 4.10: Với kết mô biến dạng tải trọng tác dụng lên khung xe 91 Hình 4.11: Đồ thị xác định hệ số ổn định tĩnh ôtô (m