ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP- XE CỨU HỘ SÀN TRƯỢT HUYNDAI HD - Thuyet minh

MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn Lời cam đoan liêm học thuật Mục lục Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan xe cứu hộ 1.2 Công dụng xe cứu hộ .9 1.3 Phân loại xe cứu hộ 10 1.3.1 Theo trọng lượng 10 1.3.2 Theo yêu cầu nhiệm vụ 13 1.3.3 Theo phương án cứu hộ .13 1.4 Yêu cầu xe cứu hộ 14 Chương PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 15 2.1 Phân tích lựa chọn xe sở 15 2.2 Các cấu thiết bị cứu hộ xe 15 2.3 Phân tích lựa chọn phương án cứu hộ 16 2.3.1 Chở xe bị nạn sàn xe 16 2.3.2 Kéo xe nâng thuỷ lực 17 2.3.3 Chở xe bị nạn sàn xe cứu hộ có gắn cần cẩu 17 Chương KHẢO SÁT TỔNG QUÁT XE HYUNDAI HD72 20 3.1 Thông số kỹ thuật xe Hyundai HD72 20 3.2 Giới thiệu hệ thống cấu thành xe Hyundai HD72 .23 3.2.1 Động .23 3.2.2 Hệ thống bôi trơn 24 3.2.3 Hệ thống làm mát 24 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 3.2.4 Hệ thống nhiên liệu 24 3.2.5 Hệ thống truyền lực 25 3.2.6 Hệ thống phanh 25 3.2.7 Hệ thống lái 26 3.2.8 Hệ thống treo .27 3.2.9 Hệ thống điện 28 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE CỨU HỘ SÀN TRƯỢT 29 4.1 Phân tích phương án cải tạo xe 30 4.2 Thiết kế sàn trượt xe cứu hộ 31 4.2.1 Các cụm chi tiết sàn xe 31 4.2.2 Tính tốn trọng lượng sàn xe .34 4.2.3 Tính bền sàn xe 36 4.3 Tính tốn cụm tời kéo 41 4.3.1 Chọn động thủy lực 47 4.3.2 Tính tốn hộp giảm tốc 48 4.3.3 Tính tốn trục 53 4.4 Tính xy lanh nâng hạ sàn trượt 61 4.5 Xác định thông số xe sau cải tạo 62 4.5.1 Kích thước bao ô tô .62 4.5.2 Trọng lượng phân bố trọng lượng xe sau cải tạo 63 5.1 Xác định tọa độ trọng tâm 65 5.2 Tính ổ n đinh ̣ của ô tô không tải 66 5.2.1 Tính ổ n đinh ̣ ̣c 66 5.2.2 Tính ổn định ngang 68 5.3 Tính ổn định tơ có tải 70 5.3.1 Khi xe trường hợp ổn định dọc tĩnh 70 5.3.2 Khi xe trường hợp ổn định dọc động 71 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 5.4 Tính tốn động lực học tô cứu hộ sàn trượt .72 5.4.1 Các thơng số tính tốn 72 5.4.2 Xây dựng đồ thị đặc tính tơ sau cải tạo .73 KẾT LUẬN 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật xe Hyundai HD72 .16-18 Bảng 4-1: Bảng liệt kê danh sách cụm chi tiết cấu thành nên sàn xe 27-29 Bảng 4-2 Thông số hộp giảm tốc 46 Bảng 4-3 Thông số truyền bánh vít-trục vít .50 Bảng 4-4 Các thông số xe sau cải tạo .58 Bảng 5-1 Thông số kỹ thuật số xe Việt Nam .61 Bảng 5-2 Các thơng số để tính tốn sức kéo tơ 69 Bảng 5-3 Giá trị đặc tính ngồi động .70 Bảng 5-4 Giá trị vận tốc công suất ứng với tay số 73 Bảng 5-5 Giá trị vận tốc công suất Nω, Nf (Nω+Nf) tay số 74 Bảng 5-6 Bảng giá trị lực cản thay đổi theo tốc độ ô tô tay số .77 Bảng 5-7 Giá trị nhân tố động lực học ứng với tay số 81 Bảng 5-8 Giá trị gia tốc ô tô thay đổi theo tốc độ 82 Bảng 5-9 Thông số kỹ thuật ô tô cứu hộ Hyundai HD72 .85 Bảng 5-10 Thông số kỹ thuật sàn trượt 86 Bảng 5-11 Thông số kỹ thuật cụm tời kéo 86 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ Hình 1.1 Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ dùng nâng thủy lực tời kéo Hình 1.2 Loại xe cứu hộ cỡ vừa có nâng thủy lực .9 Hình 1.3 Loại xe cứu hộ hạng lớn 10 Hình 1.4 Loại xe cứu hộ cỡ siêu trọng có cần cẩu .11 Hình 2.1 Phương án chở xe bị nạn sàn xe 14 Hình 2.2 Kéo xe nâng thuỷ lực 15 Hình 2.3 Sơ đồ xe cứu hộ có gắn cần cẩu 16 Hình 3.1 Kích thước xe sở Hyundai HD72 trước cải tạo 18 Hình 3.2 Xe sở Hyundai HD72 .18 Hình 3.3 Động D4DB 21 Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống truyền lực 23 Hình 3.5 Phanh tang trống trang bị Hyundai HD72 25 Hình 3.6 Cơ cấu lái kiểu trục vit – lăn 26 Hình 3.7 Hệ thống treo xe Hyundai HD72 26 Hình 4.1 Tổng thể xe cứu hộ sàn trượt sau cải tạo .28 Hình 4.2 Kết cấu sàn xe cứu hộ 33 Hình 4.3 Tiết diện ngang thép [120 .34 Hình 4.4 Tiết diện ngang thép [100 .34 Hình 4.5 Kết cấu trượt 35 Hình 4.6 Bulơng quang M14 36 Hình 4.7 Sơ đồ lực tác dụng lên sàn xe phanh đột ngột xuống dốc 37 Hin ̀ h 4.8 Liên kế t dầ m ̣c sàn với cấu trượt [ nhờ bản thép ] 38 Hình 4.9 Liên kết sàn xe với khung cấu trượt [ Nhờ các bu lông quang ] 38 Hình 4.10 Sơ đồ cụm tời kéo 40 Hình 4.11 Sơ đồ tính khoảng cách đoạn trục 41 Hình 4.12 Sơ đồ tính lực tác dụng lên trục tang 43 Hình 4.13 Biểu đồ moomen tác dụng trục tang 45 Hình 4.14 Lực từ truyền tác dụng lên trục 53 Hình 4.15 Sơ đồ tính khoảng cách hộp giảm tốc trục vít 55 Hình 4.16 Sơ đồ lực tác dụng lên trục vít 55 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Hình 4.17 Biểu đồ mơmen trục vít 57 Hình 4.18 Sơ đồ lực tác dụng trục bánh vít 59 Hình 4.19 Biểu đồ mơmen tác dụng trục bánh vít 60 Hình 4.20 Sơ đồ lực tính xi lanh nâng hạ cần xe 61 Hình 5.1 Sơ đồ bố trí trọng lượng xe cứu hộ sàn trượt .65 Hình 5.2 Sơ đồ tính tốn ổn định dọc xe lên dốc 67 Hình 5.3 Sơ đồ tính tốn ổn định dọc xe xuống dốc 67 Hình 5.4 Sơ đồ tính tốn tính ổn định ngang ô tô 68 Hình 5.5 Sơ đồ lực xe trượt trường hợp ổn định dọc tĩnh 70 Hình 5.6 Sơ đồ lực xe trường hợp ổn định dọc động 71 Hình 5.7 Đồ thị đặc tính ngồi động .74 Hình 5.8 Đồ thị cân công suất 78 Hình 5.9 Đồ thị cân lực kéo .81 Hình 5.10 Đồ thị nhân tố động lực học 83 Hình 5.11 Đồ thị gia tốc .85 Hình 5.12 Tổng thể xe cứu hộ sàn trượt .87 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt 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 thơng Việc nhanh chóng giải tỏa ắch tắc giao thông sau xảy tai nạn, hay xe gặp cố đường vấn đề đặt ra, sở loại phương tiện cứu hộ giao thông 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 công ty ôtô như: TOYOTA, DEAWOO, NISSAN, HYUNDAI, FORD, Do lượng xe tham gia giao thơng 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 PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng, em giao đề tài “Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72” làm đề tài tốt nghiệp Nội dung trình bày thuyết minh đồ án gồm phần sau: Phần 1: Trình bày tổng quan đề tài nghiên cứu Phần 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế xe cứu hộ Phần 3: Khảo sát tổng quát xe sở Huydai HD72 Phần 4: Tính tốn thiết kế xe cứu hộ sàn trượt SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Phần 5: 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 PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng tận tình giúp đỡ em thời gian qua ! Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan xe cứu hộ 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 lại cải tiến sửa chữa, lưu hành lại thường xun hoạt động tình trạng q tải Do việc xe gặp cố đường việc thường xuyên xảy ra, gây nên tình trạng ắch tắc giao thông 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 thơng 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 thơng 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 Đối với xe đường trường tai nạn thường xảy lao xuống vực, hai xe đâm 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 1.2 Công dụng xe cứu hộ Xe cứu hộ giao thông loại xe chuyên dụng gồm xe sở cấu công tác Xe sở đầu xe tải hạng nhẹ, xe ben, hay đầu xe có động công suất lớn Các cấu công 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, SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 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 1.3 Phân loại xe cứu hộ Hiện giới có nhiều loại xe cứu hộ giao thông chế tạo sản xuất Tùy vào kết cấu phương án cứu hộ mà xe cứu hộ sử dụng trường hợp khác Có số nhóm xe sau: 1.3.1 Theo trọng lượng ➢ 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 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 10 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Thay giá trị K F vào công thức (5.3) ta được: Nω = 0,  3,8  v3 = 2, 66 10−3  v3 [kw] 1000 (5.15) Ta tính cơng suất tiêu hao lực cản lăn Vì ta xét trường hợp tơ chuyển động đường nằm ngang nên cơng suất tính theo cơng thức Nf = Gf v [kw] 1000 (5.16) Trong đó: G: trọng lượng tồn ô tô thiết kế Ta có G = 6900 [kG]  F – Hệ số cản lăn Ta có f = 0.015  1 +  v2   1500  V – Vận tốc ô tô ứng với tay số [m/s] Từ công thức (5.5) suy ra: Nf = G.v v2  0.015  (1 + ) [kw] 1000 1500 (5.17) Thay giá trị vào công thức (5.16) công thức (5.17) ta xác định Nω Nf theo tốc độ ô tô Từ xây dựng đường đặc tính cản tô (Nω + Nf) theo tốc độ ô tô tay số Các giá trị trình bày bảng 5-5 Bảng 5-5 Giá trị vận tốc công suất Nω, Nf (Nω+Nf) tay số V(m/s) f Pw Pf Pc V[Km/h] 2.87 0.02 2.93 1.07 4.00 10.32 5.73 0.02 23.4 2.18 25.5 20.6 8.60 0.02 78.9 3.36 82.3 30.9 11.47 0.02 187.2 4.65 191.8 41.2 14.34 0.02 365.6 6.07 371.7 51.61 17.20 0.02 631.8 7.67 639.5 61.93 20.07 0.02 1003.3 9.49 1012.8 72.25 22.94 0.02 1497.6 11.54 1509.2 82.57 25.80 0.02 2132.4 13.88 2146.2 92.90 28.67 0.02 2925.1 16.54 2941.6 103.22 Để xây dựng đồ thị cân công suất động với công suất cản chuyển động theo vận tốc chuyển động ô tô, ta xây dựng hệ trục tọa độ Oxy, trục tung ta biểu thị giá trị công suất thành phần theo vận tốc ô tô Đồ thị nhận biểu diển mối quan hệ công suất động với công suất lực cản theo vận tốc chuyển động ô tô Từ số liệu thu từ bảng 5-5 ta vẽ đồ thị cân công suất tay số theo vận tốc ô tô SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 77 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 140.00 3500.00 Nk[Kw] Nc[Kw] 120.00 3000.00 100.00 2500.00 Nk1 80.00 NK2 2000.00 Nk3 Nc=Nf+Nw 60.00 Nk4 1500.00 Nk5 Nc 40.00 1000.00 20.00 500.00 V[Km/h] 0.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 0.00 120.00 Hình 5.8 Đồ thị cân công suất Nhận xét: Nhằm nâng cao chất lượng sử dụng ô tô, giảm mức tiêu hao nhiên liệu, ta cần lưu ý đến việc sử dụng công suất động điều kiện chuyển động khác ô tô, phương diện người ta đưa khái niệm “ Mức độ sử dụng công suất động ” ký hiệu YN Mức độ sử dụng công suất động tỉ số công suất cần thiết để ô tô chuyển động ( ổn định ) với công suất động phát bánh xe chủ động Nk kéo hết nhiên liệu Ta có: YN = N ψ + Nω Nψ + Nω Nk N e ηt Qua biểu thức ta có nhận xét rằng: Chất lượng mặt đường tốt, hệ số cản tổng cộng ψ đường giảm vận tốc ô tô nhỏ cơng suất động sử dụng nhỏ tỉ số truyền hộp số lớn, làm cho hệ số sử dụng cơng suất động YN nhỏ 5.4.2.3 Đồ thị cân lực kéo ô tô SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 78 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động ô tô sử dụng để khắc phục lực cản chuyển động sau đây: Lực cản lăn, lực cản dốc, lực cản khơng khí, lực qn tính Biểu thức cân lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động tất lực cản riêng biệt gọi phương trình cân lực kéo tơ Trong trường hợp tổng qt ta có phương trình cân lực kéo ô tô sau: Pk = Pf ± Pi ± Pω ± Pj [N] (5.18) Trong đó: Pk [N]: Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động Pf [N]: Lực cản lăn Pω [N]: Lực cản khơng khí Pi[N]: Lực cản dốc Pk [N]: Lực cản qn tính Phương trình (5.7) biểu thị dạng khai triển sau: M e  i h  i  ηt G = f  G  cosα + W  v  G  sinα   δi  j rb  k p g (5.19) Trong đó: Me: Momen xoắn động rb: Bánh kính làm việc bánh xe chủ động α: Góc dốc mặt đường Ta xây dựng đồ thị cân lực kéo ô tô xét trường hợp ô tô chuyển động ( ổn định ), mặt đường nằm ngang, nghĩa là: j = 0, α = phương trình cân lực kéo là: Pk = Pf + Pω Để biểu diễn phương trình cân lực kéo ô tô dạng đồ thị, ta tính Pk tay số khác Ta có cơng thức: M i i η Pki = e hi t [N] (5.20) rb Trong đó: Pki: Lực kéo tay số i ihi: Tỷ số truyền tay số i hộp số Me: Momen động phát ( Me  ωe = Ne ) ηt: Hiệu suất truyền lực Ta thay số liệu vào công thức ta tính giá trị Pki tương ứng với vận tốc tay số ô tô chuyển động tay hộp số trình bày bảng (5-3) SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 79 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Ta có cơng thức xác định lực cản lăn lực cản khơng khí: Pω + Pf = K  F  v2 + G  f v i2  Pω + Pf = K  F  v + G  0.015  (1 + ) 1500 i (5.21) Như tính tốn ta có K = 0,7 ; F = 3,8 m2 Ta thay giá trị biết vào công thức (5.21) ta bảng giá trị lực cản thay đổi theo tốc độ ô tô ô tô chuyển động tay giá trị trình bày bảng 5-6 Bảng 5-6 Bảng giá trị lực cản thay đổi theo tốc độ ô tô tay số x 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 We 30.37 60.74 91.11 121.47 151.84 182.21 212.58 242.95 273.32 303.69 Pk1 16627 19744 22342 24421 25980 27019 27538 27538 27019 25980 V1 0.38 0.77 1.15 1.54 1.92 2.31 2.69 3.08 3.46 3.85 Pk2 9914 11773 13322 14561 15491 16111 16420 16420 16111 15491 V2 0.65 1.29 1.94 2.58 3.23 3.87 4.52 5.16 5.81 6.45 Pk3 V3 Pk4 5253 1.22 3090 6239 2.44 3670 7060 3.65 4152 7716 4.87 4539 8209 6.09 4829 8537 7.31 5022 8701 8.52 5118 8701 9.74 5118 8537 10.96 5022 8209 12.18 4829 V4 2.07 4.14 6.21 8.28 10.35 12.42 14.49 16.56 18.63 20.70 pk5 2231 2649 2998 3277 3486 3626 3695 3695 3626 3486 v5 2.87 5.73 8.60 11.47 14.34 17.20 20.07 22.94 25.80 28.67 Để xây dựng đồ thị cân lực kéo, ta dựng hệ trục tọa độ Oxy, Trên trục tung ta đặt giá trị lực, trục hoành ta đặt giá trị vận tốc Đồ thị biểu diển mối quan hệ lực nói vận tốc chuyển động tơ gọi đồ thị cân lực kéo Từ số liệu bảng 5-6 ta xây dựng đồ thị cân lực kéo ô tô hình 5.9 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 80 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 30000.00 Pk[Kw] 25000.00 20000.00 15000.00 10000.00 5000.00 V[km/h] 0.00 0.00 5.00 10.00 Pk1 Pk2 15.00 Pk3 20.00 Pk4 25.00 Pc 30.00 35.00 Pk5 Hình 5.9 Đồ thị cân lực kéo 5.4.3.4 Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học ô tô Khi so sánh tính chất động lực học loại ô tô khác ứng với điều kiện làm việc ô tô loại đường khác nhau, người ta mong muốn có thơng số mà thể tính chất động lực học tơ Trong phương trình cân lực kéo đưa vào nhân tố đặc trưng cho tính chất động lực học tơ như: Hệ số cản mặt đường ψ (ψ = f±i), tốc độ chuyển động ô tô v gia tốc ô tô j, công thức chưa loạt thông số kết cấu ô tô momen xoắn động Me, trọng lượng ô tô G, nhân tố cản không khí W… Do phương trình cân lực kéo không thuận lợi để đánh giá loại ô tô khác Bởi cần có thơng số đặc trưng tính chất động lực học tơ mà số kết cấu khơng có mặt thơng số Thơng số gọi nhân tố động lực học ô tô Nhân tố động lực học ô tô tỉ số lực kéo tiếp tuyến Pk trừ lực cản khơng khí Pω chia cho trọng lượng tồn tơ Tỷ số kí hiệu chữ D D=  Pk − Pω  M e  i t  ηt − W  v2   = G R bx   G SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng (5.22) 81 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe 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 ô tô 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 ô tô chuyển động (ổn định) Thay số liệu vào công thức (5.22) ta giá trị nhân tố động lực học (D) theo theo tốc độ chuyển động ô tô Ta có cơng thức tính lực cản lăn theo vận tốc ô tô: [1] f = f  (1 + v2 ) 1500 (5.23) Theo [2], với xe tải đường nhựa bê tơng ta có f 0= 0.012 ÷ 0.015, ta chọn f0 = 0.015 Từ (5.23) suy ra: f = 0.015  (1 + SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng v2 ) 1500 (5.24) 82 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Bảng 5-7 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] 0 10 15 D1 D2 20 D3 25 D4 30 35 D5 Hình 5.10 Đồ thị nhân tố động lực học 5.4.3.5 Xây dựng đồ thị gia tốc ô tô Gia tốc ô tô theo [2] xác định theo công thức: j= dv g = (D − ψ) dt δi (5.25) Trong đó: J: Gia tốc ô tô SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 83 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe 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: δ i = + δ1 × i 2h + δ Các hệ số δ1 δ2 có giá trị gần sau: 1    0.5 δi = 1.05 + 0.05 × ih2 Suy ra: (5.26) Do ta xét xe tăng tốc mặt đường nằm ngang nên f = f × (1 + v2 v2 ) = 0.015 × (1 + ) 1500 1500 (5.27) Thay cơng thức (5.15) công thức (5.16) vào công thức (5.14) ta được: j= dv  v2  g = D − 0.015  (1 + )  ( ) dt  1500  1.05 + 0.05  i 2hi (5.28) Thay số liệu vào công thức (5.28) ta bảng giá trị gia tốc (j) ô tô thay đổi theo tốc độ (v) ô tô chuyển động tay số trình bày bảng 5-8 Bảng 5-8 Giá trị gia tốc ô tô thay đổi theo tốc độ v1[m/s] 0.38 0.77 1.15 1.54 1.92 2.31 2.69 3.08 3.46 3.85 J1 v2[m/s] J2 v3[m/s] J3 v4[m/s] 9.41 0.65 8.91 1.22 6.12 2.07 17.85 1.29 13.88 2.44 7.90 4.14 26.47 1.94 17.07 3.65 9.14 6.21 31.42 2.58 19.08 4.87 10.22 8.28 34.18 3.23 20.80 6.09 10.84 10.35 36.43 3.87 21.62 7.31 11.22 12.42 37.12 4.52 22.02 8.52 11.37 14.49 37.11 5.16 22.00 9.74 11.29 16.56 36.40 5.81 21.55 10.96 10.98 18.63 34.98 6.45 20.68 12.18 10.43 20.70 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng j4 3.83 4.64 5.33 5.75 6.00 6.09 6.02 5.79 5.40 4.84 v5[m/s] 2.87 5.73 8.60 11.47 14.34 17.20 20.07 22.94 25.80 28.67 84 J5 2.76 3.31 3.63 3.80 3.82 3.68 3.39 2.95 2.35 1.60 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Chart Title J 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 20.00 J3 25.00 J4 30.00 35.00 J5 Hình 5.11 Đồ thị gia tốc SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 85 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 KẾT LUẬN Trong phát triển giao thơng xe cứu hộ loại xe chuyên dùng cần thiết, khơng trực tiếp vận tải hàng hố giúp nhanh chóng giải toả giao thơng, đưa xe hư hỏng nơi sửa chữa để kịp thời khắc phục hư hỏng đưa vào lưu thông Ngoài xe cứu hộ nhập từ nước có cơng nghiệp ơtơ tiên tiến Đức, Nhật… nước ta nghiên cứu thiết kế loại xe cứu hộ từ xe sở loại xe tải Ưu điểm loại xe đóng nước giá thành hạ nhiều so với xe nhập khẩu, thiết kế đa dạng, phù hợp với điều kiện xe Việt Nam, đáp ứng hầu hết yêu cầu cứu hộ giao thông Trong đồ án “ Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 ”, em tìm hiểu kết cấu số loại xe sở xe cứu hộ địa bàn, vào kết cấu, thiết kế loại xe để đưa phương án thiết kế Từ phương án thiết kế lựa chọn, hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng, em tiến hành tính tốn động học, động lực học cấu công tác … thành phần xe cứu hộ Mặc dù giúp đỡ thầy giáo Bộ môn bạn cộng với hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng, thời gian trình độ có hạn nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót, mong thầy giáo bạn đóng góp ý kiến Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bộ môn, bạn lớp đặc biệt thầy PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hồn thành đồ án ❖ Những lưu ý kinh nghiệm vận hành xe cứu hộ ✓ Đối với ô tô số sàn, cấu tạo đơn giản nên cần cứu hộ kéo nâng đủ Nhưng xe số tự động, công tác cứu hộ không tuân thủ khuyến cáo nhà sản xuất in hướng dẫn sử dụng dán kính xe có hư hỏng hộp số, mà trường hợp nghiêm trọng làm cháy phá hủy hộp số tự động Do cách tốt để cứu dòng xe sử dụng xe cứu hộ có sàn trượt kéo cầu khơng chủ động Đối với dòng xe cao cấp Lexus, Mercedes-Benz, BMW, Porsche, SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 86 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Audi…hay mẫu xe cầu Nissan Rogue, Infiniti FX, Mercedes ML 4Matic… thiết bạn phải lựa chọn xe cứu hộ có sàn hệ thống trang bị xe đại phức tạp ✓ Cho dù xe tắt máy, thực tế, sử dụng cách thức cứu hộ kéo nâng, máy tính xe “âm thầm” làm việc không hiểu xe bị kéo nên trang bị bên xe bị kích hoạt giống xe hoạt động Vì thế, ảnh hưởng có tác động xấu đến tình trạng vận hành xe ✓ Nếu xe sử dụng hệ dẫn động cầu trước sau cách vận chuyển kéo đầu kéo đuôi Trong đó, xe dẫn động hai cầu thường chọn hình thức chở kéo phải kê thêm lăn để đảm bảo an toàn cho hệ dẫn động Với xe đại sử dụng hộp số tự động, cần phải tìm cách đưa cần số N ✓ Nếu xe dẫn động bốn bánh toàn thời gian hay dẫn động hai cầu mà kéo lên sàn xe gãy cầu hay hỏng hộp số, ê kíp cứu hộ phải chủ động tháo trục đăng để kéo đưa xe lên sàn chở ✓ Khi dùng tời kéo xe bị hư lên sàn xe cần kéo, dây tăng dùng để cố định bánh xe tránh trường hợp xấu vận chuyển kết thúc trình cứu hộ đến xưởng sửa chữa SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 87 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Thố ng kê các tổ ng thành cụm chi tiế t Hình 5.12 Tổng thể xe cứu hộ sàn trượt Bao gồ m các chi tiế t đươ ̣c cải ta ̣o sau: – Thiế t kế sàn mới cho xe cứu hộ, sàn xe có kích thước – Sử du ̣ng hô ̣p trích công suấ t của ô tô tải Hyundai HD72 – Sử dụng bơm dầ u thủy lực SHIMADZU – Sử dụng tời kéo thủy lực Dưới bảng thống kê thông số ô tô cứu hộ Hyundai HD72 Bảng 5-9 Thông số kỹ thuật ô tô cứu hộ Hyundai HD72 TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài sở L0 3735 mm Chiều dài toàn L 6953 mm Chiều cao toàn H 2290 mm Chiều rộng sở B0 2200 mm +Hai bánh trước Bt 1650 mm +Hai bánh sau Bs 1495 mm Khoảng sáng gầm xe H 235 mm Tự trọng G0 4221 KG Khoảng cách hai bánh SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 88 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 Trọng lượng toàn G 6900 KG Phân bố cầu trước G1 4300 KG Phân bố cầu sau G2 2600 KG Số chỗ ngồi 10 Bán kính quay vịng nhỏ 11 Rmin 7.3 Truyền lực i0 5.428 12 Khả vượt dốc lớn % 38.1 13 Vận tốc lớn vmax 104 m Km/h Bảng 5-10 Thông số kỹ thuật sàn trượt TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị DxRxC 5185x2200x1228 mm Kích thước thùng Khối lượng chở tối đa Qh 2484 KG Trọng lượng sàn Gs 1106 KG Bảng 5-11 Thông số kỹ thuật cụm tời kéo TT Thông số 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 - Ơtơ thiết kế đảm bảo thơng số u cầu: + Ơtơ đạt tốc độ lớn 104 [km/h] + Xe có khả vượt qua độ dốc có sức cản tổng cộng (ψ) khơng nhỏ 25% + Bán kính quay vịng nhỏ xe đạt 7,3 [m] SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 89 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72 + 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: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 90 Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe 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 - Năm 1997 [2] Nguyển Hửu Cẩn Lý thuyết ô tô máy kéo Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội - Năm 2000 [3] Trinh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, tập Nhà xuất Giáo dục Hà Nội - Năm 2000 [4] Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy Hà Nội, Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội - Năm 1969 [5] Đinh Ngọc Ái , Đă ̣ng Huy Chi, Nguyễn Phước Hoàng và Pha ̣m Đức Nhuâ ̣n Thủy lực và máy thủy lực tập II Nhà xấ t bản Đa ̣i học và trung ho ̣c chuyên nghiê ̣p Hà Nô ̣iNăm 1972 [6] http://sgtvt.danang.gov.vn [7] Catologue Hyundai HD72 SVTH: Vương Ngọc Sang GVHD: PSG.TS Trần Thanh Hải Tùng 91 ... “Thiết kế xe cứu hộ sàn trượt sở xe Hyundai HD72” làm đề tài tốt nghiệp Nội dung trình bày thuyết minh đồ án gồm phần sau: Phần 1: Trình bày tổng quan đề tài nghiên cứu Phần 2: Phân tích lựa chọn