Bài viết trình bày cơ sở lý thuyết, mô hình thuật toán từ đó xây dựng phần mềm tư vấn tính toán, thiết kế các thông số cơ bản của ô tô tải và ô tô chuyên dùng như: Ô tô thùng kín, thùng lửng, thùng khung mui; Ô tô chở gia súc, gia cầm và ô tô gắn cẩu.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA Ơ TƠ TẢI VÀ Ô TÔ CHUYÊN DÙNG TRÊN MICROSOFT EXCEL Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Hồng Quân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Từ Minh Nguyễn Hữu Trung Lớp: Cơ khí ô tô K56 Tóm tắt: Hiện nhu cầu sử dụng ô tô tải ô tô chuyên dùng rộng rãi, việc xác định thông số ô tô vừa đảm bảo tiêu chuẩn quy chuẩn hành, vừa khai thác hết đặc tính xe phức tạp Bài báo trình bày sở lý thuyết, mơ hình thuật tốn từ xây dựng phần mềm tư vấn tính tốn, thiết kế thông số ô tô tải ô tô chuyên dùng như: ô tô thùng kín, thùng lửng, thùng khung mui; ô tô chở gia súc, gia cầm tơ gắn cẩu Từ khóa: Dầm I, T lắp ghép kiểu mới, giải pháp cấu tạo, giải pháp thiết kế, công nghệ thi công lắp ghép, cầu đường cao tốc ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề vận tải chở hàng tải xã hội quan tâm dẫn dến nhu cầu tư vấn doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô tải, ô tô chun dùng để tính tốn hợp lý khối lượng kích thước tơ tải thỏa mãn quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam trở nên cấp thiết Hiện việc tính tốn mang tính thủ cơng, thực đơn chiếc, phần mềm phức tạp địi hỏi phải có kiến thức, kinh nghiệm chưa có phần mềm chuyên dụng để tính cách dễ dàng, gần gũi phổ biến với nhiều đối tượng người sử dụng xe hay nhân viên tư vấn Với mục tiêu tính tốn nhanh thơng số cách đơn giản thuận tiện nhất, báo tập hợp sở lý thuyết, nghiên cứu quy chuẩn tiêu chuẩn liên quan, khảo sát phân tích nhu cầu xã hội từ xây dựng phần mềm excel tính tốn xác định hợp lý thơng số ô tô tải ô tô chuyên dùng như: tơ thùng kín, thùng lửng, thùng khung mui; ô tô chở gia súc, gia cầm ô tô gắn cẩu,… 58 Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CÁC NỘI DUNG CHÍNH 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.1.1 Nghiên cứu quy chuẩn tiêu chuẩn Việt Nam Thiết kế thỏa mãn tiêu chuẩn, quy chuẩn thông tư: - QCVN 09:2015/BGTVT: “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trường ô tô” - Thông tư số 42/2014/TT-BGTVT “Quy định thùng xe ô tô tự đổ, xe xitec, xe tải tham gia giao thông đường bộ” 2.1.2 Xây dựng mơ hình tốn học Mục tiêu đề tài tính tốn hợp lý khối lượng kích thước tơ tải tơ chun dùng Mơ hình tốn học phải đảm bảo giải cho tơ thiết kế có khối lượng tồn bộ, khối lượng hàng hóa lớn theo tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam cho phép quy định nhà sản xuất Đồng thời kích thước thùng hàng kích thước tồn tơ phải lớn Ngồi ra, tùy thuộc vào nhu cầu thực tế người sử dụng phương tiện, người dùng lựa chọn kích thước thùng hàng khối lượng tồn tơ thiết kế theo ý muốn Từ tương ứng với loại phương tiện ta có hai tốn sau: - Bài toán 1: Với nhu cầu sử dụng cụ thể người dùng, xác định thông số khối lượng, thơng số kích thước thỏa mãn tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam quy định nhà sản xuất - Bài tốn 2: Tính tốn hợp lý cho tơ thiết kế có khối lượng tồn khối lượng hàng hóa chun chở chiều dài thùng hàng chiều dài tồn tơ đạt giá trị giới hạn lớn theo tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam quy định nhà sản xuất Xây dựng mơ hình tốn học tư vấn hợp lý khối lượng kích thước ô tô tải thùng 2.1.2.1 Các giả thiết xây dựng mơ hình Khối lượng hàng hóa thùng hàng phân bố dọc theo chiều dài lắp thùng, thành phần khối lượng kíp lái phân bố lên cụm trục trước Sau báo trình bày mơ hình tính tốn cho tơ tải thùng, tơ chun dùng khác phương pháp tính tốn tương tự Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 59 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 1.2.1.1.1 Sơ đồ xác định khối lượng, phân bố khối lượng vị trí đặt thùng hàng Hình Sơ đồ xác định khối lượng phân bố khối lượng Gkl- khối lượng kíp lái; Go- Khối lượng thân satxi; Gctp- Khối lượng chi tiết phụ; Gth- Khối lượng thùng hàng; Q- Khối lượng hàng hóa; Gtb- Khối lượng tồn tơ; Z1,Z2,Z3, Z4,- Khối lượng thân satxi phân bố lên trục 1,2,3,4; δ- độ dày thành trước sau thùng hàng ; LF- chiều dài nhô trước satxi; LR- Chiều dài phần cứng đuôi satxi; WB- Chiều dài sở tính tốn satxi; Li(i=1,2,3)- khoảng cách trục; Llt- chiều dài lắp thùng satxi; L0- chiều dài tổng thể ô tô; - Chiều dài phần thị thùng hàng so với khung xe;1- Chiều dài phần nhô lề; Lth- Chiều dài thùng hàng; OS- khoảng cách từ trọng tâm thùng hàng hàng hóa đến tâm cụm trục sau; a- Chiều dài phần phụ satxi 1.2.1.1.2 Xây dựng mơ hình tốn học a Đối với tơ hai trục * Bài toán 1: Xác định: OS, Q, Gth, biết , Gtb = Go + Gkl + Gctp + Gth + Q ; Gctp G (G Q)OS ; G2 Z ctp (Gth Q)(WB OS) G1 Z1 Gkl th WB WB Lo LF WB LR 1; OS Lth ROH +1; ROH=LR++1; (2.1) (2.2) [Lo]=min([Lqc],[Lsx]);[Gtb]=min([Gtbqc],[Gtbsx]); [G1]=min([G1qc],[G1sx]); [G2]=min([G2qc],[G2sx]) (2.3) Thỏa mãn: Lo≤ [Lo]; ROH≤ 0,6WB; Gtb≤ [Gtb]; G1≤ [G1]; G2≤ [G2]; ≤ 0,3 (2.4) * Bài toán 2: Xác định: OS, Q, Gth, , cho: Tính tốn (2.1); (2.2); (2.3) thỏa mãn (2.4) 60 Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI b Đối với tơ ba trục Bài tốn 1: Xác định: OS, Q, Gth, biết , Gtb = Go + Gkl + Gctp Gth+ Q; G G1 Z1 ctp Gkl (Gth Q )OS ; WB (2.5) G2 Gctp Z Z (Gth Q)(WB OS) WB G3 Gctp Z Z (Gth Q)(WB OS) WB Lo LF WB LR + L2/2 1; OS Lth L ROH +1; ROH LR ++1 (2.6) 2 [Lo]=min([Lqc],[Lsx]);[Gtb]=min([Gtbqc],[Gtbsx]); [G1]=min([G1qc],[G1sx]); [G2]=min([G2qc],[G2sx]); [G3]=min([G3qc],[G3sx]) (2.7) Thỏa mãn: Lo≤ [Lo]; ROH≤ 0,6WB; Gtb≤ [Gtb]; G1≤ [G1]; G2≤ [G2]; G3≤ [G3]; ≤ 0,3 (2.8) Bài toán 2: Xác định: OS, Q, Gth, , cho: Tính toán (2.5); (2.6); (2.7) thỏa mãn (2.8) c Đối với tơ bốn trục * Bài tốn 1: Xác định: OS, Q, Gth, biết , Gtb = Go + Gkl + Gctp + Gth + Q; (2.9) G1 Gctp (Gth Q)OS Gctp (Gth Q)OS Z1 Z ; G2 Z1 Z ; WB 2 WB G3 Gctp Z Z G4 Gctp (Gth Q)(WB OS) Z Z WB (Gth Q)(WB OS) WB Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 61 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Lo LF L1/2 + WB L3/2 + LR 1; OS Lth ROH +1; ROH = L3/2 + LR + + 1; (2.10) [Lo]=min([Lqc],[Lsx]);[Gtb]=min([Gtbqc],[Gtbsx]); [G1]=min([G1qc],[G1sx]); [G2]=min([G2qc],[G2sx]); [G3]=min([G3qc],[G3sx]); [G4]=min([G4qc],[G4sx]); (2.11) Thỏa mãn: Lo≤ [Lo]; ROH≤ 0,6WB; Gtb≤ [Gtb]; G1≤ [G1]; G2≤ [G2]; (2.12) G3≤ [G3]; G4≤ [G4]; ≤ 0,3 * Bài toán 2: Xác định: OS, Q, Gth, , cho: Tính tốn (2.9); (2.10); (2.11) thỏa mãn (2.12) Trong đó: [Lqc],[Lsx],[Gtbqc],[Gtbsx],[Giqc], [Gisx](i=1÷4)- Lần lượt chiều dài cho phép, khối lượng toàn cho phép, khối lượng phân bố lên trục 1,2,3,4 cho phép ô tô theo quy định nhà nước theo quy định nhà sản xuất 2.1.2.2 Xác định kích thước lịng thùng hàng Hình Sơ đồ xác định kích thước thùng hàng kích thước tổng thể B0- chiều rộng tồn tơ (cũng chiều rộng toàn thùng hàng); - độ dày thành bên; Wt Khoảng cách tâm vết tiếp xúc hai bánh xe sau với mặt đường (bánh đơn) hai bánh xe sau phía ngồi với mặt đường (bánh kép); δ1, δ2 - độ dày sàn thành trên; H1- chiều cao khung satxi, Ht- Chiều cao lòng thùng hàng, BtChiều rộng lòng thùng hàng 2.1.2.2.1 Xác định chiều dài lòng thùng hàng, Lt: Lt = Lth 2δ (2.13) 2.1.2.2.2 Xác định chiều rộng lòng thùng hàng, Bt: Bt=Bo-2 (2.14) 2.1.2.2.3 Xác định chiều cao lòng thùng hàng, Ht 62 Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Ơ tơ tải thùng hở có mui phủ: Ht = (1,07Wt;2,15); (2.15) Ơ tơ thùng kín: Ht = 1,07Wt; Ơ tơ tải thùng hở khơng có mui phủ: Ht = 0,3Wt 2.1.2.3 Xác định kích thước tổng thể ô tô thiết kế 2.1.2.3.1 Xác định chiều dài tổng thể ô tô, Lo Đối với ô tô hai trục: LF + WB + LR 1 (2.16) Đối với ô tô ba trục: LF + WB L2/2 + LR 1 (2.17) Đối với ô tô bốn trục: LF L1/2 + WB L3/2 + LR 1 (2.18) 2.1.2.3.2 Xác định chiều rộng tổng thể ô tô Ro = min(2,5;[R01]) R01 = 1,1.CB, (CB chiều rộng cabin) (2.19) 2.1.2.3.3 Xác định chiều cao tổng thể ô tô, Ho H0 = max(H1 + δ1+ δ2 + Ht , Hsx) (2.20) H0 ≤ min(1,75Wt;4,0) ô tơ tải có khối lượng tồn nhỏ Hoặc H0 ≤ 4,0 ô tô tải có khối lượng tồn nhỏ 2.2 Ứng dụng Microsoft Excel xây dựng giao diện tính tốn thiết kế loại xe 2.2.1 Thiết kế giao diện Ứng dụng phần mềm Microsoft Excel xây dựng giao diện phần mềm hình Hình Giao diện phần mềm Hình Giao diện tính tốn phần mềm Giao diện tính tốn phần mềm bao gồm có 05 khu vực chính: Khu vực 1: Lựa chọn loại ô tô số trục ô tô Khu vực 2: Khu vực nhập thông số đầu vào yêu cầu thiết kế Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 63 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Khu vực 3: Hiển thị kết tỉnh toán tốn (kết tính tốn kích thước lịng thùng, kích thước tổng thể, khối lượng, ) Khu vực 4: Các nút lệnh; bao gồm có nút lệnh: “XE MẪU”- nút lệnh tự nhập thông số xe mẫu có sẵn, “TÍNH TỐN”tính tốn đưa kết cho toán, “RESET”- tự động xóa hết tất thơng số nhập trước đó; “BACK”- nút quay lại giao diện chính; “NHẬP DỮ LIỆU”- Nhập liệu loại xe xây dựng sẵn kho liệu; “KẾT QUẢ ĐẦY ĐỦ”Hiển thị kết đầy đủ thông số số đầu vào tính tốn tốn; “PHẦN TÍNH TỐN”- Hiện phần tính tốn trung gian cho người có chun mơn xem cần; Ngồi khu vực hiển thị kết đầy đủ có nút lệnh: “XUẤT DỮ LIỆU”có thể xuất liệu dạng file excel, file word ảnh để tiện lưu trữ kiểm soát “RETURN”- để quay lại giao diện tính tốn Khu vực 5: Khu vực hiển thị kết luận cảnh báo có (cảnh báo sai xót nhập số hay tính tốn khơng thỏa mãn, ) 2.2.2 Ứng dụng phần mền tính tốn số loại xe Kết tính tốn cho xe loại ô tải thùng: Xe tải thùng hở khung mui trục, xe tải thùng hở khung mui trục xe tải thùng hở khung mui trục hình (giao diện tính tốn) Xe trục Hino FC9JJTA 64 Xe trục Hino FM8JW7A Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Xe trục Huyndai HD320 Hình Kết tính tốn cho loại xe tải thùng hở có mui phủ Bảng Bảng kết tính tốn xe trục Hino FC9JJTA Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 65 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Bảng Bảng kết tính tốn xe trục Hino FM8JW7A Bảng Bảng kết tính tốn cho xe trục Huyndai HD320 Từ bảng kết ta thấy kết tính tốn đáng tin cậy phù hợp với thực tế KẾT LUẬN Bài báo trình bày sở lý thuyết xây dựng phần mềm xác định hợp lý kích thước khối lượng ô tô tải ô tô chuyên dùng thông dụng thỏa mãn yêu cầu tiêu chuẩn, quy chuẩn an tồn kỹ thuật bảo vệ mơi trường ô tô tải sản xuất lắp ráp Việt nam Phần mềm có khả tính tốn cho nhiều loại ô tô với số trục 2, trục, có hai lựa chọn tính tốn hợp lý lựa chọn tùy theo mục đích sử dụng Xây dựng kho liệu số loại xe sở phần xuất liệu kết để tiện xem, lưu trữ kiểm soát Hướng đến người sử dụng chuyên nghiệp, bán chuyên khơng chun Kết tính tốn bao gồm thơng số kích thước (tổng thể, lịng thùng, ) khối lượng (khối lượng thùng, hàng hóa, tồn bộ, ) Kết tính tốn đáng tin cậy phù hợp với thực tế ứng dụng sở thiết kế, sản xuất, lắp ráp xe tải xe chuyên dùng sở ô tô sát xi tải Tài liệu tham khảo [1] Cao Trọng Hiền, Đào Mạnh Hùng (2010), Lý thuyết ô tô, Nhà xuất Giao thông Vận tải [2] Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trong Hoan (2010), …Kết cấu ô tô, Nhà xuất Bách Khoa [3] QCVN 12:2011/BGTVT (2011), Quy chuẫn kỹ thuật quốc gia sai số cho phép làm trịn số kích thước khối lượng xe giới, Bộ GTVT 66 Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI [4] Thơng tư 85/2014/TT-BGTVT (2014), Quy định cải tạo phương tiện giao thông giới đường bộ, Bộ GTVT [5] Thông tư 42/2014/TT-BGTVT (2014), Quy định thùng xe ô tô tự đổ, xe xitec, xe tải tham gia giao thông đường bộ, Bộ GTVT [6] QCVN 09:2015/BGTVT (2015), Quy chuẫn kỹ thuật quốc gia chất lượng an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trường ô tô, Bộ GTVT [7] Nguyễn Hồng Quân (2016), Xác định hợp lý thông số kích thước tải trọng tơ tải theo quy chuẩn tiêu chuẩn Việt Nam, Tạp chí Khoa học Giao thông Vận Tải số 51 (92,97) [8] Nguyễn Hồng Qn (2016), Tối ưu thơng số kích thước tải trọng ô tô tải theo quy chuẩn tiêu chuẩn Việt Nam, Đề tài cấp trường, chủ trì Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 67 ... vệ mơi trường ô tô? ?? - Thông tư số 42/2014/TT-BGTVT “Quy định thùng xe ô tô tự đổ, xe xitec, xe tải tham gia giao thông đường bộ” 2.1.2 Xây dựng mơ hình tốn học Mục tiêu đề tài tính tốn hợp lý... lý thuyết xây dựng phần mềm xác định hợp lý kích thước khối lượng tơ tải ô tô chuyên dùng thông dụng thỏa mãn yêu cầu tiêu chuẩn, quy chuẩn an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trường ô tô tải sản xuất... trình bày mơ hình tính tốn cho ô tô tải thùng, ô tô chuyên dùng khác phương pháp tính tốn tương tự Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 59 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 1.2.1.1.1 Sơ