Thiết kế xe cứu hỏa trên cơ sở xe Hino 500 FG8JJ7A: Từ lựa chọn đến quy trình chế tạo

MỤC LỤC

Lựa chọn xe cơ sở

 Moment xoắn đầu ra của trục cao, có thể thay đổi tốc độ và moment của trục nhờ vào việc thay đổi tỷ số truyền của hộp số.  Công tác chữa cháy diễn ra thường xuyên khi xe đứng yên, một vài trường hợp vừa hoạt động vừa di chuyển (công tác chống bạo động).

Hình 6. Bản vẽ xe cơ sở
Hình 6. Bản vẽ xe cơ sở

Chọn công nghệ chữa cháy

Nước và foam được trộn lẫn vào nhau theo một tỷ lệ nhất định (từ 3% - 6%), khi hỗn hợp được xịt về phía đám cháy thì sẽ phun ra một loại bọt bao phủ lên trên bề mặt vật cháy, tách vật cháy ra khỏi không khí và lửa, nhờ đó ngọn lửa sẽ bị dập tắt. Trên cơ sở ưu tiên lựa chọn loại xe phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất trong nước, chi phí đầu tư ban đầu thấp, dễ vận hành sử dụng thì chọn công nghệ chữa cháy dạng foam + nước (tỷ lệ 3%- 6%).

Chọn phương án thiết kế cabin

 Công nghệ chữa cháy đơn giản nhưng hiệu quả phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất xe chuyên dùng trong nước.  Ôtô trang bị nhiều thiết bị chữa cháy, cần nguồn nhân lực vận hành lớn để tiếp cận đám cháy dễ dàng hơn.

Hình 8. Xe chữa cháy trên nền xe hino có cabin đơn
Hình 8. Xe chữa cháy trên nền xe hino có cabin đơn

Chọn phương án thiết kế xitec

●Cho phép rút ngắn chiều dài bồn so với các loại tiết diện khác, dễ bố trí trên xe để đạt được vị trí trọng tâm hợp lí và phân bố tải trọng lên các cầu. Với những ưu điểm trên, chọn phương án thiết kế téc có mặt cắt hình chữ nhật hoặc hình vuông là hợp lý.

Hình 10. Ôtô chữa cháy có téc chứa nước hình trụ elip
Hình 10. Ôtô chữa cháy có téc chứa nước hình trụ elip

Lựa chọn phương án vật liệu

Bơm tự mồi là thuật ngữ dùng để chỉ các máy bơm ly tâm có khả năng sử dụng hỗn hợp giữa nước và không khí để tự đạt đến trạng thái được mồi nước đầy đủ.  Không có khả năng tự hút (Trước khi khởi động bơm cần điền đầy chất lỏng vào bánh cánh và đường ống hút) nên làm tăng giá thành và thiết bị của bơm thêm phức tạp.

Hình 13. Bơm ly tâm
Hình 13. Bơm ly tâm

Nội dung đề tài

Quy định về thùng xe

Xe chữa cháy loại chữa cháy trên cao có độ cao làm việc lớn hơn 30m, nhỏ hơn hoặc bằng 50m. Xe chữa cháy loại chữa cháy trên cao có độ cao làm việc lớn hơn 50m, nhỏ hơn hoặc bằng 90m.

Giới thiệu về thùng xe

Hệ thống lái của các loại ôtô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về nguyên lý cũng như về kết cấu, tuy nhiên về cơ bản chúng đều có 4 bộ phận chính sau đây: vành lái, trục lái, cơ cấu lái (hộp số lái), dẫn động lái. Khi quay vành lái 1 sang phải: thông qua trục lái và cơ cấu lái, đầu đòn quay đứng 4 dịch chuyển về phía sau, qua đòn kéo dọc 5 làm quay đòn quay ngang 6 và trục 11, kéo bánh xe dẫn hướng bên trái quay sang phải. Xe sử dụng bộ phận đàn hồi là nhíp lá kim loại, đóng vai trò của cả ba bộ phận trong hệ thống treo, có khả năng chịu tải cao nhưng độ êm dịu thấp.các lá nhíp được lắp ghép thành bộ, có bộ phận kẹp ngang để tránh khả năng xô ngang khi nhíp làm việc.

+ Hành trình nén: Khi bánh xe đến gần khung xe , cần piston mang theo van dịch chuyển xuống phía dưới đi sâu vào lòng xylanh, thể tích khoang B giảm, dầu bị nén với áp suất tăng đẩy van II mở cho phép dầu thông khoang từ khoang B sang khoang A. + Hành trình trả: Khi bánh xe xa khung xe: Ngược lại ở hành trình nén, cần piston mang theo van chuyển động lên trên đi ra khỏi xylanh, thể tích khoang A giảm, áp suất tăng ép dầu thông qua van I chảy sang khoang B.

Hình 16. Ảnh minh họa thùng xe
Hình 16. Ảnh minh họa thùng xe

Giới thiệu khung phụ

Do thể tích cần piston choán một thể tích chất lỏng nhất định nên một lượng thể tích tương đương sẽ được chuyển vào buồng bù C thông qua van IV. Lực cản giảm chấn sinh ra khi dòng chất lỏng tiết lưu qua các van. Đồng thời do cần pis ton dịch chuyển ra khỏi xylanh nên một phần thể tích thiếu hụt sẽ được bù lại nhờ thể tích dầu từ buồng bù C chảy vào khoang B thông qua van III.

- Liên kết khung và thùng :bằng bu lông Nhiệm vụ của bu lông là hạn chế khả năng quay theo chiều ngang của thùng hàng (đặc biệt khi di chuyển quay vòng,). Về mặt số lượng các bu lông và kích cỡ, phụ thuộc vào tải trọng của xe và trọng lượng thùng hàng.

Giới thiệu hệ thống bơm và các cơ cấu chuyên dùng

-Bơm chữa cháy có nhiệm vụ hút nước từ bồn chứa nước và bồn chứa foam của xe chữa cháy hoặc trực tiếp hút nước từ các trụ cấp nước, ao hồ tạo áp suất cao phun nước dập tắt các đám cháy nhanh nhất. -Bơm chữa cháy vận hành cơ học thông qua bộ trích công suất PTO, truyền động bằng các đăng, có hệ thống bảo vệ an toàn ngăn ngừa tai nạn do những sai sót cho con người khi vận hành. -Hợp kim đồng, sử dụng công nghệ đúc chân không, làm giảm các khuyết tật của sản phẩm khi đúc, cánh bơm sau khi đúc được gia công tinh lần cuối, đảm bảo độ chính xác cao làm tăng hiệu suất và tuổi thọ của bơm.

7.Đồng hồ đo áp suất chân không: Vì áp suất chân không nhỏ hơn nhiều so với áp suất khí quyển nờn người ta dựng thiết bị theo dừi độ chõn khụng trong cả hệ thống trong suốt quỏ trỡnh chỳng hoạt động. Khi xoay cần gạt (9), trục cam (5) xoay làm vấu cam (4) quay theo cần đẩy (3) dịch chuyển thực hiện đóng hoặc mở miệng van, nhờ vậy van có thể đóng hay cắt sự thông dòng chân với khoang của bơm hay với khí trời.

Hình 33. Ảnh thực tế bố trí cụm chi tiết bơm
Hình 33. Ảnh thực tế bố trí cụm chi tiết bơm

Mô tả nguyên lí hoạt động của hệ thống cứu hỏa trên xe

Việc dẫn động nước được thực hiện thông qua hệ thống bơm nước, và các đường ống, các van đóng mở, các vòi phun cầm tay, súng phun đặt trên nóc xi-téc chứa. Hướng dòng nước từ bơm đi ra Hướng dòng nước đi vào bơm Khớp nối ống có nắp bít.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE CỨU HỎA HINO 500 SERIES 2.1. Tính toán khối lượng và các phân bố khối lượng

Tính toán tọa độ trọng tâm của ô tô

Độ ổn định chuyển động của ô tô được đánh giá bằng khả năng đảm bảo cho xe không bị trượt hoặc lật khi chuyển động trên đường dốc, đường nghiêng ngang hoặc khi xe quay vòng. -Trường hợp khi xe lên dốc với tốc độ nhỏ thì ta xem như lực quán tính Pj, lực cản gió Pω, lực cản ma sát Pf rất nhỏ xem như bằng không. -Tương tự các giả thuyết khi ôtô lên dốc, khi xe xuống dốc với tốc độ nhỏ thì ta xem như lực quán tính Pj, lực cản gió Pω, lực cản ma sát Pf rất nhỏ xem như bằng không.

Khi đó vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô khi quay vòng với bán kính RGmin là : Vgh=√Wt. Nhận xét : Các giá trị về giới hạn ổn định của ô tô thiết kế ở chế độ đầy tải thoả mãn các tiêu chuẩn hiện hành và đảm bảo ô tô chuyển động ổn định trên các loại đường giao thông công cộng.

Hình 46. Trường hợp ô tô trên đường xuống dốc
Hình 46. Trường hợp ô tô trên đường xuống dốc

Tính toán động lực học kéo

    Nhân tố động lực học là tỷ số giữa hiệu số của lực kéo tuyến tính Pk và lực cản không khí P𝜔 với trọng lượng toàn bộ của ô tô. Từ công thức trên ta có giá trị tính toán của vận tốc, nhân tố động lực học và đồ Bảng 20. Vậy độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể khắc phục được là 28,1%, đảm bảo quy chuẩn quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô là lớn hơn 20%.

    Giá trị độ giảm vận tốc, quãng đường đi được trong quá trình chuyển số.

    Hình 50. Đồ thị đặc tính ngoài của động cơ
    Hình 50. Đồ thị đặc tính ngoài của động cơ

    LẬP QUY TRÌNH ĐỂ CHẾ TẠO 3.1. Sơ đồ quy trình chế tạo xe cứu hoả

    Lựa chọn quy mô sản xuất

    Ưu điểm của phương pháp này là mỗi sản phẩm có thể được thiết kế / sản xuất tùy chỉnh theo sở thích và yêu cầu của khách hàng.  Sản xuất hàng loạt liên quan đến một khối lượng rất lớn các sản phẩm giống hệt nhau được sản xuất trên một dây chuyền sản xuất, theo đó chúng di chuyển qua một số công đoạn để hoàn thành. Do việc tiêu chuẩn hóa quy trình sản xuất nên có rất ít sự linh hoạt để thực hiện các thay đổi thiết kế và chi phí thiết lập cực kỳ cao.

     Sản xuất liên tục là khi các sản phẩm được sản xuất với số lượng ngừng trệ tối thiểu do nhu cầu cực kỳ cao và thường là tự động hóa hoàn toàn.  Quy mô sản xuất này đòi hỏi chi phí thiết lập cao và rất khó linh hoạt để thay đổi thiết kế / sản xuất vì bất kỳ thời gian ngừng hoạt động nào cũng sẽ ảnh hưởng đến sản lượng dây chuyền sản xuất và lợi nhuận của công ty.

    Bố trí các cơ cấu

       Mỗi lô sản phẩm có thể được điều chỉnh tùy theo yêu cầu của khách hàng và việc thay đổi thiết kế tương đối nhanh chóng. Thông thường, tự động hóa được sử dụng ở quy mô này, giảm yêu cầu về lực lượng lao động và sử dụng lao động có tay nghề cao. Các dây chuyền sản xuất sẽ hoạt động 24 giờ một ngày và yêu cầu lao động có kỹ năng thấp do sản phẩm đạt kết quả nhất quán.

      + Chuyển đổi phanh tay từ đuôi hộp số ra phía sau PTO (để có thể phanh tay khi xe đứng yên mà bơm chữa cháy vẫn làm việc). + Thùng nước và thùng foam bố trí sau thùng phụ trước + Thùng phụ sau bố trí sau thùng nước và để chứa thiết bị + Bố trí cầu thang, sung phun, ống tiếp nước trên nóc thùng.