Tính toán thiết kế xe ô tô chuyên dụng chở sân khấu lưu động trên nền xe Vinhphat FTR160SL9

Xác định kích thước thùng hàng

- Xác định chiều cao Hth: theo quy định của Bộ Giao Thông Vận Tải thì chiều cao tối đa của ô tô tải trên 5 tấn không được vượt quá 4 m. - Theo phương án thiết kế dự kiến thì chiều cao lớn nhất của thùng chọn là 2500 mm kể cả chiều dày của sàn thùng để đảm bảo chiều cao ô tô không vượt quá 4m.

Kết cấu thùng hàng

Để tăng khoảng chiều cao hiệu dụng lòng thùng thì yêu cầu phải thiết kế sàn thấp nhất có thể đồng thời không để bánh xe va chạm vào sàn thùng khi xe di chuyển trên đường mấp mô nên phần sàn thùng tại vị trí các bánh xe được thiết kế cao hơn. Để xác định khối lượng thùng hàng ta tiến hành tính toán trọng lượng của riêng từng phần của thùng gồm: sàn thùng, 2 mặt bên(mỗi mặt gồm biên phía trong và biên phía ngoài), mặt trước, mặt sau thùng và khung mui.

Tính bền thùng xe

Các đầm dọc của thùng tiếp xúc dọc trên chiều dài của khung ô tô qua lớp gỗ lót nền đảm bảo đủ bền khi truyền lực từ các dầm ngang xuống. Khi tính toán bền thùng hàng ta chỉ cần tính toán bền cho các dầm ngang và xem như các phần khác làm việc đủ bền. - Trọng lượng hàng hóa và phần sàn thùng phân bố đều trên mặt sàn, tức là phần trọng lượng này phân bố đều cho các dầm ngang và trên suốt chiều dài của thùng.

- Trọng lượng thành thùng hàng tác dụng lên các dầm ngang tại các điểm đầu mút của dầm. Để đảm bảo an toàn cho các hệ thống và tính ổn định cho xe nên ta chọn trọng lượng hàng hóa chuyên chở cho phép của ô tô là Gh = 4400 (kG). Vậy trụ đỡ sàn có thể chịu được tải trọng an toàn tối đa là 1750 kG.

Tính bền bu lông lắp bát chống trượt giữa thùng hàng và khung xe

Fms: là lực ma sát sinh ra giữa dầm dọc của thùng chở hàng và dầm dọc của khung xe (kG). Pj: là lực quán tính của thùng chở hàng và hàng hoá sinh ra khi ô tô phanh đột ngột (kG). -  là góc nghiêng dọc của đường dốc,  chọn theo độ dốc lớn nhất khắc phục được của xe cơ sở i.

G1 (kG) là trọng lượng của thùng chở hàng và hàng hoá theo chiều dọc của ô tô khi ô tô nghiêng theo chiều dọc một góc . Vậy ta chọn bulông M16 để lắp các bích chống xô hạn chế dịch chuyển dọc giữa thùng chở hàng và khung ô tô là đảm bảo đủ bền.

Tính bền bulông quang treo chống trượt ngang thùng chở hàng khi ô tô quay vòng ổn định trên đường vòng

- Vgh là vận tốc giới hạn lớn lật nhất khi ô tô quay vòng ổn định [m/s]. - Khi tính toán ta tính cho trường hợp ô tô quay vòng ổn định trên đường nằm ngang tức là đường không có góc nghiêng ngang. Tính toán bulông quang treo hạn chế dịch chuyển ngang của thùng chở hàng so với khung ô tô, ta tính với lực quán tính theo phương ngang Plty.

Tính bền bát chịu lực biên hông xe

Theo kết quả tính toán được ứng suất von Mises cực đại nhỏ hơn độ bền chảy, vì vậy bát chịu lực đủ độ bền. Theo kết quả tính toán chuyển vị lớn nhất của bát chịu lực khi có lực tác dụng nhỏ hơn 1mm, không ảnh hưởng đến kết cấu của bát chịu lực.

Tính chọn hệ thống thủy lực điều khiển nâng biên

Lực đẩy của xy lanh thủy lực yêu cầu lớn nhất tại thời điểm bắt đầu nâng biên với trọng lượng của biên hông và độ chịu tải lớn nhất của bát đỡ A. - S1: Diện tích mặt cắt lòng xi lanh nâng biên hông - P: Áp suất dầu thủy lực tạo ra từ bơm. Lực đẩy của xy lanh thủy lực yêu cầu lớn nhất tại thời điểm bắt đầu nâng biên với trọng lượng của biên phía ngoài và độ chịu tải lớn nhất của tấm nâng biên.

- S2: Diện tích mặt cắt lòng xi lanh nâng biên hông - P: Áp suất dầu thủy lực tạo ra từ bơm. Lực đẩy của xy lanh thủy lực yêu cầu lớn nhất tại thời điểm bắt đầu nâng bửng với trọng lượng của bửng lớn nhất. Thỏa mãn các điều kiện đã đặt ra nên lực cần thiết của xylanh đảm bảo thỏa mãn điều kiện làm việc.

Tính toán ổn định ô tô sau thiết kế 1. Xác định tọa độ trọng tâm

Ghi chú: + Hi – tọa độ trọng tâm theo chiều cao của khối lượng thành phần thứ i (tính từ mặt đất đến trọng tâm khối lượng tô thành phần). Hiện tượng xe bị trượt bánh xảy ra khi người lái đạp ga quá mạnh trong lúc xe đang tăng tốc khiến bánh xe bị trượt và quay nhanh hơn tốc độ di chuyển bình thường. Sự mất ổn định của ô tô không chỉ lật đổ dọc mà còn do trượt trên đường do không đủ lực phanh hoặc do bám không tốt giữa bánh xe và đường.

Vậy góc dốc giới khi xe không tải và toàn tải là góc đốc giới hạn trượt đảm bảo lưu hành tốt trên đường bộ Việt Nam hiện nay theo QCVN 09-2011. Trong trường hợp xe chuyển động lên dốc hoặc xuống dốc tốc độ rất thấp nên ảnh hưởng của của lực cản của gió, lực quán tính có thể bỏ qua và ảnh hưởng của lực cản lăn coi như không đáng kể (Pj = 0; P = 0; Pf = 0) nên các góc giới hạn lật đổ của xe tương tự như khi xe đứng yên. Khi xe chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang, ngoài các lực đã trình bày phần trên, xe còn chịu tác dụng của lực ly tâm Pl đặt tại trọng tâm xe (trục quay là YY).

Khi góc  tăng dần, đồng thời dưới tác dụng của lực Pl, xe sẽ bị lật đổ quanh mặt phẳng đi qua A’ ứng với vận tốc giới hạn và hợp với Z” = 0. Khi quay vòng trên đường nghiêng ngang, xe có thể bị trượt bên dưới tác dụng của thành phần lực G.sin và Pl.cos do điều kiện bám ngang của bánh xe và đường không đảm bảo.

Tính toán sức kéo ô tô sau khi thiết kế

Nhờ đó ta có thể phân, đánh giá, so sánh được khả năng và chất lượng động lực của ô tô cũng như giải quyết được những nhiệm vụ của tính kéo như: tìm vận tốc lớn nhất của ô tô trên mỗi loại đường, tìm tỷ số truyền hợp lý nhất đối với từng loại đường, xác định khả năng tăng tốc, leo dốc, sức cản lớn nhất của đường mà xe có thể vượt qua ở từng số truyền ứng với một tải trọng nào đó. Ta tiến hành tính toán toán chất lượng động lực học của ô tô được thiết kế đóng mới trên cơ sở các thông số của hệ thống truyền lực và tải trọng của ô tô cơ sở được sử dụng đã được trình bày ở mục 3. Trên cơ sở một số các thông số kỹ thuật của động cơ lắp trên sát-xi ô tô tải VINHPHAT FTR160SL9 ta xây dựng đặc tính ngoài của động cơ đốt trong theo công thức thực nghiệm của Giáo sư A.I.Gri-skê-vich.

Muốn lập được đồ thị cân bằng công suất của ô tô, trước hết phải tính tốc độ chuyển động của xe ở các tay số khác nhau theo tốc độ góc của trục khuỷu động cơ. Vậy ta có tổng công suất tiêu hao cho lực cản lăn và lực cản dốc được gọi là công suất tiêu hao cho lực cản của mặt đường N = f(V) (KW). Nhận xét: Dựa trên đồ thị ta thấy vận tốc lớn nhất mà ô tô đạt được khi chuyển động trên đường bằng là 25,6 [m/s] trên loại đường đã tính toán.

Vận tốc lớn nhất ô tô đạt được đảm bảo “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô” là không nhỏ hơn 60 Km/h. Chỉ tiêu về sức kéo chưa đánh giá được chất lượng động lực của ô tô này so với ô tô khác có cùng lực kéo như nhau, nhưng ô tô nào có nhân tố cản không khí bé hơn, trọng lượng nhỏ hơn thì chất lượng động lực tốt hơn. Độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể vượt đảm bảo “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô” là lớn hơn 20%.

- Kiểm tra lại toàn bộ hệ thống và các chân trụ đã tiếp xúc cố định với mặt đất chưa, nếu chưa thì căn chỉnh để trụ cố định không bị xê dịch.