Chương 2 CƠ SỞ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE MÁY CHỮA CHÁY
3.5. Xác định một số thông số hợp lý của xe máy chữa cháy phố cổ
Từ kết quả khảo sát thu được ở phần trên, luận án phân tích, xác định một số thơng số hình học, động học của xe máy chữa cháy để phục vụ cho nghiên cứu thực nghiệm cũng như phục vụ cho thiết kế chế tạo, hoàn thiện và sử dụng xe máy chữa cháy.
3.5.1. Các thông số kết cấu của xe máy chữa cháy
Từ kết quả xây dựng mơ hình, thiết lập phương trình động lực học, kết quả khảo sát các phương trình động lực học, luận án đề xuất thông số hợp lý về kết cấu của xe máy chữa cháy như sau:
Xe máy cơ sở nói chung đã được nghiên cứu tính tốn tối ưu về kết cấu, trong đó có vị trí trọng tâm của xe. Song khi chế tạo, lắp ráp các hệ thống thiết
bị cứu nạn và chữa cháy lên xe, dẫn đến cấu trúc của xe thay đổi, tọa độ trọng tâm thay đổi, từ đó động lực học chuyển động cũng như độ bám đường của xe thay đổi. Với các thông số kỹ thuật của xe cơ sở là đầu vào cho khảo sát lý thuyết, kết quả sẽ cho các thông số hợp lý để lắp ráp các hệ thống chữa cháy lên xe, đảm bảo yêu cầu để xe không bị mất lái khi khởi hành, khi di chuyển qua gờ cản và cân bằng khi quay vịng.
Với các thơng số kỹ thuật của xe cơ sở là xe Kawasaki W175 SE cùng trọng lượng người lái là 80kG, kết quả khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe, cho thấy khi đặt độ cao tọa độ trọng tâm cụm thiết bị Zm= 75cm (cao ngang bằng trọng tâm khối treo có người lái) thì tọa độ trọng tâm của cụm thiết bị theo trục X là Xm 15cm sẽ hợp lý nhất, khi đó bánh trước xe luôn bám đường với mọi vận tốc 70 km / h với tải trọng cụm thiết bị đạt tới 130kG.
3.5.2. Vận tốc hợp lý của xe máy chữa cháy khi sử dụng
Từ kết quả khảo sát thu, luận án đua ra các vận tốc hợp lý khi sử dụng xe cơ sở là xe Kawasaki W175 SE như sau:
- Khi khởi hành, vận tốc khởi hành theo qui luật phương trình (3.8). - Khi chuyển động trên đường thẳng vận tốc của xe V ≤ 70km/h
- Khi quay vịng chuyển hướng, rẽ trái, rẽ phải thì vận tốc theo kết quả tính tốn ở bảng 3.2
3.5.3. Kích cỡ hình học của xe máy chữa cháy phù hợp độ rộng ngõ ngách, góc cua để di chuyển được góc cua để di chuyển được
Với chiều rộng xe R = 1,0(m), bảng 3.3 cho kích thước chiều dài mặt chiếu bằng xe di chuyển được qua các góc cua có các kích thước rộng tương ứng. Kết quả này giúp cho việc lập phương án di chuyển để cứu hộ và chữa cháy trên các địa bàn cụ thể.
Để độ nghiêng người trong giới hạn người lái cảm thấy vẫn thoải mái khi lái xe, bảng 3.4 cho các giá trị lệch ngang tối đa ym trọng tâm cụm thiết bị ứng với chiều cao, cân nặng của người lái và khối lượng cụm thiết bị. Kết quả này giúp cho việc thiết kế phần gá lắp cụm thiết bị chữa cháy trên xe đạt các thông số tối ưu, cùng với độ nghiêng trong giới hạn thoải mái của người lái sẽ giúp cho xe cân bằng trong quá trình di chuyển.
Kết luận chương 3
Từ kết quả khảo sát thu được ở phần trên, luận án có rút ra một số kết luận sau: 1. Đã khảo sát phương trình động lực học chuyển động thẳng của xe máy chữa cháy, kết quả khảo sát là cơ sở khoa học để tính tốn xác định giá trị hợp lý thơng số hình học và kết cấu của hệ thống cơng tác lắp trên xe máy chữa cháy. Kết quả khảo sát động lực học chuyển động thẳng của xe, cho thấy khi sử dụng xe cơ sở là xe Kawasaki W175 SE và đặt độ cao tọa độ trọng tâm cụm thiết bị Zm= 75cm (cao ngang bằng trọng tâm khối treo có người lái) thì tọa độ trọng tâm của cụm thiết bị theo trục X là Xm 15cm sẽ hợp lý nhất, khi đó bánh trước xe luôn bám đường với mọi vận tốc ≤ 70km/h và tải trọng cụm thiết bị đạt có thể tới 130kG.
2. Từ phương trình động học khi xe quay vòng chuyển hướng , đưa ra được bảng các vận tốc an toàn ứng với hệ số ma sát trượt và bán kính vịng quay (bảng 3.2).
3. Khảo sát phương trình động học của xe di chuyển qua các khúc cua nhỏ hẹp, đưa ra được bảng kích thước chiều dài xe ứng với chiều rộng xe bằng 1,0(m). Qua kết quả này cho thấy: với xe có chiều rộng 1,0m, chiều dài
L 2,2( m )đều đi qua được các cua vng của đường ngõ ngách có chiều rộng 1,5(m). Bảng 3.3 sẽ làm cơ sở cho việc lập phương án cứu hộ và chữa cháy ở các địa bàn khu phố cổ, ngõ ngách nhỏ hẹp.
4. Xây dựng được mơ hình và các thơng số cần đo đạc để kết nối mối liên hệ giữa độ lệch ngang của trọng tâm cụm thiết bị và độ nghiêng người trong sự thoải mái của người lái. Từ đó cho các giá trị lệch ngang tối đa ym trọng tâm cụm thiết bị ứng với chiều cao, cận nặng của người lái và khối lượng cụm thiết bị. Kết quả này giúp cho việc thiết kế phần gá lắp cụm thiết bị chữa cháy trên xe đạt các thông số tối ưu, giúp cho người lái thoải mái trong quá trình giữ cân bằng xe khi di chuyển.
Chương 4
THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA XE MÁY CHỮA CHÁY, KIỂM CHỨNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN LÝ THUYẾT
Luận án tiến hành nghiên cứu thực nghiệm với các lý do sau:
Thứ nhất: Xe máy chữa cháy là thiết bị chuyên dụng, đặc thù, việc nghiên cứu động lực học của xe máy chữa cháy bằng lý thuyết phức tạp, để đánh giá độ tin cây của mơ hình nghiên cứu lý thuyết cần phải được kiểm chứng bằng thực nghiệm, do vậy cần tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng mơ hình tính tốn lý thuyết trong chương 2 và kết quả khảo sát trong chương 3.
Thứ hai: Trong phương trình động lực học chuyển động trên đường thẳng có gờ cản (hoặc khơng có gờ cản) của xe máy chữa cháy có chứa nhiều tham số động học, động lực học. Ngồi các thơng số kỹ thuật của xe cơ sở đã được biết, cũng cần phải xác định giá trị của một số thơng số cịn lại để phục vụ cho quá trình khảo sát mơ hình tính tốn theo lý thuyết. Việc xác định các giá trị của chúng nhận được qua kết quả thực nghiệm.
Xuất phát từ lý do trên luận án tiến hành nghiên cứu thực nghiệm với mục tiêu và nhiệm vụ sau: