II. Bố trí tổng thể, thiết kế khung x−ơng, ghế và các khoang chức năng
3.Khung x−ơng ôtô thiết kế
- Khung x−ơng ôtô thiết kế thuộc loại khung vỏ cùng chịu lực. Khung x−ơng đ−ợc chế tạo từ các thanh đứng, thanh dọc, thanh ngang, thanh chéo, thanh cong
Đề án tổt nghiệp 2008 Tr−ờng ĐHGTVT
ở các góc và các thanh nối. Các thanh đ−ợc dập từ thép tấm . Tiết diện ngang của các thanh có thể là chữ C, chữ L, chữ Z hoặc thép hộp tiết diện hình chữ nhật, hình vuông. Các thanh này đ−ợc nối ghép với nhau bằng ph−ơng pháp hàn hoặc bằng đinh tán tạo thành một hệ thanh siêu tĩnh. Các cột chính đ−ợc gia c−ờng để tăng độ cứng bởi các thanh giằng nằm ngang và các thanh chống để gia c−ờng.
Vật liệu làm khung x−ơng dùng là thép CT3, 30XΓC. Mặt ngoài của khung đ−ợc bọc bằng tôn dày 1mm, phía trong có bọc lớp cách nhiệt và cách âm.
- Khung x−ơng cùng lớp vỏ xe hàn trên nó đ−ợc đặt trên satxi xe cơ sở CA6900D210. Khi thiết kế khung x−ơng ta căn cứ vào tuyến hình và kích th−ớc tổng thể xe, vị trí chịu lực và các thanh, dầm cho phù hợp với yêu cầu. Ngoài ra kích th−ớc tổng thể khung x−ơng phải căn cứ vào khoảng cách các gối, kích th−ớc dầm dọc satxi cơ sở để đảm bảo khung x−ơng xe thiết kế có thể lắp đặt lên satxi xe mà không v−ớng vào các tổng thành khác.
- Khung x−ơng đ−ợc thiết kế sao cho khi lắp ghép vỏ lên khung x−ơng, thu đ−ợc vỏ xe với kích th−ớc nh− tuyến hình xe. Ngoài ra dựa vào mức độ chịu tải và cách bố trí các ô chức năng trên từng mảng mà trên mỗi mảng có kết cấu, vật liệu và mặt cắt của các thanh dầm khung x−ơng là khác nhau, phụ thuộc vào ng−ời thiết kế sao cho phân bố ứng suất phù hợp và tiết kiệm vật liệu chế tạo. * Khung x−ơng ôtô khách thiết kế đ−ợc hình thành trên cơ sở lắp ghép sáu mảng thành phần là: mảng đầu, mảng đuôi, mảng s−ờn phải, mảng s−ờn trái, mảng nóc và mảng sàn với nhau, các mảng này liên kết với nhau bằng những mối liên kết hàn.
a) Màng sàn
Trên thực tế có 2 loại mảng sàn hay đ−ợc sử dụng là: Sàn bằng và sàn lõm.
Khi tham khảo thực tế ở một số loại xe khách đang đ−ợc đóng mới tại công ty ôtô 1-5. Em chọn thiết kế là loại sàn lõm. Kết cấu sơ bộ nh− hình d−ới đây.
Đề án tổt nghiệp 2008 Tr−ờng ĐHGTVT
Hình 2.9: Kết cấu mảng sàn
Kết cấu,và kích th−ớc của mảng sàn phải hợp lý để khi lắp ghép vói các mảng khác tạo nên bộ khung x−ơng có kích th−ớc và hình dáng phù hợp. Sàn xe phải có chiều cao hợp lý để thuận tiện cho việc lên xuống. Các thanh ở sàn xe đ−ợc bố trí sao cho vị trí các chân ghế đều nằm trên các thanh này.
b) Mảng s−ờn thành trái
Mảng s−ờn thành trái xe là phần chịu tải lớn: lực giằng theo ph−ơng ngang, ph−ơng dọc…và là mảng đ−ợc thiết kế với nhiều ô chức năng nh−: cửa khoang đón gió động cơ, cửa thoát hiểm, cửa khoang để hành lý d−ới sàn xe. Do đó, ngoài các yêu cầu vật liệu chế tạo khung x−ơng phải đủ bền phải có gia c−ờng hợp lý để đảm bảo độ cứng vững và đảm bảo đủ sức căng của vỏ bọc bên ngoài. Mảng s−ờn thành trái còn tác dụng nh− khung chắn bảo vệ, làm giảm thiệt hại khi ôtô bị đâm ngang.
Đề án tổt nghiệp 2008 Tr−ờng ĐHGTVT
c) Mảng s−ờn thành phải:
Hình 2.10 : Kết cấu mảng s−ờn phải
Ngoài các yêu cầu nh− mảng s−ờn thành trái, nó còn lắp thêm ô chức năng để lắp cửa hành khách. Do đó, cột khung x−ơng ở vị trí lắp đặt cửa khách phải đủ cứng vững để chịu lực tác động của cánh cửa đóng mở liên tục, không bị biến dạng ở mọi chế độ tải trọng gây vỡ kính.
d) Mảng nóc
Hình 2.11: Kết cấu mảng nóc
Mảng nóc xe có vai trò quan trọng trong kết cấu khung x−ơng ôtô khách. Với ôtô khách đ−ờng dài có giá để hành lý trên trần xe, trên nóc xe có gắn hệ thống điều hoà (đối với ôtô bus còn có lắp quang treo để hành khách bám trong quá trình xe chuyển động) thì phần nóc xe phải đảm bảo độ cứng vững, chịu đ−ợc tải trọng hàng hoá và các thiết bị lắp đặt trên nóc xe.
Đề án tổt nghiệp 2008 Tr−ờng ĐHGTVT
e) Mảng đầu và mảng đuôi
Mảng đầu và mảng đuôi là phần chịu tải trọng nhỏ nh−ng nó có vai trò hết sức quan trọng, là tấm chắn an toàn không chỉ cho lái xe mà cho cả hành khách trên xe. Trên mảng này đ−ợc bố trí nhiều ô chức năng nh− các ô lắp kính và hộp đèn. Với các thanh tạo thành khung để lắp kính thì phải đảm bảo ít biến dạng theo các ph−ơng ở mọi chế độ tải trọng. Khi ôtô chuyển động lực cản không khí tác dụng lên kính chắn gió là rất lớn, khi tính toán ta cần chú ý đến tải trọng này.
Hình 2.12: a- Mảng đầu xe b- Mảng đuôi xe * Sau khi chế tạo từng mảng xong ta tiến hành lắp ghép các mảng lại với nhau: - Hàn các mảng khung x−ơng trên đồ gá chuyên dùng bằng ph−ơng pháp hàn điện (dùng que hàn thép các bon CB – 08 hoặc t−ơng đ−ơng). Hàn ghép các mảng.
- Sử dụng đồ gá chuyên dùng để định vị, tiến hành hàn ghép khung x−ơng với gi−ờng xe ( mảng sàn ). Thân vỏ đ−ợc liên kết với các dầm ngang sàn bằng ph−ơng pháp hàn.
- Lắp vỏ xe với sắt xi : Khi đó khung x−ơng xe sẽ đ−ợc đặt lên Sát xi qua mảng sàn. Tại các vị trí nối ghép giữa sàn và dầm dọc của Sát xi đều đ−ợc thông qua các tấm đệm cứng và chúng đ−ợc bắt chặt với nhau bằng các bu lông quang M16.
Đề án tổt nghiệp 2008 Tr−ờng ĐHGTVT
Bảng 2.6. Bảng quy cách vật liệu chế tạo khung x−ơng xe (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tt Quy cách vật liệu Loại vật liệu
A
Khung x−ơng mảng sàn
1 40x40x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
2 30x30x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
3 50x40x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
4 Z40x40x20x3 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
5 Z20x40x20x3 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
6 Tôn δ1,5mm; δ5 mm CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng) B
Khung x−ơng mảng nóc
1 Z50x40x30x2; Z20x40x20x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng) 2 40x40x2; 50x25x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng) 3 L40x40x4; ∅21 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
4 Tôn δ 3 mm CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
C
Khung x−ơng thành tráI, phải
1 60x30x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
2 30x30x2; 40x40x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
3 50x50x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
4 60x30x3; 50x25x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
5 L30x30x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
6 Tôn δ 5 mm CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
D
Khung x−ơng đầu, đuôi xe
1 40x40x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
2 50x50x2; 50x25x2 CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng) 3 Tôn bọc trong δ 1 mm CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng) 4 Tôn bọc ngoài δ 1 mm CT3 (Hoặc vật liệu t−ơng đ−ơng)
Đề án tổt nghiệp 2008 Tr−ờng ĐHGTVT
ii.5. thiết kế tạo dáng bên ngoài cho xe
Hình dạng của xe và những phần cơ bản của xe ảnh h−ởng đến tính cản khí động học tổng cộng của ôtô khi chuyển động.
Các thành phần cản khí động học bao gồm 5 thành phần :
- Sức cản do hình dạng thùng xe : Phát sinh chủ yếu do hiện t−ợng hình thành áp lực của không khí với một ôtô chuyển động.
- Sức cản phụ : Phát sinh do các phần nhô ra của ôtô nh− đèn pha, đèn kĩch th−ớc, thanh chống va, tay khoá cửa, … (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Sức cản bên trong : Hình thành bởi dòng không khí luồn lách trong xe làm nhiệm vụ thông gió thùng xe, làm mát động cơ.
- Sức cản do ma-sát bề mặt : Phụ thuộc vào độ nhẵn của bề mặt bên ngoài của xe, làm mát động cơ.
- Sức cản do ma-sát bề mặt : Phụ thuộc vào độ nhẵn của bề mặt bên ngoài của xe, độ bụi, và mật độ không khí tiếp xúc với thân xe.
- Sức cản do hiệu ứng : Phát sinh do tác động của lực nâng.
Vì vậy việc nghiên cứu để giảm sức cản khí động học là một bài toán vẫn đang đ−ợc giải. Trong phạm vi bài thiết kế này em cố gắng thiết kế xe với tuyến hình có dạng khí động học phù hợp.
Những phần trên ta đã xác định đ−ợc sơ bộ khả năng chất tải của ôtô thiết kế (số hành khách và hành lý) theo các tiêu chuẩn diện tích chỗ ngồi, diện tích lối đi, ...
Sơ bộ ta đã xác định đ−ợc những kích th−ớc sau : - Chiều dài toàn bộ : 10400(mm)
- Chiều cao toàn xe : 3500(mm) - Mặt cắt ngang xe : 2500(mm)
- Chiều cao từ mặt sàn tới đất : 1180(mm) - Chiều cao từ sàn tới trần : 2000(mm)
Đề án tổt nghiệp 2008 Tr−ờng ĐHGTVT
Dựa trên cơ sở những kích th−ớc trên, ta có thể thiết kế tạo dáng với những yêu cầu sau :
- Đ−ờng bao ngoài xe có dạng khí động học tốt. - Phù hợp với công nghệ sản suất ở trọng n−ớc. - Có hình dáng đẹp hiện đại.