Tính toán các đặc tính động học của ô tô sau thiết kế

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC, TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA Ô TÔ SAU THIẾT KẾ 40

3.1 Tính toán ổn định sau thiết kế

3.1.4 Tính toán các đặc tính động học của ô tô sau thiết kế

Bảng 3.3 Bảng thông số tính toán trọng tâm BẢNG THÔNG SỐ TÍNH TOÁN TRỌNG TÂM TT Tên gọi Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 Chiều dài cơ sở L0 mm 5530

2 Trọng lượng bản thân G0 kG 8505

3 + Trục trước Z01 kG 4210

4 + Trục sau Z02 kG 4295

5 Trọng lượng toàn bộ G kG 15100

6 + Trục trước Z1 kG 5100

7 + Trục sau Z2 kG 10000

a.Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc Khi ô tô không tải

0 0 02

0 G

L a =Z  Trong đó:

a0, b0 mm: khoảng cách từ tọa độ trọng tâm ô tô khi không tải đến đường tâm trục bánh xe trước và đường tâm trục bánh sau.

Z02 = 4295kG: trọng lượng phân bổ lên trục bánh xe sau khi không tải.

G0 = 8505kG: tự trọng ô tô.

L0 = 5530mm: chiều dài cơ sở ô tô.

Thay vào công thức trên ta có được: a = 2793mm

Khi ô tô đầy tải

``

0 2

G L a = Z  Trong đó:

a, b( mm): khoảng cách từ tọa độ trọng tâm ô tô khi đầy tải đến đường tâm trục bánh xe trước và đường tâm trục bánh sau.

Z2 = 10000kG: trọng lượng phân bổ lên trục bánh xe sau khi đầy tải.

G = 15100kG: trọng lượng toàn bộ ô tô.

L0 = 5530mm: chiều dài cơ sở ô tô.

Thay vào công thức trên ta có được: a = 3662mm b = L0 - a = 5530 - 3662 = 1868mm b. Tọa độ trọng tâm ô tô theo phương thẳng đứng

Bảng 3.4 Bảng thông số chiều cao trọng tâm

BẢNG THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CHIỀU CAO TRỌNG TÂM

STT Thành phần trọng lượng Trọng

lượng Gi

(kG)

Chiều cao trọng tâm Hi(mm)

1 Ô tô sát xi tải cơ sở + gia cường 5030 950

2 Thùng hàng 1850 1580

3 Cẩu + thiết bị 1625 2100

4 Tự trọng ô tô 8505 HG0

5 Kíp lái 195 1450

6 Hàng hóa 6400 1680

7 Ô tô thiết kế khi đầy tải 15100 HG

Tọa độ trọng tâm theo phương thẳng đứng được tính bằng công thức:

G H HG = Gi Gi

Trong đó:

HG - chiều cao trọng tâm ô tô thiết kế Gi - trọng lượng các thành phần

HGI - chiều cao tâm các thành phần trọng lượng G - trọng lượng toàn bộ ô tô

Thay các thông số vào công thức trên ta được : HG0 = 1307mm

HG = 1467 mm

Bảng 3.5 Bảng thông số tính toán ổn định BẢNG THÔNG SỐ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH

Ký hiệu Đơn vị Gía trị

Khoảng cách từ tọa độ trọng tâm ô tô khi đầy tải đến đường tâm trục bánh xe trước và đường tâm trục bánh xe sau.

a/ b mm 3662/1868

Khoảng cách từ tọa độ trọng tâm ô tô khi không tải đến đường tâm trục bánh xe trước và đường tâm trục bánh xe sau.

a0/ b0 mm 2793/2737

Vết bánh xe sau phía ngoài B02n mm 2150

Chiều cao trọng tâm khi ô tô đầy tải HG mm 1467

Chiều cao trọng tâm khi ô tô không tải HG0 mm 1307

Bán kính quay vòng nhỏ nhất Rmin m 9,5

3.1.4.2 Góc giới hạn lật khi ô tô quay đầu a. Lên dốc

Khi ô tô không tải:

Hình 3.5 Xe lên dốc khi không tải

Theo [1] ta có:

0 0 0

G

L h

tg = b = 2,09 Hay L0 = 64,470

Trong đó, b0 = 2737mm: khoảng cách từ trọng tâm ô tô khi không tải đến đường tâm trục bánh xe sau.

HG0 = 1307mm: chiều cao từ trọng tâm ô tô khi không tải đến mặt đất.

Khi ô tô đầy tải:

Hình 3.6 Xe lên dốc khi đầy tải

G

L h

tg = b = 1,27 Hay L = 51,860

Trong đó, b = 1868mm: khoảng cách từ trọng tâm ô tô khi đầy tải đến đường tâm trục bánh xe sau.

HG = 1467mm: chiều cao từ trọng tâm ô tô khi không tải đến mặt đất b. Xuống dốc

Khi ô tô không tải:

=

=



0 G

0 0

X h

tg a 2,14 Hay X0 = 64,920

Trong đó, a0 = 2793mm: khoảng cách từ trọng tâm ô tô khi không tải đến đường tâm trục bánh xe trước.

HG0 = 1307mm: chiều cao từ trọng tâm ô tô khi không tải đến mặt đất.

Khi ô tô đầy tải:

Hình 3.8 Xe xuống dốc khi đầy tải

G

X h

tg = a = 2,50 Hay X = 68,170

Trong đó, a = 3662mm: khoảng cách từ trọng tâm ô tô khi đầy tải đến đường tâm trục bánh xe trước.

HG = 1467mm: chiều cao từ trọng tâm ô tô khi đầy tải đến mặt đất.

3.1.4.3 Góc giới hạn lật trên đường nghiêng ngang Khi ô tô không tải:

Hình 3.9 Xe nghiêng khi không tải

=

=



0 G 02

0 2h

tg B 0,822 Hay 0 = 39,440

Với, B02n = 2150 mm: Vết bánh xe sau phía ngoài

HG0 = 1307mm: chiều cao từ trọng tâm ô tô khi không tải đến mặt đất

Khi ô tô đầy tải:

= =

hG

tg B 2

 02 0,733 Hay  = 36,230

Với, B02n = 2150 mm: Vết bánh xe sau phía ngoài.

HG = 1467mm: chiều cao từ trọng tâm ô tô khi đầy tải đến mặt đất.

3.1.4.4 Vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô khi quay vòng vơi bán kính Rmin

Khi ô tô không tải:

Vgh0 = tg0.g.Rmin

Trong đó, Rmin = 9,5: khoảng cách từ tâm quay vòng tới trọng tâm ô tô trong trường hợp không tải khi ô tô quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ nhất.

0 = 39,440:góc giới hạn lật trên đường nghiêng khi ô tô không tải.

Suy ra: [Vqv]  31,52 (km/h ) Khi ô tô đầy tải:

Vgh = tg.g.Rmin

Trong đó, Rmin = 9,5: khoảng cách từ tâm quay vòng tới trọng tâm ô tô trong trường hợp đầy tải khi ô tô quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ nhất.

 = 36,230:góc giới hạn lật trên đường nghiêng ngang khi ô tô đầy tải.

Suy ra: [Vqv] = 29,74 (km/h)

Bảng 3.6 Bảng kết quả tính toán KẾT QUẢ TÍNH TOÁN STT Ô tô thiết

kế

Thông số

a(mm) b(mm) HG(mm) L(0) X(0) (0) Vgh(km/h) 1 Không tải 2793 2737 1307 64,47 64,92 39,44 31,52

2 Có tải 3662 1868 1467 51,86 68,17 36,23 29,74

Nhận xét: các giá trị giới hạn về ổn định của ô tô thiết kế phù hợp với tiêu chuẩn ngành 22TCN 307-06 và điều kiện đường xá thực tế, đảm bảo ô tô hoạt động ổn định trong các điều kiện chuyển động.

3.1.4.5 Kiểm tra tính ổn định của ô tô khi nâng hàng

Để đảm bảo an toàn tuyệt đối chỉ được vận hành cần cẩu khi xe dừng trên mặt đường phẳng ngang, chân chống ở vị trí ngoài cùng và phải được kê hoặc đệm chắc chắn ở nhưng điểm có nền. Nếu sử dụng cẩu hàng trên mặt phẳng nghiêng thì sử dụng chân chống thủy lực để điều chỉnh cho nằm ngang mới được vận hành cần cẩu. Vì vậy, không cần tính toán ổng định cẩu trên mặt đường nghiêng ngang.

Khi cẩu hàng theo phương thức dọc của xe thì L0doc>L0ngang nên xe đạt ổn định cao hơn. Nên không cần tính toán ổn định khi cẩu hàng theo phương dọc.

1900 Lh

Gh

1900

A

Hình 3.10 Sơ đồ tính toán ổn định khi ô tô cẩu hàng

Để ô tô không bị lật khi cẩu hàng thì tổng momen tại A phải lớn hơn không (quy ước chiều dương là chiều ngược kim đồng hồ).

Ta có:  MA = GoxLo - GhxLh

Lo = 3,8 /2 = 1,90m; khoảng cách từ tâm đối xứng dọc ô tô đến chân cần cẩu;

Lh: khoảng cách từ trọng tâm hàng hóa tới chân cần cẩu;

Gh: trọng lượng hàng hóa được cẩu.

Bảng 3.7 Tính toán ổn định khi cần cẩu hoạt động ở tầng 1

Chiều dài cần (m) 3,6

Bán kính làm việc R(m) 2,5 2,7 2,9 3,5

Tải trọng nâng Gh (kG) 5050 4550 4050 3500

Lh (m) 0,3 0,6 1 1,6

MA (kG.m) 14645 13430 12110 10560

Bảng 3.8 Tính toán ổn định khi cần cẩu hoạt động ở tầng 2

Bảng 3.9 Tính toán ổn định khi cần cẩu hoạt động ở tầng 3

Chiều dài cần(m) Bán kính làm việc R(m)

2,2 2,5 2,9 3,5 4,1 4,5 5 5,5 6

Tải trọng nâng Gh (kG)

4050 4050 4050 3350 3050 2600 2300 1950 1800

Lh (m) 0,3 0,6 1 1,6 2,2 2,6 3,1 3,6 4,1

MA (kG.m) 14944,5 13729,5 12110 10800 9449,5 9399,5 9029,5 9139,5 8779,5 6,03

Chiều dài cần (m) Bán kính làm việc R(m)

2,2 2,5 2,9 3,5 4,1 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

Tải trọng nâng Gh (kG)

0 3050 3050 3050 3050 2600 2300 1950 1750 1550 1450 1300 1150

Lh (m) 0,3 0,6 1 1,6 2,2 2,6 3,1 3,6 4,1 4,6 5,1 5,6 6,1

MA (kG.m) 16159,5 14329,5 13110 11280 9449,5 9399,5 9029,5 9139,5 8984,5 9029,5 8764,5 8879,5 9144,5 8,45

Bảng 3.10 Tính toán ổn định khi cần cẩu hoạt động ở tầng 4

Nhận xét: Các giá trị trong bảng có MA > 0, như vậy ô tô hoàn toàn ổn định khi cẩu hàng theo phương ngang