intTypePromotion=1
ADSENSE

Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh xe chở rác ba bánh

Chia sẻ: James Born | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:76

113
lượt xem
26
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay vấn đề gia tăng dân số, tốc độ đô thị hoá nhanh tại các thành phố, đi kèm với nó là lượng rác thải lớn, ô nhiễm môi trường. Giải quyết vấn đề này đang là một trong những thách thức đối với chính quyền thành phố. Thực trạng này cũng đang diễn ra tại thành phố Đà Nẵng, hiện nay trên địa bàn thành phố, với lượng rác thải ra mỗi ngày quá lớn, trong khi ngân sách TP còn hạn hẹp, chưa thể đáp ứng được đủ xe chuyên dụng cuốn ép tự động, bởi loại xe này hiện nay còn phải...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh xe chở rác ba bánh

  1. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay vấn đề gia tăng dân số, tốc độ đô thị hoá nhanh tại các thành phố, đi kèm với nó là lượng rác thải lớn, ô nhiễm môi trường. Giải quyết vấn đ ề này đang là một trong những thách thức đối với chính quyền thành phố. Thực tr ạng này cũng đang diễn ra tại thành phố Đà Nẵng, hiện nay trên địa bàn thành phố, với lượng rác thải ra mỗi ngày quá lớn, trong khi ngân sách TP còn hạn hẹp, chưa thể đáp ứng được đủ xe chuyên dụng cuốn ép tự động, bởi loại xe này hiện nay còn phải mua của nước ngoài với giá khá đắt. Để giải quyết vấn đề này, đã từ lâu Công ty Môi trường Đô thị TP đưa vào hoạt động một số lượng lớn các loại xe thô sơ sử dụng sức người, trên những con đường rộng từ 2 - 3m và khu vực quanh các trạm trung chuyển, để vận chuyển rác về các trạm. Để nâng cao hiệu suất thu gom rác, giảm bớt sức lao động cho người công nhân bằng cách cơ giới hoá một phần phương thức vận chuyển, đồng thời cũng nhằm giải quyết tốt vấn đề ô nhiễm môi trường đô thị do khí xã động cơ, đ ề tài đi vào thiết kế loại xe gắn máy chạy bằng nhiên liệu khí hoá lỏng( LPG) để chở thùng rác thay cho các xe ba gác đạp hiện nay. Đề tài “ Thiết kế xe chở rác ba bánh chạy bằng nhiên liệu LPG” cũng đã được nhiều nhà khoa học cũng như sinh viên trường Đại Học Bách Khoa- Đại Học Đà Nẵng quan tâm nghiên cứu và đã đạt được kết quả nhất định, tuy vậy đề tài này chưa ứng dụng thực tế được. Do khối lượng tính toán thiết kế xe khá lớn nên ở đề tài “ Thiết kế đóng mới xe chở rác ba bánh” em được giao nhiệm vụ: “ Thiết kế hệ thống phanh xe chở rác ba bánh ” với một số cải tiến để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của xe mà đề tài trước đó chưa giải quyết được. Với kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế, tài liệu tham khảo về các loại xe ba bánh còn ít, thời gian thực hiện ngắn nên mặc dù đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu, làm việc một cách nghiêm túc nhưng quá trình tìm ý tưởng thiết kế và xe thiết kế ra có thể còn nhiều nhược điểm chưa thể giải quyết hết. Kính mong được các thầy cô chỉ bảo để đề tài của em được hoàn thiện hơn. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 1 Trang
  2. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh Sau cùng em xin được chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong khoa, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Th.s LÊ VĂN TỤY , thầy Nguyễn Việt Hải và các thầy cô giáo trong Trung tâm thí nghiệm động cơ và ô tô đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án. Đà Nẵng, Ngày 28 Tháng 2 năm 2007 Sinh viên HOÀNG MINH THIỆN SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 2 Trang
  3. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh MỤC LỤC TRANG 1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. .............................................................................5 1.1. VẤN ĐỀ THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN RÁC THẢI...............5 1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI.....................................................6 2. PHÂN TÍCH TÌM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ XE....................................................7 2.1. KÍCH THƯỚC, KHỐI LƯỢNG CỦA THÙNG RÁC CẦN CHUYÊN CHỞ......................................................................................................... 7 2.1.1. Loại thùng 660 lít...................................................................................... 7 2.1.2. Loại thùng 240 lít....................................................................................... 8 2.2. YÊU CẦU CỦA XE CẦN THIẾT KẾ..........................................8 2.3. PHÂN TÍCH TÌM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.............................9 2.3.1. Phương án cắt bỏ phần đuôi xe gắn máy và thay vào đó là nửa rơmoóc...................................................................................................................... 9 2.3.2. Phương án thiết kế xe có một bánh chủ động sau và hai bánh dẫn hướng trước........................................................................................................... 10 2.3.3. Thiết kế xe ba bánh một bánh dẫn hướng trước và hai bánh sau.......10 3. THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC TỔNG THỂ CHUNG.................................................11 3.1. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHIỀU DÀI CỦA XE..................................11 3.1.1. Chiều dài toàn bộ xe...............................................................................11 3.1.2. Chiều dài cơ sở của xe.............................................................................12 3.2. XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO XE........................................................16 3.3. XÁC ĐỊNH CHIỀU RỘNG XE.....................................................16 4. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM XE.......................................................16 4.1. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM KHI XE KHÔNG TẢI..............16 4.1.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc.......................................16 4.1.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao........................................17 4.2. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM KHI XE ĐẦY TẢI. 18 4.2.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc.......................................18 4.2.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao.........................................20 SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 3 Trang
  4. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh 5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH.............................................................................21 5.1. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH.......................21 5.1.1. Công dụng...............................................................................................21 5.1.2. Phân tích yêu cầu......................................................................................21 5.1.3. Phân loại sơ bộ.......................................................................................23 5.2. TÍNH MÔ MEN PHANH CẦN SINH RA Ở CÁC CƠ CẤU PHANH.......24 5.3. PHÂN TÍCH, CHỌN LOẠI DẪN ĐỘNG PHANH VÀ CƠ CẤU PHANH.27 5.3.1. Chọn loại dẫn động phanh....................................................................27 5.3.2.Chọn loại cơ cấu phanh..........................................................................28 Các phương án chọn cơ cấu phanh sau.................................................32 5.4. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU PHANH SAU......33 5.4.1. Bán kính bề mặt ma sát của trống phanh.............................................33 5.4.2. Chọn các kích thước còn lại..................................................................33 5.4.3. Xác định lực ép cần thiết.......................................................................34 5.4.4. Tính bề rộng má phanh...........................................................................37 5.4.5. Kiểm tra điều kiện tự siết.....................................................................39 5.5. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CƠ CẤU PHANH TRƯỚC.......39 5.5.1. Bán kính ngoài r1, bán kính trong r2, bán kính trung bình rtb của đĩa phanh....................................................................................................................... 39 5.5.2. Lực ép cần thiết......................................................................................40 5.5.3. Diện tích bề mặt làm việc của má phanh............................................41 5.6. TÍNH TOÁN KIỂM TRA NHIỆT VÀ MÀI MÒN.......................43 5.6.1.Tính toán mài mòn....................................................................................43 5.6.2. Tính toán nhiệt........................................................................................45 5.7. TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH...............................................50 5.7.1.Các phương án điều khiển hệ thống phanh.........................................50 5.7.2. Tính toán dẫn động phanh thuỷ lực điều khiển bằng bàn đạp..........51 Tính đường kính xi lanh bánh xe .......................................................................51 Xác định đường kính xi lanh chính......................................................................53 SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 4 Trang
  5. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh Tính lực và hành trình bàn đạp.............................................................................54 Tính hành trình bàn đạp. ......................................................................................54 5.8. PHANH DỪNG.............................................................................57 5.9. TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ PHANH.................................................61 5.9.1. Đặc tính phanh của xe thiết kế.............................................................61 5.9.2. Momen phanh thực tế. ..........................................................................71 5.9.3. Xác định các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.....................................72 6. KẾT LUẬN..........................................................................................................73 1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. 1.1. VẤN ĐỀ THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN RÁC THẢI. Hiện nay quá trình thu gom rác thải được thực hiện như sau: SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 5 Trang
  6. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh + Ở những khu vực đã có trạm trung chuyển: Rác từ các hộ dân được bỏ vào các thùng rác đặt trên đường (đối với đường hẻm) hay bỏ lên thùng rác đặt trên xe ba gác (đối với đường xe ba gác có thể vào được), sau đó công nhân URENCO (công ty Môi Trường Đô Thị) đạp xe rác đến các trạm trung chuyển. Ở đây rác được ép lại vào các thùng 10 tấn để các xe tải chở lên đổ ở bãi rác Khánh Sơn. + Ở những khu vực chưa có trạm trung chuyển: Rác từ các hộ dân được thu gom bởi các xe ba gác hoặc bỏ vào các thùng rác đặt trên đường. Sau đó các xe ép rác đến thu gom các thùng rác và trực tiếp chở đi đổ ở bãi rác Khánh Sơn. Hiện nay Công ty môi trường Đô thị Đà Nẵng có các trạm nén ép rác đ ược URENCO sử dụng làm trạm trung chuyển tại chợ Đống Đa, công viên (đường Nguyễn Tri Phương) và đường Phan Thành Tài, trạm Hòa Thọ, trạm Đò Xu, Trạm Chợ Đầu Mối, trạm Thanh Lộc Đáng, trạm Hoà Khánh, trạm Hoà An, trạm Ngô Gia Tự. Với phương thức thu gom rác trên đây, việc vận chuyển thùng rác đến các tr ạm trung chuyển đóng vai trò quan trọng. Trong tương lai các xe tải ép rác không còn đi lấy rác dọc đường mà chỉ vận chuyển các thùng rác đã được nén ép sẵn từ các trạm trung chuyển lên Khánh Sơn. Do đó, tất cả các thùng rác dọc đường hay trong ngõ hẻm đều do công nhân đạp hay kéo đến các trạm trung chuyển. Việc làm này đòi hỏi người công nhân phải bỏ ra sức lực rất nhiều, sự cố gắng quá sức trong khi thu nhập còn khiêm tốn, người công nhân không có điều kiện vật chất bù đắp lại sức lao động đã bỏ ra. Vì vậy phương án thu gom và vận chuyển rác t ại Đà Nẵng có hiệu quả trước mắt nhưng không phải là phương án lâu dài bền vững. 1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI. Để giải quyết một phần sức lao động cho người công nhân Công ty môi trường đô thị, tăng hiệu quả thu gom rác cần phải cơ giới hoá một phần phương thức vận chuyển các thùng rác đến các trạm trung chuyển thay cho các loại xe ba gác đạp thủ công hiện nay. Ngoài ra khi sử dụng các xe ba gác thủ công để vận chuyển rác SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 6 Trang
  7. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh thì vừa chậm, mất nhiều thời gian, vừa không đảm bảo vệ sinh, mất mỹ quan đô thị. Do vậy cần thiết kế loại xe gắn động cơ có kết cấu đơn giản dễ sử dụng để có thể chuyên chở thùng rác được nhanh gọn hơn, làm cho bộ mặt đô thị của Thành phố ngày càng đẹp hơn. Mặt khác xe thiết kế làm việc trong thành phố nên nó cũng phải đảm bảo an toàn, chạy êm, ít gây ồn và ô nhiễm môi trường. Đề tài đi vào thiết kế kiểu xe kéo rác chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG, loại động cơ sử dụng trên xe là động cơ xe gắn máy đã thiết kế, cải tạo hệ thống nhiên liệu cho phù hợp với việc sử dụng một trong hai loại nhiên liệu LPG và xăng. Theo các công trình nghiên cứu của GS. TSKH. Bùi Văn Ga khi sử dụng LPG trên động cơ xe gắn máy thì với đặc điểm động cơ thường xuyên sử dụng ở tải lớn nhưng tốc độ thấp như động cơ gắn trên xe thiết kế thì sử dụng LPG rất có lợi về mặt ô nhiểm môi trường. Kết quả đo ô nhiểm của xe khi chạy bằng xăng nguyên thuỷ và khi chạy bằng ga LPG cho thấy rằng nồng độ các chất ô nhiểm trong khí xả động cơ đạt giá trị cực thấp khoảng 0,5% đối với CO và 20ppm đối với HC ở chế độ tốc độ giới hạn. So với khi chạy bằng xăng, ở các chế độ này mức độ phát ô nhiểm khi chạy bằng LPG chỉ khoảng 10%. Ở các chế độ trung gian, mức độ giảm ô nhiễm dao động từ 80% đ ến 50% so với khi chạy bằng xăng. Nhờ đó nó sẽ giảm được tác hại đ ến sức khoẻ con người và môi trường do những chất khí thải độc hại của động cơ. 2. PHÂN TÍCH TÌM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ XE. 2.1. KÍCH THƯỚC, KHỐI LƯỢNG CỦA THÙNG RÁC CẦN CHUYÊN CHỞ. Hiện tại thành phố Đà Nẵng có hai loại thùng rác đó là loại thùng 660 lít và loại thùng 240 lít. Có kích thước và khối lượng cụ thể như sau: 2.1.1. Loại thùng 660 lít. + Kích thước bao: - Dài: 1200 (mm). - Cao: 1230 (mm). SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 7 Trang
  8. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh - Rộng: 600 (mm). - Đường kính bánh xe: 200 (mm). + Khối lượng: - Khối lượng bản thân: 60 (kg). - Khối lượng riêng của rác thải sinh hoạt là: 0,4 (kg/lít). Khối lượng định mức của thùng khi đầy tải là: m = 60 + 0,4.660 = 324 (kg) 2.1.2. Loại thùng 240 lít. + Kích thước bao. - Dài: 540 (mm) - Rộng: 720 (mm). - Cao: 1000 (mm). + Đường kính hai bánh xe: 200 (mm). + Khối lượng: - Khối lượng bản thân: 24,4 (kg). - Khối lượng định mức của thùng khi đầy tải là: m = 24,4 + 0,4.240 = 120,4 (kg). Xe thiết kế cần phải chuyên chở cả hai loại thùng rác trên nên kích thước thùng cần phải có những kích thước tối thiểu về chiều dài 1200 mm và bề rộng là 720 mm. 2.2. YÊU CẦU CỦA XE CẦN THIẾT KẾ. + Có kích thước nhỏ gọn chỉ cần vừa đủ để chuyên chở một thùng rác loại 660 lít có trọng lượng khoảng 300 KG hoặc hai thùng rác 240 lít, mỗi thùng có tr ọng lượng khoảng 120 KG. + Sử dụng nguồn lực của xe gắn máy hiện có bao gồm động cơ, ly hợp, hộp số, hệ thống chuyển động... v.v. Ngoài ra cần phải có thêm hộp số phụ để gài số lùi, bộ vi sai cho cầu sau. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 8 Trang
  9. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh + Có chiều cao từ sàn thùng xe đến mặt đất nhỏ để có thể đẩy bằng sức người thùng rác lên sàn xe mà không sử dụng các thiết bị phụ để hổ trợ như tời, xích, ... + Đảm bảo cho người điều khiển xe được thuận tiện để vận hành trong một số đường hẻm chật hẹp, giảm được hành lang và bán kính quay vòng. + Xe thiết kế phải là một chiếc xe có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ sử dụng, an toàn khi chuyển động trên đường và giá cả phải chăng. 2.3. PHÂN TÍCH TÌM PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 2.3.1. Phương án cắt bỏ phần đuôi xe gắn máy và thay vào đó là nửa rơmoóc. Trên cơ sở xe gắn máy đã có sẵn, ta cắt bỏ một phần đuôi và thân xe, sau đó nối đàn hồi hoặc hàn cứng thùng chứa thùng rác vào phần còn l ại c ủa xe. Trong trường hợp hàn cứng thùng xe cùng với phần còn lại của xe trở thành một kh ối cứng cùng dao động và tác dụng lên hệ thống treo của xe. Trong trường hợp nối đàn hồi thì phần còn lại của xe dao động trên cặp gắp cùng khung xe còn thùng xe có hệ thống treo riêng. Phương án này có ưu điểm là đơn giản, dễ cải tạo có thể dùng ngay khung sườn xe gắn máy đã có sau đó gia cố thêm, ngoài ra thùng rác đặt đằng sau người lái nên người lái ít nghe mùi hôi của rác. Tuy nhiên phương án này có nhược điểm là: + Nếu sử dụng bộ truyền xích thì xích quá dài vì thế xích sẽ nhanh chùng, tuổi thọ xích không đảm bảo vì khoảng cách trục quá lớn không tương thích với bước xích của loại xích dùng trên xe gắn máy. Bộ xích quá dài cũng gây khó khăn cho việc bôi trơn bảo dưỡng và cần sử dụng thêm một bánh căng xích đ ể điều chỉnh độ căng của xích. + Chiều dài toàn bộ xe tương đối lớn làm cho việc quay vòng khó khăn. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 9 Trang
  10. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh 2.3.2. Phương án thiết kế xe có một bánh chủ động sau và hai bánh dẫn hướng trước. Trong trường hợp này thùng xe sẽ đặt đằng trước nếu không thiết kế hình thang lái mô hình xe sẽ giống như những loại xe ba gác máy hiện tại đang sử dụng. Ưu điểm: Trong trường hợp quay vòng người lái cần phải đẩy cả thùng xe chứa tải đi nên quay vòng nặng, do cấu tạo chiều cao thùng chứa rác quá cao nên đ ể đảm bảo tầm nhìn của người lái yên xe sẽ phải rất cao, làm tăng thêm chiều cao trọng tâm xe và người lái xe cần phải tốn nhiều lực để quay cả thùng xe, vả lại thùng rác đặt đằng trước gây mất vệ sinh ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân lái xe. Bánh chủ động đặt đằng sau nên không tận dụng được trọng lượng tải làm trọng lượng bám nên tính năng động lực của xe khi chuyển đ ộng trên mặt đ ường có hệ số bám thấp sẽ rất kém. Nhược điểm: Hành lang và bán kính quay vòng xe giảm, tính ổn định chuyển động thẳng của xe sẽ tốt hơn so với phương án bên dưới. Nếu thiết kế thêm hệ thống hình thang lái như ôtô thì việc quay vòng xe sẽ ít tốn sức lực hơn. Nhưng những nhược điểm còn lại cũng không khắc phục được. 2.3.3. Thiết kế xe ba bánh một bánh dẫn hướng trước và hai bánh sau. Phần lớn những xe ba bánh đều được thiết kế theo phương án này. Đây là phương án có tính kỹ thuật hơn cả cũng như phương án thứ hai toàn bộ khung sườn xe đều được thiết kế có tính toán đến tải trọng cần chuyên chở nên đảm bảo được độ bền và có một hệ số an toàn nhất định. Phương án này có ưu điểm: Hai bánh xe chủ động đặt phía sau nên tận dụng được trọng lượng bám, tải được chất đằng sau nên mùi hôi của rác thải ít ảnh hưởng đến người lái, phía trước chỉ có một bánh xe dẫn hướng nên không cần phải thiết kế hệ thống lái như phương án thứ nhất mà điều khiễn xe dễ và nhẹ nhàng hơn. Tuy nhiên phương án này có nhược điểm là phải thiết kế lại khung sườn, hệ thống truyền lực, hệ thống treo, hệ thống phanh để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của xe. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 10 Trang
  11. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh Qua phân tích một số phương án trên ta chọn phương án thiết kế thứ ba đó là thiết kế lại toàn bộ xe. 3. THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC TỔNG THỂ CHUNG. 3.1. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHIỀU DÀI CỦA XE. 3.1.1. Chiều dài toàn bộ xe. Đối với xe ba bánh thiết kế để rút ngắn chiều dài xe ta xem như chiều dài toàn bộ của xe chỉ phụ thuộc vào chiều dài thùng chứa thùng rác, khoảng cách từ vị trí người lái đến tay lái để người lái điều khiển xe được thuận tiện, góc đặt của trục quay cổ phuộc xe và đường kính bánh xe trước mà tạm thời chưa quan tâm đến tính ổn định chuyển động thẳng của xe. Ta thấy rằng: + Loại lốp trước: Theo thực tế một số loại xe ba gác đã chế tạo, ta có thể chọn sơ bộ loại lốp có bán trên thị trường của xe Haesun có kích thước như sau: D = 420 (mm). d = 276 (mm). b = 100 (mm). + Góc đặt trục quay cổ phuộc liên quan đến tính ổn định lái . Theo [7] góc đ ặt trục quay cổ phuộc tay lái xe thường nằm trong khoảng 60 0 ÷ 650 , Đối với kết cấu khung của xe Haesun có góc đặt phuộc là 610 khi đó cánh tay đòn tạo momen ổn định làm bánh xe có xu hướng quay về vị trí trung gian khi bị lệch khỏi vị trí 420 này là C = rb. sin(90- 61) = . sin29 = 101,81 (mm). 2 + Khoảng cách từ tay lái đến sau yên xe: Khoảng cách này được chọn phải đảm bảo cho người lái thuận lợi và thoải mái khi vận hành và điều khiển xe. Đối với xe gắn máy khoảng cách này khoảng từ 600 ÷ 700 mm, Đối với xe thiết kế ta chọn khoảng cách từ tay lái đến sau yên xe lớn (700 mm) để đảm bảo không gian cho việc bố trí động cơ, hệ thống truyền lực. + Chiều dài thùng chứa xác định từ chiều dài thùng rác cần chuyên chở ( 1200 mm) do vậy chiều dài toàn bộ của thùng chứa thùng rác khoảng 1400 mm. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 11 Trang
  12. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh Từ các giá trị trên ta vẽ phác thảo xe thiết kế như hình 3.1 bên dưới và xác đ ịnh được chiều dài toàn bộ của xe là: La = 2800 (mm). 2800 Hình 3.1: Chiều dài toàn bộ xe thiết kế. 3.1.2. Chiều dài cơ sở của xe. Việc xác định chiều dài cơ sở của xe phụ thuộc vào vị trí đặt dầm cầu sau của xe. Ta thấy rằng chiều dài cơ sở của xe càng ngắn thì tính linh hoạt quay vòng c ủa xe càng cao hay nói cách khác là rút ngắn được hành lang và bán kính quay vòng cho xe, tuy nhiên nếu chiều dài cơ sở xe ngắn quá thì tải tr ọng đ ề lên c ầu sau s ẽ lớn và góc thoát sau của xe sẽ giảm. Như vậy ta không thể chọn chiều dài cơ sở xe chỉ theo tiêu chí tính linh hoạt của xe mà còn phải đ ảm bảo s ự phân ph ối t ải trọng ra các cầu xe một cách hợp lý vì điều này liên quan đến tính ổn đ ịnh của xe thiết kế và nhiều chỉ tiêu khác. Tham khảo [1] đối với ôtô tải 2 tr ục loại 4x2, khi chuyên chở đầy tải, thông thường trọng lượng phân bố ra cầu trước chỉ bằng 25 ÷ 30 % trọng lượng phân phối ra cầu sau. Với loại xe ba bánh có công thức bánh xe 3x2 thì ta cũng có thể phân bố trọng lượng ra bánh trước và cầu sau theo tỷ lệ như trên tức là: G1 = (0,2 ÷ 0,25).Ga G2 = (0,75 ÷ 0,8).Ga. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 12 Trang
  13. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh Tuy nhiên cầu trước chỉ có một bánh xe, nếu trọng lượng phân bố ra cầu tr ước lớn quá thì cầu trước sẽ bị quá tải, đặc biệt là khi phanh. Ngoài ra phân phối tải trọng lên các cầu còn phải đảm bảm điều kiện khi xe không mang tải mà vẫn đảm bảo có thể vận hành được trên các loại đường có hệ số bám thấp thì tải trọng phân phối ra cầu chủ động không được bé hơn 50% [1] trọng lượng bản thân của ôtô. Để xác định được chiều dài cơ sở thì cần phải xác định được các phần khối lượng và vị trí đặt các phần khối lượng đó. Ta dùng phương pháp cân để xác định các phần khối lượng, trọng lượng không tải của xe, đây là phương pháp khoa học và đảm bảo độ chính xác cao. Phương pháp xác định như sau:  Khi xe không tải: Gk Lk Hình 3.2. Sơ đồ xác định khối lượng không tải của xe. Đặt cân tại vị trí A cách vết tiếp xúc giữa bánh xe trước với mặt đường ( O1) một khoảng là Lk = 1800 (mm), ta cân được: Gk2 = 170 (KG) ( Có kể đến khối lượng cầu sau và người lái). Đặt cân tại O1 ta cân được Gk1 = 123 (KG). Suy ra trọng lượng không tải của xe thiết kế là: Go = Gk1 + Gk2 ⇒ Go = 123 + 170 = 293 (KG). SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 13 Trang
  14. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh Một cách gần đúng khi bỏ qua sự thay đổi phân bố trọng lượng khi ta dịch chuyển vị trí cầu sau, ta có thể xác định được toạ độ trọng tâm của xe khi không tải bằng cách viết phương trình cân bằng mô men qua điểm O1. Go.ao – Z2o. Lk = 0. (3.1) Trong đó : + Go : Trọng lượng không tải của xe, Go = 293 ( KG). + ao : Toạ độ trọng tâm khi xe không tải theo chiều dọc. + Lk : Khoảng cách từ vết tiếp xúc giữa bánh trước với mặt đường đến điểm đặt cân, Lk = 1800 (mm). Từ (3.1) ta có: Z 2 o .Lk ao = , thay số vào ta được: Go 170.1800 ao = = 1044,37 (mm). 293  Khi xe đầy tải. GT G0 Gk ao LT Lx Hình 3.3. Sơ đồ xác định chiều dài cơ sở của xe. Như đã phân tích ở trên đối với xe ba bánh trọng lượng phân bố ra cầu sau là: G2 = (0,75÷ 0,8).( GT + G0) (3.2) Trong đó: + G2 : Phần trọng lượng của xe tác dụng lên cầu sau. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 14 Trang
  15. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh + GT: Trọng lượng của thùng rác cần chuyên chở, GT = 300 (KG). + Go: Trọng lượng không tải của xe, Go = 293 (KG). Thay số vào (3.2) ta được : G2 = 0,8.( 300 + 293) ⇒ G2 = 474,4(KG). Mà G1 = Ga- G2 ⇒ G1 = 593 - 474,4 = 118,6 (KG). Để xác định được vị trí đặt cầu sau thõa mãn điều kiện (3.2) ta viết phương trình mô men đối với điểm O1 ta được: ∑M/O1 = 0 ⇔ GT.LT + Go.ao – Z2.Lx = 0. GT .LT + Go .a o ⇔ Lx = ( 3.3) Z2 Với : + LT : Toạ độ thùng rác theo chiều dọc, LT = 1830 (mm). + Z2 : Phản lực đường tác dụng lên bánh xe sau, chính bằng phần trọng lượng xe phân bố ra cầu sau, Z2 = G2 = 474,4 (KG). Thay các gía trị đã biết vào (3.2) ta được: 300.1830 + 293.1044,37 Lx = 474,4 ⇒ Lx=1802,28 mm. Từ kết quả tính toán được ta chọn chiều dài cơ sở sơ bộ của xe L = 1800 (mm). Do vậy từ (3.3) biến đổi rồi thay số ta tính được: 300.1830 + 293.1044,37 Z2 = = 475 (KG). 1800 Và Z1 = 593 – 475 = 118 (KG). Như vậy trọng lượng phân bố ra cầu sau khoảng 80%, cầu trước khoảng 20%. Ta thấy phân bố trọng lượng như vậy là có thể chấp nhận được vì cầu sau có hai bánh chủ động sẽ tận dụng được trọng lượng bám đặc biệt là khi xe chạy trên đường có hệ số bám thấp, ngoài ra khi phanh trọng lượng dồn về cầu trước mà theo dự kiến ta sẽ sử dụng lại cơ cấu phanh trước của xe gắn máy, nều trọng SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 15 Trang
  16. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh lượng phân bố ra cầu trước quá lớn sẽ làm cho cơ cấu phanh trước không thoã mãn mô men phanh yêu cầu, còn cầu sau sẽ sử dụng cơ cấu phanh ô tô du lịch, do đó phân bố trọng lượng như trên là khá hợp lý. 3.2. XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO XE. Chiều cao của xe phụ thuộc vào chiều cao sàn xe, chiều cao thùng rác cần chuyên chở. Từ bản vẽ phác thảo tổng thể xe ta lấy sơ bộ chiều cao xe là H= 1020 mm. 3.3. XÁC ĐỊNH CHIỀU RỘNG XE. Chiều rộng xe phụ thuộc vào kích thước của thùng rác cần chuyên chở, việc bố trí hệ thống treo sau, hệ thống truyền lực, bề rộng lốp xe, lấy sơ bộ B= 1150 mm. 4. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM XE. 4.1. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM KHI XE KHÔNG TẢI. 4.1.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc. Theo kết quả tính toán ở mục 3.1.2 ta có : ao = 1044,37 mm bo = 1800 – 1044,37 = 775,63 mm. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 16 Trang
  17. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh 4.1.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao. Go Ho α Z'2 L Hình 4.1. Sơ đồ xác định chiều cao trọng tâm không tải. Phương pháp xác định như sau: Đặt xe ở trên mặt phẳng nghiêng một góc α bất kỳ( α không nên quá lớn), sau đó xác định trọng lượng đè lên cầu sau bằng cân. Phương trình mô men đối với điểm O1: ∑M/O1 = 0 ⇔ Z2’.Lcosα - Go.sinα.( h’go + rbxcosα) - Gocosα.( ao - rbxsinα) = 0. Z 2 '. L cos α − Go cos α (a o − rbx sin α ) ⇔ h’go = − rbx cos α (4.1) Go sin α Trong đó: + h’go : Khoảng cách từ đường tâm trục bánh xe sau đến trọng tâm không tải của xe theo phương trục z. + Z2’: Phản lực đường tác dụng lên bánh xe sau khi đặt xe ở trên mặt nghiêng, Z’2 = 186 [ KG]. + L: Chiều dài cơ sở của xe, L = 1800 (mm). + Go : Trọng lượng không tải của xe, Go = 293 (KG). + rbx : Bán kính bánh xe, rbx = 210 (mm). Từ hình (4.1) ta có : SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 17 Trang
  18. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh Ho α = arcsin( ) (4.2) L Trong đó Ho : Độ cao của mặt nghiêng, Ho = 340 (mm) 340 Thay số vào (4.20 ta được: α = arcsin( )= 10,89o. 1800 Thay các giá trị vào (4.1) ta được: 186.1800. cos10,89 − 293. cos10,89.(1044,37 − 210. sin 10,89) h’go = − 210. cos10,89 293. sin 10,89 ⇒ h’go = 511 (mm). Toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao khi không tải: hgo = h’go+ rbx Hay hgo = 511 + 210 = 721 (mm). 4.2. XÁC ĐỊNH CÁC TOẠ ĐỘ TRỌNG TÂM KHI XE ĐẦY TẢI. 4.2.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc. Để xác định được toạ độ trọng tâm của xe theo chiều dọc ta khảo sát các lực tác dụng lên xe khi nó đứng yên trên đường ngang. SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 18 Trang
  19. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh Ga Z1 O1 O2 Z 2 a b L . Hình 4.2. Sơ đồ các lực tác dụng lên xe đứng yên trên đường ngang. Các lực tác dụng lên xe trong trường hợp này bao gồm. + Ga: Trọng lượng toàn bộ của xe, Ga = 593( KG). + Z1: Phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe trước, Z1 = 118 (KG). + Z2: Phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên các bánh xe sau, Z2 = 475 (KG). Từ sơ đồ phân tích lực như hình 4.2, viết phương trình phương trình cân bằng mô men đối với điểm O1 , O2 ta được: Ga.a - Z2.L = 0 (4.3) Ga.b - Z1.L = 0 (4.4) Trong đó: + L: Chiều dài cơ sở của xe, L = 1800 (mm). + a, b: Toạ độ trọng tâm theo chiều dọc khi xe đầy tải. Từ hai phương trình (4.3) và (4.4) suy ra: Z2 Z a= .L ; b = 1 .L (4.5) Ga Ga Thay các giá trị Z1, Z2, Ga , L vào các công thức (4.5 ) ta tính được: SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 19 Trang
  20. Âäö aïn täút nghiãûp: Thiãút kãú hãû thäúng phanh xe chåí raïc ba baïnh 475.1800 a= = 1441,82 (mm). 593 118.1800 b= = 358,18 (mm). 593 4.2.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao. GT Go h gT hgo O1 O2 Hình 4.3. Sơ đồ xác định toạ độ trọng tâm theo chiều cao. Để xác định được toạ độ trọng tâm theo chiều cao khi xe đầy tải ta xác định trên cơ sở cân bằng chiều cao khối tâm các thành phần trọng lượng. n ∑ .m h i i (4.5) h= i=1 ∑ m i Trong đó: mi : Khối lượng thứ i. hi : Toạ độ trọng tâm theo chiều cao của khối lượng thứ i. Áp dụng cho xe thiết kế, ta có: Go .hgo +GT .hgT hg = (4.6) Go +GT Trong đó : + Go: Trọng lượng xe không tải, Go = 293 (KG). + hg0 : Toạ độ trọng tâm khi xe không tải theo chiều cao, hgo = 721 (mm). + GT : Trọng lượng tải, GT = 300 (KG). + hgT : Toạ độ trọng tâm thùng rác đã tính đến biến dạng hệ thống treo. hgT = 800 (mm). SVTH: Hoaìng Minh Thiãûn- Låïp 02C4 20 Trang
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD


intNumView=113

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2