Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 1 Mục Lục 1.Mục đích, ý nghĩa đề tài . 5 1.1.Mục đích, yêu cầu. . 5 1.2.Ý nghĩa về kỹ thuật và kinh tế. 5 2.Tổng quan Ô tô cơ sở Huyndai County . 7 2.1.Sơ đồ tổng thể ô tô sát xi cơ sở Hyundai County. . 7 2.2.Các thông số kỹ thuật của ô tô sát xi cơ sở Hyundai County. 8 2.3.Giới thiệu các bộ phận chính của ô tô sát xi cơ sở Hyundai County . 11 2.3.1.Cụm động cơ – ly hợp – hộp số – truyền lực chính 11 2.3.2.Hệ thống lái . 13 2.3.3.Hệ thống treo . 13 2.3.4.Hệ thống phanh . 14 3.Thiết kế kỹ thuật xe buýt 17 3.1.Những yêu cầu – lựa chọn kiểu dáng khi thiết kế xe buýt. . 17 3.1.1.Yêu cầu khi thiết kế. 17 3.1.2.Lựa chọn kiểu dáng khi thiết kế. . 17 3.2.Phương án bố trí cửa lên xuống trên xe buýt. 18 3.2.1.Phương án 1 19 3.2.2.Phương án 2 . 19 3.2.3.Phương án 3 . 19 3.3.Phương án bố trí ghế ngồi trong khoang hành khách 19 3.3.1.Phương án 1 . 19 3.3.2.Phương án 2 . 20 3.4.Bố trí khoang lái 20 3.5.Sơ đồ tổng thể ô tô thiết kế 23 3.6.Giới thiệu tổng quan về ô tô thiết kế . 24 3.6.1.Tuyến hình . 24 3.6.2.Sàn ô tô. . 25 3.6.3.Thân vỏ ô tô. 25 3.6.4.Ghế hành khách. 25 3.6.5.Cửa lên xuống 25 3.6.6.Hệ thống âm thanh. . 26 3.6.7.Lốp xe. . 26 3.6.8.Các hệ thống khác. 26 3.7.Thiết kế ghế hành khách. . 26 3.8.Thiết kế cửa lên xuống trên ô tô thiết kế. 30 Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 2 4.Thiết kế, tính kiểm nghiệm bền thân xe, cửa hành khách và ghế ngồi 31 4.1.Thiết kế, tính kiểm nghiệm bền thân xe. . 31 4.1.1.Thiết kế khung xương . 31 4.1.2.Tính kiểm nghiệm bền dầm ngang, dầm dọc sàn xe. 34 4.1.3.Tính kiểm nghiệm bền liên kết giữa các dầm ngang và dầm dọc. 34 4.1.4.Tính kiểm nghiệm bền dầm dọc 35 4.1.5.Tính kiểm nghiệm bền khung xương 38 4.2.Thiết kế, tính kiểm nghiệm bền cửa lên xuống . 49 4.2.1.Thiết kế phương án bố trí, số lượng và kiểu cửa . 49 4.2.2.Thiết kế phương án dẫn động cửa . 52 4.2.3.Tính kiểm nghiệm bền cửa: . 55 4.3.Thiết kế và tính kiểm nghiệm bền ghế . 57 4.3.1.Thiết kế ghế đơn 57 4.3.2.Thiết kế ghế đôi . 59 4.3.3.Kiểm nghiệm bền ghế 60 4.3.4.Tính kiểm nghiệm liên kết giữa ghế và sàn xe 63 5.Tính toán đặc tính động học, động lực học 65 5.1.Xác định trọng lượng xe buýt thiết kế và phân bố tải trọng 65 5.1.1.Trọng lượng toàn bộ ô tô khách thiết kế . 65 5.1.2.Phân bố tải trọng trên ô tô thiết kế. . 66 5.2.Xác định tọa độ trọng tâm ôtô. 67 5.2.1.Toạ độ trọng tâm theo chiều dọc. 67 5.2.2.Toạ độ trọng tâm theo chiều cao. 68 5.3.Xác định bán kính quay vòng của ô tô. . 69 5.4.Tính toán kiểm tra ổn định. 71 5.4.1.Tính ổn định dọc ô tô. . 71 5.4.2.Tính ổn định ngang ô tô. . 72 5.5.Tính toán động lực học của ô tô 74 5.5.1.Các thông số ban đầu . 74 5.5.2.Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ D4DD 76 5.5.3.Xây dựng đồ thị đặc tính kéo của ô tô. 78 5.5.4.Xây dựng đặc tính nhân tố động lực học ô tô thiết kế. . 81 5.5.5.Xây dựng đồ thị gia tốc của ô tô J – V 83 5.5.6.Thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô . 85 6.Các biện pháp thông gió, giảm ồn, cách nhiệt, cách âm cho khoang hành khách . 91 6.1.Hệ thống thông gió và chiếu sáng khoang hành khách . 91 Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 3 6.2.Biện pháp giảm ồn và cách nhiệt cho khoang hành khách 91 6.3.Tính toán cân bằng nhiệt hệ thống điều hòa nhiệt độ 92 6.3.1.Nhiệt tỏa ra do các nguồn sáng nhân tạo Q 1 . 93 6.3.2.Nhiệt do người tỏa ra Q 2 . 93 6.3.3.Nhiệt tỏa ra từ bề mặt sàn phía trên động cơ Q 3 . 93 6.3.4.Nhiệt do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q 4 . 94 6.3.5.Nhiệt do bức xạ mặt trời qua thành và nóc xe Q 5 . 95 6.3.6.Nhiệt do lọt không khí vào khoang hành khách Q 6 . 96 6.3.7.Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 7 . 96 7.Bảng kê các cụm tổng thành, chi tiết nhập khẩu và sản xuất trong nước 98 8.Đánh giá động lực học, độ bền và tính năng làm việc của các hệ thống treo, phanh, lái . 98 8.1.Độ bền của hệ thống truyền lực . 98 8.2.Hệ thống chuyển động . 98 8.3.Hệ thống lái 99 8.4.Hệ thống phanh 99 8.5.Hệ thống treo . 99 9.Kết luận và hướng phát triển 99 Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 4 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, Việt Nam bước vào giai đoạn hội nhập quốc tế, bên cạnh những thay đổi tích cực về kinh tế còn có thể nhận thấy chất lượng cuộc sống người dân ngày càng được nâng cao, cơ sở hạ tầng phục vụ giao thông được cải thiện. Lúc này, công nghiệp ôtô ngoài nhiệm vụ cơ bản là phục vụ kinh tế còn mang thêm một nhiệm vụ mới: phục vụ cho nhu cầu đi lại, giải trí của người dân. Chính vì vậy, việc tối ưu hóa phương tiện di chuyển công cộng để phục vụ nhu cầu đi lại cho người dân là thiết thực. Với tư cách là một sinh viên ngành Động lực, vấn đề tối ưu hệ thống giao thông nói chung, cụ thể là phương tiện giao thông là việc không ngoài trách nhiệm và cần thiết. Đây là lý do mà em chọn đề tài: “Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County)”, để phục vụ cho đồ án tốt nghiệp của mình. Sau thời gian thực hiện đề tài với sự nổ lực của bản thân, sự kết hợp làm việc của nhóm và sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô giáo trong bộ môn, bạn bè và đặc biệt là các cán bộ hướng dẫn kỹ thuật của Công ty cổ phần ô tô Trường Hải (Chu Lai – Núi Thành – Quảng Nam) đã giúp nhóm em hoàn thành đề tài. Tuy kết quả chưa thật thành công nhưng đây là bước đệm giúp những sinh viên như nhóm em tiến bước trên con đường của mình. Sau cùng em xin gửi cảm ơn chân thành đến gia đình và các thầy trong khoa đặc biệt là thầy giáo TS. Lê Văn Tụy đã tận tình hướng dẫn nhóm em trong suốt quá trình làm đồ án vừa qua. Xin chân thành cảm ơn . Đà Nẵng, ngày 11 tháng 06 năm 2012 Sinh viên thiết kế Nguyễn Thế Khánh Lê Ngọc Thịnh Đặng Ngọc Vũ Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 5 1. Mục đích, ý nghĩa đề tài 1.1. Mục đích, yêu cầu. Giao thông vận tải nói chung và vận tải ô tô nói riêng là một ngành quan trọng của quá trình phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia cũng như trên toàn thế giới. Con người và các sản phẩm sản xuất trong xã hội luôn có xu hướng di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Chính vì vậy mà ngành giao thông vận tải đã ra đời. Ngành giao thộng vận tải được xem là mạch máu của nền kinh tế quốc dân. Hiện nay, tình hình kinh tế - xã hội của đất nước đang phát triển nhanh, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách ngày càng tăng, xe buýt cỡ nhỏ ngày càng thích hợp với các tuyến đường ngắn, trung bình, nội tỉnh. Ngoài ra, xe buýt cỡ nhỏ cũng đảm bảo yêu cầu thực tế hơn cả, phù hợp với đô thị hiện nay như lưu lượng hành khách luân chuyển lớn, số lượng hành khách nhiều, v v . Không ngoài mục đích đem lại ứng dụng thiết thực cho đời sống, em đã chọn đề tài tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County), mẫu xe do Công ty CP Ô tô Trường Hải liên doanh lắp ráp với sự hỗ trợ của Hyundai Hàn Quốc, với các yêu cầu chính khi thiết kế là:  Giữ nguyên toàn bộ động cơ, hệ thống truyền động và các cơ cấu điều khiển của ô tô sát xi như: Sát xi, động cơ, hộp số, các đăng, trục trước, cầu sau, các hệ thống phanh, treo, lái.  Không làm ảnh hưởng đến chất lượng, độ bền của sát xi.  Đảm bảo các thông số về bước ghế, khoảng cách từ sàn xe đến trần xe, chiều cao cửa xe, chiều rộng ghế khách theo quy định của tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và các tiêu chuẩn hiện hành có liên quan.  Đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuật, kinh tế và yêu cầu sử dụng của ô tô.  Phù hợp với yêu cầu vật tư và công nghệ trong điều kiện ở Việt Nam hiện nay. 1.2. Ý nghĩa về kỹ thuật và kinh tế. Ô tô với đặc điểm là có tính cơ động và linh hoạt cao đã trở thành phương tiện rất cần thiết trong ngành giao thông vận tải. Ô tô đã đóng góp một vai trò chính trong phát triển công nghiệp và kinh tế, đồng thời nó còn là phương tiện nâng cao tiện nghi đời sống con người và hỗ trợ giao lưu, phát triển văn hóa xã hội. Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam hiện nay hoạt động chủ yếu trên hình thức lắp ráp liên doanh với các công ty sản xuất ô tô nước ngoài. Đề tài thiết kế và tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) rất phù hợp với tình hình và điều Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 6 kiện kỹ thuật hiện tại của Việt Nam. Những phương tiện kỹ thuật, công nghệ, vật tư được sử dụng trong đề tài này rất phổ biến và được hỗ trợ bởi Công ty CP Ô tô Trường Hải. Do vậy, đề tài này có nhiều thuận lợi về mặt kỹ thuật khi thiết kế. Sản phẩm Hyundai County được lựa chọn làm cơ sở cho xe thiết kế, là loại sản phẩm rất được khách hàng ưa chuộng, là lựa chọn của nhiều nhà thiết kế và các công ty lắp ráp ô tô trong nước. Vì đó là sản phẩm của một công ty sản xuất ô tô Hyundai uy tín và nổi tiếng, mang thương hiệu của Hàn Quốc, chất lượng đảm bảo, giá thành của xe sau khi lắp ráp rất phù hợp,… Với những lý do trên, đây là đề tài rất có ý nghĩa cả về mặt kinh tế lẫn kỹ thuật. Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 7 2. Tổng quan Ô tô cơ sở Huyndai County 2.1. Sơ đồ tổng thể ô tô sát xi cơ sở Hyundai County. Hình 2-1: Hình vẽ tổng thể ô tô sát xi cơ sở Hyundai County Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 8 2.2. Các thông số kỹ thuật của ô tô sát xi cơ sở Hyundai County. Bảng 2-1: Các thông số kỹ thuật của ô tô sát xi cơ sở Hyundai County. STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Đặc điểm kỹ thuật 1 Thông tin chung 1.1 Loại phương tiện Hyundai County 1.2 Kiểu loại khung gầm Long Body 1.3 Công thức bánh xe 4  2R 4 bánh, 1 cầu chủ động 2 Kích thước 2.1 Kích thước bao(D  R  C) mm 7080  2035  2755 2.2 Chiều dài cơ sở L mm 4085 2.3 Vệt bánh xe trước/sau mm 1705/1495 2.4 Vệt bánh xe sau phía ngoài mm 1745 2.5 Chiều dài đầu xe mm 1190 2.6 Chiều dài đuôi xe mm 1805 2.7 Khoảng sáng gầm xe H mm 195 2.8 Góc thoát trước/sau độ 18/12 3 Phân bố trọng lượng 3.1 Trọng lượng bản thân kg 4260 3.2 Tr.lượng toàn bộ cho phép kg 6660 Phân bố lên trục trước kg 2560 Phân bố lên trục sau kg 4100 3.3 Bán kính quay vòng theo vết bánh xe trước phía ngoài m 7,5 4 Động cơ 4.1 Kiểu loại động cơ D4DD 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng có Turbo tăng áp, CRDi 4.2 Phương thức làm mát Làm mát bằng dung dịch Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 9 4.3 Dung tích xy lanh cm 3 3907 4.4 Tỷ số nén ε 18:1 4.5 Đường kính xy lanh  hành trình piston D  S mm 104  115 4.6 Công suất động cơ N e kW 103 kW/2800 [v/ph] 4.7 Mô men xoắn lớn nhất M e Nm 380 Nm/1600 [v/ph] 4.8 Phương thức cung cấp nhiên liệu Công nghệ phun dầu điện tử (Common Rail Diesel) 4.9 Vị trí bố trí động cơ trên khung xe Phía trước 5 Ly hợp Kiểu đĩa đơn, ma sát khô, dẫn động thuỷ lực, trợ lực chân không. 6 Hộp số 6.1 Hộp số kiểu MO35S5 Cơ khí: 5 số tiến,1 số lùi 6.2 Tỷ số truyền số thứ 1 i h1 5,380 6.3 Tỷ số truyền số thứ 2 i h2 3,028 6.4 Tỷ số truyền số thứ 3 i h3 1,700 6.5 Tỷ số truyền số thứ 4 i h4 1,000 6.6 Tỷ số truyền số thứ 5 i h5 0,722 6.7 Tỷ số truyền số lùi i r 5,380 7 Cầu xe 7.1 Cầu trước Dầm chữ I Tải trọng cho phép G 1 kG 2570 7.2 Cầu sau Tải trọng cho phép G 2 kG 4100 Tỷ số truyền truyền lực chính i 0 5,375 8 Lốp xe 8.1 Cỡ lốp trước/sau Inch 7.00R16/ Dual 7.00R16 8.2 Tải trọng cho phép kG/1 1285 Thiết kế, tính toán tối ưu hóa thân xe minibus (Hyundai County) 10 lốp trước lốp 8.3 Tải trọng cho phép lốp sau kG/1 lốp 1250 9 Hệ thống treo Hệ thống treo trước và sau Phụ thuộc, nhíp lá dạng nửa elip, có giảm chấn thuỷ lực với thanh cân bằng. 10 Hệ thống phanh 10.1 Phanh công tác Loại phanh tang trống, dẫn động thuỷ lực, trợ lực chân không, 2 dòng 10.2 Đường kính trống phanh  bề rộng má phanh mm Φ320  85 10.3 Phanh tay Loại phanh tang trống, dẫn động cơ khí, tác dụng lên trục thứ cấp hộp số 11 Hệ thống lái 11.1 Kiểu loại Trục vít - Ecu bi, trợ lực thuỷ lực. 11.2 Tỷ số truyền cơ cấu lái 18  22 11.3 Góc quay vòng trung bình của các bánh xe dẫn hướng  [độ] 32 12 Hệ thống điện 12.1 Ắc quy 24V  90Ah 12.2 Máy phát 24V  70A 12.3 Động cơ khởi động 24V  3,2kW . lớn nhất của hai động cơ trên là ở hệ thống cung cấp nhiên liệu. Hệ thống nhiên liệu của động cơ Hyundai - D4DB sử dụng bơm cao áp truyền thống, đạt tiêu. pha, hệ thống nhiên liệu, nước làm mát động cơ, dầu bôi trơn, hệ thống phanh và hệ thống nạp ắc quy.  Cơ cấu lò xo hồi vị của bàn đạp ga, phanh, ly hợp (nếu