Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường Lời nói đầu Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, tạo ra nhiều sản phẩm vật chất phục vụ cho đời sống xã hội, và các nhu cầu thiết yếu của con người. Song song với sự phát triển của xã hội và sự đô thị hoá với tốc độ nhanh làm cho sự gia tăng cơ học về dân số, điều đó kéo theo sự gia tăng về số lượng lớn rác thải trong thành phố, rác thải là nguồn ô nhiễm môi trường, đây là vấn đề nhức nhối của các đô thị và thành phố lớn, đặc biệt là thủ đô Hà Nội. Khi dân số tăng, đô thị càng phát triển thì số lượng khí thải và rác thải càng nhiều về chủng loại và số lượng, chúng là một trong những nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến đời sống của nhân dân. Trong giai đoạn này bộ mặt của thành phố, thị xã, thị trấn đặc biệt là thủ đô Hà Nội ngày càng hiện đại và văn minh hơn, đòi hỏi tương ứng với nó là nhu cầu vệ sinh môi trường cũng tăng lên, vì vậy vấn đề thu gom và sử lý chất thải, khí thải là một vấn đề then chốt để đảm bảo cho một thành phố xanh, sạch đẹp. Xuất phát từ những nhu cầu trên của xã hội, đặc biệt là của những đô thị lớn,vì vậy việc thiết kế xe ép và chở rác là nhu cầu rất cần thiêt . Vì vậy em được giao đề tài “Thiết kế kỹ thuật ô tô chở và ép rác trên xe cơ sở HINO WU 422L”. Với nhiệm vụ riêng là “thiết kế thùng chính” để làm đề tài tốt nghiệp của mình Sau một thời gian nghiên cứu, làm việc đến nay đồ án của em đã được hoàn thành song không trách khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của các thầy và các bạn để đề tài hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn, thầy giáo TH.S Nguyễn Quang Cường và các thầy giáo trong bộ môn đã giúp em trong thời gian qua! Sinh viên thực hiện Vũ Văn Duy SVTH : Vũ Văn Duy Trang-1 - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Nhu cầu sử dụng ô tô chở rác. 1.1.1 Thực trạng rác thải tại Việt Nam Rác thải ở Việt Nam đang là một hiện trạng đáng lo ngại. Cùng với sự phát triển kinh tế, gia tăng dân số cộng với sự lãng phí tài nguyên trong thói quen sinh hoạt của con người, rác thải có số lượng ngày một tăng, thành phần ngày càng phức tạp và tiềm ẩn ngày càng nhiều nguy cơ độc hại với môi trường và sức khoẻ con người. Trong thời gian gần đây đã trở nên bức xúc, đặc biệt ở 3 thành phố lớn là Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và Đà Nẵng. Theo thống kê tại Hà Nội, khối lượng rác thải sinh hoạt tăng trung bình 15%/năm, vởi tổng lượng ước tính 5.000 tấn/ngày đêm, và dự đoán chỉ năm 2013 có thể không còn chỗ để đổ rác. Thành phố Hồ Chí Minh mỗi ngày có trên 7.000 tấn rác thải sinh hoạt, mỗi năm cần 235 tỷ đồng để xử lý. Thời gian gần đây, tình hình xả rác bừa bãi cũng như những bất cập trong khâu xử lý chôn lấp rác thải trở thành vấn nạn ở nước ta, đặc biệt tại các thành phố lớn như Hà Nội và TP HCM. Thực tế cho biết hầu hết rác thải sinh hoạt chỉ được chôn lấp tại các bãi với hình thức thô sơ mang nhiều nhược điểm (tốn diện tích đất, mùi hôi thối ảnh hưởng đến khu dân cư, có thể trở thành nguồn phát sinh dịch bệnh). Hậu quả đã tác động nghiêm trọng tới môi trường và không tận dụng được các nguyên liệu có thể tái sinh. Theo các chuyên gia môi trường, nguồn rác thải này qua thời gian thấm xuống đất, gây ô nhiễm nguồn nước. Số lượng rác được xử lý chiếm một tỷ lệ rất thấp với quy mô nhỏ bé. Theo nhận định của nhiều chuyên gia quốc tế và trong nước, nguồn rác thải Ở Việt Nam chưa được tận dụng đúng mức. Bên cạnh mục đích bảo vệ mội trường thì việc xử lý rác thải còn hứa hẹn đem lại lợi ích kinh tế, xã hội rất lớn. 1.1.2. Nhu cầu sử dụng ô tô chở rác. SVTH : Vũ Văn Duy Trang-2 - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường Xã hội càng phát triển hiện đại, khoa học kỹ thuật tiên tiến, chủng loại chất thải càng nhiều, phong phú và đa dạng về số lượng, vấn đề sử lý chúng không gây ô nhiễm môi trường là vấn đề cần làm đối với đô thị lớn. Do đó phải có một loại xe chuyên dùng để chuyên chở và xử lý chúng để không gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh đáp ứng nhu cầu đặt ra. Hiện nay trên thế giới sử dụng rất nhiều phương tiện chuyên dùng để chuyên chở rác thải với nhiều hình thức vận chuyển và phương pháp vận chuyển khác nhau với nhiều loại phương tiện cơ giới khác nhau như: Đường bộ, đường sông, đường biển, đường sắt, đường hàng không trên các mạng lưới giao thông khác nhau, nhưng phổ biến hơn cả là đường bộ: Các loại xe chở rác thải, xe chở hoá chất, xe nạo vét bùn, xe hút nước cống. Phương tiện vận tải đường bộ chúng có tính cơ động cao, khả năng thông qua cao khi vận chuyển rác thải trong thành phố, nhất là các đô thị lớn đường xá phức tạp như Hà Nội. Hiện nay các phương tiện chở rác và chất thải ở Việt Nam trong những thị xã và những đô thị lớn chủ yếu là ô tô chở và ép rác thùng kín, thùng hở… do nhiều xí nghiệp thiết kế khác nhau do đó xe có dung tích và kích thước thùng rác khác nhau. Có nhiều ô tô chuyên dùng chưa đủ tiêu chuẩn về hình dáng, kích thước và kết cấu thùng rác vị trí bố trí các thiết bị thuỷ lực chuyên dùng như các pit tông chưa được hợp lý: - Hệ thống thu gom rác hở gây rơi vãi, ô nhiễm môi trường. - Khối lượng vận chuyển thấp - Hành trình thu gom rác chưa hợp lý. - Kết cấu thùng của ô tô không đủ bền, không đủ độ cứng vững khi khối lượng vận chuyển lớn và làm việc trong thời gian lâu dài. - Chuyển động không ổn định khi chở rác thải cồng kềnh không đảm bảo tính tiện nghi cơ giới hoá và tự động hoá. - Không đảm bảo tính mỹ thật so với tiêu chuẩn kỹ thuật của Việt Nam. SVTH : Vũ Văn Duy Trang-3 - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường - Giá thành ô tô còn cao so với một số xe sản xuất trong nước và nhập từ nước ngoài. - Hệ thông chuyên dùng không tiện cho việc thay thế và bảo dưỡng. - Các pis tông thuỷ lực làm việc không ổn định hay bị tụt áp và chảy dầu. - Việc sử dụng và điều khiển gặp nhiều khó khăn. Với số lượng xe sát xi, xe tải sẵn có ở Việt Nam cả về số lượng và chất lượng thì việc thiết kế, cải tạo trên các dạng xe này thành các dạng xe chuyên dùng chở và ép rác là một vấn đề hết sức cần thiết. Sự phát triển của ô tô chuyên dùng về số lượng phương tiên và kiểu loại phương tiện phụ thuộc vào sự phát triển của nền kinh tế quốc dân và đặc biệt phụ thuộc vào nhu cầu vận tải. Phần lớn các loại xe chuyên dùng hiện nay là chế tạo trên cơ sở ô tô tải sát xi thông thường có lắp đặt thùng xe chuyên dùng hoặc thiết bị chuyên dùng. Cho nên xu hướng hiện nay là ngày càng hoàn thiện các loại thùng xe và thiết bị chuyên dùng để đảm bảo tính tin cậy cao, tiện nghi cao, tính cơ giới hoá và tự động hoá cao. Một xu hướng khác là đa dạnh hoá tải trọng xe đang dùng để tận dụng tải trọng tối đa hay nâng cao hệ số xử dụng tải trọng. Do có nhiều thiết bị chuyên dùng nên tải trọng của xe chuyên dùng lớn hơn tải trọng của xe phổ thông cùng loại . để nâng cao tải trọng của ô tô chuyên dùng ta phải sử dụng vật liệu chế tạo thùng xe nhẹ, tăng kích thước của thùng xe, tăng chất lượng động lực kéo. Nhưng vẫn đảm bảo độ tin cậy và độ bền khi xe chuyển động. Ngoài ra còn có xu hướng khác là khắc phục tối đa các ảnh hưởng của các tác động bên ngoài như điều kiện đường xá, khí hậu (mưa nắng) đảm bảo một cách vận chuyển hàng hoá có hiều quả cao nhất và phải đảm bảo những yêu cầu sau đây: - Giá thành rẻ so với các loại xe trong nước và nước ngoài cùng loại. - Thùng rác kín, hệ thống thu gom rác thấp, không gây bụi và rơi vãi. SVTH : Vũ Văn Duy Trang-4 - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường - Có thể thu gom rác từ các xe đẩy hoặc đổ trực tiếp vào khoang nạp, phù hợp với công nghệ thu gom của các Tỉnh, Thành phố. - Kết cấu thùng chứa hệ thống thu gom, hệ thống ép và hệ thống xả rác phù hợp với khả năng công nghệ chế tạo của cơ sở sản xuất có đủ pháp nhân thi công trong nước. - Tận dụng hết tải trọng tối đa của xe, tránh lãng phí công xuất và nhiên liệu. - Khi ô tô hoạt động thì đảm bảo chuyển động êm dịu ít gây tiếng ồn - Có tính cơ giới hoá và tự động hoá cao. - Đảm bảo dễ sử dụng khi vận hành và bảo dưỡng. Vì vậy việc thiết kế xe chở và ép rác thùng kín dần hoàn thiện những yêu cầu trên. 1.2. Lựa chọn ô tô cơ sở Xe cở sở được chọn để làm xe thiết kế cần phải đảm bảo các yêu cầu của xe thiết kế như kích thước của xe thiết kế. Khả năng chịu tải tối đa của xe cơ sở, xong phải đảm bảo tải trọng của xe thiết kế phân bố lên các trục theo quy định của Bộ Giao Thông Vận Tải. Bên cạnh đó phải đảm bảo được tính kính tế trong quá trình sử dụng. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại ô tô sát xi ca bin được nhập khẩu từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc. Theo mục tiêu nghiên cứu chú ý đến một số loại ô tô sau (bảng 1.1): Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật chủ yếu của một số loại ô tô. HINO ISUZU FOTON HYUNDAI Model WU422L NPR85K FD4100 HD78 Kích thước bao (mm) (dài x rộng x cao) 6675x1995x2 240 6750x2060x2 300 5670x2200x2 460 6515x2000x2 270 Chiều dài cơ sở 3870 3845 3400 3735 SVTH : Vũ Văn Duy Trang-5 - Thông Loại Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường (mm) Khối lượng bản thân (kg) 2450 23450 34150 3165 Khối lượng toàn bộ (kg) 8520 7000 9240 7800 Động cơ HINO W04D TN 4JJ1-E2N CY4105Q D4PB-D4DD - Công suất (kW/v/p) 86/2500 96/2800 74/3000 96 - Mô men (Nm/v/p) 353/1800 340/1600 265/2000 370 -Dung tích xi lanh (cm 3 ) 4009 2999 4087 3907 Tiêu hao nhiên liệu (lít) 9,6 8-9 - Tất cả các loại ô tô cơ sở trên đều có thể lựa chọn để thiết kế, ở đây đề tài chỉ lựa chọn ra một loại ô tô cơ sở điển hình để thiết kế đó là ô tô HINO 300 SERIES model WU422L. - Hệ thống treo cầu trước dạng nhíp lá có giảm chấn thủy lực và thanh cân bằng chống nghiêng ngang. -Tính năng an toàn của dòng gồm cửa kính trước và cửa sổ điện 2 bên rộng, các gương chiếu hậu lớn phía ngoài làm tăng tầm quan sát của người lái, thiết kế các đèn halogen và đèn sương mù gắn trên bộ phận cản va đập. -Mẫu HINO sê-ri 300 mới được giới thiệu trên đây là mẫu thiết kế với những tính năng đặc biệt. Công ty HINO có quyền thay đổi một số tính năng cũng như các trang thiết bị của các sản phẩm HINO được sự chỉ đạo và cho phép của nhà sản xuất. Xe tải Hino lắp động cơ diesel 4 kỳ I4 (4 xi-lanh thẳng hàng), tích hợp hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp, tăng áp turbin và hệ thống làm mát khí nạp (intercooler). Intercooler có tác dụng tăng hệ số nạp, hoàn thiện quá trình đốt cháy. SVTH : Vũ Văn Duy Trang-6 - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường Buồng lái thiết kế trần cao, tạo nhiều không gian phía bên trên, các bàn đạp dạng treo tạo không gian để chân dưới sàn xe, ghế ngồi có thể ngả và trượt. Cửa sổ điện, Khóa cửa trung tâm, CD & AM/FM Radio,điều hòa không khí. Có tuyến hình như hình 1.1 : Hình 1.1 Tuyết hình ô tô cơ sở HINO WU422L 1.3 Lựa chọn phương án thiết kế -Ô tô thu gom rác: SVTH : Vũ Văn Duy Trang-7 - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường Hình 1.2 : Ô tô thu gom rác Sử dụng để thu gom rác trong các ngõ xóm.Dung tích thùng đạt khoảng 3,0m 3 .Sau khi thu gom rác ô tô đến các container thùng rời để đổ rác. Ưu điểm:xe co kích thước gọn tạo điều kiện thuận lợi khi ra vào ngõ xóm,cơ động trong việc thu gom rác, có hệ thống tay nâng thuận tiện cho việc nâng và đổ rác Nhược điểm:Hệ số sử dụng tải trọng nhỏ -Xe thu gom rác dạng container:Xe được trạng bị cơ cấu kiểu tay đòn dung để nâng hạ container.Thùng chứa đặt ở vị trí cố định,khi thùng đầy ô tô đến nâng thùng lên xe và cở đến bãi rác SVTH : Vũ Văn Duy Trang-8 - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường Hình 1.3 Xe thu gom dạng container Ưu điểm:không mất thời gian thu gom rác,tiết kiệm được thời gian vận chuyển rác.Thùng container được đóng kín đảm bảo không ô nhiễm môi trường. Nhược điểm:Hệ số sử dụng tải trọng nhỏ -Xe chở rác loại có hệ thống quấn và ép rác: Hình 1.4 Xe chở rác loại có hệ thống quấn và ép rác -Ưu điểm: tỷ số ép của hệ thống từ 1,2-4 nên hệ số sử dụng tải trọng rất cao. Kết cấu thùng dạng kín nên giảm thiểu tối đa được sự ô nhiễm môi trường trong quá rình thu gom rác Rác được chuyển trực tiếp từ xe thu gom rác của hộ dân và được nâng lên xe nhờ cơ cấu nâng do đó giảm được sức lao động của nhân công. Kết luận: Dựa vào những ưu điểm của các loại xe chở rác trên ta chon phương án thiết kế là xe chở rác loại có hệ thống quấn và ép rác . 1.4 Giới thiệu ô tô thiêt kế : Ô tô thiết kế là ô tô chở rác thiết kế trên ô tô cơ sở HINOWU422L có công thức bánh xe 4x2 .Tuyến hình được thể hiện trên hình vẽ dưới: • Bảng thông số kỹ thuật: SVTH : Vũ Văn Duy Trang-9 - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD :Th.S Nguyễn Quang Cường Bảng 1.2: Các thông số kỹ thuật cơ bản của ô tô thiết kế. TT Thông số Trị số Thông số kích thước Kích thước bao(dài x Rộng x Cao) (mm) 6920 x 2000 x 2730 Kích thước lòng thùng hàng(đáy lớn x đáy nhỏ x rộng x cao) (mm) 3460x2650x1620x1550 Chiều dài cơ sở (mm) 3870 Vết bánh xe trước/sau (mm) 1655/1520 Chiều dài đầu xe (mm) 950 Chiều dài đuôi xe (mm) 1950 Khoảng sáng gầm xe (mm) 220 Thông số về trọng lượng Khối lượng bản thân (N) - Trục trước - Trục sau 4405 1630 2775 Trọng tải (kg) Số người cho phép chở kể cả người lái (người) 3 Khối lượng toàn bộ (kg) - Trục trước - Trục sau 7500 2600 4900 Thông số về tính năng chuyển động Tốc dộ lớn nhất của ô tô (km/h) 82 Độ dốc lớn nhất ô tô vượt được (%) 35 Gia tốc phanh ( đầy tải ) ô tô ở tốc độ 30km/h (m/s 2 ) 7 Động cơ Kiểu loại W04D Loại nhiên liệu, số kỳ, số xy lanh, cách bố trí xy lanh, cách làm mát. Động cơ Diesel, 4 kỳ, tuabin tăng nạp và làm mát khí nạp, 4 xy lanh thẳng hàng, làm mát bằng nước. Dung tích xy lanh (cm 3 ) 4.009 Tỷ số nén 19:0 Công suất lớn nhất (kw)/ tốc độ quay ISO NET: 86/2500 SVTH : Vũ Văn Duy Trang-10 - . án thiết kế là xe chở rác loại có hệ thống quấn và ép rác . 1.4 Giới thiệu ô tô thiêt kế : Ô tô thiết kế là ô tô chở rác thiết kế trên ô tô cơ sở HINOWU422L. chuyển ô ng Tô c dộ lớn nhất của ô tô (km/h) 82 ô dốc lớn nhất ô tô vượt được (%) 35 Gia tô c phanh ( đầy tải ) ô tô ở tô c ô 30km/h