Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 fLỜI NÓI ĐẦU Hiện với phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật, lượng phương tiện giao thông lưu hành ngày lớn Mặc dù hệ thống hạ tầng sở giao thông ngày nâng cấp số vụ tai nạn hàng ngày xảy nhiều Bên cạnh chất lượng xe lưu hành Việt Nam khơng đảm bảo đa số xe cũ, nên việc xe gặp cố đường thường hay xảy Những lúc thế, với hệ thống giao thông Việt Nam, đặc biệt đường thành thị việc tất yếu xảy ắch tắc giao thơng.Việc nhanh chóng giải tỏa ách tắc giao thơng sau xảy tai nạn, hay xe gặp cố đường vấn đề đặt ra, sở loại phương tiện cứu hộ giao thơng đời để đáp ứng nhu cầu Xe cứu hộ giao thông chế tạo với nhiều chủng loại kích cỡ để đưa loại phương tiện bị tai nạn, hay gặp cố khỏi vùng ắch tắc giao thông, đưa trạm sửa chữa bảo hành Hiện nay, kinh tế nước ta phát triển nhanh, với hội nhập kinh tế giới, công nghiệp ôtô đà phát triển mạnh mẽ, thể đầu tư mở rộng nhanh chóng cơng ty ơtơ như: TOYOTA, DEAWOO, NISSAN, HUYNDAI, FORD, Do lượng xe tham gia giao thông tăng đáng kể, theo phát sinh vấn đề tai nạn giao thông cứu hộ giao thông Dựa sở tìm hiểu nhu cầu xe cứu hộ giao thông nay, với hướng dẫn thầy Nguyễn Văn Đông, em giao đề tài “Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120” làm đề tài tốt nghiệp Nội dung trình bày thuyết minh đồ án gồm phần sau: Phần 1: Trình bày tổng quan xe cứu hộ Phần 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế xe cứu hộ Phần 3: Tính kỉ thuật xe sở Huydai HD120 Phần 4: Tính tốn thiết kế xe cứu hộ Phần 5: Tính tốn đặc tính động học động lực học xe Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 Sau thời gian nghiên cứu, làm việc đến đồ án em hoàn thành, song khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý hồn thiện đề tài thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Đơng tận tình giúp đỡ em thời gian qua ! Đà Nẵng, ngày 15 tháng năm 2012 Sinh viên thực PHAN HẢI NAM NGUYỄN VĂN KHÁNH DUY Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 Tổng quan xe cứu hộ Thị trường ôtô Việt Nam phát triển vài năm trở lại đây, lượng xe ôtô tăng lên đáng kể song đa số số xe cũ Để tận dụng xe cũ lại cải tiến sửa chữa, lưu hành lại thường xuyên hoạt động tình trạng tải Do việc xe gặp cố đường việc thường xuyên xảy ra, gây nên tình trạng ắch tắc giao thông đồng thời ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế sản xuất chủ xe Sự tăng trưởng nhanh số lượng phương tiện kết cấu sở hạ tầng chưa kịp phát triển theo làm nảy sinh nhiều vấn đề: bất tiện lại; tình trạng ùn tắc giao thông lúc cao điểm chưa giải quyết; đặc biệt nghiêm trọng vấn đề tai nạn giao thông; Có thể số thống kê cụ thể để thấy tình trạng an tồn giao thông Theo báo cáo, năm 2011 địa bàn thành phố Đà Nẵng xảy 194 vụ tai nạn giao thông(TNGT), làm chết 133 người, bị thương 156 người, tai nạn đường chủ yếu làm chết 130 người 155 người bị thương Trong vụ tai nạn giao thông chưa có biện pháp cụ thể để ngăn ngừa, việc giải vụ tai nạn xảy cần đề cập đến Trong thành phố, vụ tai nạn giao thông xảy ra, đặc biệt tai nạn ôtô thường gây nên ùn tắc giao thông, gây nhiều ảnh hưởng đến lại phương tiện khác hoạt động kinh tế, sản xuất Đối với xe đường trường tai nạn thường xảy lao xuống vực, hai xe đâm Vấn đề đặt cần có biện pháp nhanh chóng giải tỏa ách tắc giao thông đưa xe bị nạn, gặp cố khỏi vùng ắch tắc, hay nơi bảo dưỡng sửa chữa Từ xe cứu hộ biện pháp hữu hiệu để giải vấn đề 1.1 Công dụng xe cứu hộ Xe cứu hộ giao thông loại xe chuyên dụng gồm xe sở cấu công tác Xe sở đầu xe tải hạng nhẹ, xe ben, hay đầu xe có động cơng suất lớn Các cấu cơng tác gồm có tời móc kéo, nâng thủy lực, cần cẩu Để cứu hộ xe cứu hộ trang bị thêm dụng cụ bảo dưỡng, sửa chữa, dụng cụ cắt, phá hay đồ y tế Các loại xe cứu hộ cỡ lớn thường có cấu dây cáp, móc kéo lớn để cứu hộ loại xe đường trường gặp tai nạn rơi xuống vực, hố Các loại xe cứu hộ cỡ nhỏ thường sử dụng chủ yếu thành phố, đường thành thị Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ khơng cần hệ thống cáp, móc kéo mà cần có kéo, số xe có sàn để xe, cứu hộ xe cỡ nhỏ bị tai nạn lúc Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 Hiện nay, lượng xe lưu hành Việt Nam tăng nhanh, theo dịch vụ cứu hộ giao thơng ngày nhiều Hầu hết xưởng bảo dưỡng, sửa chữa hay gara ơtơ lớn có xe cứu hộ, xe cỡ nhỏ, tầm hoạt động hạn chế, số lượng xe Hiện có số trung tâm cứu hộ giao thông hoạt động với qui mô lớn, chuyên nghiệp phạm vi rộng như: Bảo Việt, Cứu hộ 116, Các hãng bán xe thị trường Việt Nam như: Ford, Daewoo, Nissan, Toyota, có dịch vụ cứu hộ giao thơng phục vụ cho loại xe hãng, tầm hoạt động hạn chế Vai trò xe cứu hộ giao thông đơn đưa xe bị nạn nhanh chóng sở sửa chữa ảnh hưởng loại xe tới vấn đề kinh tế, xã hội, giao thông nhỏ u cầu với loại xe tính động trang bị đầy đủ thiết bị cứu hộ cần thiết Để thấy rõ vai trò hoạt động xe công tác cứu hộ giao thơng, lấy số tài liệu hoạt động cứu hộ trung tâm cứu hộ 116 làm dẫn chứng 1.2 Phân loại xe cứu hộ Hiện giới có nhiều loại xe cứu hộ giao thông chế tạo sản xuất Tùy vào kết cấu mà xe cứu hộ sử dụng trường hợp khác Có số nhóm xe sau: 1.2.1 Theo trọng lượng  Xe cứu hộ loại nhẹ Hình 1-1 Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ dùng nâng thủy lực tời kéo Loại sử dụng xe sở đến 3,5 tấn, cứu hộ sức nâng đến tấn, mức tải kéo tối đa với xe tải tấn, với xe chở khách 25 chỗ ngồi Dùng Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 nâng thủy lực để đưa xe bị nạn nơi sửa chữa, có cần cẩu tời kéo để đưa xe bị nạn trạng thái ổn định  Xe cứu hộ loại trung Hình 1-2 Loại xe cứu hộ cỡ vừa có nâng thủy lực Sử dụng loại xe sở tấn, cứu hộ sức nâng tấn, tời kéo 10 tấn, kéo xe 45 chỗ Dùng nâng thủy lực để đưa xe bị nạn nơi sửa chửa Xe cu h loi ln Hình 1-3 Loại xe cøu cì trung Sử dụng loại xe sở 11 tấn, trang bị đầy đủ thiết bị trợ lực hơi, kéo 15 tấn, tời kéo 15 tấn, kéo xe tải 15 trở lên.Về loại xe có kết Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 cấu hoạt động giống xe cứu hộ cỡ trung, tăng sức tải Loại xe dùng để cứu hộ trường hợp khó khăn, xe bị nạn có khối lượng lớn  Xe cứu hộ loại siêu trọng Hình 1-4 Loại xe cứu hộ cỡ lớn có cần cẩu Xe cứu hộ loại siêu trọng dùng để cứu hộ máy cơng trình, xe container, xe cần cẩu Loại xe sử dụng để cứu hộ trường hợp đặc biệt khó khăn xe bị rơi xuống vực,rơi xuống sông, trường hợp cần sức kéo lớn 1.2.2 Theo yêu cầu nhiệm vụ, người ta chia loại  Xe kéo nâng Hình 1-5 Kéo xe nâng thuỷ lực 1.Xe cứu hộ; 2.Tời kéo; 3.Càng nâng; 4,5.Xylanh thuỷ lực; 6.Xe bị nạn Phương pháp: Bộ tời kéo lật xe nâng xe lên Càng nâng đưa xuống phía gầm xe bị nạn nâng lên độ cao 20cm đến 25 cm phần đầu Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 đuôi xe bị nạn Hai lốp xe cố định sau kéo nơi sửa chữa Hiện Việt Nam chủ yếu sử dụng loại xe  Xe có sàn chở Hình 1-6 Xe cứu hộ có sàn chở xe bị nạn 1.Xe cứu hộ; 2.Xe bị nạn; 3.Gối chặn; 4.Sàn mở Phương pháp: Xe bị nạn đưa lên sàn xe cứu hộ, cố định sàn sau đưa nơi sửa chữa Các xe cứu hộ có hệ thống sàn trượt để đưa xe lên xuống, hệ thống sàn trượt có ưu điểm dễ đưa xe bị nạn lên sàn xe khó chế to nên giá thành cao  Xe có cần cẩu Hình 1-7 Xe cứu hộ gắn cần cẩu có sàn chở xe bị nạn 1.Xe cứu hộ; 2.Cần cẩu;3.Tời kéo; 4.Xe bị nạn Loại xe cứu hộ có tay cẩu vươn dài để cứu hộ xe bị nạn lao xuống sông, xuống vực Dùng nâng thủy lực dùng sàn xe để đưa xe bị nạn nơi sửa chửa Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 1.3 Yêu cầu - Xe cứu hộ giao thông phải thỏa mãn số điều kiện như: Đảm bảo khả tải, kết cấu gọn khơng làm cản trở giao thơng, có đủ sức tải - Cứu hộ loại xe phạm vi thiết kế cách an tồn, khơng ảnh hưởng đến hư hỏng xe bị nạn - Cứu hộ nhiều trường hợp khác nhau, nhiều địa hình khác Phân tích lựa chọn phương án thiết kế 2.1 Giới thiệu số xe cứu hộ 2.1.1 Loại xe cứu hộ cỡ nhẹ Hình 2-1 Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ Loại sử dụng xe sở 2.5 tấn, cứu hộ sức nâng tấn, mức tải kéo tối đa với xe tải tấn, với xe chở khách 25 chỗ ngồi Khi cứu hộ loại xe sử dụng tời kéo để lật xe nâng xe lên độ cao định, sau nâng đưa vào gầm xe, cố định bánh xe kéo Tốc độ chuyển động kéo xe cao, xe bị nạn chuyển động ổn định mà không cần điều khiển người lái Loại xe cứu hộ xe bị nạn, thường sử dụng phạm vi đường thành thị Nhược điểm xe không cứu hộ xe bị hỏng bốn bánh, hỏng hệ thống truyền lực hai bánh sau, xe có hộp số tự động Phạm vi hoạt động nâng thuỷ lực bị hạn chế, không hoạt động nâng co gọn vào thân xe Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 2.1.2 Loại xe cứu hộ cỡ trung Hình 2-2 Loại xe cứu hộ cỡ vừa Sử dụng loại xe sở tấn, cứu hộ sức nâng tấn, tời kéo 10 tấn, kéo xe 45 chỗ Xe sử dụng tời kéo để lật nâng xe Với xe khơng bị lật nâng thủy lực mở ra, đưa xướng gầm xe nhấc xe lên, cố định bánh xe kéo Khi không hoạt động nâng gấp sát vào thân xe Với kết cấu hình có tời kéo xe khơng sử dụng để cứu hộ xe bị nạn lao xuống vực khơng có độ vươn tay cẩu 2.1.3 Xe cứu hộ loại lớn Hình 2-3 Loại xe cứu hộ cỡ trung Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 Sư dơng lo¹i xe sở 11 tấn, trang bị đầy đủ thiết bị trợ lực hơi, kéo 15 tấn, tời kéo 15 tấn, kéo xe tải 15 trở lên.Về loại xe có kết cấu hoạt động giống nh- xe cứu hộ cỡ trung, nh-ng đ-ợc tăng sức tải 2.1.4 Loi xe cu h siờu trọng Hình 2-4 Loại xe cứu hộ cỡ lớn Sử dụng xe sở 10 trở lên, tời kiểm soát riêng rẽ, cứu hộ kéo xe tải vài chục trở lên Cơ cấu công tác xe sử dụng hệ điều khiển thuỷ lực Bộ tời kéo có sức nâng lớn có tay cẩu vươn xa lên cứu hộ xe bị nạn lao xuống vực Nguyên lý hoạt động sử dụng tời kéo để lật nâng xe Càng nâng thuỷ lực đưa xuống gầm xe, nâng lên kéo xe 2.2 Các cấu thiết bị cứu hộ xe - Kiểu thủy lực theo mơ hình xe nâng hàng - Kiểu thủy lực theo mơ hình Centry F3 - Kiểu thủy lực theo mơ hình tự động kẹp lốp - Kiểu xe chở xe hỏng Xe cứu hộ chế tạo sở xe tải, thông thường nhà máy sản xuất xe chuyên nghiệp lắp ráp Trên xe trang bị đầy đủ thiết bị để cứu hộ xe bị nạn cách an toàn - Cần kéo xe thiết bị cần cẩu nhỏ lắp phía sau, gầm xe cứu hộ, kẹp chặt hai lốp trước xe hỏng, nâng nửa trước sau xe lên khỏi mặt đường để kéo xe di chuyển bánh xe lại 10 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 F = B  H [m2] Với: B – Chiều rộng sở ô tô, ô tô Huyndai HD120 ta có B = 1,795 [m] H – Chiều cao lớn ô tô Ta có H = 3,434 [m] Suy ra: F = 1,795 × 3,434 = 6,2 [m2] v: vận tốc tương đối tơ khơng khí Ta trời khơng có gió vận tốc chuyển động ô tô ứng với tay số Thay giá trị K F vào công thức (5.3) ta được: 0,7  6,2  v3 Nω   4,34 10 3  v3 [kw] 1000 (5.4) Ta tính cơng suất tiêu hao lực cản lăn Vì ta xét trường hợp ô tô chuyển động đường nằm ngang nên cơng suất tính theo công thức Nf  Gf v [kw] 1000 (5.5) Trong đó: G: trọng lượng tồn tơ thiết kế Ta có G = 12520 [kG]  v2   F – Hệ số cản lăn Ta có f  0.015  1  1500   V – Vận tốc ô tô ứng với tay số [m/s] Từ công thức (5.5) suy ra: Nf  G.v v2  0.015  (1  ) [kw] 1000 1500 (5.6) Thay giá trị vào công thức (5.5) công thức (5.6) ta xác định Nω Nf theo tốc độ tơ Từ xây dựng đường đặc tính cản tơ (Nω + Nf) theo tốc độ ô tô tay số Các giá trị trình bày bảng 5-9 Bảng 5-9 Giá trị vận tốc công suất Nω, Nf (Nω+Nf) tay số v [km/h] 12,3 24,6 36,9 49,2 61,5 73,8 86,1 98,4 110,7 123,0 13,7 17,1 20,5 23,9 27,3 30,8 91,6 125,6 v [m/s] 3,4 6,8 10,3 Nω 0,1 1,0 3,4 8,0 15,7 27,1 43,1 64,3 Nf 1,9 1,9 2,0 2,1 2,2 2,4 2,5 2,8 Nω+Nf 2,0 2,9 5,4 10,1 17,9 29,5 45,6 67,1 3,0 34,2 3,3 94,6 128,9 Để xây dựng đồ thị cân công suất động với công suất cản chuyển động theo vận tốc chuyển động ô tô, ta xây dựng hệ trục tọa độ Oxy, 82 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 trục tung ta biểu thị giá trị công suất thành phần theo vận tốc ô tô Đồ thị nhận biểu diển mối quan hệ công suất động với công suất lực cản theo vận tốc chuyển động ô tô Từ số liệu thu từ bảng 5-9 ta vẽ đồ thị cân công suất tay số theo vận tốc ô tô Nk[Kw] V[Km/h] Hình 5-7 Đồ thị cân công suất tay số Nhận xét: Nhằm nâng cao chất lượng sử dụng ô tô, giảm mức tiêu hao nhiên liệu, ta cần lưu ý đến việc sử dụng công suất động điều kiện chuyển động khác ô tô, phương diện người ta đưa khái niệm “ Mức độ sử dụng công suất động ” ký hiệu YN Mức độ sử dụng công suất động tỉ số công suất cần thiết để ô tô chuyển động ( ổn định ) với công suất động phát bánh xe chủ động Nk kéo hết nhiên liệu Ta có: YN = N ψ  Nω N ψ  Nω Ne ηt Nk Qua biểu thức ta có nhận xét rằng: Chất lượng mặt đường tốt, hệ số cản tổng cộng ψ đường giảm vận tốc ô tơ nhỏ cơng suất động sử dụng nhỏ tỉ số truyền hộp số lớn, làm cho hệ số sử dụng công suất động YN nhỏ 83 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 5.3.2.3 Đồ thị cân lực kéo ô tô Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động ô tô sử dụng để khắc phục lực cản chuyển động sau đây: Lực cản lăn, lực cản dốc, lực cản khơng khí, lực qn tính Biểu thức cân lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động tất lực cản riêng biệt gọi phương trình cân lực kéo tơ Trong trường hợp tổng qt ta có phương trình cân lực kéo ô tô sau: Pk = Pf ± Pi ± Pω ± Pj [N] (5.7) Trong đó: Pk [N]: lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động Pf [N]: lực cản lăn Pω [N]: lực cản khơng khí Pi[N]: lực cản dốc Pk [N]: lực cản qn tính Phương trình (5.7) biểu thị dạng khai triển sau: Me  i h  i  ηt G  f  G  cosα  W  v2  G  sinα   δi  j rb  k p g (5.8) Trong đó: Me: momen xoắn động rb: bánh kính làm việc bánh xe chủ động α: góc dốc mặt đường Ta xây dựng đồ thị cân lực kéo ô tô xét trường hợp ô tô chuyển động ( ổn định ), mặt đường nằm ngang, nghĩa là: j = 0, α = phương trình cân lực kéo là: Pk = Pf + Pω Để biểu diễn phương trình cân lực kéo tơ dạng đồ thị, ta tính Pk tay số khác Ta có cơng thức: Pki  Me  i hi  i0  ηt rb [N] Trong đó: Pki: lực kéo tay số i ihi: tỷ số truyền tay số i hộp số Me: momen động phát ( Me  ωe = Ne ) ηt: hiệu suất truyền lực 84 (5.9) Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 Ta thay số liệu vào cơng thức ta tính giá trị Pki tương ứng với vận tốc tay số ô tô chuyển động tay hộp số trình bày bảng (5-11) Ta có cơng thức xác định lực cản lăn lực cản khơng khí: Pω + Pf = K  F  v2 + G  f vi2  Pω  Pf  K  F  v  G  0.015  (1  ) 1500 i (5.10) Với ô tô tải theo [2] chọn K = 0.6 ; F = 6.46 m2 Ta thay giá trị biết vào công thức (5.10) ta bảng giá trị lực cản thay đổi theo tốc độ ô tô ô tô chuyển động tay giá trị trình bày bảng 5-11 Bảng 5-11 Giá trị vận tốc lực kéo tương ứng với tay số ωe [rad] 26,18 52,3599 78,54 104,72 130,9 157,08 183,26 209,4 235,62 261,8 Ne [kW] 9,2262 21,9123 37,193 54,204 72,08 89,9558 106,97 122,2 134,93 144,2 Me[N.m] 352,42 418,494 473,56 517,61 550,651 572,677 583,69 583,7 572,68 550,7 v1[km/h] 1,3694 2,73887 4,1083 5,4777 6,84718 8,21662 9,5861 11,0 12,325 13,7 pk1[N] 26687 31691,4 35861 39197 41699,2 43367,2 44201 44201,1 43367 41699,2 v2[km/h] 2,2012 4,40247 6,6037 8,8049 11,0062 13,2074 15,409 17,6 19,811 22,0 pk2[N] 16410 19486,5 22051 24102 25640,1 26665,7 27179 27178,5 26666 25640,1 v3[km/h] 3,8544 7,7088 11,563 15,418 19,272 23,1264 26,981 30,8 34,69 38,5 pk3[N] 9481,8 11259,7 12741 13926 14815,4 15408 15704 15704,3 15408 14815,4 V4[km/h] 6,4301 12,8602 19,29 25,72 32,1506 38,5807 45,011 51,4 57,871 64,3 pk4[N] 5683,7 6749,39 7637,5 8347,9 8880,77 9236 9413,6 9413,6 9236 8880,8 V5[km/h] 9,4587 18,9174 28,376 37,835 47,2935 56,7522 66,211 75,7 85,128 94,6 pk5[N] 3863,8 4588,3 5192 5675 6037,24 6278,73 6399,5 6399,5 6278,7 6037,2 12,3 24,6 36,9 49,2 61,5 73,8 86,1 98,4 110,7 123,0 2971,3 3528,4 3992,7 4364,1 4642,63 4828,34 4921,2 4921,2 4828,3 4642,6 V6[km/h] pk6[N] Bảng 5-12 Bảng giá trị vận tốc lực cản Pω+Pf ô tô chạy tay số v[km/h] 12,3 v[m/s] 3,42 Pω+P'f 0,02 24,6 6,83 0,02 36,9 49,2 61,5 73,8 86,1 98,4 111 10,3 13,7 17,08 20,5 23,9 27,3 30,8 0,02 0,02 0,022 0,02 0,02 0,03 0,03 123 34,2 0,03 Để xây dựng đồ thị cân lực kéo, ta dựng hệ trục tọa độ Oxy, Trên trục tung ta đặt giá trị lực, trục hoành ta đặt giá trị vận tốc Đồ thị biểu diển mối quan hệ lực nói vận tốc chuyển động ô tô gọi đồ thị cân lực kéo Từ số liệu bảng 5-11, 5-12 ta xây dựng đồ thị cân lực kéo tơ hình 5-8 85 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 Pk[N] V[Km/h] Hình 5-8 Đồ thị cân lực kéo ô tô hoạt động tay số 5.3.3.4 Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học ô tơ Khi so sánh tính chất động lực học loại ô tô khác ứng với điều kiện làm việc ô tô loại đường khác nhau, người ta mong muốn có thơng số mà thể tính chất động lực học tơ Trong phương trình cân lực kéo đưa vào nhân tố đặc trưng cho tính chất động lực học tô như: Hệ số cản mặt đường ψ (ψ = f±i), tốc độ chuyển động ô tô v gia tốc ô tô j, công thức chưa loạt thông số kết cấu ô tô momen xoắn động Me, trọng lượng ô tô G, nhân tố cản khơng khí W… Do phương trình cân lực kéo không thuận lợi để đánh giá loại ô tơ khác Bởi cần có thơng số đặc trưng tính chất động lực học tơ mà số kết cấu khơng có mặt thơng số Thơng số gọi nhân tố động lực học ô tô Nhân tố động lực học ô tô tỉ số lực kéo tiếp tuyến Pk trừ lực cản không khí Pω chia cho trọng lượng tồn ô tô Tỷ số kí hiệu chữ D D  Pk  Pω  Me  i t  ηt =  W  v2   G R bx   G 86 (5.11) Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 Trong đó: D: nhân tố động lực học ô tô Pk: Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động [N] Pω: Lực cản khơng khí [N] G: Trọng lượng tồn tơ thiết kế [N] Me: Momen xoắn động It : Tỉ số truyền hệ thống ηt : Hiệu suất tỉ số truyền hệ thống truyền lực Qua biểu thức (5.11) ta có nhận xét sau đây: Nhân tố động lực học ô tô thể khả ô tô thắng lực cản tổng cộng khả tăng tốc Khi ô tô chuyển động ổn định nghĩa gia tốc j = giá trị nhân tố động lực học lực cản tổng cộng đường ( D = ψ ) Cũng ô tô chuyển động gia tốc j = đường i = giá trị nhân tố động lực học lực cản lăn, nghĩa D = f, giá trị có ô tô chuyển động số truyền cao hộp số động làm việc chế độ tồn tải, ta nhận vận tốc lớn ô tô vmax Giá trị nhân tố động lực học ô tô lớn Dmax tương ứng với sức cản đặc trưng mặt đường đặc trưng hệ số cản tổng cộng lớn tỉ số truyền thấp hộp số ψmax Các giá trị nhân tố động lực học D = ψ, Dmax vận tốc lớn ô tô vmax tiêu đặc trưng cho tính chất động lực học ô tô chuyển động (ổn định) Thay số liệu vào công thức (5.11) ta giá trị nhân tố động lực học (D) theo theo tốc độ chuyển động ô tô (v) giá trị trình bày bảng (5-13) Ta có cơng thức tính lực cản lăn theo vận tốc ô tô: [1] f  f  (1  v2 ) 1500 (5.12) Theo [2], với xe tải đường nhựa bê tơng ta có f 0= 0.012 ÷ 0.015, ta chọn f0 = 0.015 Từ (5.12) suy ra: f  0.012  (1  v2 ) 1500 (5.13) Thay giá trị vận tốc vào công thức (5.13) ta bảng quan hệ tốc độ ô tô hệ số cản lăn (f) giá trị trình bày bảng 5-14 87 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 Bảng 5-13 Giá trị nhân tố động lực học ứng với tay số ô tô tay số v1 1,3694 2,7389 4,1083 pk1 26687 pω1 0,5609 2,2435 5,0478 pk1-pω1 26687 D1 2,395 2,8439 3,2179 v2 2,2012 4,4025 6,6037 pk2 16410 pω2 1,4491 5,7966 13,042 pk2-pω2 16408 D2 1,4725 1,7483 1,9777 2,161 2,2978 2,388 v3 3,8544 7,7088 11,563 15,42 19,272 23,13 pk3 9481,8 pω3 4,4432 17,773 39,988 pk3-pω3 9477,4 D3 0,8505 1,0089 1,1399 1,243 1,31962 1,368 1,39 1,384 1,3505 1,2897 v4 6,4301 19,29 25,72 32,1506 38,58 45,01 51,44 57,871 64,301 pk4 5683,7 6749,4 7637,5 8348 8880,77 9236 9414 9414 pω4 12,366 49,463 111,29 197,9 309,141 445,2 605,9 791,4 1001,6 1236,6 pk4-pω4 5671,3 6699,9 7526,2 8150 8571,63 8791 8808 8622 8234,4 7644,2 D4 0,509 0,6013 0,6754 0,731 0,76925 0,789 0,79 0,774 v5 9,4587 18,917 28,376 37,83 47,2935 56,75 66,21 75,67 85,128 94,587 pk5 3863,8 4588,3 5192 5675 6037,24 6279 6399 6399 6278,7 6037,2 pω5 26,757 107,03 240,82 428,1 668,932 963,3 1311 1712 2167,3 2675,7 pk5-pω5 3837,1 4481,3 4951,2 5247 5368,3 5315 5088 4687 4111,4 3361,5 D5 0,3444 0,4022 0,4443 0,471 0,48177 0,477 0,457 0,421 61,5 73,8 86,1 98,4 v6 31691 31689 19487 19481 11260 11242 12,3 12,86 24,6 5,478 6,84718 8,217 9,586 10,96 12,325 13,694 35861 39197 41699,2 43367 44201 44201 8,974 14,0218 20,19 27,48 43322 41643 3,741 3,89 3,964 3,964 3,8879 3,7372 8,805 11,0062 13,21 15,41 17,61 19,811 22,012 22051 24102 25640,1 26666 27179 27179 23,19 36,2286 52,17 71,01 160 25495 2,433 2,431 2,3826 2,288 26,98 30,84 217,7 284,4 12701 13855 14704,3 15248 15487 15420 49,2 25640 26548 12741 13926 14815,4 15408 15704 15704 71,09 111,079 26666 92,75 117,38 144,91 22037 24079 25603,9 26614 27108 27086 36,9 41699 35,9 45,431 56,087 35856 39188 41685,2 43347 44174 44165 3,517 43367 34,69 38,544 15408 14815 359,9 444,32 15048 14371 9236 8880,8 0,739 0,686 0,369 0,3017 110,7 123 pk6 2971,3 3528,4 3992,7 4364 4642,63 4828 4921 4921 4828,3 4642,6 pω6 45,247 180,99 407,22 724 1131,17 1629 2217 2896 2926 3347,4 3585,4 3640 3511,46 3199 2704 2025 1163,3 117,94 0,2626 0,3004 0,3218 0,327 0,31513 0,287 0,243 0,182 0,1044 0,0106 pk6-pω6 D6 3665 4524,7 Bảng 5-14 Quan hệ vận tốc hệ số cản lăn ( f ) ô tô hoạt động tay số v[km/h] 12,3 24,6 36,9 49,2 111 123 v[m/s] 3,42 6,83 10,3 13,7 17,08 20,5 23,9 27,3 30,8 34,2 Pω+P'f 0,02 0,02 0,02 0,02 0,022 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 88 61,5 73,8 86,1 98,4 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 D V Hình 5-9 Đồ thị nhân tố động lực học ô tô tay số 5.3.3.5 Xây dựng đồ thị gia tốc ô tô Gia tốc ô tô theo [2] xác định theo công thức: j dv g  (D  ψ) dt δi (5.14) Trong đó: J : gia tốc ô tô D: nhân tố động lực học ô tô ψ: hệ số cản tổng cộng đường δi: hệ số tính đến tính đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay Hệ số δi xác định theo cơng thức kinh nghiệm sau: δi   δ1 × i 2h  δ Các hệ số δ1 δ2 có giá trị gần sau: 1    0.5 Suy ra: δi = 1.05 + 0.05 × ih2 (5.15) Do ta xét xe tăng tốc mặt đường nằm ngang nên f  f0 × (1  v2 v2 )  0.015 × (1  ) 1500 1500 (5.16) Thay công thức (5.15) công thức (5.16) vào công thức (5.14) ta được: 89 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 j dv  v2  g  D  0.015  (1  )  ( ) dt  1500  1.05  0.05  i 2hi (5.17) Thay số liệu vào công thức (5.17) ta bảng giá trị gia tốc (j) ô tô thay đổi theo tốc độ (v) ô tô chuyển động tay số trình bày bảng 5-15 Bảng 5-15 Giá trị gia tốc ứng với vận tốc tay số ô tô chạy tay số v1 1,37 2,74 4,11 5,48 6,847 8,22 9,59 11 12,3 13,7 D1 2,39 2,84 3,22 3,52 3,741 3,89 3,96 3,96 3,89 3,74 j1 16,8 20 22,6 24,7 26,3 27,3 27,9 27,9 27,3 26,3 v2 2,2 4,4 8,8 11,01 13,2 15,4 17,6 19,8 22 D2 1,47 1,75 1,98 2,16 2,298 2,39 2,43 2,43 2,38 2,29 j2 11,4 13,6 15,4 16,8 17,85 18,5 18,9 18,9 18,5 17,7 v3 3,85 7,71 11,6 15,4 19,27 23,1 27 30,8 34,7 38,5 D3 0,85 1,01 1,14 1,24 1,32 1,37 1,39 1,38 1,35 1,29 j3 7,11 8,43 9,52 10,4 11,01 11,4 11,6 11,5 11,2 10,7 v4 6,43 12,9 19,3 25,7 32,15 38,6 45 51,4 57,9 64,3 D4 0,51 0,6 0,68 0,73 0,769 0,79 0,79 0,77 0,74 0,69 j4 4,44 5,24 5,86 6,33 6,626 6,76 6,72 6,53 6,16 5,63 v5 9,46 18,9 28,4 37,8 47,29 56,8 66,2 75,7 85,1 94,6 D5 0,34 0,4 0,44 0,47 0,482 0,48 0,46 0,42 0,37 0,3 j5 3,06 3,55 3,89 4,07 4,097 3,97 3,68 3,24 2,64 1,89 v6 12,3 24,6 36,9 49,2 D6 0,26 0,3 j6 2,35 2,65 6,6 61,5 73,8 86,1 98,4 111 123 0,32 0,33 0,315 0,29 0,24 0,18 0,1 0,01 2,78 2,73 2,499 90 2,1 1,52 0,77 -0,2 -1,27 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 j V Hình 5-10 Đồ thị gia tốc ô tô chạy tay số 91 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 Kết luận 6.1 Thống kê tổng thành cụm chi tiết Hình 6-1 Tổng thể tơ tải cẩu sau cải tạo 1-Xe cứu hộ; 2- Tời kéo; 3-Cần cẩu; 4-Sàn chở xe bị nạn Xe cứu hộ xe Hyundai sau cải tạo để lắp đặt cẩu URV 553 tời kéo Nó bao gồm chi tiết cải tạo sau: – Lắp đặt cẩu tự nâng hàng URV 553 – Lắp đặt tời kéo đầu thùng xe để kéo xe bị nạn lên sàn xe – Thiết kế thùng cho xe cứu hộ, thùng xe có kích thước – Sử dụng hộp trích cơng suất tơ tải Hyundai HD120 – Bơm dầu thủy lực kiểu SHIMADZU đồng theo cụm cẩu 92 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 Bảng 6-1 Bảng thông số kỹ thuật ô tô cứu hộ Hyundai HD120 TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài sở L0 5695 mm Chiều dài toàn L 9765 mm Chiều cao toàn H 3435 mm Chiều rộng sở B0 2495 mm +Hai bánh trước Bt 1795 mm +Hai bánh sau Bs 1660 mm Khoảng sáng gầm xe H 210 mm Tự trọng G0 6778 KG Trọng lượng toàn G 12520 KG Phân bố cầu trước G1 3720 KG Phân bố cầu sau G2 8800 KG Khoảng cách hai bánh Số chỗ ngồi Bán kính quay vòng nhỏ Rmin 9.5 10 Truyền lực i0 4.085 11 Góc vượt dốc lớn tg(φ) 0.343 12 Vận tốc lớn vmax 123 Km/h Ký hiệu Giá trị Đơn vị TT Thông số m 13 Kích thước thùng DxRxC 6750x2340x100 mm 14 Khối lượng chở tối đa Qh 5547 KG 93 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 Bảng 6-2 Bảng thông số kỹ thuật cần cẩu TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài bao Lcc 3777 mm Chiều rộng bao Bcc 2370 mm Chiều cao bao(tính từ chassis) Hcc 2310 mm Chiều rộng thu chân chống A*c 2190 mm Hành trình chân chống Htc 805 mm + Khi thu hẹp nhỏ Ac(min) 2190 mm + Khi vị trí trung gian Ac(mid) 3000 mm + Khi duổi tối đa Ac(max) 3800 mm Hbc 585 mm Gc 1530 KG Khoảng cách tâm chân chống: Chiều cao chân thu, tính từ mặt bệ chân Khối lượng 10 Khối lượng nâng tối đa 5050 Kg/m 11 Khả xoay cần 360 độ 12 Góc nâng cần cực đại 78 độ 13 Tốc độ xoay cần quanh trục đứng 2,5 v/ph 14 Tốc độ cáp 12.4 m/ph 15 Số đoạn cần 16 Tốc độ duỗi cần (3.548.37)/17.5 m/s 17 Chiều cao nhấc -9.410 m 18 Bán kính làm việc 0.698.13 m 19 Bơm thủy lực Bơm bánh 20 Áp suất 190 Kg/cm2 21 Lưu lượng bơm 50 l/ph Bảng 6-3 Bảng thông số kỹ thuật tời kéo 94 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 TT Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài Ltk 820 mm Chiều cao Htk 530 mm Chiều rộng Btk 540 mm Lực kéo tối đa Fk 13,656 kN Đường kính cáp sử dụng dc 10 mm Tốc độ cáp Vc m/phút Chiều dài cáp lc 40 m 6.2 Kết luận - Ơtơ thiết kế đảm bảo thơng số u cầu: + Ơtơ đạt tốc độ lớn 123 [km/h] + Xe có khả vượt qua độ dốc có sức cản tổng cộng (ψ) khơng nhỏ 25% + Bán kính quay vòng nhỏ xe đạt 9,5 [m] + Giá trị công suất nhận bánh xe chủ động lớn giá trị công suất lực cản lăn lực cản khơng khí vị trí tốc độ xe + Khi xe chuyển động đường nằm ngang tất giá trị nhân tố động lực học (D) ôtô tay số tốc độ thắng lực cản mặt đường - Ngoài xe cứu hộ thiết kế đảm bảo tính yêu cầu kỹ thuật ôtô cứu hộ: yêu cầu độ ổn định cho ôtô tải cẩu xe bị nạn Xe lắp đặt cần cẩu tời kéo thuận tiện cho việc cứu xe bị nạn rơi xuống ao hồ, xe bị lât… - Ơtơ cứu hộ có khả mang tải 5546 [kg] - Khi sử dụng cẩu tời kéo phải tuân thủ yêu cầu sử dụng Ta sử dụng cẩu xe dừng hẳn - Khi xe cứu hộ kéo xe bị nạn cần phải bật ưu tiên để phương tiện khác biết 95 Thiết kế xe cứu hộ giao thông sở xe Huyndai HD120 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng Sức bền vật liệu 1,2 Nhà xuất giáo dục Hà Nội - Năm 1997 [2] Nguyển Hửu Cẩn Lý thuyết ô tô máy kéo Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội - Năm 2000 [3] Trinh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, tập Nhà xuất Giáo dục Hà Nội - Năm 2000 [4] Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy Hà Nội, Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội - Năm 1969 [5] Đinh Ngọc Ái , Đặng Huy Chi, Nguyễn Phước Hoàng Phạm Đức Nhuận Thủy lực máy thủy lực tập II Nhà xất Đại học trung học chuyên nghiệp Hà NộiNăm 1972 [6] Catalogue UNIC URV - 550 [7] Catalogur URV work shop manual [8] Catalogue Huyndai HD 120 96 ... vào thân xe Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 2.1.2 Loại xe cứu hộ cỡ trung Hình 2-2 Loại xe cứu hộ cỡ vừa Sử dụng loại xe sở tấn, cứu hộ sức nâng tấn, tời kéo 10 tấn, kéo xe 45 chỗ Xe sử dụng... khiển 12 Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 2.3.3 Chở xe bị nạn thùng xe cứu hộ có gắn cần cẩu Các trung tâm cứu hộ có loại xe cứu hộ kết hợp vừa chở xe thùng có gắn cần cẩu cứu hộ Sàn trượt... tắc phóng lửa 19 Thiết kế xe cứu hộ sở xe Huyndai HD120 Tính tốn thiết kế xe cứu hộ Bố trí chung xe tải Huyndai HD120 sau cải tạo Hình 4-1 Tổng thể xe ôtô sau cải tạo 1 -Xe cứu hộ; 2- Tời kéo;