Thiết kế ô tô khách 47 chỗ ngồi trên cơ sở chassi KIA GRANDBIRD

Chương 3: GIỚI THIỆU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA Ô TÔ HAECO UNIVERSE K47S-H425 Chương 4: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC4.1: Tính khối lượng và phân bố khối lượng 4.2: Xác định t

Tên đề tài: Thiết kế Ô tô khách 47 chỗ ngồi trên cơ sở Chassi KIA GRANDBIRDSinh viên thực hiện : Nguyễn Đăng Đức Nhân

Hoàng Phước NhấtTrần Quang Thiềm

{Nội dung tóm tắt trình bày tối đa trong 1 trang}

KHOA : CƠ KHÍ GIAO THÔNG

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Nguyễn Đăng Đức Nhân

Hoàng Phước NhấtTrần Quang ThiềmKhoa: Cơ khí Giao thông Ngành: Cơ khí ( Động lực học)

1 Tên đề tài đồ án: Thiết kế Ô tô khách 47 chỗ ngồi trên cơ sở Chassi KIA

Chương 3: GIỚI THIỆU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA Ô TÔ

HAECO UNIVERSE K47S-H425

Chương 4: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC4.1: Tính khối lượng và phân bố khối lượng

4.2: Xác định tọa độ trọng tâm ô tô

4.5: Tính toán động lực học ô tô

4.6: Tính toán động học hệ thống lái

4.7: Tính toán hiệu quả phanh

4.8: Tính toán cân bằng nhiệt hệ thống điều hòa nhiệt độ

4.9: Tính toán hệ thống treo và độ êm dịu của xe

Chương 5: TÍNH TOÁN BỀN CÁC CHI TIẾT, TỔNG THÀNH, HỆ THỐNG5.1: Kiểm tra độ bền dầm ngang sàn xe

5.2: Tính toán độ bền của liên kết sàn xe khung xe

5.3: Tính kiểm bền khung xương

5.4: Tính kiểm liên kết giữa ghế và sàn xe

5.5: Tính kiểm bền ghế hành khách

5.6: Tính kiểm tra độ bền dầm ngang sàn khoang hành lý

Chương 6: CÁC BIỆN PHÁP THÔNG GIÓ, CHIẾU SÁNG, GIẢM ỒN, CÁCH

ÂM, CÁCH NHIỆT CHO KHOANG HÀNH KHÁCH

6.1: Hệ thống thông gió và chiếu sáng khoang hành khách

6.2: Biện pháp giảm ồn và cách nhiệt cho khoang hành khách

Chương 7: ĐÁNH GIÁ ĐỘNG LỰC HỌC, ĐỘ BỀN VÀ TÍNH NĂNG LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH, HỆ THỐNG TREO, HỆ THỐNG LÁI

KẾT LUẬN

3.Bản vẽ bố trí khoang lái4.Bản vẽ khung xương mảng sàn5.Bản vẽ liên kết sàn xe,khung gầm6.Bản vẽ xe sát xi

7.Bản vẽ ghế lái,ghế đôi hành khách và băng ghế cuối xe8.Bản vẽ hệ thống chiếu sáng và tín hiệu

9.Bản vẽ hệ thống chiếu sáng và tín hiệu sườn xe10.Bản vẽ hệ thống đèn trần và khoang hành khách11.Sơ đồ hệ thống lái

12.Sơ đồ hệ thống phanh13.Sơ đồ hệ thống treo14.Sơ đồ hệ thống điện15.Sơ đồ hệ thống điều hoà

6 Họ tên người hướng dẫn: TS.Nguyễn Văn Đông

TS.Nguyễn Việt Hải

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/11/2021

8 Ngày hoàn thành đồ án: 27/02/2022

Đà Nẵng, ngày

TS.Nguyễn Văn Đông TS.Nguyễn Văn Đông TS.Nguyễn Việt Hải

Đồ án Tốt nghiệp là khâu quan trọng cuối cùng trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường của Nhóm chúng em.Với khối kiến thức của ngành Ô tô – Máyđộng lực, là một kỹ sư thiết kế phải biết và có khả năng thiết kế Hơn nữa, đất nước

ta là một đất nước đang phát triển rất cần phát triển các ngành công nghiệp mà trong

đó công nghiệp ô tô giữ một vai trò hết sức quan trọng

Do tình hình kinh tế phát triển nhanh, nhu cầu vận chuyển hành khách ngày một tăng Xe chở khách ngày càng thích hợp với các tuyến đường trung bình, nội ngoại tỉnh Để có thêm phương tiện phục vụ các yêu cầu rất đa dạng của ngành vận tải

ôtô, trên cơ sở tìm hiểu nhu cầu thị trường,được sự hỗ trợ của Công ty Cô phần Ô tô Thống Nhất Huế mà Nhóm chúng em đã được phân công thực tập, nhóm chúng em

đã quyết định tiếp tục phát triển thêm đề tài lên thành Đồ án Tốt nghiệp

Trong quá trình thực hiện đồ án Nhóm chúng em gặp rất nhiều khó khăn trongphương pháp thiết kế và tính toán cũng như việc hoàn thành các bản vẽ của mình,nhờ sự hướng dẫn tận tình của các Thầy hướng dẫn TS.Nguyễn Văn Đông vàTS.Nguyễn Việt Hải cùng sự góp ý,chia sẻ tài liệu của Công ty Cổng phần Ô tôThống Nhất Huế nhóm chúng em đã có thể hoàn thành được Đồ án này

Mặc dù Nhóm chúng em đã cố gắng hết sức nhưng trong quá trình thực hiện khó tránh khỏi thiếu sót, rất mong được sự góp ý chân thành từ phía các thầy Nhómchúng em xin chân thành cảm ơn!

nhóm dưới sự hướng dẫn của TS.Nguyễn Văn Đông và TS.Nguyễn Việt Hải Nhữngnhận định được nêu ra trong đồ án cũng là kết quả từ sự nghiên cứu trực tiếp, nghiêmtúc của các thành viên trong nhóm,các số liệu được Công ty Cổ phần Cơ khí Ô tôThống Nhất Huế cung cấp và các cơ sở tìm kiếm, hiểu biết,nghiên cứu tài liệu khoahọc hay bản dịch khác đã được công bố Đồ án vẫn sẽ giúp đảm bảo được tính kháchquan, trung thực và khoa học.

{Font: Time New Roman; thường; cỡ chữ: 13; dãn dòng: 1,3; căn lề: justified}{In trên 2 mặt giấy từ trang này đến hết phần “PHỤ LỤC”}

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu và cảm ơn

Lời cam đoan liêm chính học thuật

Mục lục

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ

Danh sách các cụm từ viết tắt

{Để 2 dòng trống}

{Font: Time New Roman; thường; cỡ chữ: 13; dãn dòng: 1,3; căn lề: justified}

{Trong phần này, cần trình bày về: Mục đích thực hiện đề tài, mục tiêu

đề tài, phạm vi và đối tượng nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, cấu

trúc của đồ án tốt nghiệp}

Ô TÔ KHÁCH 47 CHỖ NGỒI TRÊN CƠ SỞ CHASSI KIA

GRANDBIRD

1.1 Mục đích,yêu cầu

- Do tình hình kinh tế phát triển nhanh, nhu cầu vận chuyển hành khách ngàymột tăng Xe chở khách ngày càng thích hợp với các tuyến đường trung bình, nộingoại tỉnh Để có thêm phương tiện phục vụ các yêu cầu rất đa dạng của ngànhvận tải ô tô, trên cơ sở tìm hiểu nhu cầu thị trường và theo yêu cầu của kháchhàng, Công ty CP cơ khí ô tô Thống Nhất đã thiết kế ô tô khách HAECOUNIVERSE K47S-H425 chở được 47 người (kể cả lái xe) trên cơ sở các cụm chitiết, tổng thành của ô tô sát xi NEW GRANBIRD do Tập đoàn KIA Hàn Quốc sảnxuất với các yêu cầu chính sau:

- Giữ nguyên toàn bộ động cơ, hệ thống truyền động và các cơ cấu điều khiển:khung sát xi, động cơ, hộp số, các đăng, cầu trước, cầu sau, các hệ thống phanh,treo, lái… giống như ô tô sát xi NEW GRANBIRD do Tập đoàn KIA Hàn Quốcsản xuất

- Không làm ảnh hưởng đến chất lượng, độ bền của các cụm chi tiết, tổng thành

- Đảm bảo các thông số về ghế ngồi, khoảng cách từ sàn đến trần xe, chiều cao cửa xe… theo quy định của quy chuẩn Việt Nam

- Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và yêu cầu sử dụng của ô tô

- Phù hợp với yêu cầu vật tư và công nghệ trong điều kiện Việt Nam

- Khí thải của ô tô đạt tiêu chuẩn Euro IV

-Màu sơn của phương tiện do cơ sở sản xuất lắp ráp đăng ký theo loạt sản phẩm

- Thiết kế theo quy định tại thông tư 25/2019/TT-BGTVT, 46/2015/TT-BGTVT,QCVN 09:2015/BGTVT.

1.2 Những nội dung sản xuất cần thiết

- Thiết kế, chế tạo và lắp đặt lên sát xi toàn bộ phần sàn, khung vỏ xe, trang bị nội thất, hệ thống thông gió, hệ thống điều hòa nhiệt độ cho hành khách

- Sơn chống rỉ và sơn trang trí toàn bộ phần chế tạo mới

- Kiểm tra và điều chỉnh toàn bộ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trước khi đưa vào sửdụng.

+ Chiều cao xe: 3,52m.

(Đảm bảo quy chuẩn QCVN 09: 2015/BGTVT, Với xe khách chiều dài lớn nhất

< 12,2m, chiều rộng ≤ 2,5 m và chiều cao ≤ 4 m.)

- Việc bố trí nghế ngồi trong khoang hành khách được bố trí như sau:

- Ghế ngồi được bố trí như sau:

+ Bên trái : 10 dãy 02 chỗ ngồi và 01 ghế lái xe

+ Bên phải : 10 dãy 02 chỗ ngồi và 01 ghế phụ xe

+ Dãy ghế cuối cùng gồm 05 chỗ ngồi

cách đảm bảo quy chuẩn QCVN 09: 2015/BGTVT.

- Việc thông gió được thực hiện bằng phương pháp cưỡng bức nhờ hệ thốngđiều hòa nhiệt độ Trong xe có bố trí các đèn trần để đảm bảo độ chiếu sáng tốithiểu tại mỗi vị trí ghế ngồi không nhỏ hơn 70 lux

- Hai bên thành ô tô được bố trí các ô cửa sổ kiểu kính dán, phía trước vàsau ô tô được lắp kính cố định Các loại kính sử dụng trên ô tô đều là kính antoàn Cửa lên xuống hành khách gồm 01 cửa được bố trí ở thân xe bên phảiphía trước bánh xe trước, loại cửa 01 cánh

- Cửa thoát hiểm khẩn cấp và dụng cụ phá cửa thoát hiểm khẩn cấp (loại búanhỏ) được bố trí hai bên thân xe, bên phải 03 cửa, bên trái 03 cửa

- Gương chiếu hậu được bố trí ở đầu xe, mỗi bên 01 gương, đảm bảo chongười lái quan sát được không gian phía sau bên ngoài thân xe Hành lý bố trítrong khoang hành lý ở phía dưới sàn xe

- Gạt mưa gồm 02 chiếc được bố trí ở mép dưới kính trước ô tô

2.2 Sàn ô tô

- Sàn ô tô được tạo thành bởi các dầm ngang chính bằng thép hộp []70x40x2,6,[]40x40x2,0 và các thanh dọc []40x40x2,0, []40x20x1,5; vật liệu thép BCT38nMn.Khung sàn liên kết với khung xe bằng phương pháp hàn

2.3 Thân vỏ ô tô

- Hệ khung xương được tạo thành bởi 06 mảng chính: mảng sàn xe, mảng nóc

xe, mảng sườn trái và phải, mảng đầu và đuôi xe Các cột đứng bằng thép hộp[]70x40x2,6 và []60x40x2,3 được giằng bằng các thanh ngang bằng thép[]70x40x2,6; và các thanh chống gia cường []40x40x2,0

- Vật liệu chế tạo khung xương là thép BCT38nMn Mặt ngoài của khungxương được bọc bằng tôn dày 1,15 (mm), phía trong có bọc lớp cách nhiệt vàcách âm

- Thân vỏ ô tô được liên kết với các dầm ngang sàn bằng phương

pháp hàn.

2.4 Ghế ngồi

- Trong khoang hành khách bố trí ghế ngồi cho 45 ghế khách và 02 ghế cho lái

xe và phụ xe Chiều rộng mặt nghế cho 01 chỗ ngồi của các loại ghế đảm bảo tiêuchuẩn 400x350 (mm), chiều cao từ sàn ô tô đến mặt nệm ngồi ≥400 (mm), đảm bảoquy chuẩn QCVN 09: 2015/BGTVT

2.5 Cửa lên xuống

- Ô tô khách có một cửa lên xuống dành cho hành khách bố trí phía bên phảithân xe, phía trước bánh trước Cửa kiểu cửa quay, có cơ cấu đảm bảo an toàn chohành khách trong điều kiện sử dụng bình thường như các ô tô khách cùng loại

2.6 Hệ thống âm thanh

- Trên ô tô có lắp đồng bộ hệ thống âm thanh do Hàn Quốc sản xuất Bố trí vàcách lắp đặt hệ thống âm thanh tương tự như trên các ô tô khách cùng loại do HànQuốc sản xuất

2.7 Hệ thống điều hoà

- Trên ô tô có bố trí hệ thống điều hòa nhiệt độ Khi lắp đặt điều hòa nhiệt độ,

sử dụng đồng bộ hệ thống điều hòa nhiệt độ nhập khẩu từ hãng KB của Hàn Quốchoặc Trung Quốc có công suất lạnh lớn nhất tối thiểu là 17615 kcal/h Dàn nóng vàdàn lạnh được bố trí ở nóc xe, máy nén khi bố trí ở phía dưới thành xe trái, quạt gióđược bố trí dọc nóc xe Hệ thống dẫn khí lạnh được bố trí quanh nóc xe

2.8 Lốp xe

- Ô tô khách được lắp lốp cỡ 12R22.5

2.9 Các hệ thống khác

- Các đèn chiếu sáng và tín hiệu bố trí như trong bản vẽ bao gồm: Đèn sương

mù, đèn xi nhan, đèn chiếu xa, đèn chiếu gần, đèn soi biển số, đèn phanh, đèn kíchthước và đèn lùi

- Ngoài ra, để đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ, trên ô tô có bố trí mộtbình cứu hỏa phía sau nghế người lái và một hộp đựng dụng cụ cứu thương

Chương 3: GIỚI THIỆU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA Ô TÔ HAECO

UNIVERSE K47S-H425

Bảng 3.1: Bảng đặc tính kỹ thuật của ô tô khách HAECO

UNIVERSE K47S-H425

2.3 Cao toàn bộ

Khối lượng bản thân:

- Trục sau:

3.2

Số người cho phép chở(cả lái xe )

tham gia giao thông:

Thời gian tăng tốc của xe đấy

4.6 Gia tốc phanh cực đại của xe

Bán kính quay vòng nhỏ nhất

ngoài

Chương 4: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC

4.1 Tính khối lượng và phân bố khối lượng

- Thành phần khối lượng và phân bố tải trọng lên trục khi không tải được trình bày trong bản sau:

Bảng 4.1: Thành phần khối lượng và phân bố tải trọng lên trục khi không tải

STT

1234567891011

- Việc xác định khối lượng toàn bộ lên các trục dựa vào vị trí bố trí ghế, chỗngồi so với tâm trục xe, khối lượng hành lý ở khoang hành lý là 775 kg: khoang số

2:150 kg (OS1 = 1210 mm so với trục 1); khoang số 2: 200 kg ( OS2 =2260 mm);khoang số 3: 200 kg (OS3 =3330 mm), khoang số 4: 225 kg (OS4 =4520 mm) Sơ

đồ tính toán như hình vẽ sau:

Hình 4.1: Sơ đồ bố trí giường

- Viết phương trình cân bằng moment với trục 1 và trục 2, tìm được khối lượng hành khách ngồi phân bố lên các trục như bảng sau:

Bảng 4.2: Bảng khối lượng hành khách ngồi phân bố lên trục

TT

123456789101112

- Vậy khối lượng toàn bộ của

ô tô là: G = 12000 + 3830 =

15830 [kg]

- Phân bố lên trục 1:

G1 = 4230 + 1600 = 5830 [kg] - Phân bố lên trục 2:

G2 = 7770 + 2230 = 10000 [kg]

- Nhận xét : Qua bảng kết quả trên thấy rằng: Ô tô khách HAECO UNIVERSE

K47S-H425 được thiết kế có khối lượng và phân bố khối lượng lên hai trục khônglớn hơn tổng khối lượng và phân bố tải trọng cho phép của ô tô sát xi cơ sở ( G<16tấn) Vì vậy thiết kế đã thỏa mãn yêu cầu về phân bố khối lượng Khối lượng toàn

bộ của ô tô thỏa mãn Thông tư 46/2015/TT-BGTVT

4.2 Xác định toạ độ trọng tâm ô tô

- Tọa độ trọng tâm ô tô là thông số quan trọng ảnh hưởng tới khả năng ổn địnhcủa ô tô Vì vậy, cần xác định vị trí trọng tâm ô tô theo chiều dọc và chiều cao khikhông tải và đầy tải Theo chiều ngang, ta coi ô tô đối xứng dọc và trọng tâm ô tônằm trong mặt phẳng đối xứng dọc của ô tô

- Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc:

Không tải:

- Trong đó:

+ a0 :Khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu trước [m];

+ G20 :Khối lượng phân bố lên trục sau, G20 = 7770 [kg];

+ G0 :Khối lượng không tải của ô tô, G0 = 12000 [kg];

+ L :Chiều dài cơ sở tính toán, L = 6,15 [m];

+ b0 :Khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu sau [m]

- Thay tất cả các thông số đã biết vào công thức (4.1) và (4.2) ta có được: b 0 = 6,15 – 3,98 = 2,17

[m]a0 =7770.6,15 12000 =3,98 [m];

Đầy tải:

+ a: Khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu trước [m];

+ G2 :Khối lượng phân bố lên trục sau, G2 = 10000 [kg];

+ G :Khối lượng toàn bộ của ô tô, G = 15830 [kg];

+ L :Chiều dài cơ sở tính toán, L=6,15 [m];

+ b :Khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu sau [m]

- Thay tất cả các thông số đã biết vào công thức (4.3) và (4.4) ta có được:

- Căn cứ vào trị số khối lượng các thành phần và chiều cao trọng tâm chúng ta

có thể xác định chiều cao trọng tâm của ô tô như sau:

Bảng 4.3: Bảng thông số tính toán chiều cao trọng tâm

15 Hành lý

16 Khối lượng không tải ô tô

17 Khối lượng đầy tải ô tô

- Ta có:

- Từ công thức (4.5) trên sau khi tính toán nhận được:

- Trong đó:

+ hg :Chiều cao trọng tâm ô tô [mm];

+ Gi :Khối lượng các thành phần (ô tô sát xi, khung vỏ,…) [kg];

+ hgi :Chiều cao trọng tâm các thành phần khối lượng [mm];

+ G :Khối lượng toàn bộ của ô tô [kg]

4.3 Xác định bán kính quay vòng của ô tô

- Bán kính quay vòng nhỏ nhất theo vết bánh xe trước phía ngoài:

R qmin = A+

- Bán kính quay vòng nhỏ nhất tính đến tâm đối xứng dọc của ô tô:

R min =cos 1 (R qmin − A)−2

+ 1 : Góc quay bánh xe phía ngoài,❑ 1=36,37 °;

+L : Chiều dài cơ sở, L = 6,15 [m];

+ : Góc quay trung bình của các bánh xe dẫn hướng =arctan(R L min )

= ¿ 39,57 o

4.4 Tính toán kiểm tra ổn định

- Góc nghiêng ngang giới hạn của đường β được xác định như sau:

+ Không tải: β=arctg(2B h1g 0 )

+ Đầy tải:

4.4.3 Vận tốc giới hạn khi quay vòng với bán kính Rmin

- Bán kính quay của trọng tâm khi ô tô quay vòng với bán kính nhỏ nhất ở chế

chế độ đầy tải:

R tt =√R min2 +b2

- Trong đó:

+ Rmin :Bán kính quay vòng nhỏ nhất theo tâm dọc xe [m];

+ b:Khoảng cách từ trọng tâm tới tâm cầu sau ở chế độ đầy tải [m]

-Vận tốc giới hạn của ô tô khi quay vòng với bán kính nhỏ nhất ở các chế độ:

4 Bán kính làm việc của bánh

8

1.1.1 Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài động cơ

Công suất động cơ

- Sử dụng công thức thực nghiệm của S.R Laydecman :

N e =N emax ¿]

- Trong đó:

+ Nemax :Công suất hữu ích lớn nhất của động cơ [kW];

+ Ne :Công suất hữu ích của động cơ ứng với tốc độ quay ne của trụckhuỷu động cơ trên đường đặc tính ngoài [kW];

+ nN :Tốc độ quay của trục khủy động cơ tương ứng với công suất cực đại [vòng/phút];

+ ne :Tốc độ quay của trục khuỷu động cơ [vòng/phút];

+ a, b, c : Tính theo phương pháp giải tích như sau:

a=

k M k w

k w (2−k w )−1

- Trong đó:

+ Memax :Moment xoắn cực đại của động cơ [N.m];

+ MN :Moment xoắn tại tốc độ quay nN,

M N =+ nN :Tốc độ quay tại công suất cực đại của động cơ [vòng/phút];+ nM :Tốc độ quay tương ứng với moment cực đại của động cơ

+ G :Khối lượng toàn bộ [kg];

+ Pk :Lực kéo tại bánh xe cầu chủ động,P k= M e