Tính toán, thiết kế MOTORHOME trên cơ sở satxi BEN THACO FLD 345A 4WD

LỜI NÓI ĐẦUCùng với sự đi lên của nền kinh tế thế giới thì nền kinh tế Việt Nam ngày nay cũng đang có những bước tiến khá mạnh mẽ. Đi cùng với nó chính là nhu cầu cuộc sống của người dân đang đòi hỏi ngày một cao hơn. Một trong nhửng nhu cầu đó chính là nhu cầu về những chiếc xe có thể đáp ứng được những nhu cầu sinh hoạt tối thiểu trong thời gian dài ngày khi đi xa nhà.Em được giao đề tài “Tính toán, thiết kế MOTORHOME trên cơ sở satxi BEN THACO FLD 345A4WD”. Đây là một đề tài rất thực tế, phù hợp với điều kiện phát triển của nền công nghiệp ô tô nước ta hiện nay. Xe tải BEN THACO FLD 345A4WD là loại phương tiện giao thông vận tải rất phổ biến ở Việt Nam, nó có nhửng ưu điểm khá nổi trội cho việc lưu chuyển hàng hóa đối với điều kiện đường xá của nước ta hiện nay. Từ satxi xe tải BEN THACO FLD 345A4WD ta tiến hành thiết kế một MOTORHOME phân khúc hạng B, đảm bảo được những sinh hoạt tối thiểu hàng ngày của người sử dụng trong khoảng thời gian từ 3 đến 5 ngày với giá thành phù hợp với phần lớn người tiêu dùng Việt Nam.Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo T.S Nguyễn Hoàng Việt, cùng với sự cố gắng của bản thân bằng cách vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểu thêm ngoài thực tế em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với thực tế còn ít nên khi làm đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi sai sót. Em xin các thầy cô và các bạn tận tình chỉ bảo thêm.Trong quá trình làm đồ án em nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy hướng dẫn T.S Nguyễn Hoàng Việt, em xin thành thật cảm ơn thầy. Em cũng xin cảm ơn các thầy cô đã trang bị kiến thức cho em để em có thể hoàn thành đồ án này.Đà nẵng, ngày … tháng … năm 2015 Sinh viên thực hiện Trần Văn TâmCHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀITrong đời sống xã hội ngày nay, ngành giao thông vận tải rất phát triển. Các phương tiện giao thông ngày càng đa dạng, phong phú để đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Thực tế hiện nay, có nhiều gia đình có nhu cầu sử dụng chiếc xe của mình như một ngôi nhà di động, đặc biệt là trong các chuyến du lịch xa nhà lâu ngày, nhu cầu về một chiếc xe có đầy đủ tiện nghi sinh hoạt là rất lớn. Song thực tế ở Việt Nam chưa có công ty sản xuất những chiếc xe có thể đáp ứng được nhu cầu đó, trong khi giá thành nhập khẩu là rất cao, quá tầm với của nhiều người tiêu dùng trong nước.Với nội dung đồ án tốt nghiệp chuyên ngành, em lựa chọn đề tài” TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MOTORHOME TRÊN CƠ SỞ SATXI BEN THACO FLD345A4WD”. Với mục đích mang tới cho người tiêu dùng Việt Nam một chiếc xe có thể đáp ứng mọi nhu cầu về di chuyển và sinh hoạt dài ngày với giá thành phải chăng.Nội dung chính của thuyết minh tính toán gồm:Giới thiệu về nhu cầu sử dụng MOTORHOMEGiới thiệu về xe tải BEN THACO FLD345A4WDGiới thiệu về MOTORHOMEYêu cầu thiết kế MOTORHOMEPhân tích, lựa chọn phương án thiết kếThiết kế phần homeTính toán thiết kế hệ thống điện, nướcTính toán thiết kế hệ thống nâng hạ giườngTính toán ổn định của ô tô thiết kếTính toán sức kéo của ô tô thiết kếQuy trình vận hành, bảo dưỡng Các quy định an toànCHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TẢI BEN THACO FLD345A4WDÔ tô tải BEN THACO FLD345A4WD được chế tạo bởi hãng THACO. Thuộc model xe FORLAD, dòng xe TRUCK được lắp ráp trong nước. Cabin xe làm bằng kim loại, có 02 chỗ ngồi Xe ben hai cầu trọng tải 3,45 tấn. Động cơ: Diesel – 4 kỳ – 4 xi lanh thẳng hàng turbo tăng áp. Làm mát khí nạp, làm mát bằng nước. Kiểu động cơ 4DW93 84.Đây là xe tải loại vừa, được sử dụng rất thông dụng tại Việt Nam, tính năng di chuyển phù hợp với điều kiện đường sá còn yếu kém tại Việt Nam, giá thành sản phẩm tương đối phải chăng(khoảng 350 triệu).Dựa vào tài liệu tham khảo và một số tính năng kỹ thuật của BEN THACO FLD345A4WD ta có một số thông số kỹ thuật chính của ô tô như trong Bảng 2.1:Bảng 2.1. Bảng thông số kỹ thuật xe BEN THACO FLD345A4WDTTTÊN THÔNG SỐKÝ HIỆUĐƠN VỊGIÁ TRỊ1KÍCH THƯỚC ĐẶC TÍNH(DIMENSION)Kích thước tổng thể mm5710 x 2170 x 2580Kích thước lọt lòng thùng mm3610 x 2010 x 600Chiều dài cơ sở mm3200Vệt bánh xetrướcsau1760 1655Khoảng sáng gầm xemm250Bán kính vòng quay nhỏ nhấtm7,9Khả năng leo dốc%47Tốc độ tối đa kmh80Dung tích thùng nhiên liệulít1402TRỌNG LƯỢNG(WEIGHT)Trọng lượng bản thânPhân bố lên cầu trướcphân bố lên cầu sau Kg507020643006Tải trọng cho phép Kg3450Trọng lượng toàn bộPhân bố lên cầu trướcPhân lên cầu sau Kg871521796536Số chỗ ngồiChỗ33ĐỘNG CƠ(ENGINE)Kiểu4100QBZLLoại động cơDiesel – 4 kỳ – 4 xi lanh thẳng hàng turbo tăng áp, làm mát khí nạp, làm mát bằng nướcDung tích xi lanh 3298Đường kính x Hành trình pistonmm100 x 105Công suất cực đạiTốc độ quaykwrpm813200Mô men xoắn cực đạiN.mrpm2452000Dung tích thùng nhiên liệulít1404HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG(DRIVE TRAIN)Ly hợpĐĩa đơn ma sát khô, dẫn động thủy lực, trợ lực khí nénSố tayTỷ số truyền hộp số chínhih1=7,312; ih2=4,311; ih3=2,447;ih4=1,535; ih5=1,00;iR=7,66Tỷ số truyền cuối6,335HỆ THỐNG LÁI(STEERING)Kiểu hệ thống láiTrục vít ê cu bi, trợ lực thủy lực.6HỆ THỐNG TREO(SUSPENSION)Hệ thống treotrước Phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lựcsauPhụ thuộc, nhíp lá7LỐP VÀ MÂM(TIRES AND WHEEL)HiệuThông số lốptrướcsau8.2516 8.25168HỆ THỐNG PHANH(BRAKE)Hệ thống phanhPhanh khí nén 2 dòng, phanh tay locked Hình 2.1. Satxi xe Ben Thaco FLD 345A4WDCHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MOTORHOME3.1. Tổng quan về MOTORHOMEMOTORHOME thực tế là một kiểu xe của loại xe MOBILEHOME 7.MOBILEHOME(hay còn được gọi là nhà di động) là một loại xe được thiết kế và chế tạo để tích hợp những tiện nghi và vật dụng nhằm thỏa mãn nhu cầu sử dụng của cá nhân hoặc các gia đình trong những chuyến đi xa dài ngày. Mobilehome rất phổ biến ở Mỹ, Anh, Canada, Đức, Pháp và Nga… Nó được xem là một phương tiện di chuyển lý tưởng cho dân mê du lịch. Hình 3.1. MOBIHOME ngôi nhà trên bốn bánh xeMOBILEHOME bao gồm:MOTORHOME: Được chế tạo trên khung sàn của xe tải hoặc xe bus Hình 3.2. MOTORHOMECampervan: Được cải tạo từ một chiếc xe hòm như Toyota Hiace, Ford Transit hay Mercedes Sprinter. Hình 3.3. Campervan

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự đi lên của nền kinh tế thế giới thì nền kinh tế Việt Nam ngày nay cũng đang có những bước tiến khá mạnh mẽ Đi cùng với nó chính là nhu cầu cuộc sống của người dân đang đòi hỏi ngày một cao hơn Một trong nhửng nhu cầu

đó chính là nhu cầu về những chiếc xe có thể đáp ứng được những nhu cầu sinh hoạt tối thiểu trong thời gian dài ngày khi đi xa nhà

Em được giao đề tài “Tính toán, thiết kế MOTORHOME trên cơ sở satxi BEN THACO FLD 345A-4WD” Đây là một đề tài rất thực tế, phù hợp với điều kiện phát triển của nền công nghiệp ô tô nước ta hiện nay Xe tải BEN THACO FLD 345A-4WD là loại phương tiện giao thông vận tải rất phổ biến ở Việt Nam, nó có nhửng ưu điểm khá nổi trội cho việc lưu chuyển hàng hóa đối với điều kiện đường

xá của nước ta hiện nay Từ satxi xe tải BEN THACO FLD 345A-4WD ta tiến hành thiết kế một MOTORHOME phân khúc hạng B, đảm bảo được những sinh hoạt tối thiểu hàng ngày của người sử dụng trong khoảng thời gian từ 3 đến 5 ngày với giá thành phù hợp với phần lớn người tiêu dùng Việt Nam

Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo T.S Nguyễn Hoàng Việt, cùng với sự cố gắng của bản thân bằng cách vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểu thêm ngoài thực tế em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với thực tế còn ít nên khi làm đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi sai sót Em xin các thầy cô và các bạn tận tình chỉ bảo thêm

Trong quá trình làm đồ án em nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy hướng dẫn T.S Nguyễn Hoàng Việt, em xin thành thật cảm ơn thầy Em cũng xin cảm ơn các thầy cô đã trang bị kiến thức cho em để em có thể hoàn thành đồ án này

Đà nẵng, ngày … tháng … năm 2015 Sinh viên thực hiện Trần Văn Tâm

CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Trong đời sống xã hội ngày nay, ngành giao thông vận tải rất phát triển Các phương tiện giao thông ngày càng đa dạng, phong phú để đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng Thực tế hiện nay, có nhiều gia đình có nhu cầu sử dụng chiếc

xe của mình như một ngôi nhà di động, đặc biệt là trong các chuyến du lịch xa nhà lâu ngày, nhu cầu về một chiếc xe có đầy đủ tiện nghi sinh hoạt là rất lớn Song thực tế ở Việt Nam chưa có công ty sản xuất những chiếc xe có thể đáp ứng được nhu cầu đó, trong khi giá thành nhập khẩu là rất cao, quá tầm với của nhiều người tiêu dùng trong nước

Với nội dung đồ án tốt nghiệp chuyên ngành, em lựa chọn đề tài” TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MOTORHOME TRÊN CƠ SỞ SATXI BEN THACO FLD345A-4WD”

Với mục đích mang tới cho người tiêu dùng Việt Nam một chiếc xe có thể đáp ứng mọi nhu cầu về di chuyển và sinh hoạt dài ngày với giá thành phải chăng

Nội dung chính của thuyết minh tính toán gồm:

- Giới thiệu về nhu cầu sử dụng MOTORHOME

- Giới thiệu về xe tải BEN THACO FLD345A-4WD

- Giới thiệu về MOTORHOME

- Yêu cầu thiết kế MOTORHOME

- Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế

- Thiết kế phần home

- Tính toán thiết kế hệ thống điện, nước

- Tính toán thiết kế hệ thống nâng hạ giường

- Tính toán ổn định của ô tô thiết kế

- Tính toán sức kéo của ô tô thiết kế

- Quy trình vận hành, bảo dưỡng

- Các quy định an toàn

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TẢI BEN THACO

FLD345A-4WD

Ô tô tải BEN THACO FLD345A-4WD được chế tạo bởi hãng THACO Thuộc model xe FORLAD, dòng xe TRUCK được lắp ráp trong nước

- Cabin xe làm bằng kim loại, có 02 chỗ ngồi

- Xe ben hai cầu trọng tải 3,45 tấn

- Động cơ: Diesel – 4 kỳ – 4 xi lanh thẳng hàng- turbo tăng áp

- Làm mát khí nạp, làm mát bằng nước

- Kiểu động cơ 4DW93 -84

Đây là xe tải loại vừa, được sử dụng rất thông dụng tại Việt Nam, tính năng di chuyển phù hợp với điều kiện đường sá còn yếu kém tại Việt Nam, giá thành sản phẩm tương đối phải chăng(khoảng 350 triệu)

Dựa vào tài liệu tham khảo và một số tính năng kỹ thuật của BEN THACO FLD345A-4WD ta có một số thông số kỹ thuật chính của ô tô như trong Bảng 2.1:

Bảng 2.1 Bảng thông số kỹ thuật xe BEN THACO FLD345A-4WD

Mô men xoắn cực

Dung tích thùng

4

HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG(DRIVE TRAIN)

Ly hợp Đĩa đơn ma sát khô, dẫn động thủy lực, trợ lực khí nén

Số tay

Tỷ số truyền hộp số

chính

ih1=7,312; ih2=4,311; ih3=2,447;

Hình 2.1 Satxi xe Ben Thaco FLD 345A-4WD

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MOTORHOME

3.1 Tổng quan về MOTORHOME

MOTORHOME thực tế là một kiểu xe của loại xe MOBILEHOME [7]

MOBILEHOME(hay còn được gọi là nhà di động) là một loại xe được thiết kế

và chế tạo để tích hợp những tiện nghi và vật dụng nhằm thỏa mãn nhu cầu sử dụng của cá nhân hoặc các gia đình trong những chuyến đi xa dài ngày

Mobilehome rất phổ biến ở Mỹ, Anh, Canada, Đức, Pháp và Nga… Nó được xem là một phương tiện di chuyển lý tưởng cho dân mê du lịch

Hình 3.1 MOBIHOME ngôi nhà trên bốn bánh xeMOBILEHOME bao gồm:

- MOTORHOME: Được chế tạo trên khung sàn của xe tải hoặc xe bus

MOTORHOME là loại xe có kích thước lớn với đầy đủ tiện nghi cho một hoặc nhiều người sử dụng Nó thường được chế tạo trên khung sàn của xe tải hoặc xe bus để có một nền tảng vững chắc và động cơ khỏe mạnh Kiểu xe này đưa ra một sàn rộng và thậm chí được phân tầng, tầng trên bố trí nơi ngủ nghỉ, tầng dưới là khu bếp núc và nhà tắm Để gia tăng thêm không gian, các mẫu MOTORHOME còn có thể được mở rộng từng phần một cách linh hoạt bằng hệ thống thủy lực hoặc gắn thêm phông bạt để che nắng cho những sinh hoạt ngoài trời Trên những MOTORHOME hạng sang có tài xế và phục vụ riêng, buồng lái được ngăn cách với khu vực còn lại để tạo nên sự riêng tư cho chủ nhân Giá của một chiếc MOTORHOME có thể lên tới vài triệu USD.

Nó được bổ sung nhiều thiết bị, cơ cấu hoạt động độc lập hay lấy từ công suất của động cơ, các thiết bị hoạt động độc lập thì lấy năng lượng từ các nguồn khác(acquy, pin mặt trời, máy phát….), Còn các cơ cấu, thiết bị hoạt động dựa vào công suất của động cơ thì sẽ làm tiêu hao một phần công suất động cơ và phải có cơ cấu để sử dụng được công suất động cơ

3.2.1 Cơ cấu nâng thủy lực tự động

Cơ cấu nâng thủy lực được điều khiển bằng cơ khí dẫn động thủy lực từ bơm nối với bộ trích công suất trên hộp số ô tô

Cơ cấu thủy lực tự động có nhiệm vụ mở rộng diện tích sinh hoạt, nó được dẫn động để nâng, hạ giường ngủ, ghế sofa, phục vụ cho sinh hoạt ở trên phần HOME của MOTORHOME.

3.2.2 Thùng HOME

Thùng HOME là đột phá về một chiếc xe truyền thống, đó là” ngôi nhà trên bánh xe” Tất cả mọi nhu cần sinh hoạt tối thiểu của con người sẽ được” ngôi nhà trên bánh xe ” đáp ứng Từ những sinh hoạt cá nhân hằng ngày tới những nhu cần giải trí sang trọng

Hình 3.6 Nội thất thùng HOMEKhác với những chiếc xe thông thường, thùng HOME của MOTORHOME được trang bị thêm các thiết bị, vật dụng đảm bảo sinh hoạt của con người

Một chiếc MOTORHOME có thể tạo ra không gian sống tối thiểu cho

từ 2 đến 8 người Tùy theo kích thước, model và yêu cầu của khách hàng

mà một MOTORHOME có thể được trang bị nhà bếp với bồn rửa, các lò nướng, tủ lạnh, nhà tắm với vòi hoa sen, tắm nóng lạnh, bồn tắm, bồn vệ sinh, phòng khách với những hàng ghế dài và tivi kết nối vệ tinh, điều hòa nhiệt độ Một số chiếc MOTORHOME có thêm hệ thống lọc nước và không khí, cấp điện dự phòng, bảo vệ an ninh, bọc thép, liên lạc vệ tinh, truy cập Internet, nó có trang bị hệ thống lọc nước, lọc không khí đảm bảo

an toàn trong trường hợp bị tấn công hóa học Thậm chí chúng còn được

lắp một gara để khách hàng mang theo một chiếc xe thể thao cỡ nhỏ Hầu hết các tính năng này được thiết kế và tính toán chi tiết với mật độ tích hợp cao để tiết kiệm tối đa không gian nội thất của xe Giường ngủ là một ưu tiên hàng đầu của MOTORHOME Hành khách có thể nấu ăn, tắm giặt và giải trí bên ngoài xe nhưng họ thường ngủ trong xe để đảm bảo an toàn tại những nơi xa lạ.Với công nghệ mới, các xe MOTORHOME hiện đại bây giờ đều được trang bị hệ thống điện pin mặt trời, đảm bảo sinh hoạt cho người sử dụng không bị gián đoạn Các tấm pin điện sẽ được lắp đặt trên nắp thùng xe, nạp điện cho acquy.

- Thùng HOME được thiết kế và lắp đặt để chở người và các thiết bị nội ngoại thất của xe có trọng tải bằng tải trọng mà ô tô có khả năng đi được trừ đi trọng lượng các bộ phận lắp đặt trên ô tô khi đóng mới

- Thùng HOME được lắp đặt trên khung xe và được cố định trên khung bằng

- Thùng HOME có khả năng bố trí được tất cả các vật dụng phục vụ cho sinh hoạt thường ngày của con người

- Thùng HOME được thiết kế chắc chắn, chịu được va đập nếu có

- Các thiết bị trong thùng HOME được bố trí gọn gàng, đảm bảo tính an toàn

- Vì được chế tạo để phục vụ con người nên yêu cầu về tiện nghi là rất lớn, thùng HOME cần được làm kín để đảm bảo điều hòa có thể hoạt động tối ưu nhất

- Trên trần thùng HOME có bố trí các tấm pin mặt trời, hấp thu nhiệt, toàn bộ thùng HOME sẽ phải bố trí các tấm cách nhiệt

3.2.3 Lắp đặt thùng HOME và cơ cấu nâng thùng tự động lên xe

Cơ cấu nâng thủy lực tự động được lắp ở phần trên thùng HOME, có khả năng nâng hạ nội thất sao cho phù hợp với sinh hoạt của con người, được liên kết với thùng HOME bằng bu lông hoặc hàn thùng HOME được gắn với khung xe bằng bu lông.

3.3 Nhu cầu sử dụng

Ngày nay nhu cầu của con người với một chiết xe không đơn thuần là đi lại, vận chuyển hàng hóa, xây dựng … mà còn là một nơi để nghỉ ngơi, ăn ở Đặc biệt khi du lịch xa nhà lâu ngày

Vì thế để phục vụ tốt hơn nhu cầu đó chúng ta phải có một mẫu xe, đặc biệt tiện nghi có thể thay thế ngôi nhà, Đó cũng chính là nguyên nhân ra đời MOTORHOME

MOTORHOME đặc biệt phổ biến ở các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Đức, Ý

…

Và ở việt nam trước tình hình giá bất động sản, phòng trọ ở các thành phố lớn tương đối cao, Khi mà mặt bằng cũng như giá cả giữ xe tương đối rẻ Vì thế nhu cầu sở hữu MOTORHOME ở việt nam cũng tương đối lớn Trong điều kiện Việt Nam đường xá còn khó khăn, địa hình phức tạp thì những chiếc MOTORHOME được chế tạo trên khung những chiếc xe tải sẽ đáp ứng được những vấn đề đó Nhưng MOTORHOME là một cụm từ tương đối mới ở việt nam, vì chưa có nhà máy lắp ráp chế tạo nó, và các MOTORHOME ngoại nhập thì giá thành quá cao và thông số kỹ thuật không phù hợp với điều kiện tự nhiên Việt Nam Vì vậy sản phẩm xe MOTORHOME là thị trường tiềm năng đối với các nhà đầu tư

Chương 4: THIẾT KẾ CẢI TẠO 4.1 Yêu cầu thiết kế

Để đảm bảo hoạt động của MOTORHOME được ổn định, an toàn và tiết kiệm các chi phí nhất, thì MOTORHOME thiết kế phải đạt các yêu cầu sau:

- Đảm bảo tính năng động học của xe

- Tuân thủ đầy đủ các quy định của pháp luật về xe cơ giới cũng như cải tạo

xe cơ giới

- Đảm bảo tính kinh tế, đáp ứng được các yêu cầu, tiện nghi sinh hoạt tối thiểu của người sử dụng

- Đảm bảo tính an toàn

- Đảm bảo bố trí hợp lý các trang thiết bị phục vụ sinh hoạt

4.1.1 Đảm bảo tính năng ổn định của xe

4.1.1.1 Yêu cầu Tải trọng

Tải trọng xe BEN THACO FLD345A-4WD khi đầy tải: G a = 8715(Kg)Trọng lương satxi ô tô BEN THACO FLD345A-4WD: G satxi

Theo quy định của bộ giao thông vận tải:

- Đối với ô tô quay đầu lên, xuống dốc:

Hình 4.1 Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi quay đầu xuống dốcĐối với ô tô vận tải khi đầy tải mà quay đầu lên dốc thì góc dốc tới hạn cho phép là 350 ÷400.

Đối với ô tô vận tải khi đầy tải mà quay đầu xuống dốc thì góc dốc tới hạn cho phép là lớn hơn hoặc bằng 600

Góc trượt phải nhỏ hơn góc lật: α αt < L.

- Ổn định khi ô tô phanh đột ngột

Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh sau khi phanh: Z2

Để ổn định khi ô tô phanh đột ngột thì Z2 ≠ 0

- Ổn định ngang ô tô

Góc nghiêng ngang giới hạn của mặt đường theo điều kiện xe bị trượt bên: βT

Góc nghiêng ngang giới hạn của mặt đường theo điều kiện xe bị lật: βL

Vận tốc ô tô bị trượt: V T

Vận tốc ô tô bị lật: V L

Để đảm bảo ổn định ngang ô tô thì: βT < βL ; V T < V L

- Ổn định quay vòng

Góc quay vòng thực tế không sai lệch quá góc quay vòng lý thuyết 1,5 độ

4.1.2 Tuân thủ quy định pháp luật về xe cơ giới, và cải tạo xe cơ giới.

Thiết kế cải tạo theo thông tư số 29/2012/TT-BGTVT quy định về cải tạo phương tiện giao thông cơ giới đường bộ và thông tư 42/2014/TT-BGTVT quy định

về thùng xe của xe tự đổ, xe xi téc, xe tải tham gia giao thông đường bộ

- Sử dụng lại toàn bộ phần khung gầm ô tô cơ sở.

- Đảm bảo được các yêu cầu về an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường theo quy định hiện hành, đồng thời đáp ứng được các yêu cầu về mặt mỹ thuật công nghiệp

- Ô tô thiết kế phải không ảnh hưởng đến các đặc tính kỹ thuật, động học, động lực học của xe cơ sở

- Ô tô phải đảm bảo chuyển động ổn định và an toàn trên các lọai đường giao thông công cộng

- Đảm bảo được một số yêu cầu cụ thể đối với MOTORHOME

4.1.3 Đảm bảo tính kinh tế, Đáp ứng đầy đủ nhu cầu, tiện nghi sinh hoạt tối thiểu của người sử dụng

Giá thành xe phải phù hợp với giá xe hạng trung: 500 triệu ÷ 1 tỉ 5.

Đáp ứng đầy đủ yêu cầu về sinh hoạt

4.1.5 Đảm bảo tính an toàn

Sở hữu hệ thống chữa cháy, sơ cứu, cảnh báo hiện đại

4.1.6 Đảm bảo bố trí hợp lý các trang thiết bị phục vụ sinh hoạt

Với yêu cầu nội thất được bố trí hợp lý trên thùng HOME, ta lựa chọn các sản phẩm nội thất có kích thước tương đối nhỏ, chất lượng tốt và khối lượng tương đối nhỏ so với các sản phẩm cùng loại để đảm bảo các thông số kỹ thuật của xe

Qua tham khảo các thông số của nhà sản xuất thiết bị ta có bảng sau:

Phân khúc hạng B MOTORHOME bao gồm các thiết bị chính sau [7]:

Bảng 4.1 Các thiết bị sinh hoạt

(KG)

Giá thành(VNĐ)

4.2 Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế

Với các thông số kỹ thuật của xe tải BEN THACO FLD 345A - 4WD, cũng như nhu cầu sử dụng của MOTORHOME ở Việt Nam, ta tiến hành cải tạo xe tải BEN THACO FLD 345A - 4WD thành một MOTORHOME phân khúc hạng B

Ta thiết kế MOTORHOME với nội thất gồm, điều hòa,tivi, tủ đồ, tủ lạnh, bếp gas,

WC, giường ngủ, ghế sofa, bộ pin mặt trời, két nước

Để mở rộng diện tích sinh hoạt ta làm cơ cấu nâng hạ giường ngủ bằng động cơ điện để đảm bảo tính tự động hóa và tiết kiệm chi phí

Ta lựa chọn phương án thiết kế MOTORHOME trên satxi xe tải BEN THACO FLD 345A - 4WD

4.3 Tính toán thiết kế phần HOME

4.3.1 Tính toán chiều dài phần HOME

Số liệu ban đầu:

Bảng 4.2 Số liệu ban đầu

Chiều dài phần HOME được tính bằng hai lần chiều dài từ trọng tâm của thùng HOME đến thành phía trước khi tính toán ta xem trọng tâm của nội ngoại thất thùng HOME đặt ngay trọng tâm của Thùng Nên ta cần xác định tọa độ trọng tâm theo chiều dọc của xe là có thể xác định được chiều dài của thùng

Gọi- G1: trọng lượng của sát xi BEN THACO FLD 345A-4WD

-G h: trọng lượng của thùng HOME và nội ngoại thất

Chọn gốc tọa độ O1,O2 như hình vẽ

Hình 4.2 Sơ đồ xác định trọng tâm xeTheo [1] ta có công thức xác định tọa độ trọng tâm X

n i i

- X : vec tơ xác định tọa độ trọng tâm của hệ không gian

- a i: vec tơ xác định tọa độ của thành phần trọng lượng thứ i của hệ n thành phần

- G1: Trọng lượng bản thân satxi xe

- m1: Tải trọng tác dụng lên cầu trước m1= 2064(Kg),

- x1: Tọa độ trọng tâm cầu trước theo chiều dọc xe x1= 0

- m2: Tải trọng tác dụng lên cầu sau m2 = 3006(kg)

- x2: Tọa độ trọng tâm cầu sau so với cầu trước theo chiều dọc xe

2

x = L = 3200(mm)Suy ra:

Thiết kế MOTORHOME trên cơ sở satxi BEN THACO FLD345A-4WD

+ Ta xác định tọa độ trọng tâm của ô tô sát xi theo chiều dọc xe khi có kíp lái trong buồng lái

Ta xem trọng lượng của kíp lái chỉ tác dụng lên cầu trước của ô tô lúc này trọng lượng ở cầu trước là

'

m =m +n =2064+ 3.60= 2244(kg)

- n = 3(người): số người ngồi trên cabin

- G ng = 60(kG): trọng lượng của mỗi người

Trọng lượng của ô tô sat xi khi có kíp lái là:

G =m +m = 2244 + 3006 = 5250(kg)Khi đó tọa độ trọng tâm ô tô satxi khi có người trong buồng lái theo chiều dọc là:

0.2244 3200.3006

5250

=1832(mm)+ Xác định tọa độ phần HOME theo chiều dọc xe

Trước hết ta tính tọa độ trọng tâm của ô tô khi toàn tải:

Đây chính là tọa độ của thùng HOME theo chiều dọc xe Ta đi tìm chiều dài của thùng Home:

Trên sơ đồ hình vẽ: khoảng cách từ tâm O1 đến sau cabin xe là:

5710– 3610–1330=770(mm)Dựa vào sơ đồ ta có: 3357,5 770 185

4.3.3 Xác định chiều cao Phần Home

Chiều cao của thùng có giá trị sao cho có đủ không gian sinh hoạt, cũng như

đủ chiều cao để bố trí trang thiết bị nội ngoại thất trong xe Nhưng không quá cao

để đảm bảo yêu cầu an toàn và phù hợp với quy định

Hình 4.3 Mặt cắt dọc thùng xeTheo quy định của nhà nước chiều cao tối đa của xe tải không quá 4m

1

Z : chiều cao của thùng HOME

2

Z : chiều cao tối đa của giường

Dựa vào sơ đồ ta có:

1000 4000

Z + < (mm) => Z <3000(mm)

Để phù hợp với thể trạng người việt nam ta chọn Z = 2350(mm)

- Sàn gồm 2 đà dọc (2) bố trí cách nhau 865mm, cấu tạo từ thép CT3 CH 100x10

- Đà ngang (1) là thép CT3 CH 120x12

- Viền dọc Thùng (3) được ốp 2 bên thành thùng, hàn với các đà ngang, cấu tạo

từ thép CT3 CH 120x12

- Các đà ngang (1) gồm có 20 đà bố trí đều nhau

- Sàn (4) được lót bằng tôn cách nhiệt dày 3mm, bên trên tôn rải một lớp da bọc sàn Home

4.3.4.2 Kết cấu mặt thùng Home.

Hình 4.6: kết cấu mặt bên thùng Home1- xương ngang ; 2-xương dọc ; 3- tôn mặt bên

- Xương ngang chính (1) có cấu tạo từ thép hộp 50x80x2mm gồm 3 thanh

chính chạy doc chiều dài thùng

- Xương dọc (2) cấu tạo từ thép hộp 40x40x2mm được hàn với sương sàn

- Vỏ thùng HOME (3) được cấu tạo từ thép tấm SPCC, bên trong có l lớp cách nhiệt bằng nhôm và polime , tạo điều kiện cách nhiệt tối đa

- Mặt trên cũng cấu tạo tương tự mặt bên

Ta lựa chọn vật liệu làm vỏ thùng HOME từ thép tấm SPCC, có độ dày 4mm Bên trong được bố trí vật liệu cách nhiệt bông thủy tinh có phủ màng nhôm, giúp đảm bảo cách nhiệt tốt trong mọi điều kiện nhiệt độ hoạt động của xe

4.3.4.3 Tính bền dầm ngang thùng HOME

Để tính bền cho các đà ngang sàn HOME ta có các giả thiết sau:

- Xem như lực tác dụng lên mặt sàn phân bố đều lên 2 bên của mỗi nữa sàn tức là phân bố đều trên các đà ngang và suốt chiều dài đà ngang

- Xem như các đà dọc và viên bên đủ bền và đóng vai trò là gối đỡ cho các đà ngang

Tải trọng phân bố lên các đà ngang sàn thùng HOME

- Gh: Khối lượng hàng hóa Gh = 3450 [Kg]

Sử dụng RDM tính toán bền ta có các sơ đồ tính toán như sau

Hình 4.7 Sơ đồ phân tích lưc

Hình 4.8 Biểu đồ mô men uốn tác dụng lên dầm Theo sơ đồ trên hình 4.8 ta thấy momen uốn lớn nhất tác dụng lên dầm vị trí chính giữa dầm là Mu=7,711.104 N.mm

Dầm ngang là thép CT3 CH80x8 có các thông số kỹ thuật sau:

Hình 4.9 Tiết diện mặt cắt ngang Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật thép CH80X8 Tên đại lượng Ký hiệu Giá trị Đơn vị

CH 80x8

Mô men quán tính với trục

Ta có: Momen chống uốn tới hạn của thép CH80X8 là: [σu]= 3,6.10 6 [KG/m2]

So sánh [σ] ta có:

σu1max = 0,312.106 [KG/m2] <[ σu]=3,6.106 [KG/m2]Vậy các dầm ngang sàn thùng HOME đủ bền

4.3.4.4 Tính bền thùng HOME.

- Phân bố đều theo chiều dài thung, mổi bên lắp 5 bu lông quang M14 Liên kết này chống không cho dầm dọc thùng hở khỏi bề mặt khung xe

- Phía cuối thùng, mổi bên lắp 1 chống xô có 2 bu lông M12 để tăng độ tin cậy

4.3 4.4.b Tính toán bu lông để chống thùng trượt dọc

Với cách bố trí liên kết như trên, liên kết chịu tải chính là liên kết giữa bản thép và dầm dọc khung xe Liên kết gồm 22 bu lông cỡ M12 chịu cắt Giã sử bỏ qua các bu lông quang

Như vậy, bu lông sẽ chịu ứng suất cắt lớn nhất khi xe đi trên đường xuống dốc và phanh ngặt:

- Chọn góc dốc tính toán 140 ( độ dốc 25%)

α

G

Hình 4.9 Sơ đồ các lực tác dụng lên thùng xe khi ôtô

phanh đột ngột khi đang xuống dốc

- Lực quán tính tác dụng lên hệ {thùng + cẩu + hàng hóa}

1-Bát trên hàn với dầm dọc khung; 2-Bu lông bát kẹp thùng; 3-Tấm lót; 4-Khung

22

44

b

P d

- Theo tài liệu [6] vật liệu chế tạo bu lông là thép 45 có ứng suất cắt cho phép là:

[ T ] = 100 [N/mm2]Như vậy : T< [T]

Như giả thiết đưa ra, ta chưa xét đến sức liên kết của các bu lông quang mà ứng suất cắt tối đa sinh ra trong các bu lông là nằm trong giới hạn cho phép như vậy ta kết luận các bu lông trong nhóm chịu cắt đủ bền

4.3.4.4.c Tính toán bu lông quang treo để thùng chống trượt ngang

Ta tính toán cho trường hợp ôtô đầy tải quay vòng ổn định trên đường vòng với góc nghiêng ngang của đường là bằng 0

Ta thấy khi xe quay vòng ổn định trên đường vòng thùng xe có khả năng bị trượt ngang do tác dụng của lực ly tâm

Để xét sự liên kết của các bu lông quang treo ta chỉ xét phần khối lượng phía trên khung xe (Những thành phần mà khối lượng của chúng sinh ra lực ly tâm tác dụng lên bu lông quang khi xe quay vòng)

Ta tính toán cho trường hợp ô tô đầy tải quay vòng ổn định trên đường vòng với góc nghiêng ngang của đường là bằng 0

Hình 4.11 Liên kết thùng xe với khung xe (Nhờ các bulông quang).

Ta thấy khi xe quay vòng ổn định trên đường vòng thùng xe có khả năng bị trượt ngang do tác dụng của lực ly tâm

- Lực quán tính li tâm khi xe quay vòng:

min

2

R g

V G

ltn ×

×

=Trong đó:

+ Pltn - Lực quán tính li tâm

+ Gh - Tải trọng tác dụng của hệ { thùng + hàng + cẩu}

Gh = 3450 [KG]

+ Vn - Vận tốc giới hạn giới hạn (vận tốc nguy hiểm) khi

xe quay vòng ổn định trên đường vòng

g n

h

C R g V

Vn: vận tốc giới hạn khi xe quay vòng ổn định trên đường vòng

Rmin = 7,927[m]: Bán kính quay vòng nhỏ nhất của xe

C = 1,775 [m]: bề rộng trung bình của vết tiếp xúc của vết bánh

xe sau

Do đó :

Trong đó: V - lực siết của bu bông quang treo

f - Hệ số ma sát giữa hai thanh dọc thùng xe với khung sat-xi Theo [1] thì f = (0,15 ÷ 0,200) chọn f =0,18

Do đó:

σ =

2 2

2165 9,81

124

N mm

π

×Ứng suất kéo cho phép của thép theo tài liệu [6] là [σ] =300 [N/mm2]

Như vậy so sánh ứng suất kéo phát sinh và ứng suất kéo cho phép ta thấy bu lông

đủ bền

4.4 Tính toán hệ thống điện nước

Hệ thống điện, nước đóng vai trò tối quan trọng trong sinh hoạt hàng ngày

Nó cũng chính là sự khác biệt lớn nhất giữa một ô tô thông thường với MOTORHOME

Hình 4.12: sơ đồ bố trí nội thất phần home 1- giường; 2-bồn rửa; 3-điều hòa; 4-tủ quần áo; 5-phòng tắm; 6-tủ lạnh

4.4.1 Tính toán hệ thống điện

4.4.1.1 Công suất tiêu thụ các thiết bị điện.

Các thiết bị tiêu thụ điện trên phần HOME là: Điều hòa, Tivi, tủ lạnh, đèn chiếu sáng

- Tính Công suất điều hòa:

Không gian trong thùng HOME là không gian chung cho phòng Khách, bếp, WC nên dựa vào thông số của nhà sản xuất ta có:

Bảng 4.3 Bảng công suất điều hòa

D = 3822(mm): Chiều dài phần Home.

R = 2450(mm): chiều rộng phần Home

C = 2300(mm): chiều cao phần Home

Công suất điều hòa = 23, 41.0,745

40 = 0,436(Kw)

- Tính Công suất Tivi:

Ta chọn tivi LCD 32’’, công suất trung bình khoảng 0,08(Kw)

- Tính công suất và số Đèn chiếu sáng

Hình 4.13 Sơ đồ bố trí trong thùng HomeBảng 4.5 Bảng độ sáng cần thiết cho các phòngKhông gian chiếu sáng Đơn vị chiếu sáng(lux)

R = 1,911(m) chiều rộng phòng bếp

=> độ sáng = S2.Đơn vị chiếu sáng = 6,25.600 = 3753,9(lux)

Ta chọn bóng đèn huỳnh quang dài(40W x 80 lum)

Số bóng đèn huỳnh quang dài(40W x 80 Lum) = 3753,9/(40.80)= 1(bóng)

+ số bóng đèn phòng tắm + wc

Diện tích phòng tắm: S3 =D3.R3=0,825.1,911 = 1,57(m2)

Với D3 = 0,825(m) chiều dài phòng tắm

Cho Thể tích để tủ lạnh trong phần HOME: V TL = 0,05(m3)

Chọn tủ lạnh SR5KR có công suất tiêu thụ: P= 60(W),

dòng khởi động I d =2(A)

dòng tiêu chuẩn I tc = 0,4(A)

- Tính công suất quạt thông hơi

Thể tích cần thông gió: V = D h.R Ch h =3,82.2,45.2,3=23,4(m3)

Dựa vào bảng tần suất của quạt thông hơi của nhà sản suất ta có:

Bếp cần 20 tần suất thông hơi

Phòng khách cần 6 tần suất thông hơi

Tổng cộng ta có 26 tần suất thông hơi

Lưu lượng khí lưu chuyển = 23,4.26 = 608(cm3

Ta chọn quạt hút KDK 20ALH công suất 40W với lưu lượng gió 700(cm3

4.4.1.2 Tính toán Nước.

- Tính toán lượng nước dự trữ

Lượng nước tiêu thụ trung bình của một người: = 60(l)

Do xe dành cho người đi phượt yêu cầu lượng nước phải đủ dùng cho nhiều ngày, vậy ta chọn 10 ngày

=> Lượng nước tiêu thụ trung bình trong 10 ngày cho 3 người trên xe là:

= 10.3.60 = 1800 (l) = 1,8 ( )

- Tính toán két nước.

chiều rộng thùng nước bằng chiều rộng thùng Home:

= 2450 (mm)= 2,45 (m) chiều cao két nước: = 1000 (mm)= 1(m)

Hình 4.14: Két nước Dựa vào hình vẽ ta tính

=> Chiều dài két nước: a.1.2,45 + b.1.c = 1,8

Chon b= c; a = 0.5 (m)

=> 1.b = 0.9 – 0.5.1.2,45= 0.575 ( )

b= 0.75 (m); c=0.75 (m)

vậy, ta chọn két nước bằng nhựa, với các thông số như ở trên

4.4.1.3 Tính toán hệ thống điện mặt trời

Các thiết bị sử dụng điện có trong xe:

Bảng 4.7 Thông số thiết bị điện dùng trong Phần HOME

dụng(h)

3 Đèn ngủ 25 1 1

Sơ đồ điện năng lượng mặt trời :

Hình 4.15 Sơ đồ hệ thống điện mặt trời1- pin mặt trời, 2 - Bộ điều khiển sạc, 3- bộ chuyển đổi , 4- Phụ tải, 5- ac quy

- Tổng lượng điện tiêu thụ mỗi ngày

1.P

τi Thời gian sử dụng thiết bị có công suất là P i

- Tính số tấm và diện tích pin mặt trời:

Hệ số phát điện của pin mặt trời là: 4,58(Kwh/m2/ngày)

Vì công suất khởi động điều hòa và tủ lạnh gấp 4 lần công chạy bình thường

Chọn inverter công suất lớn hơn 2194(w)

- Tính toán ac quy:

Dung lượng ac- quy(Ah) = 0,85.0,6.124836 = 790

Với: lượng điện tiêu thụ mỗi ngày E ng = 4836(W.h/ngày)

Hiệu suất ac quy = 0,85

Mức xả sâu = 0,6.

Với 2 ngày dự phòng, dung lượng acquy = 790.2 = 1580(Ah)

Ta chọn 3 Ac quy Mastervolt Lithium lin 12v/500Ah, mắc nối tiếp với nhau

- Tính toán solar charge controller(bộ điều khiển sạc):

Thông số kỹ thuật của mỗi tấm pin là:

Công suất tối đa p p= 200(wp)

Điện thế làm việc tối ưu V p= 36,6(v)

Điện áp mạch hở V oc=43,92(v)

Dòng điện làm việc tối ưu I m = 5,46(A)

Dòng điện ngắn mạch I sc= 6,56(A)

Như vậy dòng của solar charge controller =(7 tấm Pin 6,56).1,3 = 59,69(A)

Chọn solar charge controller có dòng 60A/12V hay lớn hơn

4.5 Tính toán cơ cấu nâng giường ngủ.

Với khối lượng giường ngủ khoảng 50kg, và yêu cầu nâng 2 người ngồi trên giường ngủ với khối lượng khoảng 120kg Với yêu cầu có thể nâng, hạ lên xuống

để thuận lợi trong sinh hoạt Ta có thể sử dụng các biện pháp nâng hạ như sau:

- Nâng hạ bằng khí nén: Cơ bản là dùng đê nâng hạ các chi tiết có khối lượng tương đối lớn, cần lắp đặt thêm bình khí nén, piston lực Tương đối phức tạp

- Nâng hạ bằng thủy lực: yêu cầu lắp đặt thêm xilanh lực và bơm, hệ thống tương đối phức tạp, giá thành cao

- Nâng hạ bằng cách sử dụng động cơ điện: Tương đối phù hợp với yêu cầu tự động hóa cao, giá thành tương đối phải chăng,

- Nâng hạ bằng cơ khí: Gía thành sản phẩm thấp Nhưng thiếu tính tự động hóa, không phù hợp với một chiếc MOTORHOME

Qua những phân tích ở trên, ta lựa chọn cơ cấu nâng hạ giường ngủ bằng động cơ điện, với giá thành tương đối thấp, cấu tạo đơn giản và đảm bảo tính tự động hóa

4.5.1 Chọn sơ đồ dẫn động

Vì vận tốc nâng hạ giường yêu cầu thấp, để đảm bảo tính ổn định của quá trình, nên ta chọn số vòng quay ntruc =30(v / p) nên cần chọn nhiều bộ truyền để được ti số truyền tương đối lớn ta chọn bố truyền đai thang đặt liền với động cơ và trục sơ cấp Vì đai thang có kích thước nhỏ hơn đai dẹt và đơn giản, dễ chế tạo hơn.

Hình 4.17 Sơ đồ dẫn động nâng hạ giường

1 Động cơ điện; 2 Bộ truyền đai; 3 Hộp giảm tốc; 4 Trục cuốn xích

4.5.2 Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền

4.5.2.1 Chọn động cơ điện

Để chọn động cơ điện cần tính công suất cần thiết

Gọi:

N – công suất trên trục cuốn xích

η _ Hiệu suất chung

ct

N - Công suất cần thiết

Ta có:

η1 = 0,94 - Hiệu suất bộ truyền đai.

η2 = 0,97 – Hiệu suất bộ truyền bánh răng

η3 = 0,995 – Hiệu suất của một cặp ổ lăn

η4 = 1 – Hiệu suất khớp nối

Tính theo điều kiện kinh tế, ta chọn động cơ HEM 0.3kW-TN-1500

Có các thông số kỹ thuật:

-Công suất: 0,9KW

- Số vòng quay: 1500v/p

Hình 4.18 Động cơ điện HEM 0.3kW-TN-1500

4.5.2.2 Phân phối tỷ số truyền

Tỷ số truyền động chung : dc

t

nin

=Trong đó: nt – Số vòng quay của tang, chọn bằng 30v/p

Id – tỷ số truyền của bộ truyền đai

Ibd – tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng nghiêng cấp nhanh

Ibt – tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng thẳng cấp chậm