(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe tải hyundai HD72

Việc nhanh chóng giải tỏa ắch tắc giao thông sau khi xảy ra tai nạn, hay xe gặp sự cố giữa đường là vấn đề được đặt ra, trên cơ sở đó các loại phương tiện cứu hộ giao thông được ra đời đ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ XE CỨU HỘ TRÊN CƠ SỞ XE TẢI

HUYNDAI HD72

Người hướng dẫn: TS NGUYỄN VĂN ĐÔNG

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TẤN ĐẠT

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH VẼ

DANH SÁCH KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11

1.1 Nhu cầu sử dụng xe cứu hộ trên thế giới 11

1.2 Nhu cầu sử dụng xe cứu hộ ở Việt Nam 12

Chương 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 14

2.1 Phân tích lựa chọn phương án cứu hộ 14

2.1.1 Phương án cứu hộ xe bị nạn bằng sàn 14

2.1.2 Phương án cứu hộ xe bị nạn càng nâng thuỷ lực 15

2.1.3 Phương án cứu hộ xe bị nạn bằng sàn xe có gắn cần cẩu 15

2.2 Phân tích lựa chọn xe cơ sở 17

2.2.1 Thông số kỹ thuật của xe Hyundai HD72 17

2.2.2 Giới thiệu các hệ thống cấu thành xe Hyundai HD72 21

2.2.2.1 Động cơ 21

2.2.2.2 Hệ thống bôi trơn 22

2.2.2.3 Hệ thống làm mát 22

2.2.2.4 Hệ thống nhiên liệu 22

2.3.2.5 Hệ thống truyền lực 23

2.3.2.6 Hệ thống phanh 23

2.3.2.7 Hệ thống lái 24

2.3.2.8 Hệ thống treo 24

2.3.2.9 Hệ thống điện 25

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE CỨU HỘ SÀN TRƯỢT 26

3.1 Thiết kế sàn trượt của xe cứu hộ 27

3.1.1 Các cụm chi tiết của sàn xe 27

3.1.2 Tính toán trọng lượng sàn xe 30

3.1.3 Tính bền sàn xe 33

3.2 Tính toán cụm tời kéo 41

3.2.1 Chọn động cơ thủy lực 47

3.2.2 Tính toán hộp giảm tốc 50

3.2.3 Tính toán trục 55

3.3 Tính toán hệ dẫn động sàn trượt 63

3.4 Xác định các thông số của xe sau khi tính toán 65

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE TẢI HUYNDAI HD72 67

4.1 Xác định tọa độ trọng tâm 68

4.2 Tính toán động lực học của ô tô cứu hộ sàn trượt 69

4.2.1 Các thông số tính toán 70

4.2.2 Xây dựng các đồ thị đặc tính của ô tô sau thiết kế 70

4.3 Tính ổn đinh củ a ô tô khi không tải 83

4.3.1 Tính ổn đinh doc̣ 83

4.3.2 Tính ổn định ngang 85

4.4 Tính ổn định của ô tô khi có tải 88

4.4.1 Khi xe ở trường hợp ổn định dọc tĩnh 88

4.4.2 Khi xe ở trường hợp ổn định dọc động 89

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, lượng phương tiện giao thông lưu hành ngày càng lớn Mặc dù hệ thống hạ tầng cơ sở giao thông ngày càng được nâng cấp nhưng số vụ tai nạn hàng ngày vẫn xảy ra nhiều Bên cạnh đó chất lượng xe lưu hành tại Việt Nam không còn được đảm bảo do đa số là xe cũ, nên việc xe gặp sự cố giữa đường thường hay xảy ra Những lúc như thế, với hệ thống giao thông hiện nay của Việt Nam, đặc biệt là đường thành thị thì việc tất yếu xảy ra là ắch tắc giao thông Việc nhanh chóng giải tỏa ắch tắc giao thông sau khi xảy ra tai nạn, hay xe gặp

sự cố giữa đường là vấn đề được đặt ra, trên cơ sở đó các loại phương tiện cứu hộ giao thông được ra đời để đáp ứng nhu cầu trên

Xe cứu hộ giao thông được chế tạo với nhiều chủng loại và kích cỡ để có thể đưa được mọi loại phương tiện bị tai nạn, hay gặp sự cố ra khỏi vùng ắch tắc giao thông, hoặc đưa về các trạm sửa chữa bảo hành Hiện nay, nền kinh tế nước ta phát triển nhanh, cùng với sự hội nhập kinh tế thế giới, nền công nghiệp ôtô cũng trên đà phát triển mạnh

mẽ, được thể hiện bằng sự đầu tư mở rộng nhanh chóng của các công ty ôtô như: TOYOTA, DEAWOO, NISSAN, HYUNDAI, FORD, Do đó lượng xe tham gia giao thông tăng đáng kể, đi theo đó là sự phát sinh của vấn đề tai nạn giao thông và cứu hộ giao thông

Dựa trên cơ sở tìm hiểu nhu cầu của xe cứu hộ giao thông hiện nay, cùng với sự

hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Văn Đông, em đã được giao đề tài “Thiết kế xe cứu

hộ trên cơ sở sát-xi Hyundai HD72” làm đề tài tốt nghiệp của mình

Nội dung trình bày thuyết minh đồ án gồm các phần chính sau:

Phần 1: Trình bày tổng quan về đề tài nghiên cứu Phần 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế xe cứu hộ

Phần 3: Tính toán thiết kế xe cứu hộ

Phần 4: Tính toán các đặc tính động học và động lực học của xe

Sau một thời gian nghiên cứu, làm việc đến nay đồ án của em đã được hoàn thành, xong không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự góp ý và hoàn thiện

đề tài của các thầy

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Đông đã tận tình giúp đỡ em

trong thời gian qua !

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020

Sinh viên thực hiện

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Nhu cầu sử dụng xe cứu hộ trên thế giới

Những thập niên gần đây trên thế giới chưa bao giờ có mật độ lưu hành xe ô tô lại dày đặt đến như vậy Lưu lượng xe càng nhiều thì hỏng hóc, tai nạn cũng theo xu hướng đó

mà tăng lên Nguyên nhân chủ quan có và khách quang cũng có Vì vậy lúc này, công tác cứu hộ giao thông trở nên cần thiết hơn bao giờ hết

Xe cứu hộ giao thông là một loại xe chuyên dụng gồm xe cơ sở và cơ cấu công tác

Xe cơ sở có thể là các đầu xe tải hạng nhẹ, xe ben, hay các đầu xe có động cơ công suất lớn Các cơ cấu công tác gồm có tời móc kéo, càng nâng thủy lực, cần cẩu Để cứu hộ thì trên xe cứu hộ còn được trang bị thêm các dụng cụ bảo dưỡng, sửa chữa, dụng cụ cắt, phá hay cả đồ y tế Các loại xe cứu hộ cỡ lớn thường có cơ cấu dây cáp, móc kéo lớn để cứu hộ các loại xe đường trường gặp tai nạn khi rơi xuống vực, hố Các loại xe cứu hộ cỡ nhỏ thường được sử dụng chủ yếu trong thành phố, đường thành thị

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều loại xe cứu hộ giao thông được chế tạo và sản xuất Tùy vào kết cấu và phương án cứu hộ mà các xe cứu hộ được sử dụng trong các trường hợp khác nhau, bao gồm một số nhóm xe sau:

- Xe cứu hộ hạng trung:

Sử dụng loại xe cơ sở 5 tấn, càng cứu hộ sức nâng 8 tấn, bộ tời kéo 10 tấn, kéo xe dưới 45 chỗ Xe sử dụng bộ tời kéo để lật và nâng xe Với những xe không bị lật thì càng nâng thủy lực sẽ được mở ra, đưa xướng dưới gầm xe và nhấc xe lên, cố định bánh

xe rồi kéo đi Khi không hoạt động thì càng nâng được gấp sát vào thân xe Với kết cấu như trong hình thì mặc dù có bộ tời kéo nhưng xe này vẫn không sử dụng để cứu hộ những xe bị nạn khi lao xuống vực do không có độ vươn của tay cẩu

- Xe cứu hộ hạng lớn:

Sử dụng loại xe cơ sở 11 tấn, trang bị đầy đủ thiết bị trợ lực hơi, càng kéo 15 tấn, tời kéo 15 tấn, kéo xe tải 15 tấn trở lên Về cơ bản thì loại xe này cũng có kết cấu và sự hoạt động giống như xe cứu hộ cỡ trung, nhưng được tăng sức tải Loại xe này được dùng để cứu hộ các trường hợp khó khăn, xe bị nạn có khối lượng lớn

- Xe cứu hộ hạng siêu trọng:

Xe cứu hộ loại siêu trọng dùng để cứu hộ các máy công trình, xe container, xe cần cẩu Loại xe này được sử dụng để cứu hộ các trường hợp đặc biệt khó khăn như xe bị rơi xuống vực, rơi xuống sông, các trường hợp cần sức kéo lớn Sử dụng xe cơ sở 10 tấn trở lên, tời được kiểm soát riêng rẽ, cứu hộ và kéo xe tải vài chục tấn trở lên Cơ cấu công tác của xe này sử dụng hệ điều khiển thuỷ lực Bộ tời kéo có sức nâng lớn và có tay cẩu có thể vươn xa nên có thể cứu hộ được các xe bị nạn khi lao xuống vực Nguyên

lý hoạt động về cơ bản vẫn là sử dụng bộ tời kéo để lật và nâng xe Càng nâng thuỷ lực được đưa xuống dưới gầm xe, nâng lên và kéo xe đi

1.2 Nhu cầu sử dụng xe cứu hộ ở Việt Nam

Xe cứu hộ giao thông là một loại xe chuyên dụng gồm xe cơ sở và cơ cấu công tác

Xe cơ sở có thể là các đầu xe tải hạng nhẹ, xe ben, hay các đầu xe có động cơ công suất lớn Các cơ cấu công tác gồm có tời móc kéo, càng nâng thủy lực, cần cẩu Để cứu hộ thì trên xe cứu hộ còn được trang bị thêm các dụng cụ bảo dưỡng, sửa chữa, dụng cụ cắt, phá hay cả đồ y tế Các loại xe cứu hộ cỡ lớn thường có cơ cấu dây cáp, móc kéo lớn để cứu hộ các loại xe đường trường gặp tai nạn khi rơi xuống vực, hố Các loại xe cứu hộ cỡ nhỏ thường được sử dụng chủ yếu trong thành phố, đường thành thị Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ có thể không cần hệ thống cáp, móc kéo mà chỉ cần có càng kéo, một số

xe còn có sàn để xe, như thế có thể cứu hộ được cả 2 xe cỡ nhỏ bị tai nạn cùng một lúc Hiện nay, lượng xe lưu hành tại Việt Nam đang tăng nhanh, theo đó dịch vụ cứu hộ giao thông ngày càng nhiều Hầu hết các xưởng bảo dưỡng, sửa chữa hay các gara ôtô lớn đều có xe cứu hộ, nhưng chỉ là các xe cỡ nhỏ, tầm hoạt động hạn chế, số lượng xe

ít Hiện tại chỉ có số ít trung tâm cứu hộ giao thông hoạt động với qui mô lớn, chuyên nghiệp và phạm vi rộng như: Bảo Việt, Cứu hộ 116,

Vai trò của xe cứu hộ giao thông tuy chỉ đơn thuần là đưa xe bị nạn nhanh chóng về

cơ sở sửa chữa nhưng ảnh hưởng của loại xe này tới các vấn đề kinh tế, xã hội, giao thông cũng không phải là nhỏ Yêu cầu với loại xe này đó là tính cơ động và được trang

bị đầy đủ những thiết bị cứu hộ cần thiết

Thị trường ôtô của Việt Nam mới phát triển trong vài năm trượt lại đây, lượng xe ôtô tăng lên đáng kể tuy nhiên lượng xe cũ vẫn còn khá nhiều Để tận dụng, các xe cũ

này lại được cải tiến và sửa chữa, trong khi lưu hành lại thường xuyên hoạt động trong tình trạng quá tải Do đó việc các xe này gặp sự cố giữa đường là việc thường xuyên xảy

ra, gây nên tình trạng ắch tắc giao thông đồng thời ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế sản xuất của chủ xe

Sự tăng trưởng quá nhanh về số lượng phương tiện trong khi kết cấu cơ sở hạ tầng chưa kịp phát triển theo đã làm nảy sinh nhiều vấn đề: sự bất tiện trong đi lại; tình trạng

ùn tắc giao thông lúc giờ cao điểm chưa được giải quyết; đặc biệt nghiêm trọng là vấn

đề tai nạn giao thông; Có thể chỉ ra những con số thống kê cụ thể để thấy được tình trạng an toàn giao thông hiện nay

Theo số liệu của Tổng Cục Thống kê, năm 2017, trên địa bàn cả nước đã xảy ra 20.280 vụ tai nạn giao thông Trong đó, bao gồm 9.770 vụ tai nạn giao thông từ ít nghiêm trọng trở lên và 10.310 vụ va chạm giao thông, làm 8.279 người chết; 5.587 người bị thương và 11.453 người bị thương nhẹ [6]

Trong khi các vụ tai nạn giao thông vẫn chưa có được những biện pháp cụ thể để ngăn ngừa, thì việc giải quyết các vụ tai nạn đã xảy ra cũng cần được đề cập đến Trong thành phố, các vụ tai nạn giao thông khi xảy ra, đặc biệt là tai nạn ôtô thường gây nên

sự ùn tắc giao thông, gây rất nhiều ảnh hưởng đến sự đi lại của các phương tiện khác và các hoạt động kinh tế, sản xuất Vấn đề đặt ra ở đây là cần có biện pháp nhanh chóng giải tỏa ắch tắc giao thông và đưa xe bị nạn, gặp sự cố ra khỏi vùng ắch tắc, hay về nơi bảo dưỡng sửa chữa Từ đó xe cứu hộ là một biện pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề

- Những lý do chọn đề tài thiết kế xe cứu hộ:

Trong đời sống xã hội ngày nay, ngành giao thông vân tải rất phát triển, các phương tiện giao thông càng ngày càng đa dạng, phong phú để đáp ứng cho nhu cầu sử dụng của con người ở trong xã hội hiện đại Trong quá trình di chuyển bằng các phương tiện ô tô nói chung đều có sư cố ngoài ý muốn như hỏng hóc, tai nạn xảy ra một cách bất ngờ Vì vậy xe cứu hộ là một giải pháp tối ưu trong các trường hợp hiểm nghèo như vậy

Để đáp ứng với thực trạng giao thông hiện nay và xu hướng lượng xe ô tô ngày càng tăng trong tương lai thì xe cứu hộ ra đời đóng một vai trò rất quan trọng Ngoài những yêu cầu và công dụng đã được chứng minh bằng thực tế của xe cứu hộ thì xe cứu hộ cần được phải cải tiến và phát triển về mặt kỹ thuật, công suất, chức năng đa dạng hơn để kịp thời cứu hộ trong những trường hợp nguy cấp, giảm thiểu được tình trạng ắch tắc giao thông và tăng tính kinh tế cho đất nước

Do đó, thiết kế xe cứu hộ là một vấn đề cấp thiết hiện nay không chỉ ở việt Nam mà còn trên toàn thế giớ, vì vậy đề tài “Thiết kế xe cứu hộ” là phù hợp với thực tiễn

Chương 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Phương án cứu hộ được đưa ra tuỳ thuộc vào kết cấu và sự trang bị của xe cứu hộ Căn cứ vào những ưu, nhược điểm thì phương án cứu hộ rất đa dạng, có nhiều phương án khác nhau…

2.1 Phân tích lựa chọn phương án cứu hộ

2.1.1 Phương án cứu hộ xe bị nạn bằng sàn

Hình 2.1 Phương án chở xe bị nạn trên sàn xe 1- Sát-xi; 2- Tời kéo; 3- Xe bị nạn; 4- Sàn mở; 5- Gối chặn

Phương pháp: Xe bị nạn được đưa nên sàn xe cứu hộ, cố định trên sàn sau đó được đưa về nơi sửa chữa Các xe cứu hộ hiện nay có hệ thống sàn trượt để đưa xe lên

và xuống Hiện nay tại Việt Nam chủ yếu là sử dụng loại xe này

- Có khả năng di chuyển được một khoảng đường dài [liên tỉnh];

- Sử dụng ít cơ cấu thủy lực nên giá thành rẻ hơn các loại xe cứu hộ khác

Nhược điểm:

- Chỉ chở được một xe vì kích thước của sàn bị giới hạn;

- Làm việc không ổn định ở địa hình không bằng phẳng

2.1.2 Phương án cứu hộ xe bị nạn càng nâng thuỷ lực

Hình 2.2 Kéo xe trên càng nâng thuỷ lực 1- Xe cứu hộ; 2- Tời kéo; 3- Càng nâng; 4- Xylanh thủy lực; 5- Xe bị nạn

Phương pháp: Bộ tời kéo sẽ lật xe hoặc nâng xe lên Càng nâng được đưa xuống phía dưới gầm xe bị nạn rồi nâng lên độ cao 20cm đến 25 cm phần đầu hoặc đuôi xe bị nạn Hai lốp xe được cố định sau đó được kéo về nơi sửa chữa

Ưu điểm:

- Các thao tác nhẹ nhàng;

- Có thể kéo được các xe bị hỏng hệ thống tryền động;

- Xe được kéo chuyển động ổn định;

- Có thể di chuyển với tốc độ cao;

- Sử dụng được hết khả năng tải của xe

Nhược điểm:

- Không kéo được những xe mất khả năng di chuyển

- Do xe có nhiều hệ thống thủy lực kết cấu phức tạp nên cần yêu cầu độ chính xác gia công cao;

- Sử dụng nhiều cơ cấu thủy lực nên giá thành cao

2.1.3 Phương án cứu hộ xe bị nạn bằng sàn xe có gắn cần cẩu

Các trung tâm cứu hộ hiện nay còn có cả loại xe cứu hộ kết hợp vừa chở xe trên sàn

và có gắn cần cẩu cứu hộ Sàn trượt hoặc sàn mở sẽ đưa một xe lên lưng xe cứu hộ

5

Hình 2.3 Sơ đồ xe cứu hộ có gắn cần cẩu 1- Xe cứu hộ; 2- Cần cẩu; 3- Tời kéo; 4- Xe bị nạn

Loại xe này yêu cầu sức tải cao hơn, tốc độ di chuyển chậm hơn Tính năng cơ động của xe được nâng cao, rất tiện lợi khi có tai nạn nghiêm trọng như xe bị lật, xe bị rơi xuống kênh mương

Đối với các dòng xe cao cấp như Lexus, Mercedes, BMW, Audi… hay các mẫu xe hai cầu như Nissan Rogue, Infiniti FX… thì nhất thiết phải lựa chọn xe cứu hộ có sàn vì các hệ thống trên xe rất hiện đại và phức tạp Cho dù máy đã tắt, nhưng trên thực tế, nếu

sử dụng cách thức cứu hộ bằng kéo nâng, máy tính trên xe vẫn âm thầm làm việc và nó không hiểu là xe đang bị kéo nên các thiết bị bên trong xe vẫn có thể bị kích hoạt giống như xe đang hoạt động Vì thế, những ảnh hưởng này có tác động xấu đến tình trạng vận hành của xe

Ưu điểm:

- Cứu hộ các xe bị hỏng hệ truyền động không có khả năng di chuyển được;

- Cứu hộ được các xe bị lật, bị rơi xuống vực

Nhược điểm:

- Cần có hệ thống đưa xe lên sàn;

- Hệ thống dây cáp cố định xe bị nạn trên sàn;

- Kích thước của xe bị nạn bị hạn chế bởi cơ cấu cần cẩu;

- Kết cấu phức tạp, sử dụng nhiều cơ cấu thủy lực nên giá thành cao

Dựa vào những phân tích và đánh giá ưu nhược điểm của các phương án cứu hộ, kích thước của xe cơ sở và kết quả nghiên cứu các trường hợp tai nạn trên, cũng như xu hướng sử dụng loại xe cứu hộ hiện nay để cho phù hợp với thực tế và công nghệ

4

3

2

1

ngày càng tiến bộ thì phương án dùng sàn trượt cứu hộ là phương án tối ưu Vậy trong

để tài nghiên cứu này em sẽ thiết kế và phát triển phương án cứu hộ xe bị nạn bằng sàn

2.2 Phân tích lựa chọn xe cơ sở

Việc trước tiên của thiết kế xe cứu hộ giao thông là lựa chọn một chiếc xe cơ sở sau

đó thiết kế các bộ phận công tác cứu hộ lắp trên xe cơ sở đó Việc lựa chọn xe cơ sở phải đáp ứng các điều kiện kỹ thuật, chất lượng công tác cứu hộ và điều kiện kinh tế Điều kiện đầu tiên để xét chọn xe cơ sở là các thông số và tiêu chuẩn kỹ thuật, yêu cầu sau đó phải kể đến giá thành của xe

Xe cứu hộ phải đảm bảo đủ khả năng tải để có thể đưa được các xe cần cứu hộ về xưởng sửa chữa, xe phải gọn gàng để không làm cản trở giao thông và dễ dàng di chuyển trên những đoạn đường khó đi

Về mặt kinh tế, trong các loại xe có đủ điều kiện kỹ thuật, chọn xe cơ sở có giá thành thấp, phù hợp với điều kiện kinh tế của Việt Nam Giá thành của xe cơ sở giảm sẽ dẫn đến giá thành của xe cứu hộ giảm, đây là một trong những yếu tố cạnh tranh hàng đầu

để xe cứu hộ thiết kế trên xe cơ sở có thể đứng vững trên thị trường bên cạnh những xe chuyên dùng của các nước phát triển khác

Vậy với mục tiêu đề tài chúng ta nghiên cứu là thiết kế xe cứu hộ giành cho các loại

ô tô nhỏ và vừa (các loại xe con 4 đến 9 chỗ) thì chúng ta chọn được xe Huynhdai HD72 làm xe cơ sở với nhiều tiêu chí đáp ứng tốt nhất đối với thị trường ở Việt Nam như: giá thành rẻ, thông dụng có thể tìm thấy ở bất kì đâu trên cả nước, có kích thước và kết cấu phù hợp cho việc thiết kế thành xe cứu hộ

2.2.1 Thông số kỹ thuật của xe Hyundai HD72

Xe ô tô tải Hyundai HD72 là một loại phương tiện vận tải do Hàn Quốc sản xuất

Nó ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa và nó có những ưu điểm nổi trội

so với các loại ô tô tải khác

Dòng sản phâm Huyndai HD72 cung cấp cho người sử dụng các loại Cabin an toàn nhất và thuận tiện nhất Không chỉ mang đến thoải mái cho người lái xe khi làm việc Các thiết bị được thiết kế dạng uống cong và cách bố trí các công tắc trên bản điều khiển mang lại sự tiện dụng khi điều khiển Cửa cabin và tay nắm cửa được tối ưu vị trí để tiện lợi và dễ dàng sử dụng Cabin có trang bị hệ thống siêu sáng, nội thất bên trong rộng rãn Phương châm của Huyndai là luôn luôn đạt được sựu thỏa mái và thuận tiên cho người lái xe lên hàng đầu

Hình 2.4 Kích thước sát-xi Hyundai HD72 1- Thùng chứa nhiên liệu; 2- Bầu phanh; 3- Bình ắc-quy; 4- Cầu chủ động sau

Hình 2.5 Sát-xi Hyundai HD72

1

Các thông số kỹ thuật của sát-xi Hyundai HD72 được thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 2-1 Thông số kỹ thuật của xe Hyundai HD72

STT THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ TRANG

1

ĐỘNG CƠ

turbo tăng áp, làm mát bằng nước

Đường kính x Hành trình

Môment xoắn cực đại/Tốc độ

5 HỆ THỐNG TREO

Trước Phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn

Hệ thống khóa cửa trung tâm Có

2.2.2 Giới thiệu các hệ thống cấu thành xe Hyundai HD72

- Thứ tự làm việc của xy lanh:1-3-4-2

- Thân xi lanh làm bằng gang, có các ống lót ướt để tháo ra, ngoài ống lót còn có các áo nước để làm mát

- Nắp xi lanh bố trí hình chữ nhật theo thân động cơ, làm bằng hợp kim nhôm

- Piston: Trên đỉnh piston có khoét lõm để tạo buồng cháy dạng xoáy lốc

- Chốt piston được chế tạo bằng thép

- Trục khuỷu được chế tạo bằng thép, có 5 gối đỡ cổ trục Trên trục khuỷu có bố trí các đối trọng Trong trục khuỷu có chứa các đường dầu bôi trơn để dẫn dầu đi bôi trơn các khuỷu và cổ trục khuỷu

- Thanh truyền: Làm bằng thép, tiết diện ngang có dạng chữ I Trong thân thanh truyền có đường dầu để dẫn dầu từ cổ khuỷu đi lên bôi trơn chốt khuỷu Đầu nhỏ thành truyền có bạc lót bằng đồng thanh

- Bánh đà có dạng hình chậu, vật liệu chế tạo bằng gang Trên bánh đà có vành răng bằng thép để truyền động từ bộ khởi động sang động cơ để khởi động động cơ

2.2.2.2 Hệ thống bôi trơn

- Dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức nhờ bơm dầu tạo ra áp lực để đưa dầu đi bôi trơn

và làm mát các bề mặt ma sát

- Bơm dầu: Dùng bơm bánh răng, được dẫn động từ trục cam của động cơ

- Bầu lọc: Dùng bầu lọc ly tâm hoàn toàn, bầu lọc được lắp nối tiếp với mạch dầu từ bơm dầu lên Do đó toàn bộ dầu nhờn do bơm dầu cung cấp đều đi qua bầu lọc

- Một phần dầu nhờn phun qua lỗ phun làm quay roto của bầu lọc rồi về lại cacte còn phần lớn dầu nhờn được làm sạch rồi đi theo đường dầu chính để đi bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát

- Bộ tản nhiệt: Để làm mát dầu nhờn sau khi dầu nhờn đi bôi trơn và làm mát các bề mặt

ma sát Bộ tản nhiệt dạng ống, làm mát bằng không khí được lắp trước bộ tản nhiệt dùng nước Dầu sau khi được làm mát được trở lại cacte động cơ

2.2.2.3 Hệ thống làm mát

- Trong xe tải HYUNDAI-HD72 người ta sử dụng phương pháp làm mát tuần hoàn cưỡng bức một vòng kín Nước từ két nước được bơm nước hút vào động cơ để làm mát

- Bơm kiểu li tâm truyền động từ trục khuỷu qua dây đai hình thang

- Quạt gió có 8 cánh uốn cong được đặt sau két nước làm mát để hút gió, làm tăng lưu lượng gió qua kết làm mát nước

- Két làm mát nước được đặt trước đầu xe để tận dụng lượng gió qua két để làm mát nước

2.2.2.4 Hệ thống nhiên liệu

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu thuộc loại cưỡng bức nhờ bơm nhiên liệu để chuyển nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp

2.3.2.5 Hệ thống truyền lực

Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống truyền lực

1 Động cơ chính; 2 Ly hợp; 3-Hộp số; 4 Trục các đăng; 5 Cầu chủ động; 6 Bộ

trích công suất; 7 Các đăng dẫn động bơm; 8 Bơm thủy lực

- Ly hợp: Đĩa đơn ma sát khô, dẫn động thủy lực, trợ lực chân không

- Hộp số: M035S5 hộp số điều khiển bằng cơ khí, có 5 số tiến và một số lùi

- Truyền lực chính hai cấp: 2 trục các đăng, 4 khớp các đăng không đồng trục, tỷ

số truyền cuối 5,428

- Có 6 bánh, công thức bánh xe 4x2

2.3.2.6 Hệ thống phanh

- Phanh chính: Cả bánh trước và bánh sau đều sử dụng tang trống

- Dẫn động phanh: Hệ thống phanh thủy lực, trợ lực chân không

- Phanh tay: Cơ cấu cơ khí khóa trục dẫn động chính

- Phanh chậm dần: Van bướm đóng mở bằng hơi

Hình 2.8 Phanh tang trống trang bị trên Hyundai HD72

2 3

2.3.2.7 Hệ thống lái

Cơ cấu lái trên xe tải HYUNDAI-HD72 là loại liên hợp: Trục vít - ecu bi-thanh răng - cung răng, có bộ trợ lực lái bằng thủy lực Dẫn động hệ thống lái thông qua trục lái, khớp các đăng và các khâu khớp trong hình thang lái, cơ cấu lái được bố trí chung thành một cụm,

cơ cấu lái được bắt chặt vào khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng

Hình 2.9 Cơ cấu lái kiểu trục vit – con lăn

- Nhíp : Là bộ phận được làm bằng théo có tính đàn hồi cao được chia thành từng lá, được sắp xếp với nhau được lắp đặt phía trên của cầu và phía dưới của khung xe

- Giảm chấn thủy lực: Là loại giảm chấn dạng ống, liên kết giữa cầu xe và khung xe bằng bạc cao su không cần phải bôi trơn nhưng không được cho phép dính với các loại dầu mỡ khác…Tháo và kiểm tra giảm chấn, các bạc cao su giảm chấn và thay thế chúng nếu cần thiết Nên kiểm tra bộ phân giảm sóc thường xuyên sau mỗi hành trình dài

2.3.2.9 Hệ thống điện

- Máy phát điện xoay chiều: MF 90Ah

- Máy khởi động: Công suất 5,5 [Kw] ở 24V

- Ắc quy: 12V – 90Ah

- Máy khỏi động lạnh: Hoạt động trên nguyên tắc phóng ngọn lửa

Với những đặc điểm và tính năng nổi bật của xe cơ sởHyundai HD72 sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế xe cứu hộ sàn trượt Xe cứu hộ sàn trược được thiết kế dựa trên

cơ sở đóng mới sàn trượt đa năng, lắp hệ thống nâng hạ và hệ thống điều khiển thủy lực lên ô tô tải hiệu Hyundai HD72

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE CỨU HỘ SÀN TRƯỢT

Bố trí chung của xe cứu hộ sàn trượt sau khi thiết kế

Hình 3.1 Tổng thể xe cứu hộ sàn trượt sau khi thiết kế 1- Sàn trượt; 2- Sàn đỡ; 3- Tời kéo; 4- Hộp trích công suất Bao gồm các bước tính toán như sau:

B1: Tính toán thiết kế sàn cho xe cứu hộ

B2: Tính toán tời kéo thủy lực và chọn động cơ thủy lực

Với các thông số kĩ thuật của xe tải Hyundai HD72 như đã nêu ở trên ta có thể giữ nguyên chiều dài của xe cơ sở để thiết kế sàn mới và lắp đặt các thiết bị phụ trợ khác sao cho có thể tiết kiệm tối ưu diện tích của xe

Để phù hợp với kích thước cơ bản của xe cứu hộ ta cần thiết kế sàn mới có kích

Khi thiết kế sàn mới ta cần phải tính toán lại các mối liên kết giữa các bộ phận trên

xe, kiểm nghiệm độ bền của sàn cũng như các đặc tính động học, động lực học của xe sau khi thiết kế Kiểm tra sự hoạt động của các cơ cấu trên xe khi tham gia vào hoạt động cứu hộ

1

2

3

4

Sử dụng hộp trích công suất kiểu cơ khí nhận mô men trực tiếp từ hệ thống truyền lực của xe và truyền mômen đến hệ thống truyền lực bơm dầu, bơm dầu cung cấp dầu

áp suất cao cho tời kéo hoạt động

3.1 Thiết kế sàn trượt của xe cứu hộ

3.1.1 Các cụm chi tiết của sàn xe

Sàn xe cứu hộ được thiết kế chủ yếu là để chuyên chở xe bị nạn nên sàn cần đảm bảo được các yêu cầu chính sau:

- Đảm bảo diện tích đủ rộng để chở xe bị nạn mà không gây trở ngại khi đưa xe bị nạn từ mặt đất lên sàn xe

- Cố định xe bị nạn một cách an toàn khi chuyên chở từ nơi xảy ra tai nạn đến nơi

sửa chữa

- Thiết kế gọn gàng nhưng vẫn đủ bền để lắp đặt tang tời kéo xe bị nạn

Với các kích thước và yêu cầu như đã nêu ở trên thì ta dự kiến sàn gồm có các chi tiết chính sau đây: Khung ngoài; khung trong; khung phụ; tấm sàn; bửng trước; tấm sàn trượt…

Vật liệu để chế tạo sàn xe dựa trên các yếu tố bền, khả năng chịu tải và giá cả hợp

lý SS400, CT380, [120, [100 là những loại vật liệu vừa đáp ứng đủ các điều kiện tính bền và giá cả hợp lý nên ta sử dụng làm vật liệu chính để chế tạo các chi tiết của sàn xe

Hình 3.2 Các cụm chi tiết của sàn xe 1- Bửng trước; 2- Sàn xe; 3- Xy lanh nâng hạ chân chống; 4- Dầm ngang; 5- Dầm dọc; 6-

Cụm tời kéo; 7- Piston đẩy sàn trượt

Dưới đây là bảng liệt kê danh sách các cụm chi tiết chính cấu thành nên sàn xe

Bảng 3-1 Bảng liệt kê danh sách các cụm chi tiết chính cấu thành nên sàn xe

1

Outer Frame

[Khung

ngoài]

+ Liên kết với khung trong

và ty đẩy + Làm giá

đỡ cho sàn trượt

2

Inner Frame

[Khung

trong]

+ Liên kết với khung ngoài và

ty đẩy + Làm giá đỡ cho ty đẩy

4

Sub Frame

[Khung

phụ]

+ Liên kết với sát-xi của xe + Làm giá đỡ cho ty thủy lực phía sau

STT Tên chi tiết Dài[mm] Rông[mm] Cao[mm] SL Nhiệm vụ

+ Chịu tải trọng

và tăng tính ổn định thêm cho sàn khi có tải

ty thủy lực của chân chống trong

+ Liên kết với sàn trượt

+ Làm giá đỡ cho xe bị nạn

đi lên sàn xe

và dẫn hướng cho sàn trượt

+ Liên kết với các

bộ phận phụ trợ trên

+ Dùng để chứa xe bị nạn

+ Liên kết với sàn trượt

+ Cân đối tải trọng cho sàn trượt

Hình 3.4 Tiết diện ngang của thép [120

- Trọng lượng của 16 dầm ngang có chiều dài 2200 [mm] làm bằng thép [120 là:

Gdn = 16.Ln.gt (3.2) Trong đó:

- Trọng lượng của 1m chiều dài của thép [100 theo [1] là 8,59 KG:

Gbs = 2.Ld.gt1 (3.3) Trong đó:

Trong đó:

Do đó :

Gtr = Gkv + Gtb = 7,956 + 13,54 = 21,493 [KG]

- Trong lương của tấm trượt đưa xe lên sàn:

- Trọng lượng cơ cấu trượt của sàn

+ Trọng lượng khung xương cơ cấu khung ngoài

3.1.3 Tính bền sàn xe

3.1.3.1 Tính bền cho dầm ngang và dầm dọc của sàn

Dầm dọc của sàn được đặt trên dầm dọc của các cơ cấu trượt và các cơ cấu trượt nối với dầm dọc khung xe bằng bu lông:

– Phía đầu của mỗi dầm dọc của cơ cấu trượt, được hàn bản thép Liên kết giữa mỗi bản thép và dầm dọc khung bằng 11 bu lông M12 Liên kết này chống không cho dầm dọc của cơ cấu trượt trượt trên dầm dọc khung xe

– Phân bố đều theo chiều dài cơ cấu trượt, mỗi bên lắp 2 bu lông quang M14 Liên kết này chống không cho dầm dọc của cơ cấu trượt hở khỏi bề mặt khung xe

Hình 3.7 Bulông quang M14

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

- Các dầm dọc của thùng thì tiếp xúc toàn bộ với dầm dọc của khung ôtô nên nó đủ bền khi truyền lực từ dầm ngang xuống Khi tính toán sức bền của thùng chở hàng, ta chỉ tính bền cho các dầm ngang của sàn thùng và xem như các chi tiết khác làm việc đủ bền

Hình 3.8 Kết cấu dầm ngang gối lên dầm dọc và chassi

Khi tính toán sức bền cho các dầm ngang của sàn thùng, ta giả thiết xem như trọng lượng hàng hoá phân bố đều trên toàn bộ sàn thùng Và khi xét tải trọng tác dụng lên dầm ngang khi ôtô đầy tải ta xem tải trọng phân bố đều và như nhau trên toàn bộ chiều dài của dầm ngang

Trọng lượng tác dụng lên các dầm ngang của sàn thùng chở hàng khi ôtô đầy tải gồm toàn

bộ trọng lượng hàng hoá và trọng lượng của thùng trừ đi trọng lượng của các dầm dọc bằng thép và trọng lượng dầm ngang mà ta xét Ta xác định được tải trọng tác dụng lên các dầm ngang của sàn thùng như sau:

Ta có tải trọng phân bố tác dụng lên 01 dầm ngang là:

Xét dầm ngang chịu tải trọng tác dụng phân bố đều: (Hình 3.10)

Hình 3.9 Sơ đồ lực và momen tác dụng lên dầm ngang

Từ biểu đồ momen uốn của dầm ngang, ta thấy dầm chịu uốn lớn nhất tại vị trí có mặt cắt A-A và B-B Đây là vị trí có tiết diện nguy hiểm nhất, ta cần kiểm tra bền dầm chịu uốn ở vị trí mặt cắt A-A hay B-B., còn các vị trí còn lại ta xem như dầm đã đủ bền do momen uốn ở

- Tại tiết diện A-A có giá trị momen lớn nhất Mumax là:

Trong đó: CA: Chiều dài chịu tải trọng lớn nhất

q: Tải trọng phân bố lên dầm ngang

Ứng suất uốn sinh ra tại tiết diện A-A của dầm ngang của thùng là: [2]

u

umax u

G F

3.1.3.2 Tính toán bu lông để chống sàn trượt dọc

Khi xe xuống dốc thì sàn xe có khả năng bị trượt dọc nhiều nhất, lúc này các bu lông liên kết sàn xe với cơ cấu trượt có khả năng chịu ứng suất cắt lớn nhất.Với cách bố trí liên kết như trên, liên kết chịu tải chính là liên kết giữa bản thép và dầm dọc cơ cấu trượt Liên kết gồm 22 bu lông cỡ M12 chịu cắt Giả 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

Hình 3.10 Sơ đồ các lực tác dụng lên sàn xe khi phanh đột ngột khi xuống dốc

Như đã tính góc lật giới hạn khi xe xuống dốc:

0 ' g

– Gia tốc phanh lớn nhất Jp ,chọn gia tốc phanh lớn nhất khi phanh Jp = [6m/s2]

Hình 3.11 Liên kết dầm doc sàn với cơ cấu trượt [ nhờ bản thép ]

1 Bát trên hàn với dầm dọc sàn; 2 Bu lông bát kẹp sàn; 3 Đệm; 4 Dầm dọc; 5 Dầm

C - C

3.1.3.3 Tính bu lông quang treo sàn xe chống trượt ngang

Khi ô tô chạy trên đường cong có bán kính R thì sẽ phát sinh một lực li tâm, lực ly tâm này có xu hướng làm lật xe theo hướng xa ra tâm quay, xe có xu hướng lật quanh bánh ngoài

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 3.12 Liên kết sàn xe với khung của cơ cấu trượt [ Nhờ các bu lông quang ] 1- Bát bulông quang sàn; 2- Bu lông quang sàn; 3- Dầm dọc sàn xe; 4- Đệm; 5- Dầm

dọc cơ cấu trượt

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

– Lực quán tính li tâm khi xe quay vòng:

vòng ổn định trên đường vòng

Vn =

Trong đó:

C = 1,495 [m]: Bề rộng trung bình của vết tiếp xúc của vết bánh xe sau

V– Lực siết của bu bông quang treo

f– Hệ số ma sát giữa hai thanh dọc sàn xe với khung của cơ cấu trượt Theo [2] ta chọn hệ số ma sát f = [0,15 ÷ 0,200], chọn f =0,18

Suy ra:

ltn t

Ứng suất kéo phát sinh trong mỗi bu lông:

.4



Trong đó:

.4

3.2 Tính toán cụm tời kéo

Hình 3.13 Sơ đồ cụm tời kéo

1- Động cơ thuỷ lực; 2- Vỏ hộp giảm tốc; 3- Trục vít;

c tg

M tg

0.2[ ]

Momen cuốn cáp trên trục tang:

k tg tg

F dM

G: Trọng lượng toàn bộ của xe bị nạn, G = 2070 [KG]

theo tài liệu [2], ta có f0 = 0,25

Tính sơ bộ đường kính trục tang:

Đường kính trục tang được tính sơ bộ qua công thức sau:

Hình 3.14 Sơ đồ tính khoảng cách các đoạn trục

Chiều dài Mayor ở nửa khớp nối đầu nối với trục vòng dàn hồi

Chiều dài trục tang

ln= 2.l12 + lm

- Xác định trị số và tác dụng của các lực từ chiết quay lên trục

Do sử dụng nối trục di động nên tồn tại sự không đồng tâm làm xuất hiện tải trọng phụ