29. Đồ án Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi trên ôtô sát xi THACOKB88LSI

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

MỤC LỤC

1. MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI………………………………………..….3

2. GIỚI THIỆU ÔTÔ SÁT XI THACO-KB88LSI…………………………………4

2.1. Thông số kỹ thuật cơ bản của ôtô sát xi THACO-KB88LSI…………………...7

2.2. Các tổng thành và hệ thống của ôtô sát xi THACO-KB88LSI………………....7

2.2.1. Động cơ…………………………………………………………………........7

2.2.2. Giới thiệu các hệ thống trên ôtô sát xi THACO-KB88LSI………………...….8

3. THIẾT KẾ ÔTÔ KHÁCH 39 CHỖ NGỒI….…………………………….……...9

3.1. Những yêu cầu tổng quát………….…………..………………………….….…9

3.2. Lựa chọn hình dáng của ôtô khách thiết kế ………………………….…….…..9

3.2.1. Yêu cầu thiết kế hình dáng ôtô khách………..…………………….………...9

3.2.2. Phân tích chọn hình dáng của ôtô thiết kế……………………….………….10

3.3. Phương án thiết kế khung vỏ ôtô khách …………..…………………………..17

3.4. Phương án thiết kế cửa chính …………………………………………………30

3.5. Thiết kế bố trí bên trong xe khách…………………………………………….32

3.5.2. Thiết kế, bố trí ghế ngồi……………………………………………………..35

3.5.3. Thiết kế khoang chứa hàng, giá để hành lý……………………………...….39

3.5.4. Kích thước các bậc lên xuống tại cửa ra vào……………………………….40

3.5. Quy trình công nghệ chế tạo…………………………………………………..43

3.5.1. Chế tạo khung xương..………………………………………………………44

3.5.2. Chế tạo gia công bọc trong, ngoài, đầu đuôi xe…………………………….45

3.5.3. Chế tạo sàn xe……………………………………………………………….45

3.5.4. Chế tạo cửa khách lên xuống………………………………………………..45

3.5.5. Chế tạo khung cửa sổ………………………………………………………..46

3.5.6. Chế tạo khoang để hàng hai bên thùng xe…………………………………..46

3.5.7. Chế tạo giá để hành lý trong khoang hành khách……………….…………..46

3.5.8. Ghế hành khách…………………………………………………….………..47

3.5.9. Công đoạn lắp kính……………………………..………….………………..47

3.5.10. Lắp hệ thống điện………………...……………………….………………..47

3.5.11. Sơn trang trí và hoàn thiện xe…………………………….………………. 47

3.5.12. Phương pháp thông gió, cách âm, cách nhiệt……………………………..48

3.5.13. Hoàn thiện chạy thử và điều chỉnh máy gầm nếu cần thiết chạy thử và cho xe

kiểm định kỹ thuật……………………………………………………….………….48

1

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

4. XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN VÀ TRỌNG LƯỢNG TOÀN BỘ

CỦA ÔTÔ THIẾT KẾ……………………………………………………….….…49

4.1. Xác định trong lượng của xe thiết kế……………………………………..…...49

4.2. Xác định sự phân bố trọng lượng ôtô lên các cầu……………………..….…...54

4.2.1. Phân bố trọng lượng lên các cầu khi ôtô không tải………………….…..….54

4.2.2. Phân bố trọng lượng lên các cầu khi xe đầy tải………………….………....58

5. KIỂM TRA BỀN KHUNG XƯƠNG XE KHÁCH THIẾT KẾ..........................60

5.1. Giới thiệu và cách sử dụng phần mềm RDM…………………….……….…. 61

5.2. Kiểm tra bền thân vỏ ô tô khách………………………………….…………...67

5.2.1. Chế độ phanh gấp……………………………………………….………..…68

5.2.2. Chế độ quay vòng………………………………………………...……..….73

5.2.3. Kiểm tra mối ghép cột đứng và dầm ngang...................................................78

5.3. Kiểm tra bền dầm ngang sàn và mối ghép dầm ngang……………………....78

5.3.1. Kiểm tra bền dầm ngang……………………………………………….…...78

5.3.2. Kiểm tra bền mối ghép giữa dầm ngang với dầm dọc của khung ô tô….....82

5.4. Tính bền liên kết giữa ghế ngồi với sàn ô tô……………………………….…82

6. CÁC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA ÔTÔ THIẾT KẾ………………….……..83

6.1. Tính toán ổn định ôtô thiết kế……………………………………….….…….83

6.1.1. Xác định trọng tâm ôtô thiết kế…………………………………....…….….83

6.1.2. Tính toán ổn định dọc của ôtô thiết kế…………………………….………..85

6.1.3. Tính toán ổn định ngang ôtô thiết kế……………………………….….…....87

6.1.4. Xác định hành lang quay vòng của ôtô………………………………….….88

6.2. Tính toán sức kéo ôtô khách thiết kế…………………………………..….…..90

6.2.1. Các thông số cơ bản.………………………………………………….…….91

6.2.2. Tính toán các thông số động lực học của ôtô………………………....…….91

6.3. Lập các đồ thị đặc tính động lực học.…………………………………….…...93

6.3.1. Lập đồ thị đặc tính ngoài của động cơ……………………………………...93

6.3.2. Lập đồ thị đặc tính kéo của ô tô………………………………………….....94

6.4. Kiểm tra độ êm dịu chuyển động của ôtô khách…………………………......104

7. KẾT LUẬN…………………………………………………………………….105

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………...106

2

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển.

Việc đi lại giữa các vùng, miền là nhu cầu không thể thiếu được. Với yêu cầu cấp thiết

như thế đã có rất nhiều loại xe khách lưu hành trên các loại đường để đáp ứng nhu cầu

đi lại của người dân. Do nền kinh tế nước nhà còn hạn chế nên việc nhập khẩu nguyên

chiếc không phải là phương pháp tối ưu. Đứng trước tình hình đó các nhà máy đóng

ôtô chuyên chở hành khách của chúng ta đã và đang từng bước phát triển về đóng mới

các loại xe khách chở người đáp ứng được về số lượng và chất lượng phục vụ tất cả

các hành khách có nhu cầu đi lại hiện nay.

Ở nước ta hiện nay, xã hội đang trên đà hội nhập và phát triển, đi kèm với nó là

ngành công nghệ ôtô đang trên đà phát triển và hội nhập. Nên việc nhập khẩu các loại

xe nguyên chiếc không phải là vấn đề tối ưu nữa, do sự phát triển của nghành công

nghệ ôtô Việt Nam nên đã có nhiều Công Ty đã nhập khẩu sát xi từ nước ngoài về để

đóng mới các loại xe. Đây là bước ngoặt phát triển của nên công nghiệp ôtô, giúp hạn

chế thuê nhập khẩu xe nguyên chiếc từ nước ngoài với giá thành rất cao và đó là cơ

hội để ngành công nghệ ôtô Việt Nam cạnh tranh với các nước trong khu vực.

Là một sinh viên ngành động lực trước khi kết thúc khoá học em được nhận đồ án

tốt nghiệp: Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi trên ôtô sát xi“THACO–KB88LSI”. Đây là

đề tài mang tính tổng hợp kiến thức cơ sở và chuyên ngành mà em đã được học và

cũng rất thiết thực đối với đất nước ta hiện nay, nhằm giải quyết nhu cầu về phương

tiện vận chuyển hành khách và đi lại giữa các vùng miền trong cả nước đang là vấn đề

cấp thiết đối với địa hình ở Việt Nam. Qua đề tài này sẽ giúp cho em hiểu sâu hơn và

áp dụng kiến thức đã học vào thực tế.

Do lượng thời gian làm đề tài ngắn, kiến thức có hạn, tài liệu còn hạn chế, kinh

nghiệm còn ít, khối lượng công việc tính toán lớn nên đồ án không tránh khỏi sai sót

mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn.

Sau đây là phần thuyết minh đề tài.

Đà Nẵng, ngày tháng 03 năm 2010

Tăng Văn Quân

3

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

1. MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.

Đất nước ta đang trong thời kì Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa, đời sống con

người ngày một nâng cao. Phương tiện đi lại là nhu cầu không thể thiếu được trong

cuộc sống của nhân dân. Yêu cầu về tính tiện nghi và độ an toàn của phương tiện cũng

được quan tâm nhiều hơn. Để đáp ứng lại vấn đề này, ngành ôtô nói chung và ôtô

chuyên chở hành khách nói riêng phải ngày càng hiện đại hóa nhằm nâng cao chất

lượng phục vụ hành khách.

Hiện nay, ngành công nghiệp sản xuất ôtô khách ở nước ta đang từng bước phát

triển và ngày một hoàn thiện. Việc nhập khẩu nguyên chiếc các xe khách từ nước

ngoài giá thành quá cao. Đã có rất nhiều Công Ty đã đóng mới xe khách từ các sát xi

nhập khẩu từ nước ngoài, đây là bước phát triển quan trọng của ngành công nghiệp ôtô

Việt Nam đang từng đang trên đà hội nhập và phát triển .

Do đó việc đóng mới xe khách đảm bảo vừa giá thành, tính tiện nghi và độ an

toàn cao là một vấn đề cấp thiết đang được đặt ra cho ngành công nghiệp ôtô Việt

Nam. Đây là mục đích mà em chọn đề tài : Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi trên ôtô sát

xi “THACO–KB88LSI” làm đề tài tốt nghiệp. Đề tài này có ý nghĩa rất thiết thực đối

với nước ta hiện nay, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lưu thông hành khách giữa các

vùng, miền. Đáp ứng các nhu cầu tiện nghi ngày càng cao và chất lượng của người dân

trong việc đi lại. Thúc đẩy ngành công nghiệp ôtô ngày một lớn mạnh và phát triển kịp

với các nước trong khu vực và vươn xa ra thế giới.

2. GIỚI THIỆU ÔTÔ SÁT XI THACO-KB88LSI.

Ôtô sát xi “THACO–KB88LSI” do Trung Quốc sản xuất, được nhập vào Việt

Nam ở dạng ôtô sát xi khung gầm. Có tải trọng cho phép lên sát xi xe là 11500 (kG).

Đây là loại ôtô sát xi dùng để đóng xe khách có kích thước cũng như khả năng chịu tải

phù hợp cho việc đóng mới xe khách từ 35 - 39 chỗ ngồi.

Thiết kế được thực hiện dựa trên các cơ sở yêu cầu sau :

- Sử dụng ôtô sát xi “THACO–KB88LSI”.

- Số lượng hành khách chuyên chở : 39 người (kể cả người lái).

- Đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, mĩ thuật và chất lượng của một ôtô chở

khách chất lượng cao.

- Kết cấu sau khi đóng mới phải phù hợp với khả năng cung cấp vật tư .

4

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

- Đảm bảo sau khi đóng mới sẽ chuyển động ổn định và an toàn trên các loại

đường ở Việt Nam.

Ôtô sát xi “THACO–KB88LSI” (Hình 2.1) có động cơ và hệ thống truyền lực

được bố trí ở phía sau, bố trí như vậy có ưu nhược điểm sau:

+ Ưu điểm:

- Cách nhiệt, cách âm, giảm ồn, giảm rung động rất tốt.

- Phân bố trọng lượng lên các cầu hợp lý.

- Dễ dàng tháo lắp khi sửa chữa và bảo dưỡng.

- Không gây ô nhiễm, đảm bảo sức khoẻ cho hành khách.

- Truyền động các đăng đến cầu chủ động đặt sau ngắn.

+ Nhược điểm:

- Lái xe không phát hiện kịp thời các hư hỏng.

- Hệ thống điều khiển phức tạp, cồng kềnh.

- Không tận dụng được sức gió để làm mát động cơ.

5

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

9

10 2

55

5

4400 155

5

5

6

4

3

2

1

2100

820

1910

1800

8

7

Hçn

h

2.1.Ätäsaïtxi T

H

A

C

O-K

B

88

L

SI.

1. Ð?ng

co; 2. Ly

h ?p;3.H ?p

s?; 4.Nhêp

sau; 5.Bçình

khêneïn

c ?a

h? th?ng

phanh;

6.H ? th?nglái; 7. Nhêptr u? c; 8.Thuìng

nhiãnli ?u; 9.L ?p

d ? phoìng; 10. Ðu? ng ?ng

x?.

2.1. Thông số kỹ thuật cơ bản của ôtô sát xi THACO-KB88LSI.

6

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

Ôtô sát xi THACO-KB88LSI do hãng KINGLONG - Trung Quốc sản xuất ở

dạng khung gầm có gắn động cơ và nhập vào Việt Nam với các thông số kỹ thuật

chính như sau.

Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của Ôtô sát xi THACO-KB88LSI.

TT Thông số kỹ thuật Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 CHIỀU DÀI TOÀN BỘ La mm 8855

2 Chiều rộng toàn bộ Ba mm 2430

3 Chiều cao toàn bộ Ha mm 3370

4 Chiều dài cơ sở L mm 4400

5 Vết bánh xe trước / sau mm 1910/1800

6

TRỌNG LƯỢNG ÔTÔ SÁT XI:

- Phân bố lên cầu trước

- Phân bố lên cầu sau

G0

G01

G02

KG

KG

KG

7950

2800

5150

7

Trọng lượng toàn bộ cho phép:

- Phân bố lên cầu trước.

- Phân bố lên cầu sau.

Ga

Ga1

Ga2

KG

KG

KG

11500

4000

7500

8

Bán kính quay vòng nhỏ nhất

theo vệt bánh trước phía ngoài. Rb m 9,2

9 Khoảng sáng gầm xe. mm 265

10 Cỡ lốp. inch 8.25R20

11 Góc dốc lớn nhất có thể vượt

được. %  34,2

12 Động cơ. YUCHAI

YC6J210-20

13 Ly hợp. Kiểu đơn khô Lò xo xoắn

14

Tỷ số truyền hộp số:

- Số 1

- Số 2

- Số 3

- Số 4

- Số 5

- Số lùi

ih 1

ih 2

ih 3

ih 4

ih 5

il

6,35

3,27

1,77

1,0

0,81

5,42

15 Tỷ số truyền lực chính i0

4,33

2.2. Các tổng thành và hệ thống của ôtô sát xi THACO-KB88LSI.

2.2.1. Động cơ.

Động cơ gắn trên ôtô sát xi THACO-KB88LSI mang ký hiệu YUCHAI YC6J210-

20 bố trí phía sau, có các thông số được ghi trong bảng 2.2.

Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ YUCHAI YC6J210-20.

7

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

TT Thông số kỹ thuật của động cơ Ký hiệu 100 Giá trị

1 Ký hiệu động cơ. YUCHAI

YC6J210-20

2 Loại nhiên liệu. Diesel

3 Số xi lanh. 6

4 Đường kính xi lanh. D mm 105

5 Hành trình piston. S mm 125

6

Công suất cực đại / ở số vòng

quay.

Ne max/ n KW/(vg/ph) 155/2500

7 Dung tích xi lanh. Vh cm3

6494

8 Khối lượng động cơ. Gđc Kg 650

9 Mô men động cơ. 710/1400-

1600 Nm/(v/p)

10 Tỷ số nén.  17,5:1

2.2.2. Giới thiệu các hệ thống trên ôtô sát xi THACO-KB88LSI.

- Hệ thống truyền lực: Đây là hệ thống truyền lực cơ khí có cấp, truyền động cầu

sau và bao gồm các tổng thành sau:

+ Ly hợp: Loại ly hợp một đĩa ma sát khô, với các lò xo xoắn dẫn động bằng

thuỷ lực trợ lực bằng khí nén.

+ Hộp số: Hộp số điều khiển cơ khí, năm số tiến và một số lùi

+ Các đăng: Dùng các đăng đơn, có đường kính 90(mm).

+ Truyền lực chính đơn, kiểu bánh răng côn xoắn hypoid 1 cấp.

Tỷ số truyền i0 = 4,33.

- Hệ thống treo:

Hệ thống treo của ôtô được nhập khẩu đồng bộ với khung ôtô và cầu ôtô .

Hệ thống treo trước kiểu 2912X33-010B và 2912X33-020B là loại phụ thuộc với

phần tử đàn hồi kiểu nhíp lá ,phần tử giảm chấn kiểu thủy lực.

Hệ thống treo trước kiểu 2913X33-010B và 2913X33-020B loại phụ thuộc, kiểu

nhíp lá, phần tử giảm chấn kiểu ống nhún thủy lực .

- Hệ thống phanh: Ôtô sử dụng phanh khí nén loại lắp cho xe XMQ6886HF, kiểu

tang trống dẫn động 2 dòng có 4 bầu tích năng lò xo đặt tại các bánh xe. Bình chứa khí

nén có dung tích 22x3 = 66 lít.

Phanh tay lốc kê dẫn động khí nén .

- Hệ thống lái: Ôtô sử dụng hệ thống lái cơ khí kiểu GX85KL do Trung Quốc sản

xuất loại sử dụng cho ôtô KingLong XMQ6886HF.

8

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi có tỉ số truyền : icc = 21,54:1, trợ lực thủy lực, được

lắp trên hệ cầu trước có sức chịu tải 4000 KG.

- Khung ô tô: Khung ôtô được nhập khẩu đồng bộ của Trung Quốc loại sử dụng

cho ôtô XMQ6886HF bao gồm :

Dầm dọc được chế tạo bằng thép cacbon thấp 09SiVL, loại đã được sử dụng để

chế tạo khung ôtô. Dầm dọc dạng bậc kết cấu phức hợp .

- Các dầm dọc và dầm ngang của khung ôtô được chế tạo bằng phương pháp dập

nguội .

3. THIẾT KẾ ÔTÔ KHÁCH 39 CHỖ NGỒI.

3.1. Những yêu cầu tổng quát .

- Đường bao ngoài xe có dạng khí động học tốt.

- Có hình dáng đẹp, tiện nghi cao và hiện đại.

- Các hệ thống như: Chiếu sáng, tín hiệu phải đầy đủ, và bố trí hợp lý.

- Phân bố trọng lượng hợp lý, tận dụng tốt diện tích sàn xe.

- Đảm bảo kích thước phủ bì nằm trong phạm vi giới hạn cho phép: [1]

+ Chiều dài đầu xe: Lđầu  3045%Lo.

+ Chiều dài đuôi xe: Lđuôi  5065%Lo.

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

- Đảm bảo các thông số về ghế (dài  rộng  cao), khoảng cách từ sàn đến

trần xe Hmax  3300mm. [1]

- Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và yêu cầu sử dụng của ôtô khách

chất lượng cao .

3.2. Lựa chọn hình dáng của ôtô khách thiết kế .

3.2.1. Yêu cầu thiết kế hình dáng ôtô khách.

Hình dáng các loại ôtô khách trong và ngoài nước hiện nay rất đa dạng và nhiều

mẫu mã có hình dáng đẹp và tiện nghi hiện đại. Do đó để chọn hình dáng cho xe thiết

kế ta cần tham khảo các xe khách tương đương, các mẫu xe phù hợp với công nghệ sản

xuất của nhiều cơ sở trong nước. Để đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của Bộ Giao

thông vận tải Việt Nam, yêu cầu đặt ra là:

- Thùng xe phải có dạng khí động học tốt để giảm sức cản của không khí khi xe

chuyển động tốc độ cao. Tầm quan sát của người lái và hành khách thông thoáng, hành

khách lên xuống dễ dàng.

9

Thiết kế ôtô khách 39 chỗ ngồi

- Có độ cứng vững đủ lớn để khi biến dạng không làm ảnh hưởng đến điều kiện

làm việc bình thường của các cụm chi tiết và các cơ cấu lắp đặt trên nó, không gây kẹt,

vênh các cánh cửa và vỡ kính.

- Hình dạng, kích thước thích hợp. Đảm bảo tháo lắp các cụm chi tiết dễ dàng, hạ

thấp chiều cao trọng tâm của xe, chiều cao chất tải thấp.

- Có hình dáng đẹp, tính thẩm mĩ cao, bố trí trang thiết bị hợp lý, tiện nghi hiện đại

phù hợp với công nghệ sản suất của các cơ sở trong nước.

3.2.2. Phân tích chọn hình dáng của ôtô thiết kế.

Hình dạng, kích thước thùng xe ảnh hưởng đến tính cản khí động học của ôtô.

Theo [1] sức cản khí động học tổng cộng của ôtô khi chuyển động bao gồm các thành

phần sau:

- Sức cản do hình dạng thùng xe chiếm 57 % phát sinh chủ yếu do hình thành áp 

lực của không khí đối với một ôtô chuyển động. Phía đuôi xe hình thành vùng xoáy

quẩn. Độ chênh lệch áp suất phía trước và phía sau xe quyết định mức cản hình dáng

của xe. Để giảm bớt thành phần cản này ta phải chú ý đến các góc lượn, phần chuyển

tiếp của phía trước, phía sau, kính bên, giá để hàng trên mui...

- Sức cản phụ chiếm 15% phát sinh do các phần nhô ra của ôtô: Gương chiếu hậu, 

các đèn, thanh chống va, ăngten, bảng số, tay khóa cửa ...

- Sức cản bên trong chiếm 12% hình thành bởi dòng không khí luồn lách bên trong 

xe làm nhiệm vụ thông gió bên trong thùng và làm mát động cơ.

- Sức cản ma sát bề mặt chiếm 9% phụ thuộc vào độ nhẵn bề mặt ngoài của xe, độ 

bám bụi và mật độ không khí tiếp xúc với thân xe.

- Sức cản hiệu ứng chiếm 7% phát sinh do tác động lực nâng (do chênh lệch áp 

suất mặt trên và mặt dưới của xe).

Như trên, ta nhận thấy hình dáng hình học của ôtô ảnh hưởng lớn đến lực cản

khí động học, trong đó phần đầu xe ôtô khách ảnh hưởng quyết định đến sức cản khí

động học của xe. Kính gió trước buồng lái có hình dạng và kích thước ảnh hưởng lớn

đến hệ số cản động học chung của ôtô khách. Phần đuôi xe, khi chọn tuyến hình phần

đuôi xe thì phải thỏa mạn yêu cầu thẩm mĩ, bố trí dãy ghế đuôi xe thuận lợi, giảm hậu

quả hình thành vùng chảy rối (vùng xoáy lốc) ở phía không gian sau đuôi ôtô.

Việc thiết kế thùng xe ta phải chọn phương án tốt nhất để giảm các thành phần lực

cản trên đây, trước tiên là thành phần lực cản do hình dáng hình học của ôtô gọi tắt là

tuyến hình của ôtô.

10