ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT Ô TÔ KHÁCH 29 CHỖ NGỒI TRÊN CƠ ...

MỤC LỤC

MỤC LỤC.....3

LỜI NÓI ĐẦU.. 5

1. MỤC ĐÍCH - Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 6

     1.1. Mục đích, yêu cầu. 6

     1.2. Ý nghĩa về kỹ thuật và kinh tế. 6

2. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Ô TÔ SÁT XI CƠ SỞ HYUNDAI COUNTY.. 8

     2.1. Sơ đồ tổng thể ô tô sát xi cơ sở HYUNDAI COUNTY. 8

     2.2. Các thông số kỹ thuật của ô tô sát xi cơ sở HYUNDAI COUNTY. 9

     2.3. Giới thiệu các bộ phận chính của ô tô sát xi cơ sở HYUNDAI COUNTY. 11

3. THIẾT KẾ KỸ THUẬT Ô TÔ KHÁCH 29 CHỖ NGỒI 17

     3.1. Những yêu cầu – lựa chọn kiểu dáng khi thiết kế ô tô khách. 17

     3.2. Phương án bố trí cửa lên xuống  trên ô tô. 19

     3.3. Phương án bố trí ghế ngồi trong khoang hành khách. 20

     3.4. Bố trí khoang lái 21

     3.5. Sơ đồ tổng thể ô tô thiết kế. 24

     3.6. Giới thiệu tổng quan về ô tô thiết kế. 25

     3.7. Thiết kế ghế hành khách. 28

     3.8. Thiết kế cửa lên xuống trên ô tô thiết kế. 31

4. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC.. 33

     4.1. Xác định trọng lượng ô tô thiết kế và phân bố tải trọng. 33

     4.2. Xác định tọa độ trọng tâm ô tô. 36

     4.3. Xác định bán kính quay vòng của ô tô. 38

     4.4. Tính toán kiểm tra ổn định. 40

     4.5. Tính toán động lực học của ô tô. 42

5. TÍNH KIỂM NGHIỆM BỀN.. 59

     5.1. Tính kiểm bền liên kết giữa ghế và sàn xe. 59

     5.2. Tính kiểm nghiệm bền ghế hành khách. 60

6. CÁC BIỆN PHÁP THÔNG GIÓ, CHIẾU SÁNG, GIẢM ỒN, CÁCH ÂM, CÁCH NHIỆT CHO KHOANG HÀNH KHÁCH.. 64

     6.1. Hệ thống thông gió và chiếu sáng khoang hành khách. 64

     6.2. Biện pháp giảm ồn và cách nhiệt cho khoang hành khách. 64

     6.3. Tính toán cân bằng nhiệt hệ thống điều hòa nhiệt độ. 65

7. BẢN KÊ CÁC CỤM TỔNG THÀNH, CHI TIẾT NHẬP KHẨU VÀ SẢN XUẤT TRONG NƯỚC   71

8. ĐÁNH GIÁ ĐỘNG LỰC HỌC, ĐỘ BỀN VÀ TÍNH NĂNG LÀM VIỆC CỦA CÁC HỆ THỐNG PHANH, TREO, LÁI 72

9. KẾT LUẬN.. 73

TÀI IỆU THAM KHẢO. 74

LỜI NÓI ĐẦU

     Đồ án tốt nghiệp là một điều kiện cần để các sinh viên sau khi hoàn thành khóa học có thể tốt nghiệp. Vào học kỳ cuối, những sinh viên đủ điều kiện sẽ được làm đồ án tốt nghiệp. Thực hiện đề tài tốt nghiệp là cơ hội để sinh viên tổ hợp kiến thức, thể hiện khả năng, tìm hiểu thực tế và trau dồi thêm những kỹ năng cần thiết trước khi chính thức ra trường.

     Như chúng ta biết, ô tô với đặc điểm có tính cơ động và linh hoạt cao đã trở thành phương tiện rất cần thiết trong ngành giao thông vận tải. Ngày nay, ô tô là một thành viên không thể thiếu của xã hội. Ô tô đã đóng góp một vai trò chính trong sự phát triển công nghiệp và kinh tế. Đồng thời, nó còn là phương tiện nâng cao tiện nghi đời sống và hỗ trợ giao lưu, phát triển văn hóa xã hội. Do vậy, khi đủ điều kiện để làm đồ án tốt nghiệp, e đã chọn thực hiện đề tài: “Thiết kế kỹ thuật ô tô khách 29 chỗ ngồi trên cơ sở ô tô khách sát xi HYUNDAI COUNTY”.

      Được sự hướng dẫn tận tình và xuyên suốt của thầy giáo ................, sự giúp đỡ, tư vấn của các anh đang công tác tại phòng kỹ thuật thuộc công ty CP cơ khí ô tô Thống Nhất, cùng sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành được đề tài của mình. Tuy nhiên, do kiến thức, kinh nghiêm, thời gian và điều kiện có hạn, nên đề tài của em còn rất nhiều sai xót và còn nhiều vấn đề chưa giải quyết triệt để. Vì vậy, em rất mong nhận  được sự chỉ bảo của các thầy cô để em có thể hoàn thành tốt hơn nữa đề tài của mình.

     Cuối cùng, em xin gửi lời cám ơn chân thành và chúc sức khỏe đến thầy giáo hướng dẫn ..............., các anh đang công tác tại phòng kỹ thuật thuộc công ty, các thầy cô giáo khoa Cơ khí giao thông và các bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này.

                                                                                     ........, ngày ..... tháng ... năm 20....

                                                                                      Sinh viên thiết kế

                                                                                        .........................

1. MỤC ĐÍCH - Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

         1.1. Mục đích, yêu cầu

         Giao thông vận tải nói chung và vận tải ô tô nói riêng là một ngành quan trọng của quá trình phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia cũng như trên toàn thế giới. Con người và các sản phẩm sản xuất trong xã hội luôn có xu hướng di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Chính vì vậy mà ngành giao thông vận tải đã ra đời. Và với quy luật đó, ngành giao thộng vận tải được xem là mạch máu của nền kinh tế quốc dân.

         Hiện nay, tình hình kinh tế - xã hội của đất nước đang phát triển nhanh, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách ngày càng tăng, xe chở khách cỡ nhỏ ngày càng thích hợp với các tuyến đường ngắn, trung bình, nội và ngoại tỉnh.

         Để đề tài tốt nghiệp có ý nghĩa và có giá trị ứng dụng thực tế, trên cơ sở tìm hiểu nhu cầu thị trường, em đã chọn đề tài thiết kế xe ô tô khách 29 chỗ ngồi trên cơ sở ô tô sát xi HYUNDAI COUNTY do Hàn Quốc sản xuất với các yêu cầu chính khi thiết kế là:

               - Giữ nguyên toàn bộ động cơ, hệ thống truyền động và các cơ cấu điều khiển của ô tô sát xi như: Sát xi, đọng cơ, hộp số, cát đăng, trục trước, cầu sau, các hệ thống phanh, treo, lái.

               - Không làm ảnh hưởng đến chất lượng, độ bền của sát xi.

               - Đảm bảo các thông số về bước ghế, khoảng cách từ sàn xe đến trần xe, chiều cao cửa xe, chiều rộng ghế khách theo quy định của tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và các tiêu chuẩn hiện hành có liên quan.

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

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

         1.2. Ý nghĩa về kỹ thuật và kinh tế

         Ô tô với đặc điểm là có tính cơ động và linh hoạt cao đã trở thành phương tiện rất cần thiết trong ngành giao thông vận tải. Ô tô đã đóng góp một vai trò chính trong phát triển công nghiệp và kinh tế, đồng thời nó còn là phương tiện nâng cao tiện nghi đời sống con người và hỗ trợ giao lưu, phát triển văn hóa xã hội.

         Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam hiện nay hoạt động chủ yếu trên hình thức lắp ráp liên doanh với các công ty sản xuất ô tô nước ngoài. Đề tài thiết kế ô tô khách 29 chỗ ngồi trên cơ sở ô tô sát xi HYUNDAI COUNTY rất phù hợp với tình hình và điều kiện kỹ thuật hiện tại của Việt Nam. Những phương tiện kỹ thuật, công nghệ, vật tư được sử dụng trong đề tài này rất phổ biến và sẵn có tại Việt Nam. Do vậy, đề tài này có nhiều thuận lợi về mặt kỹ thuật khi thiết kế.

         Hiện tại, nhu cầu của thị trường trong nươc về loại xe chở khách 29 chỗ ngồi là rất cao. Bên cạnh đó, sát xi HYUNDAI COUNTY được lựa chọn làm sát xi cơ sở cho xe thiết kế là loại sát xi rất được khách hàng ưa chuộng, là lựa chọn của nhiều nhà thiết kế và các công ty lắp ráp ô tô trong nước. Vì đó là sản phẩm của một công ty sản xuất ô tô uy tín và nổi tiếng (HYUNDAI), mang thương hiệu của Hàn Quốc, chất lượng đảm bảo, giá thành của xe sau khi lắp ráp rất phù hợp,… Với những lý do trên, đây là đề tài rất có ý nghĩa cả về mặt kinh tế lẫn kỹ thuật.

2. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Ô TÔ SÁT XI CƠ SỞ HYUNDAI COUNTY

2.3. Giới thiệu các bộ phận chính của ô tô sát xi cơ sở HYUNDAI COUNTY

2.3.1. Cụm động cơ – ly hợp – hộp số –  truyền lực chính

2.3.1.1. Động cơ

Ô tô sát xi cơ sở HYUNDAI COUNTY sử dụng một trong hai loại động cơ của hãng HYUNDAI sản xuất là HYUNDAI-D4DB hoặc HYUNDAI-D4DD. Đây là loại động cơ 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng sử dụng nhiên liệu diesel. Động cơ đặt phía trước, gần người lái tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí các cơ cấu điều khiển và việc theo dõi, bảo dưỡng động cơ. Điểm khác nhau lớn nhất của hai động cơ trên là ở hệ thống cung cấp nhiên liệu. Hệ thống nhiên liệu của động cơ D4DB sử dụng bơm cao áp truyền thống, đạt tiêu chuẩn khí thải EURO II. Động cơ D4DD được trang bị hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử Comment Rail Diesel, đạt tiêu chuẩn khí thải EURO III. Do vậy công suất và mômen cực đại của dộng cơ D4DD là cao hơn so với động cơ D4DB.

         Ô tô thiết kế có thể sử dụng động cơ HYUNDAI-D4DB hoặc HYUNDAI-D4DD tùy theo yêu cầu của khách hàng. Đề tài này lựa chọn ô tô sát xi cơ sở sử dụng động cơ D4DD để thiết kế và tính toán. Động cơ D4DD có những đặc điểm nổi bật:

               - Động cơ có Turbo tăng áp;

               - Sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu hiện đại và tiên tiến nhất hiện nay (công nghệ Comment Rail Diesel);

               - Công suất và mômen cực đại của dộng cơ D4DD là cao hơn so với động cơ D4DB;

               - Động cơ hoạt động êm và ít ồn hơn động cơ D4DB, tiêu hao nhiên liệu ít hơn, tuổi thọ cao hơn;

               - Khí thải động cơ đạt tiêu chuẩn EURO III, giảm thiểu ô nhiễm môi trường;

               - Lúc hệ thống nhiên liệu gặp sự cố thì việc tìm ra lỗi và khắc khục rất nhanh chóng.

         Tuy nhiên, động cơ D4DD cũng tồn tại một số nhược điểm:

               - Yêu cầu kiểm tra, bảo dưỡng khắt khe khi vận hành;

               - Khi hệ thống nhiên liệu gặp sự cố thì phải mang xe đến hãng mới có đủ dụng cụ, máy móc để khắc phục sự cố…

         2.3.1.2. Cụm ly hợp – hộp số

         + Ly hợp được dẫn động bằng thủy lực có trợ lực chân không. Là loại ly hợp ma sát khô, đĩa đơn, kiểu lò xo ép đĩa nón cụt. Ly hợp sử dụng lò xo kiểu này có nhiều ưu điểm nổi bậc:

               - Chỉ có một lò xo đĩa côn bố trí ở giữa nên áp lục phân bố đều lên bề mặt ma sát, không làm cong vênh đĩa ép, tránh tình trạng mòn không đều của đĩa ép và đĩa ma sát;

               - Lò xo làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu ly hợp rất gọn nhẹ;

               - Đặc tính của lò xo là phi tuyến nên điều khiển nhẹ nhàng.

         Ly hợp loại này rất phù hợp để sử dụng cho xe du lịch và xe khách cở nhỏ hoạt động trong điều kiện đường tốt.

         + Hộp số trang bị trên ô tô sát xi HYUNDAI COUNTY là hộp số cơ khí loại 3 trục (hộp số đồng trục), có 5 số tiến và 1 số lùi. Kiểu loại hộp số: M030S5.

         Tỷ số truyền của từng tay số là:

               - Tỷ số truyền số thứ 1: 5,380;

               - Tỷ số truyền số thứ 2: 3,028;

               - Tỷ số truyền số thứ 3: 1,700;

               - Tỷ số truyền số thứ 4: 1,000;

               - Tỷ số truyền số thứ 5: 0,722;

               - Tỷ số truyền số lùi: 5,380.

         2.3.1.3. Truyền lực chính

         Truyền lực chính để tăng momen xoắn và truyền momen xoắn qua cơ cấu phân chia đến các nửa trục (bán trục) đặt dưới một góc nào đó (thường là 900) đối với trục dọc của ô tô, máy kéo.

         Ô tô sát xi cơ sở Huyndai County được trang bị truyền lực chính đơn, một cấp loại truyền động Hypoit.

         Tỷ số truyền của truyền lực chính là: i0 = 5,375;

         Khoảng sáng gầm xe là: H = 195 mm.

         2.3.2. Hệ thống lái

         Hệ thống lái của ô tô sát xi cơ sở Hyundai County được nhập khẩu đồng bộ với khung gầm ô tô. Hệ thống lái được lắp liên hệ với cầu trước của ô tô (bánh xe trước chủ động).

         Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô bằng cách xoay bánh trước (bánh dẫn hướng hay bánh lái). Hệ thống lái gồm có cơ cấu lái và cơ cấu dẫn động lái.

         Cơ cấu lái có tác dụng giảm bớt lực mà người lái cần tác động vào vòng lái (vô-lăng). Cơ cấu dẫn động lái gồm một loạt đón bẩy và thanh kéo, có tác dụng xác định tư thế cho bánh dẫn hướng của ô tô, làm cho bánh xe phải xoay đi một góc phù hợp với góc quay của vô-lăng.

         Hệ thống lái sử dụng trên ô tô sát xi cơ sở Huyndai County là loại Trục vít-Ecu-Bi-Thanh răng-Cung răng liên hợp. Tỷ số truyền của cơ cấu lái là: 18 ÷ 22. Hệ thống lái có trang bị cường hóa lái thuỷ lực để giảm nhẹ sức lao động cho người lái và tăng an toàn chuyển động.

         2.3.3. Hệ thống treo

         Hệ thống treo của ô tô sát xi cơ sở Hyundai County được nhập khẩu đồng bộ với khung ô tô và gầm ô tô.

         Hệ thống treo là tập hợp các cơ cấu dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏvới các cầu hay hệ thống chuyển động (bánh xe) ô tô.

Hệ thống treo bao gồm ba bộ phận sau:

- Bộ phận đàn hồi: là bộ phận làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng thẳng đứng, giảm va đập và tải trọng tác dụng lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, để đảm bảo chuyển động được êm dịu.

- Bộ phận dẫn hướng: làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền các lực dọc, ngang, các mômen phản lực, mômen  phanh, tải trọng tác dụng thẳng đứng lên bánh xe. Động học của bộ phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung vỏ.

- Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của những bộ phận được treo và không được treo, biến cơ năng của dao động thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh.

Hiện nay, có nhiều loại hệ thống treo khác nhau, nếu phân loại theo dạng bộ phận dẫn hướng thì hệ thống treo được chia thành hai loại:

               + Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo được đặc trưng bởi dầm cầu liền và dịch chuyển của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau. Việc truyền lực và momen từ bánh xe lên khung có thể thực hiện trực tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh đòn.

               + Hệ thống treo độc lập: với dầm cầu cắt, cho phép các bánh xe dịch chuyển độc lập. Bộ phận dẫn hướng trong trường hợp này có thể là loại đòn, loại đòn - ống hay còn gọi là Mac-pher-xôn.

         Đặc điểm hệ thống treo của ô tô sát xi cơ sở Hyundai County: Hệ thống treo kiểu phụ thuộc, phần tử đàn hồi loại nhíp lá bán elip, gồm 5 là nhíp (treo trước), 7 là nhíp (treo sau), có cường hóa, giảm chấn thủy lực dạng ống, có thanh ổn định ngang.

Bảng 2-3 Các thông số hệ thống treo trên ô tô sát xi cơ sở HYUNDAI COUNTY

         2.3.4. Hệ thống phanh

      Đặc điểm của hệ thống phanh dùng trên ô tô sát xi cơ sở Hyundai County:

      - Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là: các phần tử ma sát và cơ cấu ép. Phần tử ma sát của cơ cấu phanh dùng trên ô tô sát xi cơ sở Hyundai County có dạng Trống – Guốc.

                  Cơ cấu phanh trước                                  Cơ cấu phanh sau

Hình 2-2 Cơ cấu phanh Trống – Guốc

      - Dẫn động phanh: Hệ thống phanh chính dùng trên ô tô sát xi cơ sở Hyundai County sử dụng dẫn động phanh bằng thủy lực, hai dòng dẫn động độc lập.

Hình 2-3 Sơ đồ phân dòng dẫn động thủy lực

1. Cơ cấu phanh trước; 2. Cơ cấu phanh sau; 3. Bàn đạp phanh; 4. Bầu trợ lực chân không; 5. Xi lanh chính; 6. Xi lanh công tác; 7. Bình tích chân không.

      - Trợ lực phanh: Trên ô tô sát xi cơ sở Hyundai County có tích hợp trợ lực chân không cho hệ thống phanh nhằm giảm nhẹ sức lao động và tăng tính tiện nghi cho lái xe. Ô tô sát xi cơ sở Hyundai County sử dụng động cơ diesel, có số vòng quay trục khuỷu thấp và độ chân không trên đường nạp nhỏ do không có bướm ga. Do vậy, với trường hợp này nếu muốn sử dụng bộ trợ lực chân không thì cần phải có bơm riêng để tạo nguồn áp suất chân không. Bơm chân không sử dụng trên ô tô sát xi này là loại bơm cánh gạt. Bơm chân không được nối với bình tích chân không qua van 1 chiều để luôn tạo sẵn áp suất chân không cho trợ lực.

      - Phanh đỗ: Ô tô sát xi cơ sở Hyundai County sử dụng phanh dừng loại tác động lên hệ thống truyền lực, dẫn động bằng cơ khí.

      - Phanh chậm dần: Ô tô sát xi cơ sở Hyundai County có trang bị hệ thống phanh chậm dần nằm trên đường ống xả của động cơ. Khi phanh chậm dần hoạt động thì một van bố trí trên đường thải động cơ sẽ đóng đường thải lại nhờ áp suất chân không tại bình tích chân không.

 3. THIẾT KẾ KỸ THUẬT Ô TÔ KHÁCH 29 CHỖ NGỒI

         3.1. Những yêu cầu – lựa chọn kiểu dáng khi thiết kế ô tô khách

         3.1.1. Yêu cầu khi thiết kế

         Những yêu cầu chung:

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

               - Có hình dáng đẹp, 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;

               - 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 ô tô;

               - Bố trí trong khoang lái, khoang hành khách hợp lý để tạo cảm giác thoải mái, dễ chịu cho lái xe và hành khách;

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

         Hình dáng các loại ô tô khách trong và ngoài nước hiện nay rất đa dạng. Có hình dáng đẹp, tiện nghi và 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.

          - 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, bố trí trang thiết bị hợp lý, tiện nghi hiện đại phù hợp với công nghệ sản suất của các cơ sở trong nước.

         3.1.2. Lựa chọn kiểu dáng khi thiết kế

         Hình dạng, kích thước thùng xe ảnh hưởng đến tính cản khí động học của ôtô. Theo [3], sức cản khí động học tổng cộng của ô tô 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 ô tô 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 ô tô: 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 khoang hành khách 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).

         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.

         Hiện nay trong nước có các loại xe khách điển hình tương tự xe thiết kế đang lưu hành như xe: COUNTY HM K29B, Transico NGT 2009, Bus TANDA29, Transinco BA-HAI HC K29E3, Transinco HAECO-K29S2, Transinco HAECO-K29S3.... Mẫu mã các loại xe này phù hợp với tiêu chuẩn xe khách liên tỉnh của Bộ Giao Thông Vận Tải ban hành. Vì vậy ta có thể tham khảo hình dáng của các loại ô tô khách này.

         Do một số hạn chế (khối lượng nội dung cần thiết kế, tính toán, thời gian thực hiện,...) nên đề tài này sẽ chọn một xe tương tự đã được lưu thông để tham khảo. Đề tài này lựa chọn xe ô tô khách Transinco HAECO-K29S3 do Công ty cổ phần cơ khí ô tô Thống Nhất Thừa Thiên Huế (HAECO) sản xuất – lắp ráp làm xe tham khảo. Những chi tiết, tổng thành của ô tô tham khảo được sử dụng là:

               - Khung xương của ô tô

               - Vỏ xe

               - Tấm che nội thất (bằng vật liệu Composit)

         Một số thông số lấy từ ô tô tham khảo:

               +Kích thước bao (dài´ rộng´ cao) : 713520402770  [mm]                 + Góc thoát trước/sau: 210/140

                + Kính phía trước, phía sau và kính cửa sổ là loại kính an toàn (loại kính hai lớp ở giữa có lớp nhựa).

       3.2. Phương án bố trí cửa lên xuống trên ô tô

         Hiện nay, ô tô khách có các phương án bố trí cửa như trên hình 3-3:

Hình 3-1 Phương án bố trí cửa trên ô tô khách

1. Cửa lên xuống của hành khách; 2. Buồng lái; I. Bố trí 3 cửa lên xuống; II. Bố trí 2 cửa lên xuống; III. Bố trí 1 cửa lên xuống

         3.2.1. Phương án 1

         Ô tô được bố trí 03 cửa lên xuống dành cho hành khách phía thân xe bên phải. Bố trí như vậy chỉ phù hợp với những xe có chiều dài thân xe lớn và số lượng chỗ ngồi lớn. Phương án này không phù hợp với ô tô đang thiết kế.

         3.2.2. Phương án 2

         Ô tô sẽ có 02 cửa lên xuống dành cho hành khách phía thân xe bên phải. Hai cửa này có thể chọn dạng cửa kép cho cả cửa trước và cửa sau, hoặc cửa trước là cửa đơn còn cửa sau là cửa kép. Phương án này phù hợp với những xe có số lượng chỗ ngồi trên 50 chỗ ngồi.

         3.2.3. Phương án 3

         Ô tô chỉ có 01 cửa lên xuống dành cho hành khách phía thân xe bên phải. Cửa sử dụng cho phương án này là dạng cửa kép kiểu cánh gập. Phương án này phù hợp với các loại xe khách cỡ nhỏ, cở trung bình và xe bus trong thành phố.

         Ô tô thiết kế có 29 chỗ ngồi nên phương án 3 là phương án bố trí cửa lên xuống phù hợp và tối ưu nhất. Vậy, chọn phương án 3 làm phương án bố trí cửa lên xuống trên ô tô thiết kê.

       3.3. Phương án bố trí ghế ngồi trong khoang hành khách

         3.3.1. Phương án 1

Hình 3-2 Sơ đồ bố trí ghế ngồi phương án 1

I. Ghế phụ; II. Dãy ghế hành khách cuối cùng (4 ghế)

         Với phương án này, dãy ghế dành cho hành khách cuối cùng có 04 chỗ ngồi. Như vậy, không gian cuối của xe sẽ thoáng và rộng rãi, hành khách sẽ có cảm giác thoải mái. Ngoài ra, sẽ bố trí 01 ghế phụ ở vị trí như hình 3-2. Việc bố trí ghế phụ ở vị trí này là không hợp lý và không đạt tiêu chuẩn ngành, vì nó nắm ngay cửa lên xuống nên sẽ gây nhiều khó khăn và bất tiện cho hành khách lúc lên xuống xe.

         3.3.2. Phương án 2

Hình 3-3 Sơ đồ bố trí ghế ngồi phương án 2

         Bố trí theo phương án này thì dãy ghế dành cho hành khách cuối cùng sẽ có 05 chỗ ngồi. Phương án này khắc phục được nhược điểm của phương án 1 là không còn ghế phụ ở lối lên xuống nữa. Lối đi dành cho hành khách thoáng, rộng hơn và không vi phạm các tiêu chuẩn nghành hiện hành. Do vậy, phương án 2 là phương án tối ưu hơn. Chọn cách bố trí ghế ngồi theo phương án 2.

       3.4. Bố trí khoang lái

         Một số yêu cầu trong buồng lái:

               - Kính chắn gió phía trước buồng lái phải là loại kính an toàn (hai lớp kính, ở giửa có lớp nhựa hoặc loại kính khi vỡ mảnh vụn, không có cạnh sắc).

               - Cột kính ở góc không được quá lớn làm giảm tầm nhìn của người lái.

               - Phải có tấm chắn che ánh nắng mặt trời chiếu thẳng, tấm này phải có khả năng điều chỉnh được vị trí.

               - Các thiết bị, đèn báo hiệu, đồng hồ và công tắc điều khiển liệt kê dưới đây (nếu có) phải được lắp đặt trong phạm vi giới hạn bởi hai mặt phẳng song song với mặt phẳng trung tuyến dọc của xe cách đường tâm trục lái 500 mm về hai phía và đảm bảo cho người lái có thể nhận biết, điều khiển chúng một cách dễ dàng:

         + Công tắc khởi động, tắt động cơ;

         + Các cơ cấu điều khiển hệ thống phanh, ly hợp và bàn đạp ga;

         + Công tắc đèn chiếu sáng phía trước, còi, đèn báo rẽ, gạt nước;

         + Đồng hồ tốc độ, đèn báo hiệu tình trạng làm việc của các đèn báo rẽ, đèn pha, hệ thống nhiên liệu, nước làm mát động cơ, dầu bôi trơn, hệ thống phanh và hệ thống nạp ắc quy.

               - Cơ cấu lò xo hồi vị của bàn đạp ga, phanh, ly hợp (nếu có) phải đảm bảo tự đưa các bàn đạp này trở về được vị trí ban đầu khi người lái thôi tác dụng lực.

               - Phải có ký hiệu để nhận biết được dễ dàng vị trí các tay số.

               - Việc bố trí chỗ ngồi bên cạnh người lái không được ảnh hưởng tới khả năng điều khiển xe của người lái;

         - Ghế lái phải được lắp đặt sao cho đảm bảo tầm nhìn của người lái để điều khiển xe. Ghế lái phải có đủ không gian để người lái vận hành các thiết bị điều khiển một cách dễ dàng. Độ lệch tâm giữa ghế lái và trục lái không được không được ảnh hưởng đến khả năng điều khiển xe của người lái và không được lớn hơn 40 mm.

               - Ghế lái điều chỉnh được theo chiều dọc của xe trong khoảng 120mm, đệm tựa lưng điều chỉnh được độ nghiêng từ 90 ÷ 1350.

         Khoảng không gian buồng lái là phần không gian dành riêng cho người lái và các bộ phận điều khiển (bảng đồng hồ, vô lăng, các bàn đạp ga, ly hợp, phanh chân, phanh tay, ...). Khoảng không gian buồng lái ảnh hưởng đến tính linh hoạt và tính hiệu quả của người điều khiển. Do đó cần phân tích và bố trí một cách hợp lý. Hiện nay có năm phương án ngăn khoảng không gian buồng lái như hình 3-4.

               - Sơ đồ 1: Ngăn hẳn buồng lái, người lái ra vào bằng cửa riêng và liên hệ với người phụ (người bán vé) bằng micrôphôn, tín hiệu còi hoặc qua cửa phía sau vách ngăn. Phương án này đảm bảo an toàn cho người lái nhưng hạn chế quan sát và  thông thoáng cho người lái và hành khách.

               - Sơ đồ 2: Vách phía sau cố định, có cửa ra vào để qua lại giữa buồng lái và hành khách. Có thể có hoặc không có cửa dành cho người lái nằm ở bên trái buồng lái. Loại này phổ biến trên các loại xe buýt.

               - Sơ đồ 3: Vách phía sau người lái ngăn lửng, người lái lên xuống bằng cửa phía bên phải buồng lái.

               - Sơ đồ 4: Ngăn bằng thanh chắn và tấm ngăn di động được. Loại này thường được áp dụng trên các loại xe khách nội tỉnh, xe buýt thành phố.

               - Sơ đồ 5: Không ngăn hẳn, chỉ bằng một thanh chắn phía sau buồng lái.

         Năm sơ đồ trên mỗi sơ đồ có ưu nhược điểm riêng, ta chọn sơ đồ 5 để ngăn khoảng không gian buồng lái. Vì phương án này có ưu điểm là  tạo khoảng không gian lớn, người lái dễ quan sát phía trong ngoài xe nhờ các gương chiếu hậu. Do đó tạo độ thoải mái cho người lái khi làm việc và đảm bảo tận dụng được nhiều diện tích sàn xe.

Hình 3-5 Bố trí khoang lái

1. Dây đai an toàn; 2. Phanh tay; 3. Bàn đạp ly hợp; 4. Bàn đạp phanh; 5. Bàn đạp ga; 6. Cần số; 7. Khóa đai an toàn

       3.5. Sơ đồ tổng thể ô tô thiết kế

Hình 3-6 Sơ đồ tổng thể ô tô khách 29 chỗ ngồi thiết kế

                              MẶT TRƯỚC                                      MẶT SAU

Hình 3-7 Mặt trước và mặt sau của ô tô thiết kế

       3.6. Giới thiệu tổng quan về ô tô thiết kế

         Ô tô chở khách 29 chỗ ngồi được thiết kế trên cơ sở ô tô sát xi HYUNDAI COUNTY do hãng sản xuất ô tô nổi tiếng HYUNDAI của Hàn Quốc sản xuất.

         3.6.1. Tuyến hình

         Việc bố trí ghế ngồi trong khoang hành khách được thực hiện như sau:

               - Dãy bên trái gồm: 06 hàng ghế 02 chỗ ngồi và 01 ghế lái xe;

               - Dãy bên phải gồm: 04 hàng ghế 02 chỗ ngồi, 01 hàng ghế đơn + 01 ghế gập và 01 hàng ghế 01 chỗ ngồi;

               - Dãy ghế cuối cùng 05 chỗ ngồi.

               Tổng cộng 29 chỗ ngồi (kể cả ghế của lái xe). Ghế ngồi trong khoang hành khách được bố trí với khoảng chách từ lưng đệm tựa ghế trước đến bụng đệm tựa ghế sau không nhỏ hơn 630 mm. Kích thước ghế đảm bảo tiêu chuẩn ngành của ô tô khách liên tỉnh.

         Việc thông gió và chiếu sáng được thực hiện bằng phương pháp tự nhiên nhờ các cửa sổ (cửa sự cố) nằm dọc hai bên thân xe, cửa thông gió nóc xe và hệ thống điều hòa nhiệt độ. Trong xe có bố trí 04 đèn trần theo chiều dọc của trần xe để đảm bảo độ chiếu sáng tối thiểu tại mỗi vị trí ghế ngồi không nhỏ hơn 70 lux. Ngoài ra, tại mỗi hàng ghế có bố trí 02 đèn đọc sách được gắn trên đường dẫn khí lạnh của hệ thống điều hòa quanh nóc xe.

         Ô tô thiết kế có các cửa sổ thoát hiểm kiểu kính đẩy được bố trí hai bên thân xe, bên phải 02 cửa, bên trái 03 cửa. Phía trước và sau ô tô lắp kính cố định. Các loại kính sử dụng trên ô tô điều là loại kính an toàn.

         Cửa thông gió nóc xe: Ô tô thiết kế có 01 cửa thông gió nóc xe nằm trên nóc của ô tô. Cửa có ba tư thế mở khác nhau.

         Xe có 01 cửa khoang hành lý bố trí sau đuôi xe. Cửa của khoang hành lý nằm bên dưới hàng ghế dành cho hành khách cuối cùng. Cửa khoang hành lý liên kết với thân xe bằng khớp nối bản lề. Cửa được mở theo hướng lật lên nhờ sự hỗ trợ của 2 ty-thủy lực.

         Cửa lên xuống của hành khách và lái xe (cửa chính) bố trí ở thân xe bên phải, loại bản lề hai cánh gập, 01 cửa. Cửa thoát hiểm và dụng cụ phá cửa thoát hiểm (loại búa nhỏ đầu bịt cao su) được bố trí hai bên thân xe, bên phải 02 cửa, bên trái 03 cửa.

         Bậc lên xuống được làm bằng thép góc V40 được hàn trực tiếp vào khung xe, sàn bậc lên xuống bằng tôn 2 mm phía trên được lót 1 lớp nhôm chống trượt để đảm bảo an toàn cho khách khi bước lên xe đồng thời tăng tính thẩm mỹ của xe. Thành bậc lên xuống dùng tôn 1,2 mm hàn dính vào khung.

         Gương chiếu hậu bố trí ở hai bên đầu xe, mỗi bên 01 gương (có hệ thống sấy nóng gương), đảm bảo cho người lái quan sát được không gian phía sau bên ngoài thân xe.

         Giá để hành lý bố trí trong khoang hành khách, phía trên bên trái. Khoang để hành lý bố trí phía sau xe, bên dưới dãy ghế cuối cùng.

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

         3.6.2. Sàn ô tô

         Sàn ô tô được tạo thành từ các dầm ngang chính bằng thép hình U80x40x4 và các thanh giằng dọc bằng thép hình U50x25x2, []40x40x2.5 và L40x40x3. Các dầm ngang sàn được liên kết chắc chắn với dầm ngang của khung ô tô sát xi bằng bulông M12.

         3.6.3. Thân vỏ ô tô

         Khung xương phần thân của ô tô gồm có các mảng: khung xương mảng thành phải, mảng thành trái; khung xương mảng đầu, mảng đuôi và mảng nóc.

         Hệ khung xương được tạo thành bởi các cột đứng bằng thép hình []50x25x2. Các cột chính được gia cường để tăng độ bền và độ cứng vững bởi các thanh giằng ngang bằng thép hình []40x40x2. Vật liệu chế tạo khung xương là thép CT3.

         Mặt ngoài của khung xương được bọc bằng tôn mạ kẽm dày 1.2 mm, phía trong có bọc lớp cách nhiệt và cách âm. Thân vỏ ô tô được liên kết với các dầm ngang sàn bằng phương pháp hàn hồ quang trong môi trường có khí CO2 bảo vệ.

         Phần thân vỏ và mảng sàn ô tô sử dụng của ô tô tham khảo do Công ty cổ phần cơ khí ô tô Thống Nhất Thừa Thiên Huế Sản xuất.

         3.6.4. Ghế hành khách

         Trong khoang hành khách bố trí ghế ngồi cho 29 người, kể cả người lái. Chiều rộng mặt ghế cho mỗi chỗ ngồi của các loại ghế đảm bảo tiêu chuẩn 400x400 mm, chiều cao từ sàn ô tô đến mặt đệm ngồi là 400 mm, đảm bảo tiêu chuẩn ngành đối với xe khách liên tỉnh.

         Khung xương ghế được chế tạo từ thép ống Φ27. Ghế ngồi được bắt chắc chắn với sàn ô tô bằng các bulông M10.

         3.6.5. Cửa lên xuống (cửa chính)

         Ô tô thiết kế có 01 cửa lên xuống dành cho hành khách và lái xe bố trí bên phải thân xe, cửa loại bản lề hai cánh gập. Cả lái xe và hành khách đều lên xuống xe bằng cửa lên xuống duy nhất này.

         3.6.6. Hệ thống âm thanh

         Trên ô tô có thể lắp đồng bộ hệ thống âm thanh do Hàn Quốc sản xuất. Bố trí và cách lắp đặt hệ thống âm thanh tương tụ như trên các ô tô khách cùng loại do Hàn Quốc sản xuất. Có thể lắp đặt các hệ thống khác theo tùy chọn của khách hàng.

         3.6.7. Hệ thống điều hòa nhiệt độ

         Trên ô tô có thể bố trí hoặc không bố trí hệ thống điều hòa nhiệt độ tùy theo yêu cầu của khách hàng khi mua xe. Khi lắp đặt điều hòa nhiệt độ, sử dụng đồng bộ hệ thống điều hòa nhiệt độ do Hàn Quốc sản xuất, sử dụng ga lạnh R-134a. Dàn nóng và máy nén khí được bố trí dưới sàn xe, giàn lành và quạt gió được bố trí ở đầu xe. Hệ thống dẫn khí lạnh của hệ thống được bố trí quanh nóc xe. Chọn hệ thống điều hòa MANDO do Hàn quốc sản xuất.

         3.6.8. Lốp xe

         Ô tô được lắp loại lốp 7.00R16-12PR như ô tô sát xi cơ sở.

         3.6.9. Các hệ thống khác

         Các đèn chiếu sáng và tín hiệu được bố trí như trong bản vẽ bao gồm: Đèn sương mù, đèn xi nhan, đèn pha cốt, đèn soi biển số, đèn phanh và đèn lùi.

         Nội thất của ô tô được phủ bằng da nhân tạo và các chi tiết bằng vật liệu Composit. Ốp trong trần trước lái xe, ốp trong trụ, các tấm laphong ốp mạn và trần được đúc bằng vật liệu Composit trên các khuôn đúc dành cho từng loại. Đây là các chi tiết nội thất mang tính thẩm mỹ cao, trên bề mặt có các hoa văn trang trí tạo cảm giác nhẹ nhàng cho hành khách khi ngồi trong xe. Do vậy bề mặt khuôn đúc phải có những hoa văn và được chuẩn bị kỹ trước khi sản xuất các sản phẩm. Các sản phẩm được đúc với 2 hoặc 3 lớp sợi thuỷ tinh tùy theo tính năng chịu lực của từng chi tiết.

         Ngoài ra, để đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ, trên ô tô có bố trí một bình cứu hỏa, đặt phía sau ghế lái xe.

        3.7. Thiết kế ghế hành khách

         Ghế ngồi trong khoang hành khách được bố trí với khoảng chách từ lưng đệm tựa ghế trước đến bụng đệm tựa ghế sau không nhỏ hơn 630 mm. Chiều rộng mặt ghế cho mỗi chỗ ngồi của các loại ghế đảm bảo tiêu chuẩn 400x400 mm, chiều cao từ sàn ô tô đến mặt đệm ngồi là 400 mm, bước ghế nhỏ nhất là 720 mm, đảm bảo tiêu chuẩn ngành đối với xe khách liên tỉnh. Ghế ngồi được bố trí như trên hình 3-5.

          Khung xương ghế được chế tạo từ thép ống Φ27. Ghế ngồi được bắt chắc chắn với sàn ô tô bằng các bulông M10. Mặt tựa lưng của ghế có thể thay đổi được độ nghiêng. Khung xương ghế được sản xuất thành từng mảng độc lập bằng thép ống Φ27 và thép hình V40x40 trên các đồ gá chuyên dùng (gồm mảng tựa lưng, mảng ghế ngồi và chân ghế). Các mảng được lắp liên kết với nhau bằng bulong qua các bách dày 5mm. Các mối hàn liên kết của các mảng được thực hiện bằng phương pháp hàn hồ quang trong môi trường có khí CO2 bảo vệ. Khung xương ghế sau khi kiểm tra lập phiếu nghiệm thu được tiến hành làm sạch bề mặt và sơn tĩnh điện sau đó chuyển sang bộ phận sản xuất nệm ghế để thực hiện công đoạn sản xuất tiếp theo.

         Ô tô khách 29 chỗ ngồi thiết kế có các loại ghế hành khách sau: ghế 01 chỗ (ghế đơn) bên phải; ghế 02 chỗ (ghế đôi) bên phải; ghế 02 chỗ bên trái; ghế 05 chỗ (ghế hành khách cuối cùng); ghế phụ (ghế gập) và ghế lái.

         Kích thước hình học (Dài x Rộng x Cao) của các loại ghế như sau:

         - Ghế 01 chỗ bên phải và bên trái: 410 x 522 x 945 [mm]

         - Ghế 02 chỗ bên phải và bên trái: 790 x 522 x 1152 [mm]

         - Ghế hành khách cuối cùng (do 02 ghế đôi ghép lại): 790 x 522 x 862 [mm]

         - Ghế phụ: 380 x 470 x 698 [mm].

Hình 3-12 Ghế phụ

1. Nệm tựa; 2. Nệm ngồi; 3. Gỗ đệm; 4. Khung xương ghế

       3.8. Thiết kế cửa lên xuống trên ô tô thiết kế

         Các thông số kỹ thuật và phương pháp bố trí cửa lên xuống của hành khách, lái xe phải thỏa mãn các yêu cầu và tiêu chuẩn hiện hành do bộ Giao thông vận tải ban hành.

         Ô tô thiết kế có 01 cửa lên xuống dành cho hành khách bố trí bên phải thân xe, cửa loại bản lề hai cánh gập. Cửa khách được chế tạo từ thép hộp []50x25x1.5 bằng phương pháp hàn hồ quang điện trong môi trường có khí CO2 bảo vệ. Bên ngoài bọc bằng tôn kẽm 1.2mm, trên bề mặt tôn có các đường chỉ tạo dáng và tăng độ cứng của bề mặt. Phần trên cửa có lắp kính để chiếu sáng và tăng tính thẩm mỹ. Xung quanh mép cửa có bọc gioăng cao su để chống rung và cách âm. Cửa sản xuất đảm bảo không bị cong vênh và đảm bảo các kích thước và yêu cầu kỹ thuật theo thiết kế, các mối hàn chắc chắn, lề cửa được bôi trơn đảm bảo cho cửa đóng mở nhẹ nhàng. Khóa cửa phải đảm bảo chắc chắn, không tự mở khi xe đang chạy. Phần trên cửa có lắp kính để chiếu sáng, thông gió và tăng tính thẩm mỹ. Xung quanh thành cửa trên thân xe có bọc gioăng cao su để chống rung và cách âm.

         Các kích thước cửa hành khách (Cao x Rộng x Rộng của 1 cánh): 1735 x 810 x 390 mm.  

Hình 3-13 Cửa lên xuống dành cho hành khách

4. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC

         4.1. Xác định trọng lượng ô tô thiết kế và phân bố tải trọng

         4.1.1. Trọng lượng toàn bộ ô tô khách thiết kế

         Trong đó:    Ga­ – Trọng lượng toàn bộ của ô tô thiết kế;

                              Go – Trọng lượng không tải;

                              Gt – Tải trọng của ô tô thiết kế.

         4.1.1.1. Trọng lượng không tải ô tô thiết kế G0

         Trong đó:    GSX – Trọng lượng của sát xi

                                    GSX = 2025 [kg]

                              GĐM – Trọng lượng phần đóng mới

               + GKV-DH – Trọng lượng khung vỏ - điều hòa

         Ô tô thiết kế tham khảo phần khung vỏ của xe ô tô khách Transinco HAECO-K29S3 do Công ty cổ phần cơ khí ô tô Thống Nhất Thừa Thiên Huế Sản xuất. Sử dụng hệ thống điều hòa của hãng MANDO – Hàn Quốc sản xuất. Trọng lượng của khung vỏ - điều hòa lấy từ ô tô tham khảo là:

                              GKV-DH = 2183 [kg]

               + GGH – Trọng lượng ghế trên ô tô

         Trọng lượng mỗi ghế trung bình là 8 [kg], ô tô có 29 chỗ ngồi:

                              GGH = 8 x 29 = 232 [kg]

         → Trọng lượng không tải của ô tô thiết kế là:

                               [kg]

         4.1.1.2. Tải trọng của ô tô thiết kế Gt

         Trong đó:    GHK-HL – Trọng lượng hành khách và hành lý theo người

Trọng lượng hành khách và hành lý mang theo người theo tiêu chuẩn là ≈ 60 [kg].

                                    GHK-HL = 29 x 60 = 1740 [kg]

                              GHL – Trọng lượng hành lý của khoang hành lý sau xe

Trọng lượng hành lý để tại khoang hành lý sau xe của mỗi hành khách theo tiêu chuẩn là ≈ 10 [kg].

                                    GHL = 29 x 10 = 290 [kg]

         → Tải trọng của ô tô thiết kế là:

                               [kg]

         => Trọng lượng toàn bộ của ô tô thiết kế là:

                              Ga = 4440 + 2030 = 6470 [kg]

         4.1.2. Phân bố tải trọng trên ô tô thiết kế

         4.1.2.1. Phân bố trọng lượng của ô tô sát xi cơ sở

               + Cầu trước: GSX1 = 1180 [kg]

               + Cầu sau: GSX2 = 845 [kg]

         4.1.2.2. Phân bố trọng lượng của khung vỏ - điều hòa, sử dụng theo ô tô tham khảo

               + Cầu trước: GKV-DH1 = 1013 [kg]

               + Cầu sau: GKV-DH2 = 1170 [kg]

         4.1.2.3. Phân bố trọng lượng của ghế ngồi

         Chọn trọng tâm tương đối của ghế ngồi cách mép trước của ghế là 310 [mm]. Ta có biểu đồ lực tác dụng lên hai cầu xe như hình 4-1:

Hình 4-1 Biểu đồ trọng lượng ghế ngồi tác dụng lên hai cầu xe

               + Q1 – Trọng lượng ghế lái xe và 01 ghế đơn: Q1 = 8 x 2 = 16 [kg];

               + Q2 – Trọng lượng 01 ghế đơn và 01 ghế phụ: Q2 = 2 x 8 = 16 [kg];

               + Q3 – Trọng lượng 01 ghế đôi: Q3 = 2 x 8 = 16 [kg];

               + Q4 = Q3 = 16 [kg];

               + Q5; Q6; Q7; Q8 – Trọng lượng 02 ghế đôi:

                              Q5 = Q6 = Q7 = Q8 = 2 x 16 = 32 [kg];

               + Q9 – Trọng lượng ghế hành khách cuối cùng: Q9 = 5 x 8 = 40 [kg].

         - Lấy mômen tại O1: ΣMO1 = 0

Q1.112 + GGH2.4085 = Q2.608 + Q3.965 + Q4.1735 + Q5.2455 + Q6.3175 + Q7.3895 + Q8.4615 + Q9.5482

               Thế số vào ta được: GGH2 = 165 [kg]

         - Lấy mômen tại O2: ΣMO2 = 0

Q8.530 + Q9.1397 + GGH1.4085 = Q1.4197 + Q2.3477 + Q3.3120 + Q4.2350 + Q5.1630 + Q6.910 + Q7.190

               Thế số vào ta được: GGH1 = 67 [kg]

         4.1.2.4. Phân bố trọng lượng hành khách và hành lý theo người

         Chọn trọng tâm tương đối của hành khách ngồi trên ghế cách mép trước của ghế là 300 [mm]. Từ đó, ta lập biểu đồ lực tác dụng lên hai cầu xe (hình 4-2), sau đó tính tương tự như tính phân bố trọng lượng của ghế ngồi. Ta lấy mômen tại O1 và O2 rồi từ đó tính được GHL1 và GHL2.

Hình 4-2 Biểu đồ trọng lượng hành khách và hành lý tác dụng lên hai cầu xe

         → Phân bố trọng lượng hành khách và hành lý theo người lên hai cầu xe là:

               + Cầu trước: GHK-HL1 = 285 [kg]

               + Cầu sau: GHK-HL2 = 1455 [kg]

         4.1.2.5. Phân bố trọng lượng hành lý (khoang hành lý sau xe)

         Chọn trọng tâm tương đối của khoang hành lý sau xe cách cầu sau 1270 [mm]. Từ đó ta có biểu đồ lực tác dụng lên hai cầu của ô tô như hình 4-3:

Hình 4-3 Biểu đồ trọng lượng hành lý của hành khách (sau khoang hành lý) tác dụng lên hai cầu xe

         Tương tự như tính phân bố khối lượng của ghế hành khách, ta lấy mômen tại O1 và O2 rồi từ đó tính được GHL1 và GHL2.

         → Phân bố trọng lượng hành lý (khoang hành lý sau xe) lên hai cầu ô tô là:

               + Cầu trước: GHL1 = -90 [kg]

               + Cầu sau: GHL2 = 380 [kg]

         Từ những tính toán trên ta lập được bảng sau:

Bảng 4-1 Thành phần trọng lượng và phân bố tải trọng lên trục bánh xe

         Qua bảng trên ta thấy rằng: Ô tô thiết kế có trọng lượng và phân bố trọng lượng lên hai trục không lớn hơn tổng trọng lượng và phân bố tải trọng cho phép của ô tô sát xi cơ sở. Vì vậy, thiết kế đã thỏa mãn các yêu cầu về phân bố trọng lượng. Do không vượt tải nên không phải tính toán lại tính năng và độ bền các hệ thống của ô tô sát xi cơ sở.

       4.2. Xác định tọa độ trọng tâm ô tô

         Tọa độ trọng tâm ôtô là thông số quan trọng ảnh hưởng tới khả năng ổn định của ôtô. Vì vậy cần xác định vị trí trọng tâm ôtô theo chiều dọc và chiều cao cả khi không tải và đầy tải. Theo chiều ngang ta coi ôtô đối xứng dọc và trọng tâm ôtô nằm trong mặt phẳng đối xứng dọc của ôtô.

         4.2.1. Toạ độ trọng tâm theo chiều dọc

         Ta xác định toạ độ trọng tâm của ôtô theo sơ đồ tính toán như hình 4-4

               + Không tải G0

         Ta có phương trình cân bằng mômen đối với cầu trước:

                        G02 . L = G0 .a0

         Trong đó:

               G02 - Phân bố trọng lượng lên trục sau: G02 = 2180 [kg]

               G0- Trọng lượng không tải của ôtô thiết kế: G0 = 4440 [kg]

               L- Chiều dài cơ sở: L = 4085 [mm]

                        →  [mm]

                        → b0 = L - a0 = 4085 - 2005 = 2080 [mm]

               + Đầy tải Ga

         Ta có phương trình cân bằng mômen đối với cầu trước:

               G2 . L = Ga . a

         Trong đó:

               G2- Phân bố trọng lượng lên trục sau: G2 = 4015 [kg]

               Ga- Trọng lượng toàn bộ của ôtô thiết kế: Ga = 6470 [kg]

                        →  [mm]

                        → b = L - a = 4085 - 2535 = 1550 [mm]

Hình 4-4 Sơ đồ tính toán tọa độ trọng tâm ô tô

a. Khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu trước; b. Khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu sau; hg. Chiều cao trọng tâm ô tô

         4.2.2. Toạ độ trọng tâm theo chiều cao

         Chiều cao trọng tâm ô tô được xác định trên cơ sở cân bằng chiều cao khối tâm các thành phần trọng lượng. Ta có:

                        hg =

         Trong đó:   hg - Tọa độ trọng tâm  ô tô khách theo chiều cao

                              Gi - Trọng lượng các thành phần của ô tô

                              hi - Tọa độ trọng tâm của các Gi theo chiều cao.

         Để thuận tiện cho quá trình tính toán ta lập bảng giá trị trọng lượng và tọa độ trọng tâm theo chiều cao của các thành phần.

Bảng 4-2 Trọng lượng và tọa độ trọng tâm theo chiều cao

               + Không tải

                           hg0 =  [mm]

               + Đầy tải

               hg =  [mm]

       4.3. Xác định bán kính quay vòng của ô tô

         Từ sơ đồ động học quay vòng của ô tô (hình 4-5), ta có:

         + R0 - Bán kính quay vòng theo điểm O, là giao điểm giữa tâm đối xứng dọc của ôtô và tâm trục sau

                           R0 = L.cotgq

Trong đó:

         L - Chiều dài cơ sở của ô tô, L = 4085 [mm];

         q - Góc quay vòng trung bình của các bánh xe dẫn hướng phía trong và phía ngoài của ô tô, q = 320.

               → Suy ra: R0 = 4,085. cotg320 = 6,54 [m]

         + RB - Bán kính quay vòng tính tại điểm B

               RB = R0 + B/2 = 6,54 + 2,04/2 = 7,56 [m]

Với: B – chiều rộng toàn bộ của ô tô: B = 2040 [mm]

         + RC - Bán kính quay vòng tính tại điểm C

              RC = R0 - B/2 = 6,54 – 2,04/2 = 5,52 [m]            

         + RG - Bán kính quay vòng tính tại điểm trọng tâm ô tô (điểm G) khi đầy tải

               RG = =  = 6,72 [m]

         + RA - Bán kính quay vòng tính theo điểm biên ngoài  đầu ô tô (điểm A)

               RA ≈ = = 9,23 [m]

Với: L’ – Khoảng vượt trước: L1  = 1210 [mm].                                                       

Hình 4-5 Sơ đồ động học quay vòng của ô tô

         → Bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô Rmin

                        Rmin = RC = 5,52 [m]

+ Hành lang quay vòng của ô tô, được xác định từ  bán kính quay vòng của điểm bên ngoài cùng ở đầu xe (điểm A) và bán kính quay vòng của điểm trong cùng nằm trên đường vuông góc của tâm trục bánh xe sau (điểm C):

         → Ta có hành lang quay vòng là: HV [m]

               HV = RA - RC = 9,23 - 5,52 = 3,71 [m]

       4.4. Tính toán kiểm tra ổn định

         4.4.1. Tính ổn định dọc ô tô

               + Khi ô tô lên dốc

         Khi ôtô lên dốc chuyển động ổn định với tốc độ thấp do vậy các lực cản gió, lực quán tính có thể bỏ qua và ảnh hưởng của lực cản lăn coi như không đáng kể.

         Với sơ đồ tính toán như hình 4-6, ta xác định được góc dốc giới hạn mà xe bị lật khi xe chuyển động lên dốc là:

                        tgaL =   [1]

               aL - Góc dốc giới hạn mà xe bị lật khi xe lên dốc.

         - Không tải

                        tgaL0 =  → aL0 = 65o33’

         - Đầy tải

                        tgaL =  → aL = 56o18’

Hình 4-6 Sơ đồ tính toán ổn định dọc khi xe lên dốc

               + Khi ô tô xuống dốc

         Tương tự, ta xác định được góc giới hạn lật khi xe chuyển động xuống dốc là:

                        tgaX =   [1]

               aX - Góc giới hạn lật khi xe lên dốc.

         - Không tải

                        tgaX0 =  → aX0 = 64o45’

         - Đầy tải

                        tgaX =  → aX = 68o4’

         4.4.1. Tính ổn định ngang ô tô

Hình 4-7 Sơ đồ tính toán ổn định ngang của ô tô

         + Tính ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang

         Giả thiết trị số mômen của các lực quán tính tiếp tuyến Mjn tác dụng trong mặt phẳng ngang khi xe chuyển động không ổn định là nhỏ, có thể bỏ qua Mjn » 0, ta có:

                        tgb =   [1]

               b - Góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ.

               C - Khoảng cách giữa hai vệt bánh xe sau, C = 1700 [mm]

                        tgb =   Þ b = 39o47’

         + Tính ổn điịnh ngang khi xe chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang

         Giả thiết mặt đường bằng phẳng và ngang. Khi ôtô quay vòng trên mặt đường nghiêng ngang (hình 4-7) thì tốc độ giới hạn nguy hiểm của ôtô là:

                        Vn =                                                                      (4.1)

         Trong đó:

               Vn - Vận tốc giới hạn nguy hiểm khi ôtô bị lật;

               Rmin - Bán kính quay vòng bé nhất của ôtô, Rmin = 5,5 [m];

               g - Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2.

                        Þ Vn = 6,7 [m/s] ≈ 24 [km/h]

         Điều kiện để ôtô bị trượt trước khi bị lật đổ là:

                        Vj  Fqt

         + Lực quán tính khi phanh gấp với gia tốc cực đại:

                                    Fqt =   [kG]

         Trong đó:

               m – Trọng lượng gây ra lực quán tính:

                                    m = mg + mhk = 8x2 + 60x2 = 136 [kg]

                     mg – Trọng lượng ghế cho 2 người;

                     mhk – Trọng lượng 2 hành khách và hành lý theo người.

               Jpmax – Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh với trường hợp nguy hiểm nhất:

                                    Jpmax = φ.g  [m/s2]

               φ – Hệ số bám của bánh xe với mặt đường. Khi tính toán, để đảm bảo cho cơ cấu phanh có khả năng sinh ra một mômen cực đại luôn luôn lớn hơn hoặc tối thiểu là bằng mômen xác định theo điều kiện bám, người ta có xu hướng lấy giá trị tối đa φmax. Do đó, chọn φ = 0,85;

               g – Gia tốc trọng trường.

               → Fqt =   [kG]

         + Ghế được bắt chặt với sàn xe bằng 02 bu lông M10. Các bu lông này được xiết chặt để tạo ra lực ép 380 kG cho mỗi bu lông. Như vậy, lực ép tổng cộng giữa chân ghế và sàn xe là:

                                    F = 380x2 = 760 [kG]

         Khi đó lực ma sát xuất hiện giữa chân ghế và sàn gỗ là:

                                    Fms = F.fms

         Trong đó: fms – Hệ số ma sát giữa gỗ và thép, fms = 0,3.

                                    Fms = 760x0,3 = 228 [kG]

         Ta thấy: Fms > Fqt.

         Như vây, các bu lông liên kết ghế và sàn xe là đủ bền. Ghế đảm bảo liên kết chắc chắn với sàn xe trong mọi điều kiện chuyển động.

       5.2. Tính kiểm nghiệm bền ghế hành khách

         5.2.1. Kiểm tra bền khung xương

         Sơ đồ lực tác dụng lên khung xương ghế hành khách:

Hình 5-1 Sơ đồ lực tác dụng lên khung xương ghế khách 02 chỗ ngồi

         Tính phản lực NA và NB:

               NA + NB = 120

               MNa = 60x10 + 60x50 – NBx70 = 0

                                     [kG]

               NA =  [kG]

         Tính mômen cực đại Mmax:

               MA = NAx10 =  [kGcm]

               MB = NAx50 – 60x40 = NBx20 =  [kGcm]

         → Mmax = MB = [kGcm]

Hình 5-2 Biểu đồ mômen khung xương ghế hành khách

         Mômen kháng uống Wx của thép ống Φ27mm dày 3mm:

                cm3

         Tải trọng tác dụng lên khung xương ghế là tải trọng động, do đó khi tính toán ta phải tính thêm hệ số tải trọng động k; Chọn k = 1,5.

         Ứng suất uốn cực đại của khung xương ghế:

                               [kG/cm2]

         Khung xương ghế được chế tạo từ thép CT3 có cường độ tính toán f = 210 [N/mm2] = 2100 [kG/cm2].

                              [kG/cm2] < 2100 [kG/cm2].

         Như vậy, khung xương ghế hành khách đủ bền.

         5.2.2. Kiểm tra bền chân ghế: Khi ô tô phanh gấp hoặc quay vòng thì chân ghế hành khách chịu ứng suất uốn do lực quán tính gây ra bởi trọng lượng ghế và trọng lượng 02 hành khách + hành lý theo người. Ta kiểm tra bền chân ghế dưới tác dụng của lực quán tính ở hai trường hợp:

         + Khi ô tô phanh gấp với gia tốc cực đại

               Lực quán tính khi phanh với gia tốc cực đại:

                                    Fqt =   [kG]

               → Fqt =  [kG]

         Lực quán tính gây ra mômen uốn tại vị trí chân ghế. Khoảng cách từ chân ghế đến trọng tâm ghế là: h = 300 mm.

               → Mu = Fqtxh = 115,6x30 = 3468 kGcm

         Chân ghế được làm từ thép ống Φ27mm dày 3mm có mômen kháng uốn Wx:

                cm3

         Ứng suất uốn tác dụng lên chân ghế trong trường hợp ô tô phanh gấp là:

                               [kG/cm2]

         Chân ghế được chế tạo từ thép CT3 có cường độ tính toán f = 210 [N/mm2] = 2100 [kG/cm2].

               →[kG/cm2] < 2100 [kG/cm2].

         Như vậy, chân ghế hành khách đủ bền khi xe phanh gấp với gia tốc cực đại.

         + Khi ô tô quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ nhất Rmin = 5,5m và vận tốc 24 km/h

               Lực quán tính gây ra khi ô tô quay vòng:

                               [kG]

         Trọng lượng gây ra lực quán tính li tâm:

               m = mg + mhk = 8x2 + 60x2 = 136 [kg]

                        → α = 15o44’

         → [N] = 108,9 [kG]

         Lực quán tính gây ra mômen uốn tại vị trí chân ghế. Khoảng cách từ chân ghế đến trọng tâm ghế là: h = 300 mm.

               → Mu = Fqtxh = 108,9x30 = 3267 kGcm

         Chân ghế được làm từ thép ống Φ27mm dày 3mm có mômen kháng uốn Wx:

                cm3

         Ứng suất uốn tác dụng lên chân ghế trong trường hợp ô tô quay vòng là:

                               [kG/cm2]

               →[kG/cm2] < 2100 [kG/cm2].

         Như vậy, chân ghế hành khách đủ bền khi xe quay vòng với bán kính quay nhỏ nhất và vận tốc 24 km/h.

 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

         Việc thông gió và chiếu sáng được thực hiện bằng phương pháp tự nhiên nhờ các cửa sổ nằm dọc hai bên thân xe, cửa thông gió nóc xe và hệ thống điều hòa nhiệt độ. Các cửa sổ nằm dọc hai bên thân xe là loại cửa kính di trượt để hành khách có thể tùy chình lưu lượng gió tự nhiên tại vị trí của mình. Cửa sổ còn có rèm vải để tùy chỉnh cường độ ánh sáng tự nhiên tại vị trí của hành khách.

         Trong xe có bố trí 04 đèn trần (công suất mỗi bóng là 21W) theo chiều dọc của trần xe để đảm bảo độ chiếu sáng tối thiểu tại mỗi vị trí ghế ngồi không nhỏ hơn 70 lux. Ngoài ra, tại mỗi hàng ghế có bố trí 02 đèn đọc sách được gắn trên đường dẫn khí lạnh của hệ thống điều hòa quanh nóc xe.

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

         + Khi hàn liên kết các thanh của khung xương, ta gia cường bằng các bản mã, mục đích để tăng cứng, đảm bảo liên kết vững chắc giữa các thanh của khung xương cũng như giữa khung xương và lớp vỏ. Do đó, có tác dụng chống rung và chống va đập.

         + Ngoài ra, để giảm ồn và cách nhiệt cho khoang hành khách, giữa lớp tôn bọc ngoài và lớp vật liệu trang trí bên trong của thân xe, có phun một lớp xốp dày khoảng 20 ÷ 30 mm.

         Lớp xốp này để khử độ rung của vỏ tôn và lớp vật liệu trang trí. Đồng thời đảm bảo mật độ các điểm hàn đính giữa lớp tôn bọc và khung xương.

         + Giới thiệu về loại xốp cách nhiệt và giảm ồn được sử dụng:

               - Là sản phẩm Polyurethane (trên thị trường có tên gọi thông dụng là FOAM), thường được hình thành bởi các phản ứng của Isocyanate lỏng với các thành phần của Polyol.

               - Polyurethane dạng cứng được cấu thành từ các hạt bọt (xốp) nhỏ mịn sự liên kết chặt chẽ, hệ số truyền nhiệt rất thấp rất thích hợp cho việc cách nhiệt. Ưu điểm lớn nhất được cung cấp bởi polyurethane là tính linh hoạt, sản phẩm chế biến độc đáo, dễ sản xuất và ứng dụng.

               - Hỗn hợp gồm Voracor CR765 Polyol/ Voracor CE101 Isocyanate được phun trực tiếp lên vách trong của vỏ xe theo tỷ lệ hòa trộn thích hợp. Sau thời gian phản ứng sẽ tạo thành một lớp xốp dày, điền đầy và bao kín toàn bộ vách trong của vỏ xe. Với phương pháp sản xuất này, lớp xốp không chỉ có vai trò cách nhiệt mà còn có tác dụng chống rung, giảm ồn.

         Cách thức pha trộn đề nghị: Phương pháp trộn tay

Theo tỷ lệ trọng lượng:

Voracor CR765 Polyol                    100 Voracor CE101 Isocyanate             126

         Đặc điểm phản ứng:

               Thời gian bắt đầu phản ứng [Giây]         10 - 15

               Thời gian đông [Giây]                              85 - 95

               Tỷ lệ nở tự do [kg/m3]                              25,5 - 25,7

       6.3. Tính toán cân bằng nhiệt hệ thống điều hòa nhiệt độ

         Việc tính toán cân bằng nhiệt độ trong xe để làm cơ sở cho việc chọn công suất hệ thống điều hòa cho phù hợp, đảm bảo hiệu quả sử dụng cho xe.

         Nguồn nhiệt lượng làm nóng không gian trong khoang hành khách chủ yếu do hai dạng phô biến:

               + Nhiệt tỏa ra từ các nguồn nhiệt bên trong không gian điều hòa (khoang hành khách) gọi là các nguồn nhiệt tỏa: ΣQtỏa. Bao gồm:

                           Q1 – Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo;

                           Q2 – Nhiệt do người tỏa ra;

                           Q3 – Nhiệt tỏa ra từ bề mặt sàn phía trên động cơ.

               + Nhiệt truyền qua kết cấu bao che (vỏ, kính ô tô) gọi là nguồn nhiệt thẩm thấu: ΣQtt. Bao gồm:

                           Q­4 – Nhiệt do bức xạ mặt trời qua cửa kính;

                           Q5 – Nhiệt do bức xạ mặt trời qua thành và nóc xe;

                           Q6 – Nhiệt do lọt không khí vào khoang hành khách;

                           Q7 – Nhiệt truyền qua kết cấu bao che.

         Tổng hai nguồn nhiệt trên gọi là nhiệt thừa:

                                       ΣQT = ΣQtỏa + ΣQtt

         Để duy trì chế độ nhiệt trong không gian điều hòa, trong kỹ thuật điều hòa không khí người ta phải cấp cho hệ thống một lượng không khí nào đó và lấy ra cũng lượng không khí như vậy. Như vậy, lượng không khí lấy ra này đã lấy đi từ không gian điều hòa một lượng nhiệt là ΣQT. ΣQT được sử dụng để xác định năng suất lạnh của hệ thống điều hòa. Tuy nhiên, công suất lạnh của hệ thống điều hòa cần phải lớn hơn ΣQT, do ngoài những nhiễu loạn về nhiệt (ΣQT) hệ còn chịu tác dụng do nhiễu loạn về ẩm, về phát tán các chất độc hại...    

         Ở mức độ của đề tài này, ta chỉ xác định ΣQT để qua đó xác định sơ bộ công suất lạnh cần thiết của hệ thống điều hòa, nhằm chọn được hệ thống điều hòa phù hợp để bố trí cho ô tô thiết kế.

         Các giả thiết ban đầu:

               - Nhiệt độ không khí bên ngoài ô tô là tN = 350C (vào các ngày nóng nhất);

               - Nhiệt độ yêu cầu trong khoang hành khách là tT = 240C;

               - Khoang hành khách đảm bảo kín để không lọt không khí bên ngoài vào;

               - Tính cho trường hợp không có các rèm cửa.

         6.3.1. Nhiệt tỏa ra do các nguồn sáng nhân tạo Q1

         Nhiệt do nguồn sáng nhân tạo trong trường hợp này chủ yếu là của 04 bóng đèn trần. Đèn trần được sử dụng là loại đèn huỳnh quang có công suất mỗi bóng là 21W. Đối với đèn huỳnh quang, khoảng 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng, 25% được phát ra dưới dạng bức xạ nhiệt, 50% dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt. Tuy nhiên, đối với đèn huỳnh quang phải trang bị thêm bộ chấn lưu, công suất bộ chấn lưu cỡ 25% công suất đèn. Vì vậy, tổn thất nhiệt trong trường hợp này:

                                    Q1 = 1,25xNhq = 1,25x4x21 = 105 [W]

         6.3.2. Nhiệt do người tỏa ra Q2

         Nhiệt do người tỏa ra gồm 2 thành phần:

               - Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ người ra môi trường thông qua đối lưu, bức xạ và dẫn nhiệt: qh

               -Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm: qa

         → Nhiệt toàn phần: Bằng tổng nhiệt ẩn và nhiệt hiện

                                    Q2 = n.(qh + qa) = n.q [W]

         Trong đó:

               n - là tổng số người trên xe, n = 29 [người];

               qh, qa, q - là nhiệt hiện, nhiệt ẩn và nhiệt toàn phần do 1 người tỏa ra trong 1 đơn vị thời gian và được xác định theo bảng 3.5, trang 57, [6].

         Tra bảng với mức độ hoạt động là Ngồi yên tĩnh ta được: qh = 67 W/người, qa  = 33 W/người.

                        → Q2 = 29x(67 + 33) = 2900  [W]

         6.3.3. Nhiệt tỏa ra từ bề mặt sàn phía trên động cơ Q3

                                    Q3 = αw.Fw.(tw – tT)  [W]

         Trong đó:

               αw – Hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt nóng, khi tính toán có thể chọn giá trị gần đúng là: αw = 10 W/m2.K, trang 58, [6];

               Fw – Diện tích bề mặt sàn phía trên động cơ, Fw ≈ 1,2 [m2];

               tw – Nhiệt độ bề mặt sàn, do bề mặt sàn phía trên động cơ có lót vật liệu cách nhiệt nên nhiệt độ tại bề mặt này có thể lấy gần đúng: tw ≈ 350C;

               tT – Nhiệt độ không khí trong khoang hành khách, tT = 240C.

                           → Q3 = 10x1,2x(35 – 24) = 132 [W]

         6.3.4. Nhiệt do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q4

         Lượng nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào mức độ nhiễm bụi của không khí, mây mù, thời điểm trong ngày và trong năm, địa điểm xe đang hoạt động, độ cao so với mực nước biển, nhiệt độ đọng sương của không khí, tính chất kính và hướng bề mặt nhận bức xạ. Do đặc thù của ô tô là thường xuyên di chuyển từ nơi này đến nơi khác nên ta chỉ tính gần đúng cho trường hợp khắc nghiệt nhất.     

         Đối với ô tô, Mặt Trời chỉ chiếu trực tiếp được tối đa ½ diện tích bề mặt kính. Diện tích kính trên ô tô là:

               - Kính trước:                                              1,675 m2

               - Kính lái cả hai phía:                               0,914 m2

               - Kính cửa sổ:                                            10,478 m2

               - Kính cửa lên xuống:                               2,01 m2

               - Kính sau:                                                  1,675 m2

         → Tổng diện tích cửa kính là:                       16,752 m2

         Trong trường hợp cơ bản, tổn thất nhiệt do bức xạ qua kính được tính theo công thức:

                                    Q4 = nt.Q’4  [W]

         Trong đó:

               nt – Hệ số tác động tức thời, theo bảng 3.12, trang 71, [6] chọn: nt = 0,76;

               Q’4 – Nhiệt bức xạ tức thời qua khoang hành khách, [W].

                                    Q’4 = Fk.Rmax.εc.εds.εmm.εkh.εk.εm  ,W

         Trong đó:

                  - Fk: Diện tích bề mặt kính, m2. Fk = 0,5x16,752 = 8,376 [m2]

                  - Rmax: Nhiệt bức xạ mặt trời cực đại xâm nhập qua cửa kính vào không gian điều hòa, tra theo bảng 3.10, trang 69, [6], Rmax = 517 [W/m2]. Ứng với: 10oBắc, tháng 9 và 3, hường Tây hoặc Đông;

                  - εc: Hệ số tính đến độ cao H (m) nơi xe hoạt đông so với mực nước biển:

                                    εc = 1 + 0,023., độ cao H không đáng kể nên: εc = 1;

                  - εds: Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương so cới 20oC

                                    εds = 1- 0,13. , 0C

         Với tN = 350C, độ ẩm φN = 72,1 %, tra đồ thị I-d ta được ts = 310C.

                           → εds = 0,857

                  - εmm: Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù.

                           - Trời không mây: ε =1

                           - Trời có mây: ε = 0,85

Vào thời gian tháng 9 và tháng 3 bầu trời gần như không có mây, do đó chọn:  εmm = 1;

                  - εkh : Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính.

                    + Khung gỗ: εkh =1.

                    + Khung kim loại: εkh = 1,17.

Khung cửa sổ trên ô tô thiết kế làm bằng kim loại, lấy εkh = 1,17;

      - εk: Hệ số kính, theo bảng 3.7, trang 61, [6] chọn: εk = 0,94;

                  - εm: Hệ số mặt trời, hệ sô này xét tới ảnh hưởng của rèm che tới bức xạ của mặt trời. Khi không có rèm che: εm  = 1.

                  →     Q’4 = 8,376 x 517 x 1x 0,857 x 1 x 1,17 x 0,94 x 1 = 4081,5 [W]

         Vậy:                   Q4 = nt.Q’4  = 0,76x4081,5 = 3102 [W]

         6.3.5. Nhiệt do bức xạ mặt trời qua thành và nóc xe Q5

         Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cúng của thành và nóc xe sẽ dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt. Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong khoang hành khách bằng đối lưu và bức xạ.

         Lượng nhiệt truyền qua thành và nóc xe do bức xạ và độ chênh lệch nhiệt độ trong khoang hành khách và ngoài trời được xác định theo công thức:

                                    Q5 = F.k.φm.Δt [W]

         Trong đó:

               - F – Diện tích thành và nóc xe (chỉ tính cho diện tích 1 thành bên + diện tích thành trước hoặc sau + diện tích nóc xe)

                     + Diện tích nóc xe: Fn = 12,48 [m2]

                     + Diện tích thành bên phải xe: Ft = 7,16 [m2]

                     + Diện tích thành sau xe: Fđ = 2,48 [m2]

                           → F = 12,48 + 7,16 + 2,48 = 22,12 [m2];

               - k – Hệ số truyền nhiệt qua thành và nóc xe, [W/m2.K]. Thành và nóc xe có kết cấu và vật liệu tương tự nhau nên hệ số truyền nhiệt bằng nhau. Ở đây, do thân và vỏ xe sự dụng của xe tham khảo nên hệ số truyền nhiệt lấy theo thông số do công ty sản xuất đưa ra. Ta có: k = 0,021 [W/m2.K];

               - φm – Hệ số màu của thành và nóc xe:

                     + Màu thẫm:                       φm = 1;

                     + Màu trung bình:             φm = 0,87;

                     + Màu sáng:                       φm = 0,78.

               Tính cho trường hợp màu thẫm, nên φm = 1, theo trang 73, [6];

         - Δt = tTD – tT – Độ chênh nhiệt độ tương đương

                                    , K

               Trong đó:

                     + εS – Hệ số hấp thụ của bề mặt, theo bảng 3.13, [6], chọn εS = 0,83. Ứng với bề mặt quét sơn màu tím;

                     + Rxn = = 587,5 [W/m2] – Nhiệt bức xạ đập vào thành và nóc xe;

                     + αN = 20 [W/m2.K] – Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài.

                           → [K]

         Vây:          Q5 = 22,12 x 0,021 x 1 x 24,4 = 11,334 [W]

         6.3.6. Nhiệt do lọt không khí vào khoang hành khách Q6

         Xét cho trường hợp tất cả các cửa đều đóng kín, khoang hành khách đảm bảo kín để không lọt không khí bên ngoài vào.

         Vậy: Q6 = 0

         6.3.7. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q7

         a. Nhiệt truyền qua thành và nóc xe Q71

                                    Q71 = k1.F1.φ.Δt

         Trong đó:

               k1 = 0,021 – Hệ số truyền nhiệt của thành và nóc xe;

               F1 – Diện tích thành và nóc xe

                     + Diện tích nóc xe: Fn = 12,48 [m2]

                     + Diện tích thành bên phải xe: Ftp = 7,16 [m2]

                     + Diện tích thành bên trái xe: Ftt = 7,16 [m2]

                     + Diện tích thành sau xe: Fs = 2,48 [m2]

                     + Diện tích thành trước xe: Fđ = 1,94 [m2]

                           → F1 = 12,48 + 2x7,16 + 2,48 +1,94 = 31,22 [m2];

               φ – Hệ số xét đến vị trí của vách, thành và nóc xe tiếp xúc trực tiếp với môi trường không khí bên ngoài, nên φ = 1;

               Δt – Độ chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong phòng.

         → Vậy:    Q71 = 0,021x31,22x1x (35-24) = 7,21 [W]

         b. Nhiệt truyền qua sàn xe Q72

                                    Q72 = k2.F2.φ.Δt

         Trong đó:

               k2 = 0,07 – Hệ số truyền nhiệt của sàn xe;

               F2 – Diện tích sàn xe, F2 = 11,41 m2

         → Vậy:    Q72 = 0,07x11,41x1x (35-24) = 8,79 [W]

         c. Nhiệt truyền qua cửa kính xe Q73

                                    Q73 = k3.F3.φ.Δt

         Trong đó:

               K3 = 1,325 – Hệ số truyền nhiệt cửa kính xe;

               F3 – Diện tích kính xe, F3 = 16,752 m2

         → Vậy:    Q73 = 1,325x16,752x1x (35-24) = 244,16 [W]

         Tổng nhiệt lượng tiêu hao trong khoang hành khách là:

               ΣQT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q71 + Q72 + Q73

                        = 105 + 2900 + 132 + 3102 + 11,334 + 0 + 7,21 + 8,79 + 224,16

                        = 6510,5 [W] = 22214 [BTU/h]

         Như vậy, để đảm bảo nhiệt độ trong xe luôn nhỏ hơn 240C, ta phải lắp dàn điều hòa không khí có công suất lạnh lớn hơn 22214 BTU/h.

8. ĐÁNH GIÁ ĐỘNG LỰC HỌC, ĐỘ BỀN VÀ TÍNH NĂNG LÀM VIỆC CỦA CÁC HỆ THỐNG PHANH, TREO, LÁI

         8.1. Độ bền của hệ thống truyền lực

         Toàn bộ động cơ, ly hợp, hộp số, các-đăng, truyền lực chính,... đều giữ nguyên, không có thay đổi. Tổng trọng lượng ô tô thiết kế khi đầy tải nhỏ hơn trọng lượng toàn bộ cho phép do nhà sản xuất đưa ra (Bảng 4-1). Nên hệ thống truyền lực của ô tô thiết kế có đủ tính năng làm việc và đủ bền.

         8.2. Hệ thống chuyển động

         Trọng lượng toàn bộ và trọng lượng phân bố lên các cầu trước và cầu sau của ô tô thiết kế đều nhỏ hơn trọng lượng cho phép theo quy định của nhà sản xuất (Bảng 4-1). Vì vậy, hệ thống chuyển động của ô tô thiết kế là đủ bền.

         8.3. Hệ thống lái

         Trọng lượng phân bố lên cầu trước nhỏ hơn trọng lượng cho phép (Bảng 4-1), trong khi không thay đổi chiều dài cơ sở và giữ nguyên toàn bộ kết cấu của hệ thống lái. Nên động học lái không thay đổi tính năng và hệ thống lái đủ bền.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"