Thiết kế kỹ thuật ô tô đo sóng truyền hình lưu động trên cơ sở ô tô Mercedes – Benz sprinter 311cdi

CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ KHÍ VÀ XÂY DỰNG GIAO THÔNG VẬN TẢI ----------------------------------------------- THUYẾT MINH THIẾT KẾ KỸ THUẬT ÔTÔ ĐO SÓNG TRUYỀN HÌNH LƯU ĐỘNG TRÊN CƠ SỞ ÔTÔ MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI Ký hiệu thiết kế : TTCM-MER.DSTH -10 Nhãn giao dịch : MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI / TCM .DSTH Cơ sở SXLR : CÔNG TY CP CƠ KHÍ VÀ XÂY DỰNG GTVT Địa chỉ : P1-B3,TT Đại học GTVT, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà nội Nhóm thiết kế : TS.ĐÀO MẠNH HÙNG KS. NGUYỄN QUANG CƯỜNG Ngày tháng năm 2011 Ngày tháng năm 2011 CƠ QUAN THẨM ĐỊNH THIẾT KẾ ĐƠN VỊ THIẾT KẾ HÀ NỘI 2011 I - MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển nhanh về kinh tế của đát nước, nhu cầu về thông tin liên lạc viễn thông ngày càng cao do vậy cùng với sự phát triển đó vấn đề quản lý cũng hết sức cần thiết, để đảm bảo cho tính bảo mật, an ninh xã hội và kinh tế. Vì vậy việc đưa các trạm kiểm soát tần số vô tuyến lưu động vào hoạt động là nhu cầu cần thiết. Trước đây các loại xe ô tô chuyên dùng kiểm soát tần số vô tuyến lưu động thường được nhập ngoại với gia thành cao. Nhưng với khả năng công nghệ và trình độ kỹ thuật của các doanh nghiệp đăng ký ngành nghề sản xuất, lắp ráp ô tô ở nước ta hiện nay thì việc thiết kế và sản xuất các loại xe này hoàn toàn có thể thực hiện được. Để tận dụng nguồn nhân lực trong nước và giảm giá thành tối đa cho các loại xe ô tô này, Công ty Cổ phần Cơ khí và xây dựng Giao thông Vận tải tiến hành công việc: THIẾT KẾ KỸ THUẬT ÔTÔ ĐO SÓNG TRUYỀN HÌNH LƯU ĐỘNG TRÊN CƠ SỞ ÔTÔ MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI Ký hiệu thiết kế : TTCM-MER.DSTH-10 Nhãn hiệu giao dịch : MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI / TTCM .DSTH Thiết kế được thực hiện trên cơ sở đảm bảo các nguyên tắc sau : 1.Thiết kế để sản xuất lắp ráp theo thiết kế trong nước theo Quyết định 34/2005/QĐ - BGTVT. 2. Ôtô MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI được sản xuất tại tại Cộng hòa dân chủ Đức, mới 100% 3. Toàn bộ vật tư, thiết bị để chế tạo và lắp đặt lên ôtô cơ sở được nhập khẩu hoặc sản xuất trong nước. Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ chế tạo và giá thành thấp phù hợp với khả năng cung cấp vật tư, phụ tùng và khả năng thi công của các cơ sở sản xuất lắp ráp trong nước. 4. Ôtô thiết kế mới phải đảm bảo không ảnh hưởng đến đặc tính động học, động lực học của xe cơ sở. Đồng thời đảm bảo được các chỉ tiêu về an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường theo các quy định hiện hành. 5. Mầu sơn ôtô do cơ sở sản xuất đăng ký theo loại sản phẩm. 6. Ôtô đảm bảo chuyển động an toàn trên các loại đường giao thông công cộng. II. Trình tự công nghệ chế tạo Từ xe ôtô khách MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI cơ sở: -; - Chế tạo giá đỡ cột ăng ten chính và lắp đặt cụm ăng ten lên xe ô tô; - Lắp đặt cột ăng ten phụ lên phía sau ô tô - Dựng vách ngăn và lắp vách ngăn lên ô tô; - Chế tạo các loại giá đỡ thiết bị và lắp đặt lên ô tô; - Chế tạo và lắp đặt bàn làm việc lên ô tô; - Lắp đặt tủ đựng thiết bị lên ôtô; - Chế tạo và lắp đặt sàn công tác trên nóc xe ô tô; - Chế tạo và lắp thang lên xuống; - Sơn chống gỉ và sơn phủ toàn bộ phần gia công thêm; - Kiểm tra, chạy thử, thao tác thử; - Hiệu chỉnh; - Kiểm tra lần cuối. Yêu cầu kỹ thuật : - Các mối hàn phải đủ ngấu, đảm bảo đủ bền trong quá trình sử dụng; - Sai lệch các kích thước không được vượt quá giới hạn cho phép - Các bu lông xiết đủ mô men theo tiêu chuẩn đảm bảo không bị tự tháo trong qúa trình vận hành của ôtô; - Sau khi lắp đặt, cụm sàn nóc, thang, các giá đỡ, các thiết bị phải được cố định chắc chắn, đảm bảo về mặt động học và động lực học, đảm bảo an toàn trong quá trình chuyển động. - Ô tô đóng mới được tính toán đảm bảo chuyển động ổn định và an toàn trên các loại đường giao thông công cộng ở Việt Nam. - Đặc tính kỹ thuật của ôtô thoả mãn tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường của Việt Nam . III - BỐ TRÍ CHUNG ÔTÔ MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI / TTCM .DSTH III.1. Giới thiệu ô tô thiết kế 1.1 Tuyến hình Tổng thể ô tô MERCEDES – BENZ SPRINTE R 311CDI / TTCM .DSTH Ô tô đo sóng lưu động được lắp ráp sản xuất trên cơ sở xe ôtô tải van MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI. Ôtô tải van MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI cơ sở được lắp đặt vách ngăn, lắp đặt các hệ thống thiết bị chuyên dùng phục vụ cho việc kiểm soát tần số, đo sóng lưu động. 1.2. Giới thiệu chung ôtô cơ sở MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI Ôtô tải van MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI được sản xuất tại Cộng hòa Dân chủ Đức có các thông số như sau: - Công thức bánh xe : 4x2 - Động cơ OM611 DE22LA, Diesel, 4 kỳ, 4 xi lanh bố trí thẳng hàng, tăng áp, làm mát bằng nước; dung tích xi lanh 2148cm3, công suất lớn nhất 80kW ở tốc độ quay 3800v/ph; mô men xoắn cực đại 270 Nm ở tốc độ quay 1400 - 2400v/ph. - Ly hợp : Một đĩa ma sát khô lò xo màng, dẫn động thủy lực. - Hộp số cơ khí 5 số tiến và một số lùi, tỷ số truyền ở các tay số: i1 = 4,90 i2 = 2,53 i3 = 1,49 i4 = 1,000 i5 = 0,78, iL = 4,78 - Cầu sau chủ động, tỷ số truyền i0= 4,375 - Cầu trước dẫn hướng, cơ cấu lái kiểu trục bánh răng thanh răng, dẫn động cơ khí có trợ lực thuỷ lực. - Hệ thống treo trước độc lập, lò xo trụ, giảm chấn ống thủy lực. Hệ thống treo sau phụ thuộc, nhíp bán e líp, giảm chấn ống thuỷ lực - Hệ thống phanh chính dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không, cơ cấu phanh đĩa đặt ở tất cả các bánh xe. Hệ thống phanh tay tác động lên bánh sau, dẫn động cơ khí . - Các thông số khác của ôtô được nêu trong bảng thông số kỹ thuật. 1.3. Giới thiệu chung ôtô MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI / TTCM .DSTH Ô tô thiết kế dùng để thu đo tín hiệu sóng của các thiết bị phát sóng, từ đó xác định được tọa độ và vị trí của thiết bị phát sóng đó. Ô tô thiết kế có các đặc điểm sau: a. Vỏ xe: Được giữ nguyên của xe cơ sở b. Khoang lái: Trong ca bin ô tô được bố trí 01 ghế lái xe và 02 ghế ngồi bên phụ xe (giữ nguyên của xe ô tô cơ sở). c. Khoang làm việc và bố trí thiết bị : Sử dụng khoang chở hàng của ô tô cơ sở, và ngăn thành 02 khoang (một khoang lắp đặt các động cơ nổ, một khoang để làm việc và lắp đặt các thiết bị tĩnh) – kết cấu vách ngăn được thể hiện đầy đủ trong bản vẽ. Bố trí chung trong khoang làm việc như sau: * Khoang 01 : Khoang để làm việc và lắp đặt các thiết bị tĩnh bao gồm : -Thiết bị chuyên dùng thu, đo, định hướng các tần số bao gồm: + Tủ rack) - Kích thước : mm - Trọng lượng : 54 kG - Chức năng : Đựng các thiết bị hiển thị và bộ UPS + Bộ lưu điện UPS - Model : GTX 3 – 5000RT230 Kích thước: 570 x 430 x 220 mm Trọng lượng: 60 kG Công suất sử dụng tối đa : 4 kW + Pin bộ lưu điện - Model : GTX3 – 240V BATTCE Kích thước: 570 x 430 x 148 mm Trọng lượng: 50.4 Kg Số lượng : 4 quả ( 4 x 50.4 ~ 202 kg ) + Máy nén khí - Model : - Trọng lượng: 10 kG + Giá nóc : 63 kg + Tủ bàn ( đựng pin UPS ) : 41 kg + Chi tiết phụ : 20 kg + Cột ăng ten : 45 kg + Trọng lượng đự trữ : 50 kg Sóng được thu bởi các cột ăng ten sau đó qua bộ giải mã sẽ đưa ra tín hiệu đo trên các màn hình hiển thị. - Ăng ten chính + Cột ăng ten chính - Nhãn hiệu , số loại: MAST 6-30 - Đường kích cột: &230 - Chiều cao cột khi thu lại : 1,75 mét - Chiều cao cột khi nâng lên : 10 mét - Trọng lượng : 75 kG - Hệ thống dẫn động cột khi nâng lên hạ xuống nhờ khí nén. + Ăng ten định hướng và thu đo (lắp lắp trên cột ăng ten chính) - Nhãn hiệu, số loại : ADD 295 -Kích thước : &1153 x 445 mm -Trọng lượng : 37 kG - Chức năng: thu đo định hướng tín hiệu sóng từ các thiết bị phát sóng + Giá đỡ cột: - Trọng lượng: 18kG - Điều hòa không khí và giá lắp + Nhãn hiệu: HB2500 + Trọng lượng: 50kG + Công suất: 600 W + Điện áp: 220V, lấy từ máy phát điện. - 01 bàn làm việc - 01 tủ đựng đồ - Trần xe lắp thêm 02 đên tuýp làm việc Ngoài ra trong khoang 1 con lắp thêm các ổ cắm điện để láy điện sử dụng ra cho các thiết bị cắm ngoài. Các thiết bị trong khoang đều được định vị chắc chắn trên xe. * Khoang 02 : Khoang lắp đặt các thiết bị bao gồm : - Máy phát điện + Nhãn hiệu số loại: WSC6 + Công suất: 5kW/12V/60Ah + Có các đầu ra AC (230V-60Hz) + Trọng lượng 184kG + Động cơ: Diezel - 02 két làm mát + Trọng lượng: 40kG + Chức năng: làm mát cho máy phát - Máy nén khí: + Nhãn hiệu, số loại: BALDOR – RELIANCE + Trọng lượng: 10kG; + Chức năng: có chức năng cung cấp khí để nâng cột ăng ten - Giá máy phát điện + Trọng lượng: 36kG - Trong khoang có bố trí 01 đèn chiếu sáng trên trần xe. Các thiết bị trong khoang đều được định vị chắc chắn với thân xe hoặc sàn xe. * Các thiết bị bên ngoài xe - Cột ăng ten phụ + Nhãn hiệu , số loại : MAST 8-30 + Chiều cao cột khi thu lại : 2,4 m + Chiều cao cột khi nâng lên : 9,1m + Trọng lượng : 65 kG + Chức năng: thu tín hiệu sóng từ các thiết bị phát sóng + Hệ thống dẫn động cột khi nâng lên hạ xuống nhờ khí nén. - Hệ thống chân chống điện để kích cân bằng khi xe dừng và các cột anten được nâng lên khi làm việc . + Nhãn hiệu, số loại : HWH 625 + Tổng tải trọng nâng được: 6 tấn (gồm 04 kích thủy lực đặt bên dưới khung ôtô) + Nguồn điện : 12 V DC Chân chống điện được đặt ở ngoài xe và dưới gầm xe gồm có 04 chân, chân chống được liên kết với khung ôtô bằng các bulông M16 thông qua các tai liên kết. Kết cấu và vị trí của chân chống và sơ đồ điện làm việc cảu chấn chống được thể hiện cụ thể trong bản vẽ kỹ thuật. e. Sàn nóc xe: Để thuận tiện trong quá trình làm việc, tháo lắp các chi tiết trên cột ăng ten thì trên nóc xe có bố trí một sàn công tác, Kích thước và kết cấu của sàn công tác được thể hiện cụ thể trong bản vẽ kỹ thuật. f. Thang lên xuống nóc xe: Phía sau xe được bố trí 01 thang để lên sàn nóc, kết cấu và kích thước cụ thể của thang được thể hiện trong bản vẽ kỹ thuật. g. Hệ thống điện: Các thiết bị điện và hệ thống điện của xe ô tô cơ sở được giữ nguyên toàn bộ. Ngoài ra trên ô tô còn được lắp thêm các thiết bị điện sau: - Đèn làm việc trần xe trong khoang làm việc: 02 chiếc 220V - 8A; - Đèn làm việc trên nóc, bên ngoài xe: 02 chiếc 12V – 8A Các thiết bị điện lắp đặt thêm đều sử dụng nguồn điện của máy phát điện lắp thêm. Do lắp ăng ten chính lên xe làm chiều cao xe lớn hơn 1,75WT= 1,75*1640 = 2880mm. Nhưng do phần nhô lên của xe là bộ phận thu sóng lên khối lượng không đáng kể, do đó không ảnh hưởng đến sự ổn định của ô tô. III.2. Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng 2.1. Xác định các thành phần trọng lượng Trọng lượng bản thân của ô tô cơ sở : Gcs = 2445 kG Trọng lượng cụm ăngten chính và giá: Gac = 130 kG Trọng lượng cụm anten phụ và giá : Gap= 65 kG Trọng lượng của giá nóc : Gn = 85 kG Trọng lượng vách ngăn : Gvn = 80kG Trọng lượng tủ đồ : Gtđ = 60kG Trọng lượng của thang : Gth = 10 kG Trọng lượng của bàn làm việc : Gb = 30 kG Trọng lượng của hệ thống chân chống thủy lực : Gcg = 60kG Trọng lượng của điều hoà và giá : Gđg = 50 kG Trọng lượng của máy phát điện, 02 két nước làm mát và giá : Gmp = 255 kG Trọng lượng của máy nén khí: Gnk = 15kG Trọng lượng của tủ đựng thiết bị thu phát sóng : Gtb = 285 kG Trọng lượng của các chi tiết phụ khác: Gp = 60kG Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế: G0 = Gcs + Gac+ Gap+Gn + Gvn + Gtđ + Gt + Gb +Gcg + Gdh + Gmp + Gnk + Gtb +Gp s = 3205 kG Trọng lượng 03 người : Gng = 195 kG Trọng lượng dự trữ để lắp đặt thêm các thiết bị thu phát : Gdt = 50 kG Trọng lượng toàn bộ của ô tô thiết kế: G = 3205 + 195 + 50 = 3450 kG 2.2. Xác định trọng lượng phân bố lên các trục của ô tô Trên cơ sở giá trị các thành phần trọng lượng và vị trí tác dụng của chúng trên ôtô, ta xác định được sự phân bố trọng lượng lên các trục của ô tô cơ sở như sau: Sơ đồ lực tác dụng lên khung ô tô Từ sơ đồ trên ta có bảng phân bố khối lượng như sau: TT Thành phần trọng lượng K.hiệu Đơn vị K.lượng Trục 1 Trục 2 1 Trọng lượng bản thân của ô tô cơ sở Gcs 　kG 2020 1205 815 2 Trọng lượng cụm ăngten chính và giá 　Gac 　kG 130 74 56 3 Trọng lượng cụm anten phụ và giá 　Gap 　kG 65 -23 42 4 Vách ngăn 　Gvn 　kG 80 5 75 5 Trọng lượng của giá nóc 　Gn 　kG 85 17 68 6 Trọng lượng của thang 　Gth 　kG 10 -4 14 7 Tủ đựng đồ 　Gtđ 　kG 60 10 50 8 Trọng lượng của bàn làm việc 　Gb 　kG 30 17 13 Trọng lượng của hệ thống chân chống thủy lực trước 　Gch1 　kG 30 24 6 9 Trọng lượng của hệ thống chân chống thủy lực sau 　Gch2 　kG 30 -6 36 10 Trọng lượng của điều hoà và giá 　Gđg 　kG 50 8 42 11 Trọng lượng của máy phát điện và giá, máy nén 　Gmp 　kG 270 -39 309 12 Trọng lượng của tủ đựng thiết bị thu phát sóng 　Gtb 　kG 285 45 240 13 Chi tiết phụ 　Gp 　kG 60 30 30 14 Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế: 　G0 　kG 3205 1365 1840 15 Trọng lượng dự trữ để lắp thêm thiết bị 　Gdt 　kG 50 8 42 16 Trọng lượng kíp lái 　Gkl 　kG 195 177 18 17 Trọng lượng toàn bộ 　G 　kG 3450 1550 1900 III .ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA Ô TÔ THIẾT KẾ. TT THÔNG SỐ Ô TÔ CƠ SỞ Ô TÔ THIẾT KẾ 1.1 Loại phương tiện Ô tô chở 03 người và 1285kG Ô tô đo sóng lưu động 1.2 Nhãn hiệu, số loại của phương tiện MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI/ TTCM .DSLD SPRINTER/ TTCM .DSLD 1.3 Công thức bánh xe 4x2 4x2 2 Thông số về kích thước 2.1 Kích thước bao : DxRxC (mm) 5640x1933x2365 5900x1933x3350 2.2 Chiều dài cơ sở (mm) 3550 3550 2.3 Vết bánh xe trước/sau (mm) 1652/1646 1652/1646 2.4 Chiều dài đầu xe / đuôi xe (mm) 939/1151 939/1411 2.5 Khoảng sáng gầm xe (mm) 189 189 2.6 Góc thoát trước / sau (độ) 210/190 210/190 3 Thông số về trọng lượng 3.1 Trọng lượng bản thân (kG) 2020 3205 + Phân bố lên trục trước (kG) 1205 1365 + Phân bố lên trục sau (kG) 815 1840 3.2 Tải trọng (kG) 1285 50(thiết bị mang theo) 3.3 Số người cho phép chở (người) 03(195 kG) 03(195 kG) 3.4 Trọng lượng toàn bộ (kG) 3500 3450 + Phân bố lên trục trước (kG) Cho phép 1600 1550 + Phân bố lên trục sau (kG) Cho phép 2240 1900 4 Thông số về tính năng chuyển động 4.1 Tốc độ cực đại của xe (km/h) - 147 4.2 Độ dốc lớn nhất xe vượt được (%) - 45,7 4.4 Góc ổn định tĩnh ngang của xe khi không tải - 41,90 4.5 Bán kính quay vòng theo vết bánh xe trước phía ngoài (m) 6,08 6,08 5 Động cơ 5.1 Kiểu loại OM611 DE22LA 5.2 Loại nhiên liệu , số kỳ , số xi lanh , cách bố trí xi lanh , phương thức làm mát Diesel, 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, tăng áp, làm mát bằng nước 5.3 Dung tích xi lanh (cm3) 2148 5.4 Tỉ số nén 18 5.5 Đường kính xi lanh x Hành trình pittông 88 x 88.3 5.6 Công suất cực đại (kW/v/ph) 80/3800 5.7 Mô men xoắn cực đại(Nm/v/ph) 270/14 00 ¸ 2400 5.8 Vị trí bố trí động cơ trên khung xe Phía trước xe 6 Hệ thống truyền lực 6.1 Li hợp 01 đĩa ma sát khô, lò xo màng, dẫn động thủy lực 6.2 Hộp số chính Cơ khí, 5 số tiến, 1 số lùi 6.2.1 Tỉ số truyền hộp số(ihi) ih1 = 5,05; ih2 = 2,6 ih3 = 1,52; ih4 = 1; ih5 = 0,78; il = 4,78 6.3 Trục các đăng (trục truyền động) Loại hai trục, có ổ đỡ trung gian 6.4 Cầu xe Cầu sau chủ động : i0=4,375 6.5 Vành bánh xe và lốp trên từng trục Trục 1: Đơn 225/70R15C Trục 2: Đơn 225/70R15C 7 Hệ thống treo trước / sau : -Treo trước : độc lập, lò xo trụ + Giảm chấn : ống thủy lực -Treo sau : Phụ thuộc, nhíp nửa e líp + Giảm chấn : ống thủy lực 8 Hệ thống phanh trước /sau : - Phanh công chính : Đĩa/ Đĩa + Dẫn động thủy lực, trợ lực chân không - Phanh dừng :Tác động lên bánh sau + Dẫn động : Cơ khí 9 Hệ thống điện : - Điện áp định mức : 12 V - Ắc quy : 12V / 100Ah - Máy phát : 14V / 200A - Khởi động : 12 V 10 Hệ thống lái : - Kiểu loại : Bánh răng thanh răng - Dẫn động cơ cấu lái : Cơ khí , có trợ lực thủy lực - Độ chụm bánh trước : 00±9’ - Góc nghiêng ngoài bánh trước : 00±45’ - Góc nghiêng trong mặt phẳng dọc/ngang của trụ lái : 00±30’ 11 Ca bin : Gắn liền thùng hàng 12 Các thiết bị chuyên dùng đo sóng lưu động : Tủ đựng thiết bị (tủ Rack) + Kích thước : 600 x 850 x 1190mm + Số lượng : 01 + Chức năng: Chứa các thiết bị hiển thị và bộ lưu điện UPS - Bộ UPS + Nhãn hiệu: + Số lượng: 01 bộ - Thiết bị xử lí (Bộ giải mã – 03 cục) + Nhãn hiệu, số loại: ROHDE & SCHWARZ + Kích thước: 570 x 520 x 180 mm + Trọng lượng: 125kG - Ăng ten thu đo định hướng: + Nhãn hiệu: ADD 295 + Kích thước: F1153 x 445 mm + Chức năng: thu đo định hướng tín hiệu sóng từ các thiết bị phát sóng - Cột anten chính + Nhãn hiệu, số loại : MAST 6-30 + Số lượng : 01cột - Cột anten phụ + Nhãn hiệu , số loại: MAST 8-30 + Số lượng: 01cột + Chiều cao cột khi thu lại : 2,4mét + Chiều cao cột khi nâng lên : 9,1 mét Máy phát điện + Nhãn hiệu, số loại : WSC6 + Công suất: 5 kW + Có các đầu ra AC (230V-60Hz) + Số lượng : 01 bộ Két làm mát: Đi theo máy phát (đồng bộ) + Chức năng: Làm mát cho máy phát Máy nén khí: (Đi theo cột- đồng bộ) + Nhãn hiệu, số loại: BALDOR – RELIANCE + Chức năng: Cung cấp khí nén cho các cột ăng ten - Máy điều hòa nhiệt độ + Nhãn hiệu, số loại : HB250 + Năng suất lạnh: 2500W/h + Điện áp: 220-240 V + Số lượng : 01 bộ 13 Hệ thống chân chống + Nhãn hiệu, số loại : HWH 625 + Số lượng: 01bộ + Tổng tải trọng nâng được : 6 tấn (gồm 04 chân điện) + Nguồn điện : 12 VDC IV - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ IV.1. xác định tọa độ trọng tâm của ô tô thiết kế Bảng thông số tính chiều cao trọng tâm của ô tô thiết kế TT Thành phần trọng lượng K.hiệu Đơn vị K.lượng hgi 1 Trọng lượng bản thân của ô tô cơ sở Gcs 　kG 2020 800 2 Trọng lượng cụm ăngten chính và giá 　Gac 　kG 130 1950 3 Trọng lượng cụm anten phụ và giá 　Gap 　kG 65 1750 4 Vách ngăn 　Gvn 　kG 80 1450 5 Trọng lượng của giá nóc 　Gn 　kG 85 2510 6 Trọng lượng của thang 　Gth 　kG 10 1470 7 Tủ đựng đồ 　GTĐ 　kG 60 1325 8 Trọng lượng của bàn làm việc 　Gb 　kG 30 1025 Trọng lượng của hệ thống chân chống thủy lực trước 　Gcg 　kG 30 480 9 Trọng lượng của hệ thống chân chống thủy lực sau 　Gcg 　kG 30 480 10 Trọng lượng của điều hoà và giá 　Gmg 　kG 50 790 11 Trọng lượng của máy phát điện và giá 　Gmp 　kG 270 1050 12 Trọng lượng của tủ đựng thiết bị thu phát sóng 　Gtb 　kG 285 1450 13　 Chi tiết phụ 　Gp 　kG 60 1200 14　 Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế: 　G0 　kG 3205 1022 15　 Trọng lượng dự trữ để lắp thêm thiết bị 　Gdt 　kG 125 1325 16　 Trọng lượng kíp lái 　GKL 　kG 195 1450 17　 Trọng lượng toàn bộ 3450 1079 1.1 - Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc: - Khoảng cách từ trọng tâm ôtô đến tâm cầu trước: a = (Z2 . L) / G - Khoảng cách từ trọng tâm ôtô đến tâm cầu sau: b = L - a 1.2 - Toạ độ trọng tâm ôtô theo chiều cao: Căn cứ vào giá trị các thành phần trọng lượng và tọa độ trọng tâm của chúng, ta xác định chiều cao trọng tâm của ôtô theo công thức: hg = (å Gi . hgi)/ G Trong đó: hg, G - Chiều cao trọng tâm và trọng lượng bản thân của ôtô; Kết quả tính toán: TT Ô TÔ ĐO SÓNG LƯU ĐỘNG MERCEDES – BENZ SPRINTER/ TTCM .DSLD Thông số a (m) b (m) hg (m) 1 Khi không tải 1.925 1.625 1.022 2 Khi đầy tải 1.869 1.681 1.079 IV.2. Kiểm tra tính ổn định của xe ô tô thiết kế Trên cơ sở bố trí chung và tọa độ của trọng tâm của ôtô, có thể xác định được các giới hạn ổn định của ôtô như sau: - Góc giới hạn lật khi lên dốc: aL = arctg (b / hg) (Độ); - Góc giới hạn lật khi xuống dốc: aX = arctg (a / hg) (Độ); - Góc giới hạn lật trên đường nghiêng ngang: b = arctg (WT / 2hg) (Độ); - Vận tốc chuyển động giới hạn của ôtô khi quay vòng với bán kính Rmin = 10,0 m: Vgh = Ö WT . g . Rmin / (2. hg) (m/s); BẢNG NHẬP THÔNG SỐ TÍNH TOÁN Chiều dài cơ sở tính toán mm 3550 Vết bánh xe trước mm 1652 Vết bánh xe sau phía ngoài mm 1870 Trọng lượng bản thân KG 3205 + Trục trước KG 1365 + Trục Sau KG 1840 Trọng lượng toàn bộ KG 3450 + Trục trước KG 1550 + Trục Sau KG 1900 Góc quay bánh xe dẫn hướng độ 30 Bán kính quay vòng nhỏ nhất m 6.08 Chiều cao trọng tâm không tải Hg mm 1022 Chiều cao trọng tâm đầy tải Hg mm 1079 BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH a (m) b (m) hg (m) B(m) aL (độ) aX(độ) b (độ) Vgh (km/h) Vgh (m/s) Không tải 2.834 0.716 1.022 1.870 35.0 70.2 42.5 26.6 7.4 Đầy tải 1.955 1.595 1.079 1.870 55.9 61.1 40.9 25.9 7.2 IV.3.Tính toán động lực học kéo của ô tô thiết kế Thông số tính toán: TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị 1 Trọng lượng toàn bộ G kG 3450 2 Phân bố lên cầu chủ động G2 kG 1900 Trọng lượng bản thân G0 kG 3205 3 Bán kính bánh xe (khi làm việc) Rbx m 0,393 4 Hệ số biến dạng lốp - 0,95 Hiệu suất truyền lực h 0.89 5 Chiều rộng toàn bộ B m 1,933 6 Chiều cao toàn bộ H m 3.35 Hệ sô cản không khí k kGs2/m4 0,05 Hệ số cản lăn f 0,02 7 Công suất lớn nhất Ne ml 109 Tốc độ quay cực đại nv v/ph 3800 8 Mô men xoắn cực đại Me kG.m 27,52 Tốc độ quay nv v/ph 1400 - 2400 9 Hệ số chủng loại động cơ a ; b ; c 1,02; 0,66; 0,68 10 Tỷ số truyền hộp số số 1 ih1 5,05 số 2 ih2 2,6 số 3 ih3 1,52 số 4 ih4 1 số 5 ih5 0,78 11 Tỷ số truyền lực chính ic 4,375 12 Thời gian trễ khi chuyển số i 2 4.3.1. Đặc tính ngoài của động cơ OM611 DE22LA - Công thức Lâydecman đối với động cơ Điezen để xác định đặc tính ngoài. (ml) Trong đó: Ne - Công suất động cơ ở tốc độ quay ne Nmax - Công suất lớn nhất của động cơ nN - Tốc độ quay động cơ ở công suất Nmax a, b, c - Hệ số thực nghiệm kể đến sự ảnh hưởng của buồng cháy và loại động cơ - Mô men xuắn Me được xác định : Me = (kG.m ) Với K=716,2 Ta lập được bảng sau: ®Æc tÝnh ngoµi ®éng c¬ n (v/ph) 700 1010 1320 1630 1940 2250 2560 2870 3180 3490 3800 Ne (ml) 24.18 36.65 49.52 62.31 74.54 85.71 95.36 102.99 108.13 109.00 109.00 Me (KGm) 24.74 25.99 26.87 27.38 27.52 27.28 26.68 25.70 24.35 22.63 20.54 Từ các số liệu trên, ta vẽ được đường đặc tính ngoài của động cơ: Đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ OM611 DE22LA 4.3.2.Tính toán nhân tố động lực học * Dữ liệu tính ban đầu: - Trọng lượng toàn bộ xe - Đặc tính động cơ - Tỉ số truyền hộp số - Tỉ số truyền của truyền lực chính - Hiệu suất hệ thống truyền lực - Diện tích cản chính diện: F = B1 . H.0,8 - Hệ số cản không khí: K = 0,04 - Hệ số cản lăn (đường tốt): f = 0,02 *Các thông số tính toán: -Vận tốc ôtô: Va = (km/h) -Lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động: Pk = (kG) -Lực cản gió: PW = (k . F . V2) / 13 (kG) -Lực cản lăn: Pf = f.G (kG) -Nhân tố động lực học: D = -Độ vượt dốc: i = (D – f).100% Km/h B¶ng gi¸ trÞ vËn tèc ë c¸c tay sè V1 4.18 6.03 7.87 9.72 11.57 13.42 15.27 17.12 18.97 20.82 22.67 V2 8.11 11.70 15.30 18.89 22.48 26.07 29.66 33.26 36.85 40.44 44.03 V3 13.87 20.02 26.16 32.31 38.45 44.60 50.74 56.88 63.03 69.17 75.32 V4 21.09 30.43 39.77 49.11 58.45 67.79 77.13 86.46 95.80 105.14 114.48 V5 27.04 39.01 50.98 62.96 74.93 86.91 98.88 110.85 122.83 134.80 146.77 gi¸ trÞ nh©n tè ®éng lùc häc D1 0.458 0.469 0.475 0.477 0.474 0.467 0.455 0.439 0.418 0.392 0.362 D2 0.236 0.241 0.244 0.245 0.244 0.240 0.234 0.225 0.215 0.201 0.186 D3 0.138 0.141 0.143 0.143 0.142 0.140 0.136 0.131 0.124 0.116 0.106 D4 0.090 0.092 0.093 0.093 0.092 0.090 0.087 0.083 0.078 0.072 0.066 D5 0.070 0.072 0.072 0.072 0.071 0.068 0.066 0.062 0.057 0.052 0.046 Đồ thị nhân tố động lực học MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI/ TTCM .DSLD 4.3.3 - Tính toán kiểm tra khả năng tăng tốc của ô tô thiết kế : Khả năng tăng tốc của ô tô thiết kế được tính toán theo phương pháp giải tích, theo lý thuyết ô tô. Để có thể khảo sát được khả năng tăng tốc của ô tô ở vận tốc lớn nhất ta chỉ kiểm tra khả năng tăng tốc của ô tô khi chạy ở số truyền tăng của hộp chia ( ihp = 0,815). Thời gian tăng tốc của ô tô Thời gian để ô tô tăng tốc từ tốc độ V1 đến V2 xác định bằng công thức: - Quãng đường tăng tốc của ô tô Trong đó : G – Trọng lượng toàn bộ của ô tô của ô tô; g – Gia tốc trọng trường ai bi ci - Các hệ số xác định theo công thức sau: am ,bm ,cm – Các hệ số lấy theo loại động cơ iti – Tỷ số tryuyền của hệ thống truyền lực hi = 0,89 - Hiệu suất của hệ thống truyền lực rbx – Bán kính bánh xe rbx = 0,499 m kf – Hệ số kểt tới ảnh hưởng của lực cản lăn KF – Lực cản không khí Các kết quả tính toán ghi trong bảng sau TT Va J Jtb f ΔVa Δt t m ΔS S 1 0 0 0 0.018 0 0 0.000 0 0 0 2 4.320 1.664 0.832 0.018 4.320 1.44242 0.721 2.160 0.8655 0.8655 3 6.233 1.705 1.6845 0.018 1.913 0.31549 1.037 5.277 0.4624 1.731 4 8.147 1.729 1.7169 0.018 1.913 0.30953 1.352 7.190 0.6182 2.1934 5 10.060 1.735 1.7319 0.018 1.913 0.30685 1.662 9.103 0.7759 2.8116 6 11.973 1.724 1.7295 0.018 1.913 0.30728 1.969 11.016 0.9403 3.5875 7 13.886 1.695 1.7096 0.018 1.913 0.31085 2.276 12.930 1.1165 4.5278 8 15.799 1.649 1.6723 0.018 1.913 0.31779 2.587 14.843 1.3102 5.6443 9 17.713 1.586 1.6176 0.018 1.913 0.32854 2.905 16.756 1.5292 6.9545 10 19.626 1.505 1.5454 0.018 1.913 0.34389 3.233 18.669 1.7834 8.4837 11 21.539 1.407 1.4558 0.018 1.913 0.36505 3.577 20.582 2.0871 10.267 12 23.452 1.291 1.3488 0.018 1.913 0.39402 3.942 22.496 2.4622 12.354 13 30.687 1.327 1.3089 0.018 7.235 1.53542 4.336 27.070 11.545 14.816 14 34.403 1.265 1.2961 0.018 3.716 0.7964 5.871 32.545 7.1997 26.362 15 38.119 1.188 1.2266 0.018 3.716 0.84157 6.668 36.261 8.4767 33.561 16 41.835 1.095 1.1412 0.018 3.716 0.90453 7.509 39.977 10.045 42.038 17 45.551 0.985 1.04 0.018 3.716 0.99257 8.414 43.693 12.047 52.083 18 52.491 0.767 0.8762 0.018 6.940 2.20027 9.406 49.021 29.961 64.13 19 58.848 0.70 0.7343 0.018 6.356 2.40463 11.607 55.670 37.185 94.091 20 65.204 0.623 0.6622 0.018 6.356 2.66626 14.011 62.026 45.938 131.28 21 71.561 0.530 0.5766 0.018 6.356 3.06218 16.678 68.382 58.166 177.21 22 77.917 0.424 0.4774 0.018 6.356 3.6984 19.740 74.739 76.782 235.38 23 79.787 0.283 0.3538 0.018 1.870 1.46813 23.438 78.852 32.157 312.16 24 89.449 0.189 0.236 0.018 9.662 11.3715 24.906 84.618 267.29 344.32 25 99.110 0.079 0.1341 0.018 9.662 20.0139 36.278 94.279 524.14 611.61 26 108.772 -0.045 0.0171 0.018 9.662 156.575 56.292 103.941 4520.7 1135.7 27 118.434 -0.185 -0.115 0.018 9.662 -23.366 212.866 113.603 -737.4 5656.5 28 127.065 -0.338 -0.261 0.018 8.631 -9.1741 189.500 122.749 -312.8 4919.1 29 139.451 -0.511 -0.424 0.018 12.387 -8.1077 180.326 133.258 -300.1 4606.3 30 144.246 -0.702 -0.606 0.018 4.795 -2.1961 172.218 141.849 -86.53 4306.2 Nhận xét: Theo bảng kết quả tính toán và đồ thị ta thấy khi ô tô đi hết quãng đường 235m cần 19,74s. Vậy ô tô thùng mui bạt thỏa mãn điều kiện về khả năng tăng tốc theo tiêu chuẩn 22 TCN 307-06 t < [ t ] = 20 + 0,4G = 21,36 s BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN Thông số Đơn vị Giá trị Quy định Nhân tố động lực học lớn nhất Dmax 0,477 Nhân tố động lực học nhỏ nhất Dmin 0,046 Vận tốc Vmax tính toán km/h » 147 70Km/h Vận tốc Vmax thực tế theo hệ số cản mặt đường km/h 147 Khả năng vượt dốc lớn nhất imax (đầy tải) % 45,7 ³ 20% Kết luận: Các kết quả tính toán cho thấy ô tô thiết kế thoả mãn các quy định V- TÍNH BỀN CÁC CHI TIẾT LẮP GHÉP VÀ CÁC TỔNG THÀNH KHÁC 5.1. Kiểm tra bền liên kết cột anten chính, cột anten phụ, máy phát điện, máy điều hòa nhiệt độ, tủ đựng thiết bị với sàn ôtô Các thiết bị liên kết với sàn ôtô bằng các bu lông Khi chuyển động các bu lông liên kết chịu tác dụng của hai loại lực là lực quán tính khi phanh gấp và lực ly tâm khi xe quay vòng. Trong quá trình chuyển động, hai loại lực này không đồng thời xuất hiện và lực quán tính khi phanh gấp lớn hơn lực quán tính ly tâm khi quay vòng nên chỉ cần lấy giá trị của lực quán tính khi phanh gấp để tính. Chế độ tải trọng tính toán là trong chế độ phanh gấp và khi ôtô quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ nhất với vận tốc tối đa theo ổn định. Qua các kết quả ngyên cứu và thực tế sử dụng người ta thấy rằng lực li tâm sinh ra khi ôtô quay vòng thường nhỏ hơn nhiều so với khi phanh gấp với gia tốc phanh cực đại Jpmax. Vì vậy khi tính toán các mối gép liên kết bulông chỉ cần chọn tính cho trường hợp nguy hiểm nhất là khi ôtô phanh gấp. Điều kiện đảm bảo không có sự xê dịch giữa các thiết bị và sàn xe là: Pms > Pj Pj – Lực quán tính do trọng lượng của các thiết bị sinh ra khi phanh Pj = G. Jp/g Pms – Lực ma sát giữa các thiết bị và sàn xe sinh ra do lực ép của các bulông và trọng lượng các thiết bị Pms= (pe.n + G) .fms fms: Hệ số ma sát giữa thiết bị, cao su và sàn xe n: Số bu lông. Pe : Lực ép của 01bu lông. Pe = 800 kG Ta lập được bảng sau: TT Tên thông số Ăngten chính Ăngten phụ Máy phát điện Máy điều hoà Tủ thiết bị + hệ thống KSTS 1 Bulông liên kết M14 M14 M14 M14 M14 2 Số lượng bulông 04 04 04 04 04 3 Trọng lượng 130 65 270 50 160 4 Hệ số ma sát 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 5 Gia tốc quán tính(m/s2) 7 7 7 7 7 TT Tên thiết bị Lực quán tính (Pj) Lực ma sát (Pms) 1 Ăng ten chính 93 833 2 Ăng ten phụ 46 816 3 Máy phát điện 193 868 4 Máy điều hoà 36 813 5 Tủ thiết bị + hệ thống KSTS 114 840 Từ bảng trên ta thấy Pms > Pj Như vậy thiết bị đảm bảo không bị xê dịch trong khi ô tô chuyển động và khi ôtô phanh gấp. 5.2. Tính toán kiểm tra hệ thống chân chống. Do hệ thống chân chống được nhập khẩu đồng bộ với cụm bơm thuỷ lực và hệ thống thuỷ lực có tổng tải trọng nâng là 6000 kG là lớn hơn so với trọng lượng toàn bộ của ôtô (3300 kG). Như vậy, hệ thống thuỷ lực của chân chống đảm bảo hoạt động ổn định khi sử dụng. 5.3. Đánh giá độ bền các tổng thành khác của ôtô. Do trọng lượng toàn bộ và sự phân bố trọng lượng lên các trục của ôtô tương đương với ôtô cơ sở và giữ nguyên các hệ thống tổng thành của ôtô cơ sở nên không cần kiểm tra bền hệ khung, gầm, chất lượng hệ thống phanh, treo, lái của ôtô. Do giữ nguyên chiều dài cơ sở và hệ thống lái nên không cần kiểm tra lại động lực học lái cũng như tính toán lại bán kính quay vòng của ôtô. VI. Các tổng thành, hệ thống chế tạo trong nước và nhập khẩu VI.1. Các chi tiết, tổng thành nhập khẩu (cho 01 ôtô) TT Tên tổng thành, chi tiết S.lg Nhãn hiệu số loại Nơi SX 1 Ô tô chở 03 người và 1285kG 01 MERCEDES - BENZ SPRINTER 331CDI 2010 2 Tủ thiết bị 01 - Đức 3 Bộ lưu điện UPS 01 - Đức 4 Bộ xử lí ( Bộ giải mã) 01 ROHDE & SCHWARZ Đức 5 Ăng ten thu đo định hướng 01 ADD295 Đức 6 Cột ăng ten chính 01 MAST 6-30 Đức 7 Cột ăng ten phụ 01 MAST 8-30 Đức 8 Máy phát điện 01 WSC 6 Đức 9 Máy điều hòa nhiệt độ 01 HB250 Mỹ 10 Hệ thống chân chống thuỷ lực và điều khiển 01 HWH 625 Mỹ 11 Máy nén khí (đi kèm theo các cột ăng ten) 01 BALDOR – RELIANCE Đức 12 Két làm mát 02 - Đức 6.2. Các chi tiết, tổng thành sản xuất trong nước (cho 01 ôtô) TT Tên chi tiết S. lg Nhãn hiệu, số loại Vật liệu Nơi sản xuất 1 Vách ngăn khoang làm việc 01 • 40x40x1.2 CT3 Công ty CP cơ khí và xây dựng GTVT 2 Sàn nóc xe 01 •40x40x1.4, nhôm nhám dầy 3mm Nhôm Công ty CP cơ khí và xây dựng GTVT 3 Giá lắp ăng ten chính 02 L50x50x4 CT3 Công ty CP cơ khí và xây dựng GTVT 4 Giá lắp điều hòa nhiệt độ, máy phát 08 L50x50x4 CT3 Công ty CP cơ khí và xây dựng GTVT 5 Bàn làm việc 04 - Gỗ ép Công ty CP cơ khí và xây dựng GTVT 6 Tủ đựng đồ 03 - Gỗ ép Công ty CP cơ khí và xây dựng GTVT 7 Thang lên xuống 20 F 21 x 2 INOX Công ty CP cơ khí và xây dựng GTVT  VII- KẾT LUẬN Từ nội dung tính toán kiểm tra và các kết quả nhận được có thể khẳng định ôtô tải thùng lửng “MERCEDES – BENZ SPRINTER 311CDI/ TTCM .DSLD” đã thoả mãn các quy định trong tiêu chuẩn 22 TCN 307 - 06. Đảm bảo đủ bền và có đủ các tính năng động lực học cần thiết để chuyển động ổn định và an toàn trên đường giao thông công cộng. Công nghệ chế tạo và lắp đặt đơn giản, phù hợp với trình độ của các cơ sở sản xuất trong nước. Kính trình Cục Đăng kiểm Việt Nam xem xét, thẩm định thiết kế và cho phép cơ sở sản xuất được thi công theo thiết kế.