Thiết kế xe ba bánh chạy bằng biogas phục vụ vận chuyển ở nông thôn

s nạp vào ở các chế độ tải khác được điều chỉnh bởi độ chân không tại họng bộ chế hòa khí. Hệ thống cung cấp Biogas chính: Cung cấp nhờ van cung cấp (4). Van này hoạt động thông qua việc điều chỉnh sức căng của lò xo để thay đổi tiết diện lỗ phun dp của van cung cấp ( Hình 6.7) Hệ thống không tải: Trong trường hợp này ta chạy không tải bằng Xăng. Xăng được cấp vào động cơ ở chế độ không tải qua giclơ không tải của bộ chế hòa khí. Giclơ chính được bịt kín nhờ vít đóng mở Xăng giclơ chính ( Hình 6.9) - Khi chạy bằng Xăng: Đóng khóa Biogas (2), mở vít đóng mở Xăng giclơ chính và cho động cơ làm việc bình thường. 6.3.2. Tính toán bộ hỗn hợp Biogas – Không khí Mục đích nhằm xác định đường kính lỗ cung cấp khí Biogas nén, kích thước họng bộ hỗn hợp và kích thước buồng hỗn hợp. Hình 6-6 Sơ đồ tính các kích thước của bộ hỗn hợp - Xác định các kích thước Buồng hỗn hợp [3] + Tính đường kính bộ hỗn hợp: [mm] Trong đó: an - Hệ số dao động của dòng chảy, phụ thuộc vào số xi lanh dùng chung một buồng hỗn hợp. Vh - Thể tích công tác của một xi lanh [dm3]. i - Số xi lanh dùng chung một buồng hỗn hợp. n - Số vòng quay của động cơ [v/ph]. Bảng 7-16 Hệ số dao động của dòng chảy [3] Số xilanh 1 2 3 4 5 6 Hệ số an 24,2 17,1 14,15 13 12,85 11,9 Vậy:= 21,34 [mm] + Kiểm nghiệm tốc độ không khí qua buồng hỗn hợp: Tốc độ trung bình của dòng khí qua buồng hỗn hợp tính theo công thức: [m/s] Trong đó: Vh - Thể tích công tác của một xilanh [cm3]. i - Số xilanh dùng chung một buồng hỗn hợp. n - Số vòng quay động cơ [v/ph]. db - Đường kính của buồng hỗn hợp [cm]. ηv- Hệ số nạp, λ2 - Hệ số quét khí, τ -Số kỳ. Vậy: [m/s] + Chiều dài buồng hỗn hợp: lb = (0,8-1,8)db= 1,134. 21,34 =24,2 [mm] - Xác định kích thước họng [3] + Xác định sơ bộ đường kính: Đường kính họng được quyết định bởi lưu lượng không khí qua họng và tốc độ thực tế không khí qua họng trong giới hạn theo thực nghiệm. Chọn sơ bộ đường kính của họng dh theo kinh nghiệm. Loại một họng: dh=(0,6-0,8)db = 0,7.21,34 =14,94 [mm] + Độ chân không tại họng: [N/m2] Trong đó: mh - Hệ số lưu lượng của họng, phụ thuộc vào hình dáng, chất lượng của họng và số họng, mh = 0,85-0,9. Chọn mh = 0,87 - Khối lượng riêng không khí trước ống nạp,.Chọn =1.2 = 659,240 [N/m2] Chú ý rằng: Δph không phải là hằng số theo thời gian, dao động của Δph càng lớn khi số vòng quay động cơ càng thấp và số xilanh càng ít. + Tốc độ không khí thực tế qua họng: [m/s] = 28,84 [m/s] + Lưu lượng không khí qua họng: [kg/s] = 0,00607 [kg/s] + Đường kính chính xác của họng: [m] = 0,01494 [m] = 14,94 [mm] - Xác định kích thước lỗ cấp Biogas [3] ,[5] + Tốc độ nhiên liệu Biogas: [m/s] Trong đó: rnl - Khối lượng riêng của nhiên liệu , rnl=0,8244 [kg/m3]. vnl - Tốc độ dòng nhiên liệu qua lỗ. Vậy: = 43,05 [m/s] + Tiết diện lỗ phun Biogas: fc= Trong đó: Gnl - Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 giờ ứng với công suất cực đại, Gnl =Vt=Ne.ve=6,22.0,1778 = 1,1059 (m3/h) = 0,00022 (kg/s) . Vt – Mức tiêu hao khí Biogas khi động cơ đầy tải = 7,14.10-6 [m2] = 7,14 [mm2] + Đường kính lỗ phun Biogas: dc = [mm] dc == 3,10[mm] Để thuận tiện cho việc chế tạo ta chọn dc= 4 (mm). * Nhận xét: So sánh với kích thước của bộ chế hòa khí động cơ Wave α100cc db= 21,34 (mm) lb =24,2 (mm) dh= 14,938 (mm). Như vậy, theo kết quả tính toán trên thì ta có thể cải tạo lại bộ chế hòa khí nguyên thủy của động cơ xe Honda Wave α để có thể sử dụng lưỡng nhiên liệu Xăng- Biogas. Việc này sẽ giảm được giá thành chuyển đổi động cơ đồng thời đáp ứng được yêu cầu đề ra. Trong trường hợp này: Khi động cơ dùng Biogas, chế độ không tải chạy bằng Xăng. 6.3.3.Xác định đường kính lỗ phun của van cung cấp Biogas Van cung cấp Biogas chính làm nhiệm vụ cung cấp Biogas trong tất cả các chế độ có tải của động cơ. Lượng Biogas thay đổi trong các chế độ tải khác nhau, được điều khiển bằng độ chân không ở họng bộ chế hòa khí. Đối với động cơ xe Honda Wave α qua thời gian thí nghiệm, đường kính lỗ phun của van cung cấp Biogas được xác định vào khoảng 3 ÷ 5[mm]. Trong nghiên cứu này đường kính lỗ phun của van cung cấp Biogas được chế tạo là dp = 4 [mm]. Như vậy ta phải cải tạo lại van cung cấp Biogas nguyên thủy để đảm bảo cung cấp đủ Biogas cho các chế độ tải khác nhau. Kết cấu của van cung cấp Biogas cải tạo như sau: Hình 6-7 Van cung cấp Biogas 6.3.4. Cải tạo bộ chế hòa khí để dùng lưỡng nhiên liệu Xăng-Biogas Hình 6-8 Bộ chế hòa khí lưỡng nhiên liệu Xăng – Biogas 1- Lỗ khí không tải, 2- Đường Xăng vào, 3- Bướm gió, 4- Dây ga, 5- Lò xo ga, 6- Piston ga, 7- Kim ga, 8- Cổ hút, 9- Giclơ Xăng không tải, 10- Vít đóng mở Xăng giclơ chính, 11- Giclơ chính, 12- Ống tán Xăng có lỗ thông hơi xếp bậc, 13- Phao Xăng, 14- Bầu phao, 15- lưỡi gà, 16- Kim van, 17- Vít gió, 18- Vòi cung cấp Biogas - Họng bộ chế hòa khí: Ta khoan lỗ có đường kính d = 4 trên họng bộ chế hòa khí ( Hình 6-8 ), sau đó tarô ren để lắp vòi cung cấp Biogas - Bầu phao: Ta khoan lỗ có đường kính d = 4 dưới đáy bầu phao của bộ chế hòa khí ( Hình 6-8), sau đó tarô ren để lắp vít đóng mở Xăng giclơ chính. 7. MỘT SỐ LOẠI XE BA BÁNH THAM KHẢO . Bảng 7.1 Thông số kỹ thuật của một số xe ba bánh. Loại xe LAMBRO 550 T200 MD 150 ZH CTM 150 ZH-2 CTM100 3A Nước sản xuất Ý Liên Xô Trung Quốc Dung tích công tác (cm3) 200 199 149,4 150 97 Công suất lớn nhất (kW)/ số vòng quay (vòng/phút) 9,2/4800 (2 thì) 11/33200 (2 thì) 9,0/8500 Momen lớn nhất (N.m)/ số vòng quay (vòng/phút) 9,3/7000-7500 Tốc độ cực đại (km/h) 62 50 55 60 50 Khối lượng không tải (kg) 530 265 Tải trọng hữu ích (kg) 500 250 360 350 300 Chiều dài toàn bộ xe (mm) 2915 2770 2800 3320 2992 Bề rộng toàn bộ xe (mm) 1380 1160 1150 1220 Chiều cao toàn bộ xe (mm) 1670 1500 1300 1270 1320 Chiều dài cơ sở xe 1970 1775 1810 2165 Chiều dài thùng chứa (mm) 1844 1700 1420 Tỷ lệ chiều dài cơ sơ trên chiều dài toàn bộ xe 0,67 0,64 0,65 0,65 Hình 7.1. Loại xe MD150 ZH. Hình 7.2. Loại xe CTM 150 ZH-2. Hình 7.3. Loại xe CTM100 3A. +Qua các loại xe tham khảo ta có nhận xét : - Những xe tham khảo là những xe có chiều cao tải trọng lớn, thùng đặt ở vị trí cao so với mặt đất, phần thân xe máy được liên kết vững chắc vào thùng chuyên chở của xe. - Xe chuyên chở chủ yếu là hàng hoá, vị trí thùng xe đặt cao so với trục bánh xe sau tạo ra khoảng sáng lớn ở gầm xe, đây là một trong những điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế và lắp đặt hệ thống truyền động và đặt biệt thuận lợi trong hệ thống truyền động dùng bộ truyền xích. Lúc này momem phát ra từ động cơ qua bộ truyền xích rồi truyền trực tiếp đến trục chủ động của hai bánh xe sau. - Giảm được mức độ phức tạp của hệ thống truyền động, giảm được khối lượng và số lượng của bộ truyền xích, vậy nên có thể tăng tuổi thọ của bộ xích và tăng độ bền vững của xe. Tuy nhiên, do thùng xe thiết kế khá cao so với mặt đất nên việc sắp xếp hàng hoá lên thùng xe vận chuyển ở nông thôn phù hợp với những loại hàng số lượng nhiều và khối lượng nhỏ, những vật có khối lượng lớn như thì rất khó di chuyển lên xe. Để loại xe chở hàng hoá mang lại hiệu quả sử dụng cao thì phải thiết kế sao cho việc di chuyển hàng hoá lên và xuống xe được dễ dàng, đồng thời giảm đến mức thấp nhất khối lượng xe, đặt biệt là hệ thống truyền động. 8. PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO, LẮP ĐẶT. 8.1. Xe máy cải tạo. +Hiện nay ở Việt Nam số lượng và chủng loại xe máy khá nhiều, các hãng sản xuất lớn như DAEHAN, HAESUN của Hàn Quốc; LIFAN, LONCIN, HONGDAE của Trung Quốc; HONDA, SUZUKI,YAMAHA của Nhật Bản đã sản xuất một số lượng lớn loại xe 100 phân khối.Vậy nên việc chọn loại xe máy thích hợp để cải tạo phục vụ cho việc thiết kế xe phục vụ vận chuyển ở nông thôn dễ dàng hơn, và yêu cầu đặt ra trong việc chọn xe máy là : - Động cơ xe là động cơ bốn thì, 100 phân khối. - Xe có hình dáng thon gọn , không cầu kỳ. - Khung sườn vững chắc, động cơ làm việc bền vững, tin cậy, giá thành rẻ. Từ những yêu cầu trên ta chọn loại xe máy để cải tạo là loại xe máy WAVE 100 cc.của hãng HONGDA ( Trung Quốc) sản xuất. 8.2. Thùng xe. Hình 8.4.Cấu tạo thùng xe. Thùng xe được chế tạo từ loại thép chịu uốn tốt là loại thép tiết diện hộp, thép tiết diện chữ U. Những thanh thép được cắt theo các kích thước đã tính và hàn chặt chúng theo bản vẽ kết cấu thùng xe, các kích thước chính của thùng được thể hiện ở hình trên. Hai gắp của thùng được chế tạo từ loại thép hộp 40x20 mm, hai gắp được liên kết cứng bởi một đòn ngang tiết diện tròn được cố định trên khung và quay được. 8.3. Lắp đặt thùng xe với nửa thân xe máy. Một trong những yêu cầu của xe thiết kế là ta cải tạo lại xe máy WAVE 100 cc.bằng cách bỏ đi phần đuôi của xe máy tính từ động cơ. Hình 8.5. Phần xe máy sau khi loại bỏ đoạn đuôi . Ở ống thép chính của sườn xe máy ban đầu đã được hàn chặt bốn thanh thép tiết diện chữ nhật 12x30mm để liên kết phần đuôi xe. Sau khi cắt phần đuôi, ngay tại đoạn cắt của bốn thanh thép này ta hàn chặt hai miếng thép đã được cắt định hình và khoan lỗ để bắt bulông. Phần xe máy này được lắp với thùng xe bằng bốn Bulông có đệm cao su giữa mối lắp. Ngoài ra, để tăng thêm độ cứng vững cho xe phục vụ vận chuyển ở nông thôn thì chân chống đứng được cải tạo lại và hàn chặt vào khung. Hình 8.6. Phần xe máy sau khi lắp với thùng. Trọng lượng khô. 90 kg. Dàix rộng x cao. 1871mmx715mmx1051mm. Khoảng cách trục bánh xe. 1208mm. Độ cao yên. 751mm. Khoảng cách gầm so với mặt đất. 130mm. Dung tích bình xăng. 3,5 lít. Dung tích nhớt máy. 0,9 lít. Phuộc trước. Kiểu ống lồng. Phuộc sau. Dạng gắp (hình vuông) Loại động cơ. ĐCĐT 4 thì,1 xilanh, làm mát bằng gió. Dung tích xi lanh. 97,1cc. Piston (Dx S). 50mmx 49,5mm. Tỉ số nén. 9,0x 1. Công suất cực đại. 4,7 kw ; 8000v/p. Mô mem cực đại. 6,9N.m / 6000 v/p. Hộp số. 4 số. Khởi động máy. Đề; đạp. Bảng 8.2. Bảng thông số kỹ thuật xe WAVE 100 cc. 9. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 9.1. Chọn phương án truyền động. Âãø thiãút kãú hãû thäúng truyãön âäüng cho xe, coï thãø choün mäüt trong hai phæång aïn truyãön âäüng laì truyãön âäüng xêch vaì truyãön âäüng âai. Ta choün phæång aïn truyãön âäüng cho âæåìng truyãön tæì truûc ra vi sai âãún hai baïnh xe chuí âäüng, sæí duûng bäü truyãön xêch âãø truyãön cäng suáút tæì âäüng cå âãún vi sai (âæåìng truyãön så cáúp). 9.1.1.Truyãön âäüng âai. Âáy laì phæång aïn truyãön âäüng maì tæì hai truûc ra vi sai ta coï thãø làõp hai baïnh âai ràng âãø truyãön âäüng cho hai baïnh xe chuí âäüng, nãúu sæí duûng bäü truyãön âai coï nhæîng æu nhæåüc âiãøm sau: +Æu âiãøm: Coï khaí nàng truyãön chuyãøn âäüng vaì cå nàng giæîa caïc truûc åí khaï xa nhau. Giæî âæåüc an toaìn cho caïc chi tiãút maïy khaïc khi bë quaï taíi. Kãút cáúu âån giaín, giaï thaình reí. +Nhæåüc âiãøm: Khuän khäø vaì kêch thæåïc cuía bäü truyãön âai khaï låïn. Læûc taïc duûng lãn truûc vaì äø khaï låïn do aính hæåíng cuía læûc càng âai. Tuäøi thoü bäü truyãön âai tháúp khi laìm viãûc åí mæïc âäü cao. 9.1.2.Truyãön âäüng xêch. 9.1.2.1. Nhæîng æu nhæåüc âiãøm khi duìng bäü truyãön xêch. +Æu âiãøm: Coï khaí nàng truyãön chuyãøn âäüng vaì cå nàng giæîa caïc truûc åí khaï xa nhau. Kêch thæåïc vaì khuän khäø nhoí goün hån bäü truyãön âai. Hiãûu suáút laìm viãûc cao (h= 0,96I0,98). Læûc taïc duûng lãn truûc tæång âäúi nhoí, coï thãø cuìng luïc truyãön cå nàng cho nhiãöu truûc. Truyãön âäüng täút åí træåìng håüp coï khoaíng caïch truûc trung bçnh. +Nhæåüc âiãøm: Bäü truyãön xêch taûo nhiãöu tiãúng äön khi laìm viãûc. Váûn täúc tæïc thåìi cuía xêch vaì âéa xêch bë dáùn khäng äøn âënh. Yãu cáöu chàm soïc thæåìng xuyãn ( bäi trån, âiãöu chènh càng xêch). Nhanh moìn, nháút laì nhuîng nåi laìm viãûc coï nhiãöu buûi vaì khi âæåüc bäi trån khäng täút. 9.1.2.1. Caïc phæång aïn truyãön âäüng khi duìng bäü truyãön xêch. + Phæång aïn 1: Dáùn âäüng mäüt bãn, sæí duûng mäüt baïnh xe sau laìm baïnh xe chuí âäüng. + Phæång aïn 2: Dáùn âäüng hai bãn, sæí duûng hai baïnh xe sau laìm baïnh xe chuí âäüng, khäng duìng vi sai. + Phæång aïn 3: Dáùn âäüng hai bãn, sæí duûng hai baïnh xe sau laìm baïnh xe chuí âäüng, coï duìng vi sai. 9.1.3.Choün loaûi truyãön âäüng cho xe thiãút kãú. Våïi cäng viãûc phuûc vuû váûn chuyãøn åí näng thän âoìi hoíi xe thiãút kãú laìm viãûc åí mæïc âäü khaï cao, laìm viãûc nhiãöu giåì trong ngaìy, tçnh traûng âæåìng xaï xáúu nãn khi choün bäü truyãön âäüng cáön chuï yï âãún khaí nàng laìm viãûc thæåìng xuyãn, træåìng håüp naìy thç bäü truyãön xêch coï thãø âaïp æïng täút. Xe thiãút kãú cáön hiãûu suáút truyãön âäüng cao do âäüng cå phaíi truyãön cäng suáút qua cuûm vi sai räöi måïi âãún hai baïnh xe chuí âäüng, nãn choün bäü truyãön naìo coï hiãûu suáút truyãön âäüng cao. Mäüt yãu cáöu quan troüng trong viãûc thiãút kãú xe maïy váûn chuyãøn åí näng thän laì giaím tênh phæïc taûp cuía caïc cuûm chi tiãút, váûy nãn choün bäü truyãön coï kãút cáúu nhoí goün. Qua phán têch trãn ta tháúy bäü truyãön xêch coï thãø âaïp æïng täút hån nhæîng yãu cáöu âàût ra cuía xe, váûy ta choün bäü truyãön xêch âãø làõp trãn xe thiãút kãú. 9.1.4.Så âäö täøng quaït hãû thäúng truyãön âäüng cå khê. - Hãû thäúng truyãön âäüng chung trãn toaìn bäü xe naìy bao gäöm nhæîng pháön chênh sau: Hçnh 9.1.Så âäö hãû thäúng truyãön læûc . 1-Âäüng cå; 2, 5-ÄØ âåî truûc dáùn âäüng trung gian, 3- Âéa xêch chuí âäüng, 4, 8-ÄØ âåî truûc gàõp, 6- Âéa xêch trung gian; 7- Truûc dáùn âäüng trung gian; 9- Truûc gàõp; 10- Gàõp; 11- Âéa xêch bë âäüng ;12-Thuìng xe; 13-Baïnh xe chuí âäüng. 9.2. Chọn loại xích và tính toán bộ truyền xích Sau khi phán têch, choün loaûi truyãön âäüng cho xe maïy 3 baïnh vaì bæåïc tiãúp theo laì tênh choün bäü truyãön xêch. Täøng säú bäü truyãön xêch trãn xe laì 3 bäü, bäü xêch truyãön momem tæì âäüng cå âãún vi sai vaì hai bäü tæì truûc ra vi sai âãún hai baïnh xe chuí âäüng. Âãø giaím tênh phæïc taûp trong viãûc thiãút kãú xe, âäöng thåìi táûn duûng nhæîng chi tiãút, cuûm chi tiãút thiãút kãú sàôn trãn thë træåìng ta coï thãø læûa choün bäü truyãön xêch phuì håüp våïi xe thiãút kãú. Tuy nhiãn åí âæåìng truyãön momem tæì âäüng cå âãún vi sai, åí âáy täúc âäü goïc giaím 1,5 láön nãn cáön thiãút phaíi tênh toaïn thiãút kãú âéa xêch làõp trãn vi sai. Ngoaìi viãûc choün bäü truyãön xêch cho xe thiãút kãú, ta phaíi tênh toaïn thiãút kãú âéa xêch làõp trãn vi sai. 9.2.1.Choün loaûi xêch vaì bäü xêch dáùn âäüng hai baïnh xe sau. Coï 3 loaûi xêch : Xêch äúng, xêch con làn, xêch ràng, ta coï thãø choün mäüt trong ba loaûi xêch naìy, tæìng loaûi xêch coï nhæîng âàûc âiãøm sau: 9.3.2.1. xêch äúng. Âån giaín, giaï thaình haû vaì khäúi læåüng giaím vç khäng duìng con làn, nhæng cuîng vç thãú maì baín lãö moìn nhanh. Nãn chè duìng xêch äúng cho caïc bäü truyãön khäng quan troüng vaì yãu cáöu khäúi læåüng nhoí. 9.3.2.2. xêch ràng. Coï æu âiãøm laì khaí nàng taíi låïn, laìm viãûc ãm nhæng chãú taûo tæång âäúi phæïc taûp vaì giaï thaình âàõt nháút, do váûy chè duìng xêch ràng khi váûn täúc xêch trãn 10 âãún 15m/s. 9.3.2.3. xêch äúng - con làn. Goüi tàõt laì xêch con làn, vãö kãút cáúu thç giäúng nhæ xêch äúng, chè khaïc åí phêa ngoaìi äúng làõp thãm con làn, nhåì âoï coï thãø thay thãú ma saït træåüt giæîa äúng vaì ràng âéa (åí xêch äúng) bàòng ma saït làn giæîa con làn vaì ràng âéa ( åí xêch con làn). Kãút quaí laì âäü bãön moìn cuía xêch con làn cao hån xêch äúng, chãú taûo noï khäng phæïc taûp bàòng xêch ràng, do âoï xêch con làn âæåüc duìng khaï räüng raîi. Noï duìng thêch håüp khi váûn täúc laìm viãûc dæåïi 10 âãún 15m/s. Nãn æu tiãn duìng xêch mäüt daîy, nhæng åí caïc bäü truyãön quay nhanh, taíi troüng låïn nãúu duìng xêch 2, 3 hoàûc 4 daîy seî laìm giaím taíi troüng âäüng vaì kêch thæåïc khuän khäø cuía bäü truyãön. Trong nhæîng loaûi xêch âaî nãu åí trãn ta choün loaûi xêch con làn, cuû thãø laì loaûi xêch con làn duìng trãn xe maïy loaûi xe Wave 100cc. Hçnh 9.2.Xêch con làn- xe maïy Wave 100cc . 9.2.2.Caïc thäng säú cå baín cuía xêch con làn - xe maïy Wave 100cc. Sau khi khaío saït xêch con làn cuía xe maïy Wave 100cc ta coï caïc thäng säú cå baín âæåüc thãø hiãûn åí hçnh 9.3, baíng 9.1. Hçnh 9.3.Caïc thäng säú kêch thæåïc cå baín cuía xêch con làn- xe maïy Wave 100cc. Baíng 9.1.Caïc giaï trë kêch thæåïc cå baín cuía xêch con làn- xe maïy Wave 100cc. Bæåïc xêch p,mm Kêch thæåïc, mm Taíi troüng phaï hoíng Q, kN Khäúi læåüng mäüt meït xêch q1,kg B d0 dl h b 12,7 6,7 3,3 7,75 11 14,5 18,2 1,25 9.2.3.Tênh toaïn bäü truyãön xêch. 9.2.2.1. Khoaíng caïch truûc vaì säú màõt xich. + Khoaíng caïch truûc nhoí nháút bë giåïi haûn båíi khe håí nhoí nháút cho pheïp giæîa caïc âéa xêch ( 30y50 mm ). amin = 0,5( da1 + da2) + ( 30y50). (9.1). + Màût khaïc âãø traïnh læûc càng quaï låïn do troüng læåüng baín thán xêch gáy nãn, khoaíng caïch truûc khäng nãn quaï låïn, a £ amax = 80p. (9.2). + Choün så bäü : a = ( 30y50)p. Trong âoï, hãû säú nhoí khi tyí säú truyãön u = 1y2, vaì hãû säú låïn khi tyí säú truyãön u = 6y7. + Choün a = 30p = 30x12,7 = 381 (mm). Tæì khoaíng caïch truûc a = 381 (mm), ta xaïc âënh âæåüc säú màõt xêch x: x = 2a/p + (Z1 + Z2)/2 + (Z2 - Z1)2 p/(42a). (9.3). x = 2.381/12,7+ (14 + 21)/2 + (21 - 14)2 .12,7/(42.381) = 77,5 (mm) x = 77,5 (mm), choün xc = 78 màõt xêch. + Xaïc âënh laûi khoaíng caïch truûc a theo säú màõt xêch chàôn xc: a* = 0,25p[ xc - 0,5(Z1 + Z2) + . (9.4). a* = 0,25.12,7[ 78 - 0,5(14 + 21) + a* = 384 (mm). + Kiãøm nghiãûm säú láön va âáûp cuía baín lãö xêch trong mäüt giáy : i = Z1n1/(15x)£ [i] (9.5). i = 14.2057/15.78 = 24,6. Ta choün [i] laì säú láön va âáûp cho pheïp cuía caïc loaûi xêch trong baíng sau: Baíng 9.2.Säú láön va âáûp cho pheïp [i] cuía caïc loaûi xêch. Loaûi xêch Säú láön va âáûp cho pheïp [i], l/s, khi bæåïc xêch p, mm. 12,7 15,875 19,05 25,4 31,75 38,1 44,45 50,8 xêch äúng vaì xêch con làn 60 50 35 30 25 20 15 15 Xêch ràng. 80 65 50 30 25 20 20 20 Våïi bæåïc xêch p = 12,7 (mm), coï âæåüc [i]= 60 (láön/s). Váûy i = 24,6 < [i]= 60. 9.2.2.2. Kiãøm nghiãûm xêch vãö âäü bãön. Caïc bäü truyãön xêch bë quaï taíi låïn, khi måí maïy hoàûc thæåìng xuyãn chëu taíi troüng va âáûp trong quaï trçnh laìm viãûc cáön tiãún haình kiãøm nghiãûm vãö quaï taíi theo hãû säú an toaìn [1]. s = Q/(kâFt+Fo+Fv) [s] (9.6) Trong âoï: + Q- taíi troüng phaï hoíng, theo baíng 9.1 coï Q = 18200 (N). + kâ- hãû säú taíi troüng âäüng, kâ = 1,2 (choün theo chãú âäü taíi troüng måí maïy bàòng 1,5 láön taíi troüng danh nghéa). + Ft- læûc voìng, Ft = 1000P/v. (9.7). ÅÍ âáy: P- cäng suáút âäüng cå, P = 4,8 (kW). v- váûn täúc xêch, v = Z1.p.n1/60000 = 14.12,7.2057/60000 = 6,09 (m/s). Ft = 1000P/v = 1000. 4,8/6,09 =788,177 (N). Váûy Ft = 771,75 (N). + Fv- læûc càng do læûc li tám sinh ra, Fv = q1.v2. (9.8). ÅÍ âáy: q1- khäúi læåüng mäüt meït xêch, q1 = 1,25 (kg). v- váûn täúc xêch, v = 6,09 (m/s). Fv = 1,25.6,092 = 43,36 (N). Váûy Fv = 43,36 (N). + Fo- læûc càng do troüng læåüng nhaïnh xêch bë âäüng sinh ra, Fo = 9,81.kf.q1.a. (9.9). ÅÍ âáy: q1- khäúi læåüng mäüt meït xêch, q1 = 1,25 (kg). a- khoaíng caïch truûc, a = 384 (mm). kf- hãû säú phuû thuäüc âäü voîng f cuía xêch vaì vë trê bäü truyãön, choün kf = 4 æïng våïi bäü truyãön xêch nghiãng mäüt goïc nhoí hån 40o so våïi phæång ngang. Fo = 9,81.kf.q1.a = 9,81.4.1,25.0,384 =40,9 (N). Váûy Fo = 40,9 (N). Thay caïc giaï trë tênh âæåüc vaìo biãøu thæïc 9.6 ta âæåüc kãút quaí sau: s = Q/(kâFt+Fo+Fv) [s] s = 18200/(1,2.771,5+40,9+43,36) =17,99 s = 17,99. Tra baíng 5.10 [1], våïi n = 2000 v/p æïng våïi bæåïc xêch p =12,7 coï [s] =14,8. Váûy s =17.99 >[s], thoaí maîn âiãöu kiãûn bãön. 9.2.2.3. Xaïc âënh caïc thäng säú cuía âéa xêch vaì læûc taïc duûng lãn truûc. + Cáúu taûo âéa xêch [2]: Hçnh 9.4: Caïc thäng säú kêch thæåïc cå baín cuía âéa xêch. + Âæåìng kênh âéa xêch [1]: -d = p/sin(/z). ( 9.10). d =12,7/sin(/21) =85,2 (mm). Váûy d =85,2 (mm). -da= p[0,5+ cotg(/z)]. (9.11). da=12,7[0,5+ cotg(/2)] =90,6 (mm).Váûy da =90,6 (mm). -df = d-2r. (9.12). våïi r = 0,5025dl +0,05 = 0,5025.7,75+ 0,05 = 3,944 (mm). df = d-2r =85,2 -2.3,994 =77,312 (mm). Váûy df =77,312 (mm). + Xaïc âënh chiãöu räüng ràng âéa b. [2], b =0,93B -0,15. (9.13). b =0,93.6,7 -0,15 =6,08 (mm). Váûy b =6,08 (mm). + Xaïc âënh læûc taïc duûng lãn truûc [1], Fr =kx.Ft (9.14). Fr =kx.Ft =1,15.788,17 =906,403 (N), trong âoï choün kx =1,15 æïng våïi bäü truyãön xêch nghiãng mäüt goïc nhoí hån 40o. Váûy læûc taïc duûng lãn truûc Fr = 906,403(N). 9.3. Bộ vi sai 9.3.1.Cäng duûng. Vi sai laì mäüt cå cáúu trong hãû thäúng truyãön læûc duìng âãø phán phäúi mämem truyãön âãún noï cho caïc baïn truûc âaím baío cho caïc baïnh xe quay våïi täúc âäü goïc khaïc nhau vaì traïnh cæåîng bæïc caïc chi tiãút, gáy moìn läúp khi quay voìng , khi xe chuyãøn âäüng trãn màût âæåìng khäng bàòng phàóng, tàng tênh äøn âënh cho xe. Âäúi våïi loaûi xe maïy váûn taíi 3 baïnh, mäüt dáùn hæåïng vaì 2 baïnh xe chuí âäüng thç cäng duûng cuía bäü vi sai caìng roî raìng hån. Nãúu ta duìng mäüt trong hai baïnh xe sau laìm baïnh xe chuí âäüng thç xe seî máút tênh äøn âënh laïi mäüt caïch roî rãût, tay laïi coï xu hæåïng lao vãö phêa baïnh xe sau khäng chuí âäüng. Khi xe quay voìng thç hai baïnh xe sau coï sæû chãnh lãûch váûn täúc khaï låïn, nãúu khäng duìng vi sai thç hai baïnh xe sau seî choïng moìn. 9.3.2.Choün bäü vi sai. Hãû thäúng truyãön âäüng trãn xe thiãút kãú sæí duûng bäü truyãön xêch nãn yãu cáöu trong viãûc choün vi sai coï kãút cáúu nhoí goün, khäúi læåüng nhoí, hiãûu suáút cao. Hiãûn nay trãn thë træåìng coï nhiãöu loaûi vi sai coï thãø choün, nhæng âãø choün loaûi vi sai coï kãút cáúu nhoí goün vaì phuì håüp våïi xe thiãút kãú thç coï caïc loaûi vi sai cuía loaûi xe taíi nhoí nhæ LAMBRO, DAIHATSU. Ta choün bäü vi sai cuía xe LAMBRO do YÏ saín xuáút âãø caíi taûo vaì làõp âàût trãn xe thiãút kãú. Sau khi choün bäü vi sai cuía xe LAMBRO ta phaíi caíi taûo laûi biãn daûng cuía noï, bäü vi sai âæåüc nháûn momem tæì âäüng cå thäng qua bäü truyãön xêch, váûy âéa xêch trung gian phaíi âæåüc làõp trãn vi sai nãn ngoaìi viãûc loaûi boí pháön khäúi læåüng khäng cáön thiãút trãn vi sai ta coìn gia cäng 4 läø ren âãø làõp âéa xêch. 90 25 18 130 35 90 Hçnh 9.5. Bäü vi sai. 9.3.3.Så âäö âäüng vaì nguyãn lyï laìm viãûc. + Så âäö âäüng: Hçnh 9.6: Så âäö âäüng hoüc vi sai. 1-Thán vi sai, 2-Âéa xêch làõp trãn vi sai; 3,4-ÄØ âåî vi sai, 5- Truûc dáùn âäüng ra tæì vi sai; 6- Baïnh ràng vãû tinh; 7- Baïnh ràng haình tinh. + Nguyãn lyï laìm viãûc: Baïnh ràng baïn truûc Baïnh ràng haình tinh Vp Vht Vt Vp Vht Vt wht Mp/rb Mht Mt/rb (Mt+ Mt)/rb Hçnh 9.7. Quan hãû âäüng hoüc vaì âäüng læûc hoüc vi sai cän âäúi xæïng a. Khi âi thàóng Vt = Vp; b. Khi quay voìng Vt ¹ Vp; c. Quan hãû læûc cuía baïnh ràng vi sai (a) (b) (c) Khi chuyãøn âäüng thàóng trãn âæåìng bàòng phàóng , quaîng âæåìng làn cuía hai baïnh xe bàòng nhau, nãúu læûc caín trãn hai baïnh xe nhæ nhau seî laìm cho caïc baïnh ràng baïn truûc quay cuìng täúc âäü , nhæ váûy baïnh ràng haình tinh khäng quay quanh truûc cuía noï maì chè quay quanh caïc baïn truûc . Mämen truyãön xuäúng tæì voí vi sai cán bàòng våïi mämen caín làn taûi vãút tiãúp xuïc cuía baïnh xe, tæïc laì: nt= np= no vaì Mt= Mp = 0,5Mo (Hçnh 9.7a) Trong âoï : nt , np , no täúc âäü quay cuía baïnh xe traïi, phaíi vaì voí vi sai [voìng/phuït] Mt , Mp , Mo mämen trãn baïnh xe traïi, phaíi vaì voí vi sai [N/m]. Khi âi trãn âæåìng voìng, quaîng âæåìng làn cuía caïc baïnh xe khaïc nhau, caïc baïnh ràng baïn truûc quay våïi täúc âäü goïc khaïc nhau, hoàûc læûc caín cuía caïc baïnh xe khaïc nhau dáùn âãún täúc âäü goïc caïc baïnh ràng baïn truûc cuîng khaïc nhau. Nhæ váûy baïnh ràng haình tinh væìa quay quanh truûc cuía noï våïi täúc âäü goïc wht vaì quay quanh âæåìng tám truûc cuía baïnh ràng baïn truûc våïi täúc âäü Vht ( Hçnh 9.7b) mämen truyãön xuäúng tæì voí vi sai cán bàòng våïi mämen caín âàût taûi tám truûc cuía baïnh ràng vi sai Mt+ Mp. Trãn baïnh ràng vi sai, do sæû khäng cán bàòng cuía caïc læûc àn khåïp taûo nãn mämen quay baïnh ràng vi sai xung quanh truûc cuía noï våïi giaï trë bàòng Mt - Mp. Mämen coìn laûi bàòng giaï trë Mp taïc duûng cho caí caïc baïnh ràng baïn truûc hai bãn ( Hçnh 9.7c) nhæ váûy Mt = Mp. Nãúu np= 2n0 ( Hçnh 9.7b) thç nt= 0 vaì khi âoï baïnh xe phaíi quay gáúp âäi, coìn baïnh xe traïi khäng quay. Màût khaïc baïnh xe bãn phaíi coï læûc caín ráút nhoí coi nhæ bàòng 0. Mt = 0 (Hçnh 9.7c) thç Mt=Mp= 0. Do âoï xe khäng coìn khaí nàng khàõc phuûc læûc caín âæåìng. + Âàûc âiãøm kãút cáúu: Kãút cáúu vi sai âæåüc trçnh baìy trãn hçnh bãn dæåïi. Gäöm coï hai baïnh ràng haình tinh, hai baïnh ràng baïn truûc, voí vi sai âuïc liãön, truûc vi sai âæåüc làõp trãn voí vi sai, âãø bäi trån vi sai thç trãn thán vi sai âæåüc vaït hai bãn (coï thãø nhçn tháúy caïc baïnh ràng ), âáy laì nåi âãø ta tra måî bäi trån caïc baïnh ràng. Giæîa caïc màût tæûa cuía baïnh ràng baïn truûc vaì voí vi sai âàût caïc táúm âãûm âäöng, âãø giaím ma saït vaì âãø dãù âàût âuïng caïc baïnh ràng vi sai, nhåì caïc âãûm naìy tuäøi thoü cuía baïnh ràng âæåüc náng cao. + Âàûc tênh kyî thuáût: Baïnh ràng baïn truûc + Chiãöu daìi toaìn bäü L = 126[mm] + Chiãöu daìi pháön làõp trãn voí vi sai 90[mm] + Âæåìng kênh ngoaìi cuía pháön làõp trãn voí vi sai D1= 130[mm] + Âæåìng kênh trong cuía pháön làõp trãn voí vi sai D2 = 90[mm] + Säú læåüng then hoa n1= 22 then + Säú læåüng ràng n2= 16 [ràng ] Baïnh ràng haình tinh: + Chiãöu daìy B= 17[mm] + Âæåìng kênh läù D1=35[mm] + Âæåìng kênh låïn nháút cuía baïnh ràng D2= 45[mm] + Säú læåüng ràng n= 10 [ràng] Truûc vi sai: + Âæåìng kênh ( pháön gäúi lãn voí vi sai) D = 10[mm] + Chiãöu daìi L = 94[mm] Baïnh ràng baïn truûc, baïnh ràng haình tinh, truûc vi sai âãöu chãú taûo tæì theïp 19XGH 10. HỆ THỐNG PHANH. 10.1. Chọn loại dẫn động phanh và cơ cấu phanh. + Dẫn động phanh: Trên ôtô - máy kéo có thể gặp các loại dẫn động phanh sau: cơ khí, thủy lực, điện và khí nén. Trên các xe có tải trọng nhỏ thường gặp nhất là phanh dầu vì nó có nhiều ưu điểm như: Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ, luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe, hiệu suất cao: , kết cấu đơn giản, kích thước khối lượng và giá thành nhỏ, dễ lắp đặt. Trên các xe có tải trọng lớn hơn khi yêu cầu lực tác dụng lên bàn đạp quá lớn mà dẫn động phanh thuỷ lực không thể đáp ứng nổi người ta thường dùng phanh khí nén. Trên các đoàn xe kéo moóc ta có thể gặp loại dẫn động điện vì đoàn xe khá dài nên phải dùng dẫn động điện để thời gian dẫn động thấp, phanh được đồng thời các bánh xe. Loại dẫn động cơ khí trên ôtô thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu quả phanh thấp và khó phanh đồng thời các bánh xe, tuy vậy nó lại có thể sử dụng trên máy kéo vì kết cấu nó đơn giản dễ chế tạo, mặc dù độ chính xác kém nhưng các thanh truyền động không dài lắm nên cũng không ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác khi làm việc. Xe thiết kế có thể xem là một xe thô sơ, trọng lượng toàn bộ rất bé, vận tốc cực đại nhỏ (chỉ có 15,7 m/s tức khoảng 56 km/h) tuy vậy vận tốc sử dụng có thể thấp hơn nhiều do điều kiện vận hành trong thành phố và xuất phát yêu cầu kết cấu các cụm chi tiết cũng như hệ thống phanh đơn giản, nếu chọn dẫn động phanh cơ khí cho xe thiết kế thì hành trình tự do của bàn đạp khá lớn và hệ thống khá phức tạp, nên ở đây ta chọn dẫn động phanh thủy lực cho dẫn động phanh sau, ta giữ nguyên hệ thống phanh trước của xe WAVE 100 cc. cho xe thiết kế. + Cơ cấu phanh sau: Là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, vì thế kết cấu của nó bao giờ cũng có hai bộ phận chính là: các phần tử ma sát và cơ cấu ép. Trong đó phần tử ma sát có thể có các dạng như: trống quốc, đĩa hay dãi. Loại dãi chỉ dùng trên máy kéo, còn loại đĩa thường dùng trên cơ cấu phanh ở cầu trước xe du lịch, loại trống - guốc cũng được dùng khá phổ biến. Với hệ thống phanh của xe cần thiết kê là dẫn động bằng thủy lực, ta chọn cơ cấu phanh đĩa. 10.2. Xác định tọa độ trọng tâm xe khi có tải 10.2.1. Xác định tọa độ trọng tâm của xe theo chiều dọc. Để xác định được toạ độ trọng tâm của xe theo chiều dọc ta khảo sát các lực tác dụng lên xe khi nó đứng yên trên đường ngang. Hình 10.1. Sơ đồ các lực tác dụng lên xe đứng yên trên đường ngang. Các lực tác dụng lên xe trong trường hợp này bao gồm: + Ga: Trọng lượng toàn bộ của xe (N). + Z1: Hợp lực các phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe trước (N). + Z2: Hợp lực các phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe sau (N). + L : Chiều dài cơ sở của xe (mm). + hg: Toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao (mm). + a, b: Khoảng cách trọng tâm của xe đến trục bánh xe trước và sau (mm). Từ sơ đồ phân tích lực như hình 5.1, viết phương trình cân bằng lực theo phương thẳng góc với mặt đường và phương trình cân bằng momen đối với điểm O1 ta được: Z1 + Z2 = Ga (10.1) Ga.a - Z2.L = 0 (10.2) Từ hai phương trình (10.1) và (10.2) suy ra: và (10.3) Mặt khác các phản lực Z1, Z2 cũng bằng chính phần trọng lượng toàn bộ phân phối lên bánh trước, cầu sau (xe đứng trên mặt đường ngang). Ta có Z1 = 1470 N và Z2 = 5000 N và Ga = 6470 N. Thay các giá trị Z1, Z2, Ga vào các công thức (10.3) ta tính được: mm. mm. 10.2.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe 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 = (10.4) Trong đó: hg:Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều cao (mm). Gi: Trọng lượng các thành phần của ô tô (N). hi: Tọa độ trọng tâm của các Gi theo chiều cao (mm). Từ bản vẽ tổng quát và các giả thiết trên ta có các tọa độ trọng tâm của các thành phần trọng lượng Gi và xác định được độ cao trọng tâm của xe ở bảng 10.1 trang tiếp theo: Bảng 10.1. Trọng lượng các cụm thành phần và độ cao trọng tâm của chúng. TT Tên cụm. Khối lượng (kg) Toạ độ (mm) gi.hg 1 Cụm ắc quy bên trái. 60 850 51000 2 Cụm ắc quy bên phải. 60 850 51000 3 Mặt thùng dưới. 14 185 2590 4 Mặt thùng trước (cả cụm vi sai và trục). 18 500 9000 5 Mặt thùng sau (cửa thùng). 8 600 4800 6 Hai mặt thùng bên. 40 445 17800 7 Người lái. 65 1050 68250 8  Bình biogas. 48 272 8160 9 Phần xe máy. 60 440 26400 10 Hàng hóa. 300 715 214500 Tổng khối lượng Ga: 673 SGi.hg= 402500 Toạ độ trọng tâm tính theo (5.4) hg = = 676,47 (mm). 10.3. Xác định tọa độ trọng tâm xe khi không tải 10.3.1. Xác định tọa độ trọng tâm của xe theo chiều dọc. Khi xe không tải theo bảng 10.1 và phần tính trọng lượng toàn bộ ở trên ta có trọng lượng không tải phân phối lên bánh xe trước và sau là: Go1 = 1550 - 650 = 900 N. Go2 = 4400- 3000 = 1400 N. Go = 900 + 1400 = 2300 N. Thay các giá trị vào (5.3) ta tính được toạ độ trọng tâm khi không tải là: mm. mm. 10.3.2. Xác định tọa độ trọng tâm của xe theo chiều cao. Từ bảng 10.1 dễ dàng xác định được toạ độ trọng tâm xe khi không tải là: hg = 520,65 mm. 10.4. Tính momen cần sinh ra ở các cơ cấu phanh Khi phanh sẽ có các lực sau tác dụng lên xe: + Ga: Trọng lượng toàn bộ của ôtô đặt tại trọng tâm (N). + Pf1, Pf2: Lực cản lăn ở bánh xe trước và sau (N). + Z1, Z2: Phản lực thẳng góc tác dụng lên các bánh xe trước và sau (N). + Pp1, Pp2: Lực phanh ở các bánh xe trước và sau, các lực này đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường và ngược chiều với chiều chuyển động của ôtô (N). + Pw: Lực cản không khí (N). + Pj: Lực quán tính sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm dần, đặt tại trọng tâm và cùng chiều chuyển động với xe (N). Sơ đồ các lực trên tác dụng lên ôtô thể hiện như hình 10.2 bên dưới Hình 10.2. Sơ đồ các lực tác dụng lên xe khi phanh. Trên sơ đồ trên a, b, hg : là toạ độ trọng tâm của ôtô, L là chiều dài cơ sơ của xe. Khi phanh vận tốc của xe giảm nhanh nên lực cản không khí cũng giảm rất nhanh, mặt khác các thành phần lực cản lăn cũng rất nhỏ so với các lực Pp2, do vậy có thể bỏ qua các thành phần lực Pw, Pf1 và Pf2 này. Thành phần lực quán tính được xác định theo biểu thức sau: Ở đây : - jp: Gia tốc chậm dần khi phanh (m/s2). - g: Gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s2). Lập phương trình cân bằng momen đối với O1 ta được: .L+ Hg - a.= 0 (10.5) Từ (10.5) suy ra: = (10.6) Viết phương trình cân bằng lực theo phương vuông góc với mặt đường ta được: Z1 + Z2 = Ga (10.7) Từ (10.7) suy ra: Z2 = Ga - Z1 = Ga - . Và với a + b = L ta tính được: = . (10.8) Momen phanh cần sinh ra được xác định từ điều kiện đảm bảo hiệu quả phanh lớn nhất, tức là sử dụng hết trọng lượng bám để tạo ra lực phanh. Muốn đảm bảo điều kiện đó, lực phanh sinh ra cần tỷ lệ thuận với các phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe. Áp dụng điều kiện trên ta tính được lực phanh cần sinh ra ở bánh trước và cầu sau là: Pp1 = j.Z1. Pp2 = j.Z2. Trong đó j là hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường. Khi tính toán để cho cơ cấu phanh có khả năng sinh ra một momen cực đại luôn luôn lớn hơn hoặc tối thiểu bằng momen xác định theo điều kiện bám, ta lấy giá trị tối đa. Tuy nhiên khi chọn j lớn vậy momen cần sinh ra phải lớn và do vậy cơ cấu phanh phải có kích thước lớn hơn để đảm bảo sinh ra momen này, đối với ôtô tải và khách do khó bố trí cơ cấu phanh trong bánh xe nên j thường lấy nhỏ hơn so với ôtô du lịch. Tham khảo đối với ôtô tải , ta chọn . Vì cầu sau có hai cơ cấu phanh ở hai bên còn bánh trước chỉ có một cơ cấu phanh nên ta có lực phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở bánh trước và cầu sau là: Ppt = Pp1 = j.Z1 ; Pps = . (10.9) Viết phương trình cân bằng lực đối với phương song song với mặt đường ta được: Pj = Pp1 + Pp2 = Pp = j.Ga. (10.10) Thay (10.10) vào (10.6) và (10.8) sau khi biến đổi ta được: Z1= (10.11) Z2 = (10.12) Với Ga = 6470 N; a = 1272 mm; b = 448 mm; hg = 676,47 mm; L = 1720 mm. Thay các giá trị a, b, hg, Ga, L vào công thức (10.11) và (10.12) ta tính được: Z1= = 3000,6 N. Z2 = = 3994,4 N. Đã có Z1, Z2 thay vào các công thức (10.9) ta tính được: Ppt = = 1860,4 N. Pps = N. + Momen cần sinh ra ở cơ cấu phanh bánh trước: Mpt= Ppt.rbx với bánh trước có đường kính ngoài là: D = 560 mm. Bán kính lăn rbxt = 560/2.0.935 = 299,46 mm. Vậy Mpt = 1860,4.0,29946 = 557,11 N.m. + Momen cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh cầu sau : Mps= Pps.rbxs = 1238,264.0,29946 = 370,81 N.m. Vậy momem cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trước và sau là: Mpt = 557,11 [N.m], Mps= 370,81 [N.m]. Hình 10.3. Sơ đồ cơ cấu phanh trước. 1-Tay phanh, 2-Xi lanh chính phanh trước, 3-Má phanh trước, 4-Đĩa phanh trước, 5-Chốt dẫn hướng, 6-Piston, 7-Má kẹp. Hình 10.4. Sơ đồ cơ cấu phanh sau. 8-Bàn đạp phanh, 9-Xi lanh chính phanh sau,10-Đầu nối ba ngã, 11-Cơ cấu phanh sau. 11.HỆ THỐNG TREO. 11.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống treo 11.1.1. Công dụng. + Hệ thống treo là tập hợp tất các cơ cấu dùng để nối đàn hồi khung xe với hệ thống truyền động. + Những bộ phận chính trong hệ thống treo gồm: - Bộ phận đàn hồi: Có nhiệm vụ tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng, làm giảm va đập và tải trọng động tác dụng lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho xe khi chuyển động. - Bộ phận hướng: Có nhiệm vụ tiếp nhận và truyền lên khung các lực dọc, lực ngang, cũng như các momem phản lực và momem phanh tác dụng lên bánh xe. - Bộ phận giảm chấn: Cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt dao động của phần được treo và phần không được treo, biến cơ năng của dao động thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh. 11.1.2. Yêu cầu. + Đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết khi chạy trên đường tốt, khi xe quay vòng, tăng tốc hoặc khi phanh thì khung vỏ không bị nghiêng ngửa hay chúc đầu. + Đặc tính động học, quyết định bởi bộ phận dẫn hướng, phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định và có tính điều khiển cao. + Giảm chấn có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động được hiệu quả và êm dịu. + Khối lượng nhỏ, kết cấu đơn giản, dễ bố trí, làm việc bền vững, tin cậy. 11.1.3. Phân loại. + Theo dạng bộ phận dẫn hướng: - Hệ thống treo phụ thuộc: Ở đây sự dịch chuyển của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau. Hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng phổ biến trên nhiều loại xe do có những ưu điểm là: kết cấu đơn giản, phù hợp với những xe có tốc độ chuyển động không cao. - Hệ thống treo độc lập: Ở hệ thống treo độc lập các bánh xe dịch chuyển độc lập nhau, thường dùng trên những ô tô du lịch hiện dại, ôtô có tính cơ động cao, tuy nhiên hệ thống treo độc lập phức tạp hơn hệ thống treo phụ thuộc. + Theo loại phần tử đàn hồi: Loại kim loại: Nhíp lá, lò xo xoắn, thanh xoắn. Loại cao su: Chịu nén hoặc chịu xoắn Loại khí nén và thuỷ khí. + Theo phương pháp dập tắt dao động: Loại giảm chấn thủy lực: Tác dụng một chiều , hai chiều. Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: Gồm ma sát trong bộ phận đàn hồi và bộ phận dẫn hướng. 11.2. Hệ thống treo thiết kế. 11.2.1. Mô tả chung. Đối với xe thiết kế, phần treo trước là hệ thống treo của xe máy cải tạo, do xe dùng để phụ vụ vận chuyển ở nông thôn với tải trọng không cao, thùng xe có kích thước nhỏ so với các loại xe tải khác nên yêu cầu hệ thống treo có khối lượng nhỏ, kết cấu đơn giản, với yêu cầu này ta không chọn bộ phận đàn hồi cho hệ thống treo sau là nhíp. Thiết kê hệ thống treo cho phần treo sau là hệ thống treo phụ thuộc dạng gắp. + Hệ thống treo trước của xe thiết kế là hệ thống treo trước của xe máy WAVE 100 cc. là bộ phuộc nhún kiểu ống lồng. Phần treo trước được mô tả ở hình 6.2. + Hệ thống treo sau thuộc dạng hệ thống treo phụ thuộc dạng gắp. Bộ phận hướng ở đây là một cụm gồm hai gắp, mỗi gắp được chế tạo từ 3 mét thép hộp 40´20 (mm), hai gắp được liên kết cứng với trục gắp, trục này được lắp với thùng xe bằng hai ổ đỡ cố định trên thùng. Mặt phẳng quay của bộ phận hướng này là mặt phẳng song song với chiều dọc thân xe và vuông góc với mặt phẳng đường. Loại phần tử đàn hồi trên xe thiết kế là lò xo xoắn, có 4 lò xo trong 4 cụm lò xo-giảm chấn, ta chọn loại lò xo-giảm chấn của xe Wave 110cc (số lượng là 4 chiếc). Do chọn phần tử liên kết giữa gắp và thùng xe là loại phuộc sau của xe Wave 110cc nên thuộc loại giảm chấn thuỷ lực. Hình 11.1. Phuộc sau xe Wave 100cc. Hình 11.2. Phần treo trước của xe thiết kế. 1-Phuộc trước kiểu ống lồng, 2-Cổ xe, 3-Sườn xe máy, 4-Phần bị cắt, đoạn liên kết với thùng xe. Hình 11.3. Gắp sau. Hình 11.4. Cụm gắp và trục gắp lắp với thùng xe. 11.2.2. Sơ đồ tổng quan hệ thống treo trên xe. Hình 11.5. Sơ đồ hệ thống treo lắp trên thùng xe. 1-Thùng xe, 2-Lò xo-giảm chấn, 3-Gắp, 4-Ổ đỡ trục gắp, 5-Trục gắp, 6-Phuộc trước. 11.2.3. Các kích thước cơ bản của giảm chấn. Loại giảm chấn được chọn trong hệ thống treo sau của xe thiết kế là loại giảm chấn của loại xe Wave 100cc, các kích thước cơ bản của giảm chấn được thể hiện ở hình 6.6. + Đường kính piston giảm chấn dp: Tham khảo xe Wave100cc, có dp=16 (mm). + Đường kính cần piston giảm chấn dc=8 (mm). + Chiều dài kết cấu (phần chứa dầu) của giảm chấn lg =152 (mm). Hình 11.6. Kết cấu giảm chấn sau xe WAVE 100 cc. 1-Phần tử đàn hồi phụ của giảm chấn, 2-Lò xo của giảm chấn, 3-Vòng gạt dầu, 4-Piston giảm chấn, 5-Van trả, 6-Lò xo lá, 7-Phớt chấn dầu. Hình 11.7. Kết cấu giảm chấn trước xe WAVE 100 cc. 8-Piston giảm chấn trước, 9-Lò xo hạn chế hành trình piston, 10-Xi lanh, 11-Vỏ giảm chấn, 12-Lò xo giảm chấn, 13-Ống su bao kín, 14-Vòng gạt dầu. 12. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Tình trạng gây hiệu ứng nhà kính do khí thải, sự ô nhiễm môi trường sinh thái, vấn đề an toàn nguồn năng lượng, các nguồn nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch ngày càng cạn kiệt, hơn nữa giá dầu thô liên tục tăng đã thúc đẩy các quốc gia trên thế giới đẩy mạnh tìm kiếm nghiên cứu sản xuất và ứng dụng các loại nhiên liệu tái sinh, một trong những loại nhiên liệu đó là nhiên liệu khí sinh học (biogas). Ứng dụng khí Biogas làm nhiên liệu trên động cơ đốt trong nói chung và trên các phương tiện giao thông nói riêng là là một hướng đi phù hợp với yêu cầu của xã hội: Nhanh chóng tìm ra những nguồn nhiên liệu mới thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt dần. Trong những năm gần đây, đã có nhiều đề tài nghiên cứu Biogas dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong thành công và đưa vào ứng dụng trong thực tiễn. Đặc biệt là ở nông thôn, nơi có nguồn cung cấp biogas dồi dào. Do đó, đề tài “Thiết kế xe ba bánh chạy bằng biogas phục vụ vận chuyển ở nông thôn”, với hướng nghiên cứu chính là tìm ra phương án thiết kế xe ba bánh chạy bằng biogas phục vụ vận chuyển để tận dụng nguồn nhiên liệu biogas có sẵn ở nông thôn. Đây mới chỉ là cơ sở tính toán ban đầu để thiết kế xe ba bánh chạy bằng phục vụ vận chuyển ở nông thôn. Tuy nhiên với kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, thời gian gấp hơn nữa đề tài là hướng nghiên cứu mới nên tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên để thực nghiệm và đưa vào ứng dụng trong thực tiễn con nhiều vấn đề về kỹ thuật cần phải giải quyết. Để hoàn thiện đề tài này, cần tiếp tục nghiên cứu các vấn đề sau: - Nghiên cứu vấn đề cung cấp biogas cho động cơ đốt trong, nghiên cứu các tính chất cần thiết của biogas để làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong, cũng như tính an toàn khi lắp đặt biogass nén với áp suất cao trên phương tiện vận chuyển. - Xây dựng mô hình thực tế, chạy thử nghiệm, tính toán tính kinh tế để đưa vào ứng dụng thực tế. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tất Tiến. “Nguyên lý động cơ đốt trong”. Hà Nội: Nhà xuất bản giáo dục, 2003. [2] Trần Văn Nam. “Hướng dẫn tính toán nhiệt động cơ”. Đại Học Bách khoa Đà Nẵng, 2007. [3] Trần Thanh Hải Tùng. “Bài giảng môn học Tính toán thiết kế động cơ đốt trong”. Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 2008. [4] Nguyễn Quang Trung. “Giáo trình Nhiên liệu và vật liệu bôi trơn”. Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 2007. [5] Bùi Văn Ga, Trương Văn Quang, Trương Lê Bích Trâm, Nguyễn Phi Quang. “Tối ưu hóa quá trình cung cấp Biogas cho động cơ tĩnh tại sử dụng hai nhiên liệu Biogas-Dầu mỏ”. Tạp chí khoa học và công nghệ, Đại Học Đà Nẵng: Trang 24, số 5(28), 2008. [6] Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến, Trương Lê Bích Trâm, Trần Hậu Lương. “Động cơ sử dụng phối hợp hai nhiên liệu Xăng-Biogas”. Tạp chi khoa học và công nghệ, Đại Học Đà Nẵng: Trang 23-45, số 3(26), 2008. [7] Bùi Văn Ga, Trương Lê Bích Trâm, Trương Hồng Thiện, Phạm Duy Phúc, Đặng Hứu Thành. “Hệ thống cung cấp Biogas cho động cơ kéo may phát điện 2HP”. Báo cáo khoa học, Đại Học Đà Nẵng, 2008. [8] Klaus Von Mitzlaff. “Engines for Biogas”, 1988. [9] Nhan Hồng Quang. “Sử dụng Biogas để chạy động cơ đốt trong”. Đề tài số 206/06TLĐ, Phân viện Bảo hộ lao động và Bảo vệ môi trường Miền Trung- Tây Nguyên, 2007. [10] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng. “Lý thuyết ô tô máy kéo” - NXB Khoa Học và Kỹ Thuật – 2000. [11] Nguyễn Hoàng Việt . “ Kết cấu và tính toán ô tô máy kéo”- Đại Học Đà Nẵng. [12] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên. “Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo”- NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp- 1985. [13] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm. “ Thiết kế Chi tiết máy” - NXB Giáo Dục- 2003. [14] lang=vi-VN. [15] fiber_composite_materials_CNG_cylinders_Automotive_Vehicle.html Phụ lục 1: Kết quả chạy phần mềm mô phỏng ProII 8.1 để mô phỏng và tính toán quá trình nén hóa lỏng CO2 để tách CO2 (ở phương án 2) và nén biogas đến áp suất 200 bar: Compressor 'C1' Feeds FEED Products S1 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 168.13 Outlet Pressure, BAR 4.30 Pressure Increase, BAR 3.22 Actual Work, KW 33.64 Head, M 20820.19 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 78.10 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Compressor 'C2' Feeds S3 S30 S18 Products S5 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 174.46 Outlet Pressure, BAR 15.98 Pressure Increase, BAR 11.99 Actual Work, KW 39.90 Head, M 20234.27 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 78.12 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Compressor 'C3' Feeds S7 S22 Products S9 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 148.18 Outlet Pressure, BAR 45.00 Pressure Increase, BAR 30.00 Actual Work, KW 33.32 Head, M 15125.58 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 77.69 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Compressor 'C4' Feeds S11 S26 Products S13 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 150.23 Outlet Pressure, BAR 135.30 Pressure Increase, BAR 94.30 Actual Work, KW 33.77 Head, M 19295.77 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 77.29 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Compressor 'C5' Feeds S17 Products S20 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 79.31 Outlet Pressure, BAR 200.00 200.00 Pressure Increase, BAR 65.30 Actual Work, KW 4.28 Head, M 6135.84 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 75.67 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Thành phần của biogas sau khi tách CO2: STREAM 'S15' TOTAL VAPOR ---------- ---------- RATE, KG-MOL/HR 14.5575 14.5575 TEMPERATURE, C 42.95 42.95 PRESSURE, BAR 134.70 134.70 MOLECULAR WEIGHT 17.6027 17.6027 FRACTION 1.0000 ENTHALPY, KCAL/KG-MOL 694.4080 694.4080 CP, KCAL/KG-C 0.6845 0.6845 MOLAR FLOWRATES, KG-MOL/HR 1 - METHANE 13.5224 13.5224 2 - CO2 0.6483 0.6483 3 - N2 0.3813 0.3813 4 - H2S 1.5925E-04 1.5925E-04 5 - H2O 5.3894E-03 5.3894E-03 MOLAR COMPOSITIONS 1 - METHANE 0.9289 0.9289 2 - CO2 0.0445 0.0445 3 - N2 0.0262 0.0262 4 - H2S 1.0939E-05 1.0939E-05 5 - H2O 3.7022E-04 3.7022E-04 Thành phần của dòng lỏng CO2: STREAM 'LONGCO2' TOTAL VAPOR LIQUID DECANT H2O ---------- ---------- ---------- --------- RATE, KG-MOL/HR 7.7074 0.0118 7.6672 0.0284 TEMPERATURE, C -23.73 -23.73 -23.73 -23.73 PRESSURE, BAR 4.00 4.00 4.00 4.00 MOLECULAR WEIGHT 43.5979 34.3118 43.7071 18.0153 FRACTION 1.5340E-03 0.9948 3.6908E-03 ENTHALPY, KCAL/KG-MOL -734.4252 1953.7652 -739.6936 -431.7656 CP, KCAL/KG-C 0.4092 0.2469 0.4084 1.0100 MOLAR FLOWRATES, KG-MOL/HR 1 - METHANE 0.0850 4.0320E-03 0.0810 2 - CO2 7.5897 7.6735E-03 7.5820 3 - N2 2.3976E-03 1.1369E-04 2.2839E-03 4 - H2S 1.8644E-03 1.8850E-06 1.8625E-03 5 - H2O 0.0285 2.5047E-06 7.6672E-06 0.0284 MOLAR COMPOSITIONS 1 - METHANE 0.0110 0.3410 0.0106 2 - CO2 0.9847 0.6490 0.9889 3 - N2 3.1108E-04 9.6156E-03 2.9789E-04 4 - H2S 2.4190E-04 1.5943E-04 2.4292E-04 5 - H2O 3.6921E-03 2.1184E-04 1.0000E-06 1.0000 Thành phần của biogas sau khi nén đến áp suất 200 bar: STREAM 'BIOGAS200BAR' TOTAL VAPOR LIQUID ---------- ---------- ---------- RATE, KG-MOL/HR 14.5506 13.5570 0.9936 TEMPERATURE, C 79.30 79.30 79.30 PRESSURE, BAR 200.00 200.00 200.00 MOLECULAR WEIGHT 17.6021 17.2125 22.9181 FRACTION 0.9317 0.0683 ENTHALPY, KCAL/KG-MOL 947.2171 967.0805 676.1836 CP, KCAL/KG-C 0.6906 0.7029 0.5645 MOLAR FLOWRATES, KG-MOL/HR 1 - METHANE 13.5162 12.7794 0.7368 2 - CO2 0.6477 0.4124 0.2353 3 - N2 0.3811 0.3603 0.0208 4 - H2S 1.5910E-04 1.0130E-04 5.7796E-05 5 - H2O 5.3874E-03 4.7591E-03 6.2826E-04 MOLAR COMPOSITIONS 1 - METHANE 0.9289 0.9426 0.7416 2 - CO2 0.0445 0.0304 0.2368 3 - N2 0.0262 0.0266 0.0209 4 - H2S 1.0934E-05 7.4724E-06 5.8171E-05 5 - H2O 3.7025E-04 3.5105E-04 6.3233E-04 Phụ lục 2: Kết quả chạy phần mềm mô phỏng ProII 8.1 để mô phỏng và tính toán quá trình nén biogas (phương án 1) đến áp suất 200 bar: Compressor 'C1' Feeds FEEDBIOGAS Products S1 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 170.10 Outlet Pressure, BAR 4.30 Pressure Increase, BAR 3.22 Actual Work, KW 22.10 Head, M 31828.68 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 78.10 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Compressor 'C2' Feeds S2 Products S5 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 189.12 Outlet Pressure, BAR 15.98 Pressure Increase, BAR 11.99 Actual Work, KW 23.11 Head, M 33290.20 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 78.06 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Compressor 'C3' Feeds S6 Products S9 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 154.77 Outlet Pressure, BAR 45.00 45.00 Pressure Increase, BAR 29.32 Actual Work, KW 16.86 Head, M 24283.84 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 77.55 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Compressor 'C4' Feeds S10 Products S3 User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 160.88 Outlet Pressure, BAR 135.00 135.00 Pressure Increase, BAR 90.30 Actual Work, KW 17.38 Head, M 25024.50 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 77.65 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Compressor 'C5' Feeds S4 Products BIOGAS200BAR User Input Calculated ---------- ---------- Outlet Temperature, C 81.58 Outlet Pressure, BAR 200.00 200.00 Pressure Increase, BAR 65.30 Actual Work, KW 4.69 Head, M 6751.23 Adiabatic Efficiency 75.00 75.00 Polytropic Efficiency 75.73 After Cooler DP, BAR Default 0.00 Thành phần của biogas sau khi nén đến áp suất 200 bar: STREAM 'BIOGAS200BAR' TOTAL VAPOR LIQUID ---------- ---------- ---------- RATE, KG-MOL/HR 14.5796 14.0406 0.5390 TEMPERATURE, C 81.58 81.58 81.58 PRESSURE, BAR 200.00 200.00 200.00 MOLECULAR WEIGHT 17.4769 17.2615 23.0891 FRACTION 0.9630 0.0370 ENTHALPY, KCAL/KG-MOL 988.7086 999.3382 711.8177 CP, KCAL/KG-C 0.6929 0.6995 0.5643 MOLAR FLOWRATES, KG-MOL/HR 1 - METHANE 13.6061 13.2097 0.3964 2 - CO2 0.5832 0.4522 0.1310 3 - N2 0.3830 0.3718 0.0112 4 - H2S 0.0000 0.0000 0.0000 5 - H2O 7.2898E-03 6.8183E-03 4.7151E-04 MOLAR COMPOSITIONS 1 - METHANE 0.9332 0.9408 0.7354 2 - CO2 0.0400 0.0322 0.2430 3 - N2 0.0263 0.0265 0.0207 4 - H2S 0.0000 0.0000 0.0000 5 - H2O 5.0000E-04 4.8561E-04 8.7479E-04