Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120

Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120

fLỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, lượng
phương tiện giao thông lưu hành ngày càng lớn. Mặc dù hệ thống hạ tầng cơ sở giao
thông ngày càng được nâng cấp nhưng số vụ tai nạn hàng ngày vẫn xảy ra nhiều.
Bên cạnh đó chất lượng xe lưu hành tại Việt Nam không còn được đảm bảo do đa
số là xe cũ, nên việc xe gặp sự cố giữa đường thường hay xảy ra. Những lúc như
thế, với hệ thống giao thông hiện nay của Việt Nam, đặc biệt là đường thành thị thì
việc tất yếu xảy ra là ắch tắc giao thông.Việc nhanh chóng giải tỏa ách tắc giao
thông sau khi xảy ra tai nạn, hay xe gặp sự cố giữa đường là vấn đề được đặt ra, trên
cơ sở đó các loại phương tiện cứu hộ giao thông được ra đời để đáp ứng nhu cầu
trên.
Xe cứu hộ giao thông được chế tạo với nhiều chủng loại và kích cỡ để có thể
đưa được mọi loại phương tiện bị tai nạn, hay gặp sự cố ra khỏi vùng ắch tắc giao
thông, hoặc đưa về các trạm sửa chữa bảo hành. Hiện nay, nền kinh tế nước ta phát
triển nhanh, cùng với sự hội nhập kinh tế thế giới, nền công nghiệp ôtô cũng trên đà
phát triển mạnh mẽ, được thể hiện bằng sự đầu tư mở rộng nhanh chóng của các
công ty ôtô như: TOYOTA, DEAWOO, NISSAN, HUYNDAI, FORD,...Do đó
lượng xe tham gia giao thông tăng đáng kể, đi theo đó là sự phát sinh của vấn đề tai
nạn giao thông và cứu hộ giao thông.
Dựa trên cơ sở tìm hiểu nhu cầu của xe cứu hộ giao thông hiện nay, cùng với
sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Đông, em đã được giao đề tài “Thiết kế xe
cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120” làm đề tài tốt nghiệp của mình. Nội dung
trình bày thuyết minh đồ án gồm các phần chính sau:
Phần 1: Trình bày tổng quan về xe cứu hộ.
Phần 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế xe cứu hộ.
Phần 3: Tính năng kỉ thuật xe cơ sở Huydai HD120.
Phần 4: Tính toán thiết kế xe cứu hộ.
Phần 5: Tính toán các đặc tính động học và động lực học của xe.

1


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
Sau một thời gian nghiên cứu, làm việc đến nay đồ án của em đã được hoàn
thành, song không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý và
hoàn thiện đề tài của các thầy.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Đông đã tận tình giúp đỡ
em trong thời gian qua !
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
PHAN HẢI NAM
NGUYỄN VĂN KHÁNH DUY

2


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
1 Tổng quan xe cứu hộ
Thị trường ôtô của Việt Nam mới phát triển trong vài năm trở lại đây, lượng
xe ôtô tăng lên đáng kể song đa số trong số đó là xe cũ. Để tận dụng các xe cũ này
lại được cải tiến và sửa chữa, trong khi lưu hành lại thường xuyên hoạt động trong
tình trạng quá tải. Do đó việc các xe này gặp sự cố giữa đường là việc thường xuyên
xảy ra, gây nên tình trạng ắch tắc giao thông đồng thời ảnh hưởng đến hoạt động
kinh tế sản xuất của chủ xe.
Sự tăng trưởng quá nhanh về số lượng phương tiện trong khi kết cấu cơ sở hạ
tầng chưa kịp phát triển theo đã làm nảy sinh nhiều vấn đề: sự bất tiện trong đi lại;
tình trạng ùn tắc giao thông lúc giờ cao điểm chưa được giải quyết; đặc biệt nghiêm
trọng là vấn đề tai nạn giao thông; ... Có thể chỉ ra những con số thống kê cụ thể để
thấy được tình trạng an toàn giao thông hiện nay.

Theo báo cáo, năm 2011 trên địa bàn thành phố Đà Nẵng đã xảy ra 194 vụ
tai nạn giao thông(TNGT), làm chết 133 người, bị thương 156 người, trong đó tai
nạn đường bộ là chủ yếu làm chết 130 người và 155 người bị thương.
Trong khi các vụ tai nạn giao thông vẫn chưa có được những biện pháp cụ
thể để ngăn ngừa, thì việc giải quyết các vụ tai nạn đã xảy ra cũng cần được đề cập
đến. Trong thành phố, các vụ tai nạn giao thông khi xảy ra, đặc biệt là tai nạn ôtô
thường gây nên sự ùn tắc giao thông, gây rất nhiều ảnh hưởng đến sự đi lại của các
phương tiện khác và các hoạt động kinh tế, sản xuất. Đối với các xe đường trường
thì các tai nạn thường xảy ra là lao xuống vực, hai xe đâm nhau. Vấn đề đặt ra ở đây
là cần có biện pháp nhanh chóng giải tỏa ách tắc giao thông và đưa xe bị nạn, gặp
sự cố ra khỏi vùng ắch tắc, hay về nơi bảo dưỡng sửa chữa. Từ đó xe cứu hộ là một
biện pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề.
1.1 Công dụng xe cứu hộ
Xe cứu hộ giao thông là một loại xe chuyên dụng gồm xe cơ sở và cơ cấu
công tác. Xe cơ sở có thể là các đầu xe tải hạng nhẹ, xe ben, hay các đầu xe có động
cơ công suất lớn. Các cơ cấu công tác gồm có tời móc kéo, càng nâng thủy lực, cần
cẩu... Để cứu hộ thì trên xe cứu hộ còn được trang bị thêm các dụng cụ bảo dưỡng,
sửa chữa, dụng cụ cắt, phá hay cả đồ y tế. Các loại xe cứu hộ cỡ lớn thường có cơ
cấu dây cáp, móc kéo lớn để cứu hộ các loại xe đường trường gặp tai nạn khi rơi
xuống vực, hố. Các loại xe cứu hộ cỡ nhỏ thường được sử dụng chủ yếu trong thành
phố, đường thành thị. Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ có thể không cần hệ thống cáp, móc
kéo mà chỉ cần có càng kéo, một số xe còn có sàn để xe, như thế có thể cứu hộ được
cả 2 xe cỡ nhỏ bị tai nạn cùng một lúc.

3


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
Hiện nay, lượng xe lưu hành tại Việt Nam đang tăng nhanh, theo đó dịch vụ
cứu hộ giao thông ngày càng nhiều. Hầu hết các xưởng bảo dưỡng, sửa chữa hay

các gara ôtô lớn đều có xe cứu hộ, nhưng chỉ là các xe cỡ nhỏ, tầm hoạt động hạn
chế, số lượng xe ít. Hiện tại chỉ có số ít trung tâm cứu hộ giao thông hoạt động với
qui mô lớn, chuyên nghiệp và phạm vi rộng như: Bảo Việt, Cứu hộ 116, ...
Các hãng bán xe hơi trên thị trường Việt Nam như: Ford, Daewoo, Nissan,
Toyota, ... cũng có dịch vụ cứu hộ giao thông nhưng chỉ phục vụ cho những loại xe
chính hãng, tầm hoạt động hạn chế.
Vai trò của xe cứu hộ giao thông tuy chỉ đơn thuần là đưa xe bị nạn nhanh
chóng về cơ sở sửa chữa nhưng ảnh hưởng của loại xe này tới các vấn đề kinh tế, xã
hội, giao thông cũng không phải là nhỏ. Yêu cầu với loại xe này đó là tính cơ động
và được trang bị đầy đủ những thiết bị cứu hộ cần thiết. Để thấy rõ hơn vai trò và
hoạt động của xe và công tác cứu hộ giao thông, có thể lấy một số tài liệu về hoạt
động cứu hộ của trung tâm cứu hộ 116 làm dẫn chứng.
1.2 Phân loại xe cứu hộ
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều loại xe cứu hộ giao thông được chế tạo và
sản xuất. Tùy vào kết cấu mà các xe cứu hộ được sử dụng trong các trường hợp
khác nhau. Có một số nhóm xe như sau:
1.2.1 Theo trọng lượng
 Xe cứu hộ loại nhẹ

Hình 1-1 Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ dùng càng nâng thủy lực và tời kéo
Loại này sử dụng xe cơ sở 2 đến 3,5 tấn, càng cứu hộ sức nâng 4 đến 5 tấn,
mức tải kéo tối đa với xe tải là 5 tấn, với xe chở khách là dưới 25 chỗ ngồi. Dùng

4


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
càng nâng thủy lực để đưa xe bị nạn về nơi sửa chữa, có cần cẩu và tời kéo để đưa
xe bị nạn về trạng thái ổn định.
 Xe cứu hộ loại trung

Hình 1-2 Loại xe cứu hộ cỡ vừa có càng nâng thủy lực
Sử dụng loại xe cơ sở 5 tấn, càng cứu hộ sức nâng 8 tấn, bộ tời kéo 10 tấn, kéo
xe dưới 45 chỗ. Dùng càng nâng thủy lực để đưa xe bị nạn về nơi sửa chửa.
 Xe cứu hộ loại lớn

H×nh 1-3 Lo¹i xe cøu hé cì trung
Sử dụng loại xe cơ sở 11 tấn, trang bị đầy đủ thiết bị trợ lực hơi, càng kéo 15
tấn, tời kéo 15 tấn, kéo xe tải 15 tấn trở lên.Về cơ bản thì loại xe này cũng có kết

5


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
cấu và sự hoạt động giống như xe cứu hộ cỡ trung, nhưng được tăng sức tải. Loại xe
này được dùng để cứu hộ các trường hợp khó khăn, xe bị nạn có khối lượng lớn.
 Xe cứu hộ loại siêu trọng

Hình 1-4 Loại xe cứu hộ cỡ lớn có cần cẩu
Xe cứu hộ loại siêu trọng dùng để cứu hộ các máy công trình, xe container,
xe cần cẩu. Loại xe này được sử dụng để cứu hộ các trường hợp đặc biệt khó khăn
như xe bị rơi xuống vực,rơi xuống sông, các trường hợp cần sức kéo lớn.
1.2.2 Theo yêu cầu nhiệm vụ, người ta cũng chia ra 3 loại
 Xe kéo nâng

1

2

3

5

4

6

Hình 1-5 Kéo xe trên càng nâng thuỷ lực
1.Xe cứu hộ; 2.Tời kéo; 3.Càng nâng; 4,5.Xylanh thuỷ lực; 6.Xe bị nạn
Phương pháp: Bộ tời kéo sẽ lật xe hoặc nâng xe lên. Càng nâng được đưa
xuống phía dưới gầm xe bị nạn rồi nâng lên độ cao 20cm đến 25 cm phần đầu hoặc

6


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
đuôi xe bị nạn. Hai lốp xe được cố định sau đó được kéo về nơi sửa chữa. Hiện nay
tại Việt Nam chủ yếu là sử dụng loại xe này.
 Xe có sàn chở
1

2

3

4

5

Hình 1-6 Xe cứu hộ có sàn chở xe bị nạn.

1.Xe cứu hộ; 2.Xe bị nạn; 3.Gối chặn; 4.Sàn mở
Phương pháp: Xe bị nạn được đưa lên sàn xe cứu hộ, cố định trên sàn sau đó
được đưa về nơi sửa chữa. Các xe cứu hộ hiện nay có hệ thống sàn trượt để đưa xe
lên và xuống, hệ thống sàn trượt có ưu điểm là dễ đưa xe bị nạn lên sàn xe nhưng
khó chế to nên giá thành cao.
 Xe có cần cẩu
1

2

4

3

Hình 1-7 Xe cứu hộ gắn cần cẩu có sàn chở xe bị nạn
1.Xe cứu hộ; 2.Cần cẩu;3.Tời kéo; 4.Xe bị nạn
Loại xe cứu hộ có tay cẩu có thể vươn dài để cứu hộ các xe bị nạn khi lao
xuống sông, xuống vực. Dùng càng nâng thủy lực hoặc dùng sàn xe để đưa xe bị
nạn về nơi sửa chửa.

7


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
1.3 Yêu cầu
- Xe cứu hộ giao thông phải thỏa mãn một số điều kiện như: Đảm bảo khả
năng tải, kết cấu gọn không làm cản trở giao thông, có đủ sức tải.
- Cứu hộ được các loại xe trong phạm vi thiết kế một cách an toàn, không
ảnh hưởng đến hư hỏng xe bị nạn.
- Cứu hộ được nhiều trường hợp khác nhau, trong nhiều địa hình khác nhau.

2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế
2.1 Giới thiệu về một số xe cứu hộ
2.1.1 Loại xe cứu hộ cỡ nhẹ

Hình 2-1 Loại xe cứu hộ cỡ nhỏ
Loại này sử dụng xe cơ sở 2.5 tấn, càng cứu hộ sức nâng 4 tấn, mức tải kéo
tối đa với xe tải là 5 tấn, với xe chở khách là dưới 25 chỗ ngồi. Khi cứu hộ loại xe
này sử dụng bộ tời kéo để lật xe và nâng xe lên một độ cao nhất định, sau đó càng
nâng được đưa vào dưới gầm xe, cố định bánh xe và kéo đi. Tốc độ chuyển động
khi kéo xe là khá cao, xe bị nạn chuyển động ổn định mà không cần sự điều khiển
của người lái. Loại xe này chỉ cứu hộ được một xe bị nạn, thường chỉ sử dụng trong
phạm vi đường thành thị. Nhược điểm của xe này là không cứu hộ được những xe
bị hỏng cả bốn bánh, hỏng hệ thống truyền lực và hai bánh sau, xe có hộp số tự
động. Phạm vi hoạt động của càng nâng thuỷ lực bị hạn chế, khi không hoạt động
càng nâng được co gọn vào thân xe.

8


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
2.1.2 Loại xe cứu hộ cỡ trung

Hình 2-2 Loại xe cứu hộ cỡ vừa
Sử dụng loại xe cơ sở 5 tấn, càng cứu hộ sức nâng 8 tấn, bộ tời kéo 10 tấn,
kéo xe dưới 45 chỗ. Xe sử dụng bộ tời kéo để lật và nâng xe. Với những xe không
bị lật thì càng nâng thủy lực sẽ được mở ra, đưa xướng dưới gầm xe và nhấc xe lên,
cố định bánh xe rồi kéo đi. Khi không hoạt động thì càng nâng được gấp sát vào
thân xe. Với kết cấu như trong hình thì mặc dù có bộ tời kéo nhưng xe này vẫn
không sử dụng để cứu hộ những xe bị nạn khi lao xuống vực do không có độ vươn
của tay cẩu.

2.1.3 Xe cứu hộ loại lớn

Hình 2-3 Loại xe cứu hộ cỡ trung

9


Thit k xe cu h trờn c s xe Huyndai HD120
Sử dụng loại xe cơ sở 11 tấn, trang bị đầy đủ thiết bị trợ lực hơi, càng kéo 15
tấn, tời kéo 15 tấn, kéo xe tải 15 tấn trở lên.Về cơ bản thì loại xe này cũng có kết
cấu và sự hoạt động giống nh- xe cứu hộ cỡ trung, nh-ng đ-ợc tăng sức tải.
2.1.4 Loi xe cu h siờu trng.

Hỡnh 2-4 Loi xe cu h c ln
S dng xe c s 10 tn tr lờn, ti c kim soỏt riờng r, cu h v kộo
xe ti vi chc tn tr lờn. C cu cụng tỏc ca xe ny s dng h iu khin thu
lc. B ti kộo cú sc nõng ln v cú tay cu cú th vn xa lờn cú th cu h c
cỏc xe b nn khi lao xung vc. Nguyờn lý hot ng v c bn vn l s dng b
ti kộo lt v nõng xe. Cng nõng thu lc c a xung di gm xe, nõng
lờn v kộo xe i.
2.2 Cỏc c cu v thit b cu h trờn xe
- Kiu cng thy lc theo mụ hỡnh xe nõng hng.
- Kiu cng thy lc theo mụ hỡnh Centry F3.
- Kiu cng thy lc theo mụ hỡnh t ng kp lp.
- Kiu xe ch xe hng.
Xe cu h c ch to trờn c s mt chic xe ti, thụng thng c mt
nh mỏy sn xut xe chuyờn nghip lp rỏp. Trờn xe c trang b y cỏc thit
b cú th cu h xe b nn mt cỏch an ton.
- Cn kộo xe l mt thit b nh mt chic cn cu nh c lp phớa sau,
di gm xe cu h, nú cú th kp cht hai lp trc ca xe hng, nõng na trc

hoc sau chic xe ú lờn khi mt ng kộo xe di chuyn bng cỏc bỏnh xe cũn
li.

10


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
- Cần cẩu là loại cần cẩu có khả năng vượt tải lớn, cấu tạo gọn, đơn giản và
có thể làm việc theo nhiều tư thế khó khăn mà cần cẩu hàng không thực hiện được.
- Tời thuỷ lực là một thiết bị cuộn dây cáp thép có khả năng kéo được những
vật nặng, những chiếc ôtô hỏng từ dưới vực lên đường và từ đường lên sàn xe.
- Sàn chở xe là một mặt sàn bằng kim loại đặt trên lưng xe cứu hộ có khả
năng trượt xuống đường để dễ dàng đưa ôtô hỏng lên, sau khi cố định chiếc xe hỏng
vào sàn bằng các dây tăng chuyên dùng, sàn sẽ mang chiếc xe hỏng lên lưng xe cứu
hộ để chở đi.
- Dây tăng là một thiết bị cầm tay có một đoạn dây bạt hoặc xích, một đầu là
chiếc khoá có cấu tạo đặc biệt giúp nhân viên cứu hộ có thể trói chặt các lốp của xe
hỏng vào sàn xe cứu hộ.
- Kìm cứu hộ là một dụng cụ cầm tay có khả năng nhanh chóng cắt được các
lớp khung vỏ ôtô để cứu người mắc kẹt.
2.3 Phân tích lựa chọn phương án cứu hộ
Phương án cứu hộ được đưa ra tuỳ thuộc vào kết cấu và sự trang bị của xe
cứu hộ. Có một số phương án như sau:
2.3.1 Chở xe bị nạn trên thùng xe

1

2

3

4

5

Hình 2-5 Phương án chở xe bị nạn trên thùng xe
1.Xe cứu hộ; 2.Tời kéo; 3.Xe bị nạn; 4.Sàn mở; 5.Gối chặn
Phương pháp: Xe bị nạn được đưa nên thùng xe cứu hộ, cố định trên sàn sau
đó được đưa về nơi sửa chữa. Các xe cứu hộ hiện nay có hệ thống sàn trượt để đưa
xe lên và xuống.

11


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
Ưu điểm: Cứu hộ các xe bị hỏng cả bốn bánh, bị hỏng hệ truyền động, xe có
hộp số tự động. Kết cấu xe gọn, có thể di chuyển với tốc độ cao, khả năng thông
qua cao.
Nhược điểm: Cần có hệ thống đưa xe lên sàn, hệ thống dây cáp cố định xe bị
nạn trên sàn. Kích thước của xe cứu nạn bị hạn chế bởi kích thước của thùng xe.
Khả năng tải của xe cứu hộ cần cao hơn vì phải trực tiếp chịu thêm tải trọng của xe
bị nạn. Không tự cứu hộ được các xe bị lật, bị rơi xuống vực mà phải cần có sự hổ
trợ của xe khác để đưa xe bị nạn lên thùng xe rồi đưa xe bị nạn về nơi sửa chửa.
2.3.2 Kéo xe trên càng nâng thuỷ lực

1

2

3

5

4

6

Hình 2-6 Kéo xe trên càng nâng thuỷ lực
1.Xe cứu hộ; 2.Tời kéo; 3.Càng nâng; 4,5.Xylanh thuỷ lực; 6.Xe bị nạn
Phương pháp: Bộ tời kéo sẽ lật xe hoặc nâng xe lên. Càng nâng được đưa
xuống phía dưới gầm xe bị nạn rồi nâng lên độ cao 20cm đến 25 cm phần đầu hoặc
đuôi xe bị nạn. Hai lốp xe được cố định sau đó được kéo về nơi sửa chữa. Hiện
nay tại Việt Nam chủ yếu là sử dụng loại xe này.
Ưu điểm: Các thao tác nhẹ nhàng, có thể kéo được các xe bị hỏng hệ thống
tryền động. Xe được kéo chuyển động ổn định, có thể di chuyển với tốc độ cao. Sử
dụng được hết khả năng tải của xe.
Nhược điểm: Không kéo được xe có hộp số tự động bị hỏng bánh sau, xe bị
hỏng cả bốn bánh. Do xe có nhiều hệ thống thủy lực và xylanh nên cần yêu cầu độ
chính xác gia công cao. Bên cạnh đó yêu cầu kinh nghiệm và khả năng xử lí của
người điều khiển.

12


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
2.3.3 Chở xe bị nạn trên thùng xe cứu hộ có gắn cần cẩu
Các trung tâm cứu hộ hiện nay còn có cả loại xe cứu hộ kết hợp vừa chở xe
trên thùng và có gắn cần cẩu cứu hộ. Sàn trượt hoặc sàn mở sẽ đưa một xe lên lưng
xe cứu hộ.
1

2

4

3

Hình 2-7 Sơ đồ xe cứu hộ có gắn cần cẩu
1.Xe cứu hộ; 2.Cần cẩu; 3.Tời kéo; 4.Xe bị nạn.
Loại xe này yêu cầu sức tải cao hơn, tốc độ di chuyển chậm hơn. Tính năng
cơ động của xe được nâng cao, rất tiện lợi khi có tai nạn nghiêm trọng như xe bị lật,
xe bị rơi xuống kênh mương.
Đối với các dòng xe cao cấp như Lexus, Mercedes, BMW, Audi… hay các
mẫu xe hai cầu như Nissan Rogue, Infiniti FX… thì nhất thiết phải lựa chọn xe cứu
hộ có sàn vì các hệ thống trên xe rất hiện đại và phức tạp. Cho dù máy đã tắt, nhưng
trên thực tế, nếu sử dụng cách thức cứu hộ bằng kéo nâng, máy tính trên xe vẫn âm
thầm làm việc và nó không hiểu là xe đang bị kéo nên các thiết bị bên trong xe vẫn
có thể bị kích hoạt giống như xe đang hoạt động. Vì thế, những ảnh hưởng này có
tác động xấu đến tình trạng vận hành của xe
Dựa trên điều kiện kích thước của xe cơ sở và kết quả nghiên cứu các trường
hợp tai nạn trên, cũng như xu hướng sử dụng loại xe cứu hộ hiện nay ta chọn
phương án cứu hộ là chở xe bị nạn trên thùng xe và xe được trang bị cần cẩu.
 Các phương án đưa xe lên sàn
Hiện nay các phương án đưa xe bị nạn lên sàn xe cứu hộ thường có các phương án
sau:
+ Phương án dùng sàn trượt: Sàn xe trượt được trên khung xe nhờ các xilanh
lực và các cơ cấu trượt của sàn xe. Ưu điểm của phương án này là xe bị nạn được

13

Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
đưa lên sàn xe một cách dễ dàng nhưng giá thành cao, khó chế tạo và phải có cơ cấu
cố định sàn sau khi đã đưa xe lên sàn.

Hình 2-8 Phương án dùng sàn trượt
+ Phương án dùng chân chống và tấm trượt để đưa xe lên sàn xe: Đầu xe
được nâng lên cao để kết hợp với tấm trượt tạo thành mặt phẳng nghiêng đưa xe lên
sàn.
Phương án này phù hợp với xe cứu hộ có gắn cần cẩu, dễ sản xuất, kết cấu
đơn giản nhưng dễ mất ổn định ở địa hình không bằng phẳng khi xe nâng đầu xe
lên.

Hình 2-9 Phương án dùng chân chống và tấm trượt để đưa xe lên sàn xe

14


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
+ Phương án dùng tấm trượt đưa để đưa xe lên sàn: Dùng hai tấm trượt tạo thành
một mặt phẳng nghiêng để đưa xe lên sàn. Đây là phương án dễ chế tạo, giá thành
thấp. Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ.

Hình2-10 Phương án dùng tấm trượt

15


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
3. Tính năng kỹ thuật của xe cơ sở Huyndai HD120

3.1 Thông số kỹ thuật của xe cơ sở Huyndai HD120
Xe ô tô tải Huyndai HD120 là một loại phương tiện vận tải do Hàn Quốc sản
xuất. Nó ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa và nó có những ưu

910

điểm nổi trội so với các loại ô tô tải khác.

5695

250

840

1245

Hình 3-1 Kích thước cơ sở của xe Huyndai HD120 trước khi cải tạo

Hình 3-2 Xe cơ sở Huyndai HD120

16


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
Các thông số kỹ thuật của xe tải Huyndai HD120 được thể hiện như bảng dưới
đây:
Bảng 3-1 Các thông số kỷ thuật của xe Huyndai HD120
TT

Thông số kỹ thuật

Kí hiệu

Giá trị

Đơn vị

1

Chiều dài toàn bộ

L

9765

mm

2

Chiều rộng toàn bộ

B

2495

mm

3

Chiều cao toàn bộ

H

2525

mm

4

Chiều dài thùng

Lt

7400

mm

5

Chiều rộng thùng

Ht

2340

mm

6

Chiều dài cơ sở

L0

5695

mm

7

Chiều rộng cơ sở

B0

1795/1660

mm

G0

5455

KG

Q

5000

KG

G

12520

KG

G1

3720

KG

G2

8800

KG

8
9

lượng

Trọng

bản

thân
Tải

trọng

vận

chuyển
Trọng lượng toàn

10

bộ:
+ Phân bố cầu trước:
+ Phân bố cầu sau:
Động cơ:

11

D6DA-19(EURO2)

+ Công suất cực đại

Nemax

196/2500

Ps/rpm

+ Mômen tối đa

Memax

58/1700

Kg.m/rpm

+ Tốc độ tối đa

Vmax

123

Km/h

Công thức bánh xe
12

4x2

Số lốp

6

Cỡ lốp xe

8.25R16- 18PR

inch

13

Góc thoát trước

α1

31

độ

14

Góc thoát sau

α2

26

độ

15

Chiều dài đầu xe

L1

1245

mm

16

Chiều dài đuôi xe

L2

2525

mm

Rmin

9,5

m

17

Bán kính quay vòng
nhỏ nhất

17


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
3.2 Giới thiệu các hệ thống cấu thành xe tải Huyndai HD120
3.2.1 Động cơ
Xe tải Huyndai HD120 được lắp động cơ mang ký hiệu D6DA-19 và được đặt ở
phía trước xe.
- Kí hiệu động cơ: D6DA-19
- Loại nhiên liệu: Diesel
- Số xy lanh: 6 xy lanh
- Đường kính xi lanh: 109

[mm]

- Hành trình piston: 118

[mm]

- Công suất cực đại: 144

[KW]

- Số vòng quay cực đại: 2500

[vòng/phút]

- Dung tích xy lanh: 6606

[cm3]

3.2.2 Hệ thống truyền lực

6

1

2

7

8

3

4

5

Hình 3-3 Sơ đồ hệ thống truyền lực
1-Động cơ chính;2-Ly hợp;3-Hộp số;4-Trục các đăng;5-Cầu chủ động;6-Bộ trích
công suất;7-Các đăng dẫn động bơm;8-Bơm thủy lực
- Ly hợp: Loại ly hợp một đĩa ma sát khô, dẫn động bằng thủy lực trợ lực khí
nén.
- Hộp số:KH-10 Hộp số điều khiển bằng cơ khí, có 6 số tiến và một số lùi.
- Truyền lực chính hai cấp: 2 trục các đăng, 4 khớp các đăng không đồng
trục, tỉ số truyền cầu sau 4,333.
- Có 6 bánh, công thức bánh xe 4x2.
3.2.3 Hệ thống phanh
- Phanh chính: Cả bánh trước và bánh sau đều sử dụng tang trống.
- Dẫn động phanh: Hệ thống phanh thủy lực hổ trợ bằng mạch kép.
- Phanh tay: Cơ cấu cơ khí khóa trục dẫn động chính.
- Phanh chậm dần: van bướm đóng mở bằng hơi.

18


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120

Hình 3-4 Phanh tang trống trang bị trên Huyndai HD120
1-Lò xo hồi vị; 2-Trống phanh; 3- Trục; 4-Buồng phanh; 5- Thanh nối; 6- Vít điều
chỉnh; 7-Cam phanh; 8-Con lăn; 9-Guốc phanh.
3.2.4 Hệ thống lái

Hệ thống lái bằng cơ khí, cơ cấu lái trục vít - con lăn.

Hình 3-5 Cơ cầu lái kiểu trục vit – con lăn
1. trục chủ động; 2.vỏ cơ cấu lái; 3, 13.trục vít lỏm; 4 . đệm điều chỉnh; 5 .nắp dưới;
6 . trục con lăn; 7. con lăm; 8, 10 . nắp trục bị động; 9 . bạc trục bị động;
14 . đòn quay
3.2.5 Hệ thống treo
Nhíp trước và sau hình bán nguyệt tác dụng hai chiều, bộ nhíp sau gồm một
nhíp chính và một nhíp phụ.
3.2.6 Hệ thống điện
- Máy phát điện xoay chiều: 12V- 500W
- Máy khởi động: Công suất 5,5 [Kw] ở 24V
- Ắc quy: có 2 ắc quy 12V,120A.h.
- Máy khỏi động lạnh: Hoạt động trên nguyên tắc phóng ngọn lửa.

19


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
4. Tính toán thiết kế xe cứu hộ
Bố trí chung của xe tải Huyndai HD120 sau khi cải tạo

1

2

3

4

Hình 4-1 Tổng thể xe ôtô sau cải tạo
1-Xe cứu hộ; 2- Tời kéo; 3-Cần cẩu; 4-Sàn chở xe bị nạn
Xe tải cẩu là xe Hyundai sau khi đã cải tạo để lắp đặt cẩu URV 553. Nó bao
gồm các chi tiết được cải tạo như sau:
– Lắp cẩu tự nâng hàng URV 553.
– Thiết kế thùng mới cho xe cứu hộ, thùng xe có kích thước mới.
– Sử dụng hộp trích công suất của ô tô tải Hyundai HD120.
– Bơm dầu thủy lực SHIMADZU đồng bộ theo cụm cẩu.
– Sử dụng tời kéo dùng động cơ thủy lực.
4.1 Phân tích phương án cải tạo xe
Với các thống số kĩ thuật của xe tải Huyndai HD120 và cẩu URV553 như đã
nêu ở trên ta thấy khi lắp đặt cẩu lên thùng xe phải dời lùi ra phía sau làm cho chiều
dài xe tăng. Do vậy ta cần giảm chiều dài của thùng xe để không làm thay đổi chiều
dài xe. Đồng thời phải thiết kế lại thùng xe để phù hợp với mục đích chở xe bị nạn
trên thùng xe.

20


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
Giảm chiều dài thùng xe về phía sau một đoạn: LNK = 650 [mm]. Ta cần thiết
kế thùng hàng có kích thước Lt x Bt x Ht = 6750 x 2340 x 320. Lắp đặt lên xe tải.
Sau đó tính khối lượng mà xe có thể vận chuyển.
Khi lắp đặt cẩu và cải tạo thùng ta cần phải tính toán lại các mối liên kết giữa
các bộ phận trên xe, kiểm nghiệm độ bền của thùng cải tạo cũng như các đặc tính
động học, động lực học của xe sau khi cải tạo .Kiểm tra sự hoạt động của các cơ cấu
trên xe khi tham gia vào hoạt động cứu hộ.
Sử dụng hộp trích công suất kiểu cơ khí nhận mô men trực tiếp từ hệ thống
truyền lực của xe và truyền mômen đến hệ thống truyền lực bơm dầu, bơm dầu
cung cấp dầu áp suất cao cho cần cẩu và tời kéo hoạt động.

4.2 Thiết kế thùng xe cứu hộ
4.2.1 Các chi tiết của thùng xe
Thùng xe cứu hộ được thiết kế chủ yếu là để chuyên chở xe bị nạn nên thùng
cần đảm bảo được các yêu cầu chính sau:
- Đảm bảo diện tích đủ rộng để chở xe bị nạn mà không gây trở ngại khi đưa xe bị
nạn từ mặt đất lên thùng xe.
- Cố định xe bị nạn một cách an toàn khi chuyên chở từ nơi xảy ra tai nạn đến nơi
sửa chửa.
-Thiết kế gọn gàng nhưng vẫn đủ bền để lắp đặt tang tời kéo xe bị nạn.
Với các kích thước và yêu cầu như đã nêu ở trên thì ta dự kiến thùng hàng
gồm có các chi tiết sau đây:
- Dầm dọc: Thép định hình : 2 thanh [120
- Dầm ngang: Thép định hình : 14 thanh [100
- Be sàn bên: Thép định hình : 2 thanh [100
- Sàn thùng: Thép tấm dày 2 [mm]
- Thành trước: Khung viền ngoài thép hộ
-Gối chặn, thành bên, tấm trượt

21


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
4.2.2 Tính toán trọng lượng thùng xe

Hình 4-2 Kết cấu của thùng xe cứu hộ
- Trọng lượng của 2 dầm dọc:
Chiều dài 2 dầm dọc gồm chiều dài của thùng và chiều dài để lắp đặt cẩu lên
khung xe. Nên ta lấy chiều dài 2 dầm dọc là 7.40 [m].
Theo [1] thì 1m chiều dài của thép [120 có trọng lượng là 10,4 [KG] nên trọng
lượng của hai dầm dọc là:

Gd = 2*7.4*10.4 = 153.9

[KG]

52

120

4,8

Hình 4-3 Tiết diện ngang của thép [120
- Trọng lượng của 14 dầm ngang làm bằng thép [120 là:
Gdn = 14* 2.34* 10.4 = 340.7 [KG]
- Trọng lượng của be bên sàn: Gbs
Trọng lượng của 1m chiều dài của thép [100 theo [1] là 8,59 KG
Gbs = 2* 6.75* 8.59 = 116 [KG]

22


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120

46

100

4,5

Hình 4-4 Tiết diện ngang của thép [100
- Trọng lượng sàn thùng: Gst

Gst = 0.002* 2.34* 6.75* ρt
Trong đó: ρt - Trọng lượng riêng của thép. Theo [1] ρt = 7800 [KG/m3]
Do đó Gst = 0.002*2.34*6.75*7800
= 246.4 [KG]
- Trọng lượng thành trước: Gtr
+ Trọng lượng khung viền trước:
Gkv = Ltr* g t = (2.34+1,2)*2* 1.17= 8.3

[KG]

+ Trọng lượng khung viền hai bên:
Gtb = (6.7+0.6)* 2 * 1.17 = 17

[ KG]

Nên trọng lượng của khung viền:
Gtr = Gkv + Gtb = 8.3 +17= 25.3

[KG]

- Trọng lượng của các chi tiết còn lại như bản lề, mối hàn,... là:
Gcl = 24 [KG]
- Trọng lượng của tấm trượt đưa xe lên sàn:
4000

450

Hình 4-5 Kết cấu tấm trượt
+Trọng lượng khung xương tấm trượt
G=(4*6+0.33*6*2)*1.17=33

23

[KG]


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120
+Trọng lượng thép tấm lót
G=(0.45+0.12)*4*2*0.003*7800=107

[KG]

Gtt=140 [KG]
Như vậy trọng lượng của thùng xe thiết kế:
Gt = Gd + Gdn + Gbs + Gst + Gtr + Gtt + Gcl
= 153.9 + 340.7 + 116 + 246.4 + 25.5 +140 + 24
= 1048

[KG]

4.2.3 Tính bền thùng xe
4.2.3.1 Bố trí liên kết
Dầm dọc của thùng tải được đặt trên dầm dọc của khung và liên kết với dầm
dọc khung xe bằng bu lông:
– Phía đầu của mỗi dầm dọc thùng , ở phần lót dưới thân cẩu, được hàn bản
thép. Liên kết giữa mỗi bản thép và dầm dọc khung bằng 11 bu lông M12. Liên kết
này chống không cho dầm dọc thùng trượt trên dầm dọc khung xe.
– Phân bố đều theo chiều dài thùng, mỗi bên lắp 5 bu lông quang M14. Liên kết
này chống không cho dầm dọc thùng hở khỏi bề mặt khung xe.

Hình 4-6 Bulông quang M14
– Phía cuối thùng, mỗi bên lắp 1 chống xô có 2 bu lông M12 để tăng độ tin cậy.
4.2.3.2 Tính toán bu lông để chống thùng trượt dọc
Khi xe xuống dốc thì thùng xe có khả năng bị trượt dọc nhiều nhất, lúc này
các bu lông liên kết thùng xe với khung xe có khả năng chịu ứng suất cắt lớn
nhất.Với cách bố trí liên kết như trên, liên kết chịu tải chính là liên kết giữa bản
thép và dầm dọc khung xe. Liên kết gồm 22 bu lông cỡ M12 chịu cắt. Giả sử bỏ qua
các bu lông quang.
Như vậy, bu lông sẽ chịu ứng suất cắt lớn nhất khi xe đi trên đường xuống
dốc và phanh ngặt.

24


Thiết kế xe cứu hộ trên cơ sở xe Huyndai HD120

Z1

Pj
G
a

V
Z2

Hình 4-7 Sơ đồ các lực tác dụng lên thùng xe khi phanh đột ngột khi xuống dốc
Như đã tính gốc lật giới hạn khi xe xuống dốc:
α’ = arctg

4003

a
 7105'
= arctg
1371
hg

– Chọn góc dốc tính toán 450
– Gia tốc phanh lớn nhất Jp (chọn gia tốc phanh lớn nhất khi phanh Jp = 6m/s2)

C

1

5

2
3

c

4

C-C

Hình 4-8 Liên kết dầm dọc thùng với khung xe ( nhờ bản thép )
1- Bát trên hàn với dầm dọc thùng; 2- Bu lông bát kẹp thùng; 3- Đệm; 4- Dầm
dọc; 5- Dầm dọc thùng xe
– Lực quán tính tác dụng lên hệ {thùng + cẩu + hàng hóa} khi xe đầy tải
Pq = Jp * Gc = 6 * 8320 = 49920

[N]

– Lực xê dịch cụm thùng do chuyển động xuống dốc:
Pα = Gc*g* sinα = 1048*9.8*sin450 =7265.7 [N]

25