Báo cáo BTL tính toán thiết kế ô tô khung vỏ 2

THIẾT KẾ KHUNG VỎ ƠTƠ
GVHD: Nguyễn Lê Duy Khải

Nhóm 6B


Nội Dung Thuyết Trình
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Điều kiện làm việc và yêu cầu
Chọn phương án thiết kế
Thiết kế bố trí chung
Thiết kế kỹ thuật
Thiết kế công nghệ
Thiết kế kinh tế


ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU


Điều kiện làm việc:

 Chịu

tải trọng tĩnh và động

 Chịu

va đập, rung lắc

 Chịu

ứng suất lớn thay đổi liên tục

 Chịu

mài mịn

 Bị

tác đơng từ các yếu tố bên ngoài

Phụ thuộc vào từng loại xe, chế
độ làm việc và môi trường làm việc
khác nhau mà có điều kiện làm
khác nhau.


 Yêu cầu:
+ Yêu cầu kỹ thuật của khung ô tô:
- Vật liệu làm khung chịu được tải trọng động và thay đổi liên tục
- Chịu mài mòn và chịu va đập tốt


- Tiết diện ngang của xà chịu được ứng suất uốn và xoắn khi xe đi trên mặt đường không bằng
phẳng

+ Yêu cầu kỹ thuật vỏ ô tô:

- Vật liệu làm vỏ chịu va đập, chịu mài mòn ma sát

- Chịu nhiệt và ứng suất do các yếu tố về thời tiết và khí hậu


+ Yêu cầu đặc trưng: Khung ô tô:
 Để

hạ thấp trọng tâm của ô tô các dầm dọc trên ô tô du lịch
và cầu sau thường được uốn cong.

 Các

cụm gắn trên khung phải cố định hoặc thay đổi rất ít

 Dầm

ngang đảm bảo cho dầm dọc không di chuyển dọc


 Không

gian tiện lợi thoải mái


 Chỗ

ra vào hành khách dễ dàng, hàng hóa để tiện lợi


+ Yêu cầu chung:
 Giảm

lực cản của gió


 An

toàn: khung xe chắt chắn sẽ bảo vệ hành khách khi gặp tai nạn


TRÌNH BÀY PHƯƠNG ÁN
Hiện nay có nhiều cách phân loại khác nhau,
tổng quát có thể phân loại theo hệ thống chịu
lực.

• Khung chịu lực tất cả
• Khơng có khung
• Khung liền vỏ


Ngồi ra khung và vỏ cịn có phân loại riêng

1. Khung gầm hình chiếc thang (Ladder frame)

Ứng dụng: dịng xe SUV, xế cổ,

Lincoln Town, Ford Crown
Victoria…

* Ưu điểm: Giá thành rẻ và dễ lắp
bằng tay
* Nhược điểm: Độ cứng xoắn thấp hơn,
đặc biệt là khi chịu tác động của trọng
tải đứng hoặc xóc nảy lên.


2. Khung gầm hình ống rỗng

(Space Frame)

Jaguar C-Type frame

* Ưu điểm: rắn chắc từ mọi phía.
* Nhược điểm: rất phức tạp, tốn kém
và
mất nhiều thời gian để chế tạo,
chiếm rất nhiều không gian

Ứng dụng: toàn bộ mẫu xe của
Ferrari, Lamborghini Diablo,
Jaguar XJ220, Caterham, TVR…


3. Khung gầm liền khối
(Unibody)

* Ưu điểm: sản xuất hàng loạt rẻ, khả
năng bảo vệ khi xảy ra va chạm tốt và tiết
kiệm khơng gian.
* Nhược điểm: nặng và khơng thích hợp
cho các dây chuyền sản xuất qui mô nhỏ.

Ứng dụng: gần như toàn bộ các
mẫu xe sản xuất hàng loạt và tất
cả thành viên của gia đình
Porsche


4. Khung gầm liền khối ULSAB
(The Ultralight Steel Auto Body )
Từ thực nghiệm: ULSAB so với GTTB khung
chuẩn
Khối lượng (kg)

-25%

Độ cứng xoắn tĩnh
(N.m/deg)

+80%

Độ cứng xoắn uốn
(N/mm)

+52%

Đều đạt các tiêu chuẩn va chạm
Giá không cao hơn khung cùng phân khúc

* Ưu điểm: rắn chắc và nhẹ hơn khung
gầm liền khối thông thường mà khơng
tăng chi phí sản xuất.
Nhược điểm: độ rắn chắc và trọng
lương chưa thích hợp cho các loại xe thể
thao hạng nhất.
*

Ứng dụng: Các mẫu xe sử
dụng khung gầm liền khối
ULSAB: Opel Astra, BMW 3Series.


PHƯƠNG ÁN VỎ Ô-TÔ

Yêu cầu khi chọn sơ bộ phương án:
đảm bảo mỹ quan, hình dáng khí đợng học, an tồn chủ đợng lẫn
thụ đợng, bảo vệ được con người, hàng hóa và thị hiếu của người
sử dụng.


1
1. Theo khả năng chịu tải của vỏ

Vỏ không chịu tải: 

hầu hết các ôtô vận tải, ôtô khách và

một số ôtô bán tải, ôtô du lịch 

Ưu điểm: Chế tạo, lắp đặt vỏ đơn giản.
Nhược điểm : Như kiểu dáng thường ít đáp ứng
được nhu cầu về thẩm mỹ và khả năng chống ồn
cũng như hình dáng khí động của ơtơ.


 Vỏ chịu tải một phần

 khá phổ biến trên các ôtô khách và ôtô
du lịch.

Ưu: của các loại vỏ kiểu này là chế tạo đơn giản,
giảm thiểu được tiếng ồn so với loại trên.
Nhược: khả năng đáp ứng hình dáng khí động còn hạn chế.

Vỏ chịu tải: 
Ưu : Loại vỏ này có ưu điểm tạo dáng điệu đẹp, khả năng
giảm thiểu tiếng ồn cao, hình dáng khí động tốt.
Nhược: cơng nghệ chế tạo, lắp đặt khá phức tạp dẫn đến
chi phí sản xuất lớn, giá thành cao. Thông thường các vỏ
này được gia công thêm các khung chịu lực bên trong các
tấm vỏ để tăng thêm độ cứng vững khi chịu tải.

ơtơ du lịch và mợt số rất ít ơtơ
khách


2. Theo cấu trúc vỏ

 Vỏ xe có cấu trúc dạng hộp: 

các chi tiết dạng tấm sẽ được hàn ghép
vào bên trong và bên ngoài khung xe 

Ưu : Giảm tải trọng nhưng vẫn đảm bảo độ bền kết cấu
Nhượt :khi vỏ bị móp méo, biến dáng hoặc hỏng do
va chạm thì rất khó phục chế và thay thế.

Vỏ xe có cấu trúc dạng tấm:
Vỏ xe bao gồm nhiều chi tiết tấm rời nhau, các
tấm trong và ngoài được gắn với vỏ xe bằng ốc
vít (có thể tháo được).
Ưu điểm :Loại vỏ xe này có ưu điểm là dễ dàng
thay thế các tấm hư hỏng khi có va chạm.


Thiết kế bố trí chung


Thiết kế kỹ thuật
Các trường khi tính tốn bền

1. Ơ tô chạy với tốc độ cao qua chỗ mấp mô
2. Ô tô chạy trong điều kiện đường xấu (đường
đất bị lỡ,qua hố rãnh ,..)

 Ngồi ra cịn có các tải trọng phụ như lúc tang tốc ,
phanh,quay vòng nhưng lực tác dụng lên ô tô lúc này không

lơn lắm so với 2 trường hợp trên


Tính khung vỏ theo tải trọng tĩnh:
Tải trọng tác dụng lên bánh xe đươc tính tốn trong trường hợp ơtơ
dừng tại chỗ trên mặt nằm ngang .

•Tải trọng khi tính toán tĩnh theo uốn :

a2
1
P1tr  P1 ph  Gtr
2
L
a
1
P2tr  P2 ph  Gtr 1
2
L

•

Tính tốn tĩnh theo xoắn

1
a2
M  Gtr b1
2
L

Tính khung theo độ bền uốn :
1. Vẽ xà dọc lên giấy theo tỷ lệ nhất định
2. Xác định trọng tâm của các cụm chi tiết và
điểm tựa của hệ thống treo
3. Trọng lương của ô tô coi như tải trọng phân bố
đều
4. Đặt trọng lượng các cụm chi tiết ,rồi tính phản
lực
5. Vẽ giản đồ mơmen uốn khung


7. Lập xong biểu đồ mơ men có thể tính ứng suất ở tiết diện bất kỳ .

Mu
6M đ


Wu  h(h  6b)
Ứng suất cho phép:  

o
1,5( K đ  1)