GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

1

Mục lục
Mục lục 1
Lời nói đầu 4
Giới thiệu chung ý nghĩa và tầm quan trọng của đề tài nghiên cứu 5
I. Tình hình chế tạo xe khách trên thế giới 5
II. Tình hình chế tạo xe khách trong nớc 5
III
. Sự cần thiết của đề tài 7

Chơng I: Tổng quan về khung vỏ xe khách
. Lựa chọn phơng án thiết kế 9
I.Tổng quan về khung vỏ xe khách 9
I.1. Chức năng, nhiệm vụ 9
I.2. Phân loại 9
II. Lựa chọn xe ôtô cơ sở 11
II.1. Đề xuất một số phơng án thiết kế. 11
II.2. Lựa chọn xe ôtô cơ sở cho phơng án thiết kế 13

Chơng II: Bố trí tổng thể, thiết kế khung xơng, cửa, ghế 18
I.Đặt vấn đề 18
II. Bố trí tổng thể, thiết kế khung xơng, ghế và các khoang chức năng 19
II.1. Bố trí buồng lái 19
II.2. Bố trí khoang hành khách 22
1. Bố trí mặt cắt ngang của xe thiết kế 22
2. Bố trí của lên xuống 22
3. Cửa sổ và lối thoát hiểm khẩn cấp 24

2. Thiết kế đuôi ôtô khách 40
III. Các thông số cơ bản của xe thiết kế
41

Chơng III: Tính toán và kiểm nghiệm xe thiết kế 42
I. MộT Số giả thiết tính toán và các thành phần lực tác dụng lên khung 42
II.Các chế độ tải trọng 42
II.1 Chế độ tải trọng tĩnh 42

II.2. Chế độ tải trọng động 43
III. Các phơng pháp tính bền khung xe 45
III.1. Theo phơng pháp cổ điển 45
III.2. Sử dụng phần mềm tính kết cấu ANSYS 45
GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

3

III.3. Nhận xét 45
IV. kiểm nghiệm bền khung xe bằng phần mềm ansys 47
IV.1. Giới thiệu về phần mềm ANSYS, các lĩnh vực áp dụng 47
IV.2. các bớc giải bài toán trong ansys 48
1. Xây dựng mô hình 49
2. Giải bài toán 51
3. Hiển thị các kết quả 52
IV.3.các phần tử sử dụng trong tính toán khung xe 52
1. Phần tử BEAM 188 52
2. Phần tử lò xo, giảm chấn COMBIN14 56
IV.4. Xây dựng mô hình cho xe khách thiết kế 59
1. Phơng án xây dựng mô hình khung 59

bằng ôtô nói riêng,trong những năm qua nhà nớc ta đã có những định hớng,
u tiên để phát triển ngàng công nghiệp ôtô Việt Nam.
Nhờ chính sách mở cửa của Chính phủ đã tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà
đầu t nớc ngoài tham gia vào thị trờng nội địa. Cụ thể, cho tới nay hầu hết
các hãng ôtô hàng đầu thế giới nh TOYOTA, MERCEDES - BENZ VMC,
FORD, MITSUBISHI, NISSAN, DEAWOO đều đã gián tiếp hoặc trực tiếp đầu
t hoặc chuyển giao công nghệ sản xuất lắp ráp các loại xe chất lợng cao đáp ứng
nhu cầu trong nớc đặc biệt là xe khách.

Đợc sự giúp đỡ của Thầy giáo Nguyễn Thành Công em thực hiện đề tài:
Thiết kế tính toán khung vỏ xe khách 46 chỗ. Và sử dụng ANSYS trong
tính toán khung xơng xe.
Sau một quá trình làm việc nghiêm túc dới sự hớng dẫn tận tình của thầy
Nguyễn Thành Công, cùng các thầy trong bộ môn ô tô em đã hoàn thành đồ án tốt
nghiệp .Tuy nhiên trong quá trình làm không tránh khỏi những sai xót nên em rất
mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án của em
đợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn !
GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

5

Giới thiệu chung
ý nghĩa v tầm quan trọng của đề tI
nghiên cứu

I. Tình hình chế tạo xe khách trên thế giới
Đợc ra đời từ đầu thế kỷ 18 ngành công nghiệp ô tô phát triển khá nhanh và
không ngừng đợc cải tiến về cả phơng diện kỹ thuật lẫn thẩm mỹ phù hợp với

có khả năng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trờng trong nớc và tham gia
vào thị trờng khu vực và trên thế giới. Các mục tiêu cụ thể gồm các loại xe thông
dụng (xe tải, xe khách, xe con) đáp ứng khoảng 40-50% nhu cầu trong nớc và
đạt tỷ lệ nội địa hóa đến 40% năm 2005; đáp ứng trên 80% nhu cầu trong nớc và
đạt tỷ lệ nội địa hóa 60% vào năm 2010. Đối với xe chuyên dụng, đáp ứng 30%
nhu cầu trong nớc và nội địa hóa 40% (năm 2005); đáp ứng 60% và năm 2010;
Các loại xe tải, xe khách cao cấp phấn đấu đạt tỷ lệ sản xuất trong nớc từ 35-
40% và năm 2010.
Mục tiêu xa hơn của quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là
đến năm 2020, trở thành một ngành công nghiệp quan trọng của đất nớc, có khả
năng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trờng nội địa và tham gia vào thị
trờng khu vực và thế giới. Chúng ta đang tiến hành khai thác, sử dụng những xe
hiện có và nhập khẩu xe mới. Không những thế chúng ta con tiến hành lắp giáp
nhiều chủng loại xe để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về số lợng và chất lợng
ngày càng đợc nâng cao.Cụ thể là trong lĩnh vực xe trở khách chúng ta có thể
đóng mới xe khách trên cơ sở sát xi ngoại nhập để đáp ứng nhu cầu vận chuyển
hành khách ngày càng tăng.
Hiện nay, hớng chế tạo xe khách ở trong nớc chủ yếu dựa trên cơ sở nhập
ngoại satxi đối với các công ty trong nớc và lắp ráp đối với các liên doanh nớc
ngoài. Các công ty trong nớc chủ yếu là làm khung xơng và đóng vỏ. Sau đó
sơn và bố trí nội thất, và cải tiến cho phù hợp với điều kiện sử dụng ở Việt Nam.
GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

7

Trên cơ sở đó ta tính toán, thiết kế và lắp đặt khung vỏ xe lên satxi cùng với
trang thiết bị nội thất, ghế ngồi cho hành khách, hệ thống điện, hệ thống thông
gió và hệ thống điều hoà không khí cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và tạo
dáng cho xe.

- Giải quyết đợc vấn đề mà từ trớc tới nay ở Việt Nam chỉ có một số
lợng nhỏ thực hiện, đó là việc Tính bền khung xơng xe bằng phần mềm
ANSYS. Nhng chỉ mới dừng lại ở mức độ tính bền trong trờng hợp tải tĩnh.
- Đa ra phơng pháp mới cho việc thiết kế khung xơng xe ở các công ty
sản xuất ôtô trong nớc một cách nhanh và chính xác đem lại hiệu quả kinh tế
cao.

GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

9

CHƯƠNG I
tổng quan về khung vỏ xe khách
Lựa chọn phơng án thiết kế

I.Tổng quan về khung vỏ xe khách
I.1. Chức năng, nhiệm vụ

nên vỏ chịu toàn bộ ngoại lực tác dụng lên ô tô). (Hình a)
- Khung chịu lực: Khi vỏ đặt lên khung qua các mối nối đàn hồi. Trờng hợp
này khung cứng hơn vỏ nhiều nên chịu đợc các tác động của ngoại lực và có
thể biến dạng nhng không truyền đến vỏ. ( Hình b)
- Vỏ khung cùng chịu lực: Khung nối cứng với vỏ bằng mối hàn, bulông
hoặc đinh tán nên cả khung và vỏ đều chịu các tác dụng của ngoại lực tác dụng
lên ô tô. (Hình c) GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

11c)
Hình 1.2: Kết cấu một số dạng khung vỏ

ii. Lựa chọn xe ôtô cơ sở
II.1. Đề xuất một số phơng án thiết kế.
Cách bố trí động cơ.

1 .Động cơ bố trí đằng trớc
* Ưu điểm:
- Hệ thống điều khiển đơn giản ,động cơ dễ làm mát .
- Khả năng tăng tốc và vợt dốc rất tốt.
* Nhợc điểm:
- Khi động cơ đặt phía trớc ,muốn giảm tải trọng phân bố lên cầu trớc ngời
ta phải giảm chiều dài đầu xe và tăng kích thớc đuôi xe .Do đó góc thoát của
thùng xe bị giảm dễ bị va quệt khi qua cầu phà .

- Việc điều khiển động cơ và hệ thống truyền lực phức tạp vì các cụm chi tiết
nằm ở xa ngời lái, khả năng tăng tốc và vợt dốc kém.

Động cơ đặt sau
vs
TC
N
ĐC
LH
hs
c

Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống truyền lực có động cơ đặt phía sau

GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

13

Cách bố trí hệ thống truyền lực:

1. Hệ thống truyền lực bố trí theo sơ đồ 4x2, cầu sau chủ động, động cơ đặt
phía trớc
- Hệ thống truyền lực phức tạp. Phải sử dụng các đăng dẫn động từ hộp số đến
cầu chủ động .
- Khoảng cách khá xa nên phải thêm ổ bi đỡ trung gian cho trục các đăng.
- Tận dụng lực bám khi đầy tải .

Trên cơ sở lựa chọn phơng án bố trí hệ thống truyền lực nh trên em chọn ôtô
cơ sở mang nhã hiệu CA6900D210 do Trung Quốc sản xuất.
Khung ô tô satxi cơ sở CA6900D210 là loại khung có xà dọc hình chữ U ở
hai bên và hớng vào nhau. Đợc dập từ thép lá 80TiL, dầy15(mm), chiều cao là
280mm, chiều rộng dầm bằng 100 (mm), không thay đổi trên toàn bộ chiều dài
dầm dọc.
Hai dầm dọc đợc đặt song song cách nhau 860 (mm) đợc liên kết với nhau
bằng12 dầm ngang có kích thớc khác nhau, nhằm đảm bảo độ cứng vững
chống xoắn và định vị hai dầm dọc của khung.
Các dầm ngang đợc nối với hai dầm dọc bằng phơng pháp đinh tán rivê,
đờng kính đinh tán là 12 (mm). Hình 1.6: Mối liên kết giữa dầm dọc và dầm ngang
Để tăng độ cứng của khung chống lại các biến dạng tại các điểm nguy hiểm có
lắp đặt các tấm gia cờng có hình dạng nh hình vẽ: a) b)
Hình 1.7: Một số dạng mặt cắt có gia cờng trên hai dầm dọc
GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

15

+. Kiểu gia cờng ở hình a): dùng để gia cờng tại các vị trí đỡ động cơ, ly
hợp và hộp số.
+. Kiểu gia cờng ở hình b): dùng để gia cờng tại các điểm bắt mõ nhíp và
điểm đỡ bình xăng.


4030
775
3255
6 Trọng lợng toàn bộ cho phép
- Trục trớc
- Truc sau
KG
KG
KG
12900
4500
8400
7 Động cơ
- Kiểu loại động cơ

- Loại nhiên liệu
- Số xi lanh và cách bố trí
- Tỷ số nén
- Dung tích xi lanh
- Công suất lớn nhất
- Mô men xoắn lớn nhất
Cm
3


Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

17

líp ,có giảm chấn thuỷ lực
13 Khung xe Khung ô tô dạng thông dụng
có 2 dầm dọc và các xà
ngag ngang liên kết.
GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

18

Chơng II
bố trí tổng thể, thiết kế khung xơng,

thể đợc công nhận theo từng loại ô tô tơng ứng với nó.
Vì thế, trong đồ án này em xin trình bày phơng án thiết kế loại xe ô tô
khách chạy liên tỉnh. Khi thiết kế, em đã tham khảo một số loại xe khách chạy
liên tỉnh đang hoạt động cũng nh đang đợc sản xuất tại công ty Transinco 1-5.
Và lấy cơ sở là tiêu chuẩn ngành 22 TCN 307 06 do Bộ Giao Thông Vận Tải
ban hành ngày 10-5-2006 để thay thế cho tiêu chuẩn 22TCN307- 03.
Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu kỹ thuật đợc áp dụng để kiểm tra chất
lợng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trờng trong sản xuất, lắp ráp các kiểu lại
xe.
Khi thiết kế xe chở khách chạy liên tỉnh trên cơ sở ôtô satxi CA6900D210,
nhằm mục đích tận dụng khung xe cơ sở, em thiết kế loại xe có khung vỏ cùng
chịu lực.
ii. Bố trí tổng thể, thiết kế khung xơng, ghế
v các khoang chức năng của xe.
II.1. Bố trí buồng lái

Khoảng không gian buồng lái là phần không gian dành riêng cho ngời lái,
trong đó bố trí ghế ngời lái và các bộ phận điều khiển( bảng đồng hồ, vành
tay lái, các chân phanh, chân ly hợp, chân ga, tay phanh) .
Trên thực tế có một số phơng án bố trí cho vị trí của ngời lái nh sau:
- Phơng án I: Ca bin đợc ngăn cách khỏi khoang hành khách bằng tấm
che, có cửa dành riêng cho lái xe. Thông tin với ngời bán vé chỉ thực hiện
qua micro phôn hoặc bằng tín hiệu. Ca bin loại này có thể chiếm toàn bộ
hoặc chỉ một phần bề rộng của xe
- Phong án II: Ca bin đợc bố trí trong khoang hành khách ngăn cách bằng
tấm che hoặc vách gỗ. Trong trờng hợp này cửa dành riêng cho lái xe có
thể có hoặc không.
GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT


Ngoài ra kính chắn gió còn phải chịu đợc nhiệt độ dới -30
0
c.
Ca bin cần đợc trang bị các gơng quan sát bố trí ở thành trái và phải
của xe đảm bảo cho ngời lái có thể quan sát đợc các vùng sau: Phía trái của
xe khách và phần đờng phía sau xe, phía phải và phần đờng phía sau, phần
phải và trái của khoang hành khách khi mở rèm che cũng nh lề vỉa hè.
Ca bin cần phải có tấm che hoặc rèm che không trong suốt có thể di động
hoặc điều chỉnh vị trí để bảo vệ cho ngời lái không bị mặt trời chiếu trực tiếp
vào ở bất kỳ vị trí nào của xe H3
H
2
L2
L
3
H1
L
1
R
2
L4
R




B2 A A1 B2
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí ghế hành khách trên xe
Việc bố trí ghế ngồi trong khoang hành khách đợc thực hiện nh sau :
- Dãy bên trái gồm 10 hàng ghế 02 chỗ và 01 ghế lái xe.
- Dãy ghế bên phải gồm 10 hàng ghế 02 chỗ ngồi.
- Dãy ghế cuối cùng có 05 chỗ ngồi.
Tổng cộng 46 chỗ ngồi (kể cả lái xe).
2. Bố trí của lên xuống.
ô tô khách chạy liên tỉnh là phơng tiện vận chuyển hành khách theo tuyến
chạy cố định, trên những quãng đờng dài vì thế lợng ngời lu thông là tơng
đối ít. Vì vậy khi bố trí và thiết kế cửa lên xuống ta cần đảm bảo cho hành
khách lên xuống dễ dàng và thuận tiện.
GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

23

Theo thiết kế xe khách chạy liên tỉnh mà chúng ta chế tạo có khả năng chở 46
ngời, vì thế ta chọn phơng án thiết kế một cửa đơn, cửa đợc thiết kế cho
hành khách vừa lên vừa xuống.
Đối với các loại xe khách theo quy định tại tiêu chuẩn 22TCN 307-06 kích
thớc cửa hữu ích đợc cho trong bảng dới đây:
Bảng 2.1 : Kích thứơc hữu ích của của lên xuống.
Kích thớc hữu ích nhỏ nhất
Loại xe
Chiều rộng
(1)
Chiều cao
Xe khách từ 10-16 chỗ(kể cả

Số hành khách.
17 ữ 30 31 ữ 45 46 ữ 60 61 ữ 75 76 ữ 90
>90
Số lối thoát khẩn
cấp tối thiểu.
4 5 6 7 8 9

Em thiết kế 6 lối thoát khẩn cấp và sử dụng cửa sổ làm lối thoát khẩn cấp. Ta
thiết kế cửa sổ có kích thớc chiều rộng cửa là 1070 mm, chiều cao cửa là 1020
mm. Điều này cũng hoàn toàn phù hợp với tiêu chuẩn 22TCN 307 06. Theo
tiêu chuẩn này cửa sổ có thể đợc sử dụng làm lối thoát khẩn cấp khi có diện
tích không nhỏ hơn 0,4 m
2
và cho phép đặt lọt một dỡng đo hình chữ nhật có
kích thớc cao 500 mm, rộng 700 mm.
GVHD: Nguyễn Thành Công SVTH:Đỗ Khắc Trọng
Đề án tổt nghiệp 2008 Trờng ĐHGTVT

25

Cửa sự cố đợc phân làm hai loại : Cửa sự cố đóng mở đợc và cửa sự cố phá
vỡ đợc. ở đây em chọn cửa sự cố phá vỡ đợc. Khi thiết kế cửa sổ cũng cần
phải chú ý tới vấn đề thông gió cho khoang hành khách. Kính cửa sổ ta sử dụng
loại kính an toàn. Đối với các cửa sổ sử dụng làm lối thoát khẩn cấp thì lắp kính
an toàn loại vỡ vụn và trang bị dụng cụ phá cửa (búa) với các chỉ dẫn cần thiết.
Bên cạnh cửa sự cố có đặt dụng cụ phá vỡ(búa nhỏ đầu bịt cao su).Trong ôtô có
biển chỉ dẫn chỉ rõ vị trí các cửa sự cố.
Hình dáng và kích thớc của của sổ đợc lắp trên xe nh hình vẽ dới đây.