XE CHỞ RÁC CỠ NHỎ
CHẠY BẰNG
KHÍ DẦU MỎ HÓA LỎNG LPG
1. Giới thiệu
Thu gom và vận chuyển rác là khâu quan trọng trong quản lý tổng hợp chất thải rắn đô thị [1]. Trong thực tế có hai phương án: phương án thu gom, vận chuyển trực tiếp và phương án vận chuyển qua trạm trung chuyển.Trong điều kiện cơ sở hạ tầng chưa phát triển tốt, sự di chuyển của các xe ép rác trong nội thị theo phương án thu gom vận chuyển trực tiếp gây trở ngại đáng kể cho giao thông thành phố. Mặt khác, do phải gia giảm tốc độ và dừng thường xuyên nên mức độ phát ô nhiễm của xe ép rác tăng cao. Phương án trạm trung chuyển có thể khắc phục những yếu điểm trên và phương án này hiện đang được triển khai áp dụng tại Thành phố Đà Nẵng. Sơ đồ của hệ thống thu gom và vận chuyển rác tại Đà Nẵng được giới thiệu trên hình 1.
Sơ đồ thu gom và vận chuyển chất thải rắn tại Đà Nẵng thể hiện nhiều ưu điểm, trước hết là hạn chế xe ép rác chạy trong thành phố, do đó giảm được mức độ phát thải ô nhiễm không khí. Mặt khác, sơ đồ trên cho phép sử dụng xe tải lớn để vận chuyển rác từ trạm trung chuyển đến bãi chôn lấp thay vì sử dụng các xe ép rác cỡ nhỏ nên tính kinh tế tăng. Điểm yếu duy nhất của sơ đồ nói trên là sử dụng xe ba gác đạp bằng sức người để chở các thùng rác trên đường đến các trạm trung chuyển [4]. Việc làm này đòi hỏi sức lực rất lớn của người công nhân và tạo ra một hình ảnh không phù hợp lắm đối với thành phố văn minh, hiện đại.
Để hoàn thiện hệ thống thu gom và vận chuyển chất thải rắn của Thành phố Đà Nẵng, đề tài này đề xuất một phương tiện chở rác cỡ nhỏ chạy bằng động cơ thay cho sức người. Xe chở rác này một mặt làm giảm nhẹ sức lao động của công nhân và tăng hiệu quả thu gom, vận chuyển rác và mặt khác, góp phần bảo vệ môi trường không khí do xe sử dụng động cơ chạy bằng nhiên liệu sạch LPG.
2. Yêu cầu của xe chở rác
Xe chở rác mới trước hết phải sử dụng sức động cơ thay thế sức người. Mặt khác nó phải chạy êm, ít gây ồn và ít gây ô nhiễm môi trường. Với các yêu cầu đó, sử dụng kiểu xe kéo rác chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG là phù hợp [5]. Thật vậy, khi chuyển xe gắn máy chạy bằng xăng sang xe gắn máy chạy bằng LPG, mức độ phát thải ô nhiễm của nó có thể giảm đến 80% [2], [3]. Việc chuyển đổi hệ thống nhiên liệu được thực hiện dễ dàng nhờ bộ phụ kiện DATECHCO-GA5 có sẵn (hình 2) [6].
Xe chở rác phải đảm bảo được tải trọng tương đương với xe ba gác hiện nay. Thùng xe phải đặt được một thùng rác 660 lít (324kg) hay hai thùng rác 240 lít (120kg). Xe phải có bán kính quay vòng nhỏ để có thể hoạt động trong điều kiện đường hẻm. Giá thành xe phải thấp. Với yêu cầu này thì phương án cải tạo xe gắn máy hai bánh thành xe mô tô 3 bánh , tận dụng tối đa các cụm chi tiết có sẵn là tối ưu nhất.
a. b. c.
Hình 3: Các kiểu cải tạo xe gắn máy hai bánh thành mô tô ba bánh
3. Phương án thiết kế
Các phương án thông thường trong cải tạo xe gắn máy hai bánh thành xe mô tô ba bánh được trình bày trên hình 3a,c. Đơn giản nhất là phương án xe lôi (hình 3a) trong đó chỉ cần lắp một khớp quay hai phương lên yên xe (hình 3b) để kéo rơ moóc. Tuy nhiên phương án này làm chiều dài cơ sở của xe gia tăng, không phù hợp với yêu cầu đối với xe chở rác chạy trong đường hẻm. Phương án thứ hai là cắt phần đuôi xe và hàn cứng thùng xe vào khung (hình 3c) và truyền động các-đăng. Phương án này có thể rút ngắn chiều dài cơ sở của xe nhưng thùng xe cao, khó đưa thùng rác lên, xuống.
Trong công trình này chúng tôi thiết kế xe sàn thấp kết hợp truyền động xích và bố trí hệ thống treo hợp lý. Ảnh chụp của hệ thống truyền lực và hệ thống treo được trình bày trên hình 4. Xe sử dụng ba bộ truyền động xích. Bộ thứ nhất truyền động từ động cơ đến trục trung gian. Hai bộ còn lại truyền động từ trục trung gian đến các bánh xe sau. Cơ cấu vi sai đặt trên trục dẫn động trung gian (hình 4a). Tâm của bánh xe sau có thể lắc quanh tâm quay của “gắp” (hình 4b).
Để đơn giản hóa việc chế tạo, chúng tôi giữ nguyên phần khung sườn trước của xe gắn máy hai bánh. Xe được cắt bỏ phần đuôi sau như hình 5 và sườn xe được bắt chặt vào thùng bằng bu lông. Hình 6 giới thiệu các bản vẽ hình chiếu tổng thể của xe.
Nhờ lắp đặt bộ phụ kiện DATECHCO-GA5, xe có thể chạy bằng hai nhiên liệu, hoặc LPG hoặc xăng. Xe mô tô ba bánh chở rác LPG/xăng sau khi chế tạo xong giới thiệu trên hình 7. Sàn xe được hạ thấp hơn so với xe ba gác đạp tạo điều kiện thuận lợi cho việc đưa thùng rác lên xuống xe (hình 8).
4. Tính năng xe chở rác chạy bằng LPG
4. Tính năng xe chở rác chạy bằng LPG
Trên cơ sở kết kết quả thực nghiệm trên đây đối với lực kéo của động cơ, chúng ta có thể xây dựng đồ thị động học, động lực học của xe chở rác chạy bằng LPG.
Đồ thị cân bằng lực kéo của mô tô thiết kế khi chạy bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG được giới thiệu trên hình 10. Kết quả cho thấy mô tô ba bánh chở rác có thể chạy với tốc độ cực đại 48,02km/h ở số III với tỉ số truyền động từ động cơ sang bánh xe chủ động giữ nguyên như xe gắn máy. Đặc tính gia tốc của xe được trình bày trên hình 11. Từ đồ thị này ta thấy ở tay số bốn ta có tốc độ cực đại v4max = 46,92 [km/h] (j=0); còn tay số ba ta có v3max = 48,02 [km/h]. Thực nghiệm trên đường đối với xe mô tô chở rác đã chế tạo cho thấy tốc độ cực đại của xe khi đầy tải là 40km/h. Để đánh giá đầy đủ hiệu quả truyền lực từ động cơ đến bánh xe chủ động, chúng ta cần tiến hành các thử nghiệm trên băng thử.
Các tính toán tính năng kinh tế-kỹ thuật khác của xe chở rác cho thấy suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất của xe là Qnl3(min) = 1,008 [kg/100km] ở tay số ba với tốc độ v = 38,82 [km/h]. Hệ số cản lớn nhất có thể vượt qua là D1max = 0,1 tương ứng góc dốc lớn nhất của đường là amax= 4,874 [độ] khi dầy tải. Khi giảm tải 50%, tức chỉ chở 150 KG xe có thể vượt dốc D1max(50%) = 0,142 hay 7,30 [độ]. Vì vậy xe thiết kế đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt khi chạy trong thành phố. Khi không tải, xe có thể vượt dốc 0,242 hay 13,14 [độ] và tốc độ cực đại có thể đạt được ở tay số bốn là vmax = 55 [km/h], điều này giúp cho nhân viên môi trường có thể di chuyển nhanh về nhà khi đêm và lúc vắng người lưu thông trên đường.
Khi sử dụng hệ thống bánh xe cỡ lớn như hình 8, tay lái xe hơi nặng, đặc biệt là khi quay vòng xe trên đường dốc. Để khắc phục nhược điểm này, chúng tôi sử dụng bánh trước cỡ nhỏ (bánh của xe Chaly hay xe Vespa). Hình 12 giới thiệu xe chở rác với bánh trước cỡ nhỏ.
5. Kết luận
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam: Xử lý chất thải rắn. Tạp chí Khoa học và Phát triển Đà Nẵng, No 94, pp. 25-28, 2003
2. Bùi Văn Ga: Xe gắn máy hai nhiên liệu LPG/xăng. Đăng Kiểm Việt Nam, 10-2003, pp. 9-12
3. Bùi Văn Ga: Xe gắn máy sạch. Tạp chí Giao Thông Vận Tải số 1+2-2005, pp. 75-77
4. Bùi Văn Ga, Nguyễn Quân: Xe kéo rác. Khoa học và Phát triển Đà Nẵng, số 111-2005, pp. 14-17
5. BUI VAN GA: Combustion of LPG-Air Lean Mixture and its Application on Motorcycle Engines. Paper 043, International Conference on Automotive Technology for Vietnam, ICAT 2005. Hanoi, October 22-24, 2005.
6. Bùi Văn Ga, Trần Điện: So sánh đặc tính của động cơ 100cc khi chạy bằng xăng và bằng LPG với bộ phụ kiện DATECHCO-GA5. Tạp chí Giao Thông-Vận Tải, số 7, pp. 15-17, 2006
