- KÈM BẢN VẼ CAD (nếu giao dịch qua zalo 0985655837) ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU CHO XE BÁN MOOCCông dụng và yêu cầu 1.1.1. Công dụng Ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và Hệ thống treo là hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là liên kết đàn hồi, có tác dụng làm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe. + Khi ô các va đập tác dụng lên xe do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định. + Xác định động học chuyển động của bánh xe, truyền lực kéo, và lực phanh sinh ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, lực bên và các mô men phản lực tới gầm và thân xe. + Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do ảnh hưởng của mặt đường không bằng phẳng. Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ chịu những dao động do mặt đường mấp nô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe, hàng hóa và đặc biệt là ảnh hưởng tới hành khách + Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng của hệ thống treo. Để đảm bảo công dụng trên,hệ thống treo được cấu tạo gồm 3 bộ phận chính: Bộ phận hướng, Bộ phận đàn hồi, Bộ phận giảm chấn. Bộ phận đàn hồi: Nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại. Bộ phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm chi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo xoắn, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo bằng khí hoặc thuỷ khí). Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằng cách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra ngoài. Việc biến năng lượng dao động thành nhiệt năng nhờ ma sát. Giảm chấn trên ô tô là giảm chấn thuỷ lực, khi xe dao động, chất lỏng trong giảm chấn được pittông giảm chấn dồn từ buồng này sang buồng kia qua các lỗ tiết lưu. Ma sát giữa chất lỏng với thành lỗ tiết lưu và giữa các lớp chất lỏng với nhau biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả ra ngoài. Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức là đảm bảo cho bánh xe chỉ dao động trong mặt phẳng đứng, bộ phận hướng còn làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe. 1.1.2 Yêu cầu cảu hệ thống treo + Đảm bảo tần số dao động riêng thích hợp cho phần được treo, + Có độ võng động hợp lý để không sinh ra va đập lên các ụ hạn chế bằng cao su, + Có độ dập tắt dao động hợp lý, + Không gây lên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ xe, + Đảm bảo tính năng dẫn hướng tốt của ô tô,ô tô không bị nghiêng khi quay vòng hoặc phanh, + Đảm bảo chiều rộng cơ sở và các góc đặt của các trụ của các bánh xe dẫn hướng không thay đổi, + Đảm bảo sự tương thích giữa động học bánh xe dẫn hướng và động học dẫn động lái, + Có độ tin cậy lớn,trong nhiều điều kiện phù hợp với tính năng kĩ thuật không gặp hư hỏng bất thường, + Kết cấu nhỏ gọn,làm việc êm dịu,ổn định,dễ dàng bảo dưỡng,sửa chữa,thay thế, + Có độ bền cao,giá thành thấp.1.2. Phân loạiTheo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi: + Bằng kim loại (nhíp lá, lò xo, thanh xoắn). + Loại khí + Loại thủy lực + Loại cao su Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng: + Hệ thống treo phụ thuộc + Hệ thống treo độc lập Theo phương pháp dập tắt dao động: + Loại giảm chấn thủy lực (loại tác dụng 1 chiều, 2 chiều) + Loại ma sát cơ (ma sát trong bộ phận đàn hồi, trong bộ phận dẫn hướng). Theo phương pháp điều khiển + Hệ thống treo bị động( không được điều khiển), + Hệ thống treo chủ động.1.2.1.Phân loại theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồia.Phần tử đàn hồi làm bằng kim loại Nhíp Nhíp được làm từ các lá thép cong, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn tới dài, cụm lá này được kẹp chặt lại với nhau ở giữa bằng bu lông định tâm hay đinh tán. Để giữ các lá nhíp không bị trượt ra khỏi vị trí người ta dung kẹp ở một vài điểm để kẹp chúng lại với nhau. Cả hai đầu lá dài nhất được uốn cong tạo thành mắt nhíp, được sử dụng để gắn nhíp vào khung. Nhìn chung nhíp dài hơn thì mềm hơn. Nhíp nhiều lá hơn thì chịu tải lớn hơn, song nhíp sẽ cứng hơn và tíh êm dịu chuyển động sẽ kém hơn. Tuy vậy, nhíp vẫn được dùng phổ biến nhất vì nhíp vừa là cơ cấu đàn hồi, vừa là cơ cấu dẫn hướng và một phần làm nhiệm vụ giảm chấn, tức là làm toàn bộ nhiệm vụ của hệ thống treo. Hình 1: Một số loại nhíp xe tải Ưu điểm của nhíp : Kết cấu đơn giản, chắc chắn và giá thành thấp. Do bản than nhíp đã đủ độ cứng vững để giữ cầu xe ở vị trí chính xác, nên không cần sử dụng các thanh nối. Mặt khác, chế tạo và sửa chữa nhíp cũng đơn giản. Nhược điểm của nhíp: Trọng lượng lớn, tuổi thọ thấp và có đường đặc tính tuyến tính. Ngoài ra, việc bố trí nhíp ở bánh trước khó vì muốn đảm bảo độ võng tĩnh và độ võng động lớn thì phải làm nhíp dài mà càng dài thì càng khó bố trí. Do nội ma sát nên nhíp khó hấp thụ những dao động nhỏ từ mặt đường. Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho những xe thương mại lớn, tải nặng và cần độ bền cao. Lò xo trụ Lò xo được làm từ dây thép lò xo đặc biệt, được quấn thành ống. Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do lò xo bị nén. Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ, và va đập được giảm bớt. Hình 2 : lò xo trụ Lò xo trụ Lò xo trụ được sử dụng chủ yếu trong ôtô du lịch làm bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ có thể có tiết diện tròn hay vuông. Ưu điểm của lò xo trụ: Nếu cùng một độ cứng và độ bền thì lò xo trụ có trọng lượng nhỏ hơn nhíp, khi làm việc giữa các vành lò xo không có ma sát như nhíp. Đồng thời không phải bảo dưỡng chăm sóc như đối với nhíp. Nhược điểm của lò xo: nó chỉ làm được nhiệm vụ đà hồi, còn các nhiệm vụ khác như giảm chấn dẫn hướng phải có các phần tử khác đảm nhận. Vì vậy, nếu kể chung cả hai phần tử sau thì hệ thống treo lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn so với hệ thống treo loại nhíp. Thanh xoắn Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của `một dầm nào đó củ than xe, đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắn. Thanh xoắn cũng được dùng làm thanh ổn định. Thanh xoắn Ưu điểm của thanh xoắn: Mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn so với các phần tử đàn hồi khác, nên hệ thống treo có thể nhẹ hơn. Ngoài ra, cách bố trí hệ thống treo đơn giản. Nhược điểm: không có năng kiểm soát được dao động, vì vậy cần phải dùng giảm chấn kèm với nó.b) Phần tử đàn hồi phi kim loại Phần tử đàn hồi loại khí Phần tử đàn hồi loại khí có tác dụng nhiều trong các ôtô có khối lượng phần được treo lớn và thay đồi nhiều. Có thể thay đổi độ cứng của hệ thống treo( bằng cách thay đổi áp suất bên trong phần tử đàn hồi) để cho ứng với tải trọng tĩnh khác nhau thì độ võng tĩnh và tần số dao động riêng không đổi. Giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ làm độ êm dịu chuyển động tốt hơn, một là giảm biên độ dịch chuyển của buồn lái trong vùng tần số thấp, hai là đẩy được vùng cộng hưởng xuống vùng có tần số dao động thấp hơn, giảm được gia tốc của buồng lái, và giảm được sự dịch chuyển của vỏ và bánh xe. Hình 4 : đặc tính đàn hồi balon khí Đường đặc tính của hệ thống treo khí là phi tuyến và tăng đột ngột trong cả hành trình nén và trả, nên cho dù khối lượng cả phần được treo và không được treo có bị giới hạn do các dịch chuyển tương đối đi nữa thì độ êm dịu chuyển động vẫn lớn. Không có ma sát trong phần tử đàn hồi, phần tử đàn hồi có trọng lượng nhỏ và giảm được chấn động từ bánh xe lên buồng lái. Ngoài ra, khi sử dụng hệ thống treo khí còn có thể thay đổi được vị trí của cỏ xe đối với mặt đường. Phần tử đàn hồi loại thủy khí Là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thủy lực và cơ cấu chấp hành là khí nén. Ưu điểm: tần số dao động riêng thấp gần trạng thái tĩnh, cho phép có đường đặc tính đàn hồi như mong muốn. Cả hai loại khí và thủy khí ngoài những ưu điểm nói trên còn có những nhược điểm là phải có máy nén khí, bình chứa phụ, hệ thống van tự động điều chỉnh áp suất, do đó hệ thống treo phức tạp, chế tạo yêu cầu chính xác cao, giá thành đắt, dễ bị hư hỏng do
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA Ô TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU CHO XE BÁN MOOC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng yêu cầu 1.1.1 Công dụng 1.2 Phân loại 1.2.1.Phân loại theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi 1.2.2.Phân loại theo sơ đồ dẫn hướng 1.3.Các phận hệ thống treo 12 1.3.1.Phần tử dẫn hướng 12 1.3.1.1.Hệ thống treo phụ thuộc,phần tử dẫn hướng nhíp 12 1.3.1.2.Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi lò xo trụ 13 1.3.1.3.Hệ thống treo độclập, phần tử đàn hồi lò xo trụ, đòn treo dọc 14 1.3.1.4.Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang 15 1.3.1.5 Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo 16 1.3.1.6 Hệ thống treo độc lập phần tử đàn hồi xoắn 17 1.3.2 Phần tử đàn hồi 17 1.3.3 Phần tử giảm chấn 17 1.4 Vấu hạn chế hành trình hệ thống treo 18 1.4.1 Nhiệm vụ vấu hạn chế hành trình 18 1.4.2.Cấu tạo vấu hạn chế 19 1.4.3 Đặc tính vấu cao su 19 1.5 Cấu tạo, phân loại hệ thống treo cho xe tải, bán mooc 20 1.5.1 Hệ thống treo cân không thường trực 20 1.5.2 Hệ thống treo tích cực 21 1.5.3 Hệ thống treo tích cực kiểu lò xo- thuỷ lực 21 1.5.4 Cầu kép 23 1.5.5 Hệ treo đàn hồi cao su 24 1.5.6 Hệ thống treo khí 25 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO, TÍNH TỐN THIẾT KẾ 26 2.1 Phân tích, lựa chọn phương pháp bố trí hệ thống treo 26 2.1 Phân tích ưu nhược điểm hệ thống treo phụ thuộc 27 2.1.1 Ưu điểm 27 2.1.2 Nhược điểm 27 2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế phận đàn hồi 28 2.2.1.Bộ phận đần hồi kim loại: 28 2.3.Tính toán thiết kế 29 2.3.1.Tính tốn chọn thơng số 31 2.3.2.Tính tốn nhíp 32 2.3.3 Kiểm bền nhíp 38 2.3.4.Tính tốn, thiết kê, kiếm bền tai nhíp 42 2.3.5.Tính kiểm tra chốt nhíp 43 2.4.Tính tốn phần tử giảm chấn 45 2.4.1.Đặc tính giảm chấn 45 Do đặc điểm riêng biệt xe bán mooc, tải trọng lớn, lựa chon phương án thiết kế giảm chấn cho hệ treo 45 2.4.2 Xác định kích thước ngồi giảm chấn 47 2.4.3 Xác định kích thước van 49 2.4.3.1 Xác định kích thước van trả 51 2.4.3.2 Xác định kích thước van nén 54 2.4.4 Kiểm tra điều kiện bền .57 2.4.5 Xác định số chi tiết khác giảm chấn lò xo 58 CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA 64 3.1 HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP 64 3.1.1 Bộ phận đàn hồi 64 3.1.2 Bộ phận giảm chấn 64 3.2 KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG TREO 66 3.2.1 Kiểm tra hệ thống treo phụ thuộc .66 3.2.2 Kiểm tra hệ thống treo độc lập 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 LỜI NÓI ĐẦU Trong phát triển kinh tế chung nay, ơtơ ngày đóng vai trị quan trọng Nhu cầu xe tải nhẹ, xe tải nặng nước ngày cao, xuất nhiều doanh nghiệp tư nhân, liên doanh Tuy nhiên trước thực trạng nhập linh kiện, phụ tùng lắp ráp từ nước với thuế nhập làm cho giá xe tăng cao, gây khó khăn cho người tiêu dùng Một yêu cầu đặt phải tăng tỷ lệ nội địa hóa ngành ơtơ, nhằm giảm giá thành xe bán thúc đẩy ngành công nghiệp chế tạo máy nước Hệ thống treo hệ thống quan trọng ơtơ, góp phần tạo nên độ êm dịu, ổn định tính tiện nghi xe, giúp người ngồi có cảm giác thoải mái dễ chịu Đối với đồ án tốt nghiệp giao: “thiết kế hệ thống treo sau cho xe bán mooc” trước yêu cầu thực tế ngành ôtô nước Em chọn phương pháp thiết kế để đảm bảo thỏa mãn đồng thời tiêu chí Với hướng dẫn bảo thầy PGS.TS Võ Văn Hường, Em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Đỗ Văn Đức Trang Đỗ Văn Đức CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng yêu cầu 1.1.1 Cơng dụng Ơ tơ chuyển động, với lốp hấp thụ cản lại rung động, dao động Hệ thống treo hệ thống liên kết bánh xe khung xe vỏ xe Mối liên kết treo xe liên kết đàn hồi, có tác dụng làm êm dịu cho trình chuyển động, đảm bảo động học bánh xe + Khi ô va đập tác dụng lên xe mặt đường không phẳng, để bảo vệ hành khách, hành lý cải thiện tính ổn định + Xác định động học chuyển động bánh xe, truyền lực kéo, lực phanh sinh ma sát mặt đường bánh xe, lực bên mô men phản lực tới gầm thân xe + Dập tắt dao động thẳng đứng khung vỏ sinh ảnh hưởng mặt đường không phẳng Khi ôtô chuyển động đường không phẳng chịu dao động mặt đường mấp nô sinh Những dao động ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ xe, hàng hóa đặc biệt ảnh hưởng tới hành khách + Xe chuyển động có êm dịu hay khơng phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng hệ thống treo Để đảm bảo công dụng trên,hệ thống treo cấu tạo gồm phận chính: Bộ phận hướng, Bộ phận đàn hồi, Bộ phận giảm chấn Bộ phận đàn hồi: Nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe ngược lại Bộ phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu chi tiết (hoặc cụm chi tiết) đàn hồi kim loại (nhíp, lị xo xoắn, xoắn) khí (trong trường hợp hệ thống treo khí thuỷ khí) Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng dao động cách biến lượng dao động thành nhiệt toả Việc biến lượng dao động thành nhiệt nhờ ma sát Giảm chấn ô tô giảm chấn thuỷ lực, xe dao động, chất lỏng giảm chấn pittông giảm chấn dồn từ buồng sang Trang Đỗ Văn Đức buồng qua lỗ tiết lưu Ma sát chất lỏng với thành lỗ tiết lưu lớp chất lỏng với biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả ngồi Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức đảm bảo cho bánh xe dao động mặt phẳng đứng, phận hướng làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men khung vỏ bánh xe 1.1.2 Yêu cầu cảu hệ thống treo + Đảm bảo tần số dao động riêng thích hợp cho phần treo, + Có độ võng động hợp lý để khơng sinh va đập lên ụ hạn chế cao su, + Có độ dập tắt dao động hợp lý, + Không gây lên tải trọng lớn mối liên kết với khung vỏ xe, + Đảm bảo tính dẫn hướng tốt ô tô,ô tô không bị nghiêng quay vòng phanh, + Đảm bảo chiều rộng sở góc đặt trụ bánh xe dẫn hướng không thay đổi, + Đảm bảo tương thích động học bánh xe dẫn hướng động học dẫn động lái, + Có độ tin cậy lớn,trong nhiều điều kiện phù hợp với tính kĩ thuật khơng gặp hư hỏng bất thường, + Kết cấu nhỏ gọn,làm việc êm dịu,ổn định,dễ dàng bảo dưỡng,sửa chữa,thay thế, + Có độ bền cao,giá thành thấp 1.2 Phân loại Theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi: + Bằng kim loại (nhíp lá, lị xo, xoắn) + Loại khí + Loại thủy lực + Loại cao su Trang Đỗ Văn Đức Theo sơ đồ phận dẫn hướng: + Hệ thống treo phụ thuộc + Hệ thống treo độc lập Theo phương pháp dập tắt dao động: + Loại giảm chấn thủy lực (loại tác dụng chiều, chiều) + Loại ma sát (ma sát phận đàn hồi, phận dẫn hướng) Theo phương pháp điều khiển + Hệ thống treo bị động( không điều khiển), + Hệ thống treo chủ động 1.2.1.Phân loại theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi a.Phần tử đàn hồi làm kim loại * Nhíp Nhíp làm từ thép cong, xếp lại với theo thứ tự từ ngắn tới dài, cụm kẹp chặt lại với bu lông định tâm hay đinh tán Để giữ nhíp khơng bị trượt khỏi vị trí người ta dung kẹp vài điểm để kẹp chúng lại với Cả hai đầu dài uốn cong tạo thành mắt nhíp, sử dụng để gắn nhíp vào khung Nhìn chung nhíp dài mềm Nhíp nhiều chịu tải lớn hơn, song nhíp cứng tíh êm dịu chuyển động Tuy vậy, nhíp dùng phổ biến nhíp vừa cấu đàn hồi, vừa cấu dẫn hướng phần làm nhiệm vụ giảm chấn, tức làm toàn nhiệm vụ hệ thống treo Trang Đỗ Văn Đức Hình 1: Một số loại nhíp xe tải Ưu điểm nhíp : Kết cấu đơn giản, chắn giá thành thấp Do than nhíp đủ độ cứng vững để giữ cầu xe vị trí xác, nên khơng cần sử dụng nối Mặt khác, chế tạo sửa chữa nhíp đơn giản Trang Đỗ Văn Đức Nhược điểm nhíp: Trọng lượng lớn, tuổi thọ thấp có đường đặc tính tuyến tính Ngồi ra, việc bố trí nhíp bánh trước khó muốn đảm bảo độ võng tĩnh độ võng động lớn phải làm nhíp dài mà dài khó bố trí Do nội ma sát nên nhíp khó hấp thụ dao động nhỏ từ mặt đường Vì vậy, nhíp thường sử dụng cho xe thương mại lớn, tải nặng cần độ bền cao * Lò xo trụ Lò xo làm từ dây thép lò xo đặc biệt, quấn thành ống Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo bị xoắn lò xo bị nén Lúc lượng ngoại lực dự trữ, va đập giảm bớt Hình : lị xo trụ Lò xo trụ Lò xo trụ sử dụng chủ yếu ôtô du lịch làm phận đàn hồi Lị xo trụ có tiết diện trịn hay vng Ưu điểm lị xo trụ: Nếu độ cứng độ bền lị xo trụ có trọng lượng nhỏ nhíp, làm việc vành lị xo khơng có ma sát nhíp Đồng thời khơng phải bảo dưỡng chăm sóc nhíp Nhược điểm lị xo: làm nhiệm vụ đà hồi, nhiệm vụ khác giảm chấn dẫn hướng phải có phần tử khác đảm nhận Vì vậy, kể chung hai phần tử sau hệ thống treo lị xo trụ có kết cấu phức tạp so với hệ thống treo loại nhíp Trang Đỗ Văn Đức Lực cản trường hợp trả mạnh lực cản hành trình trả nhẹ cộng thêm lượng gia tăng diện tích bằng: Ztm=Ztn+k.Kt.(v2-v1) Trong đó: Ztn: lực cản hành trình trả nhẹ Ztn=6564 (N); k: hệ số kể đến gia tăng vận tốc:k=0,6; Kt: hệ số cản hành trình trả Kt=21879 (Ns/m); v1: vận tốc tương đối piston xilanh trả nhẹ.v1=0,3(m/s); v2: vận tốc tương đối piston xilanh trả mạnh Xét vận tốc v2=0,5(m/s) Ztm=6564 +0,6.21879.(0,5-0,3) = 9189,5(N) • Độ chênh áp suất dịng chất lỏng là: p = Z tm 9189,5 = = 4196109 ( N / m ) −3 Ft 2,19.10 • Thay số ta có tổng diện tích van trả: fv = Ft v1 0,8p.2 g 2,19.10 −3.0,5 = 0,5 0,8.4196109.2.9,8 9000 = 2,6.10 −5 (m ) Vậy tổng diện tích lỗ van trả mạnh là: f vtm = f v − f vtn =2,6.10-5 – 1,9.10-5=0,7.10-5(m2) Chọn số lỗ van trả mạnh lỗ Đường kính lỗ là: d = f vtm = 4 4.0,7.10 −5 = 1,5.10 −3 (m) 4 2.4.3.2 Xác định kích thước van nén • Xác định kích thước van nén nhẹ Trang 54 Đỗ Văn Đức Van nén nhẹ làm việc vận tốc v 0,3(m/s) Tổng diện tích van nén nhẹ: f vnn = Fn v1 p.2.g - Diện tích làm việc hiệu dụng piston hành trình nén: Fn= dp Trong đó: dp: đường kính piston dp=0,055(m) Fn=2,4.10-3(m2) - Lực cản giảm chấn hành trình nén nhẹ: Znn=Kn.v Trong đó: Kn: hệ số cản hành trình nén nhẹ Kn=7293(Ns/m); v: vận tốc tương đối piston xilanh.v=0,3(m/s) Znn=7293.0,3=2188(N) - Độ chênh áp suất dòng chất lỏng : Z tn 2188 = = 911667 ( N / m ) -3 Fn 2,4.10 p = Thay số ta có tổng diện tích van nén nhẹ: f vnn = Fn v1 0,8p.2 g 2,4.10 −3.0,3 = 0,5 0,8.911667.2.9,8 9000 = 3,6.10 −5 (m ) Chọn số lỗ van nén nhẹ lỗ Trang 55 Đỗ Văn Đức Đường kính lỗ là: d = f vnn = 4 4.3,6.10 −5 = 3,4.10 −3 (m) 4 Xác định kích thước van nén mạnh • Van nén mạnh làm việc vận tốc piston v>0,3(m/s) • Tổng diện tích van nén: f v = Fn v1 p.2.g Trong đó: f v : Tổng diện tích lỗ van nén nhẹ nén mạnh • Lực cản hành trình nén mạnh: Lực cản trường hợp nén mạnh lực cản hành trình nén nhẹ cộng thêm lượng gia tăng diện tích bằng: Znm=Znn+k.Kn.(v2-v1) Trong đó: Znn: lực cản hành trình nén nhẹ Znn=2188 (N); k: hệ số kể đến gia tăng vận tốc.k=0,6; Kn: hệ số cản hành trình nén Kn=7293 (Ns/m); v1: vận tốc tương đối piston xilanh nén nhẹ.v1=0,3(m/s); v2: vận tốc tương đối piston xilanh nén mạnh Xét vận tốc v2=0,5(m/s) Znm=2188 + 0,6.7293.(0,5 – 0,3) = 3063 (N) • Độ chênh áp suất dòng chất lỏng là: p = Z nm 3063 = = 1276316 ( N / m ) −3 Fn 2,4.10 Trang 56 Đỗ Văn Đức • Thay số ta có tổng diện tích van nén: fv = Fn v2 0,8p.2 g 2,4.10 −3.0,5 = 0,5 0,8.1276316.2.9,8 9000 = 5.10 −5 (m ) Vậy tổng diện tích lỗ van nén mạnh là: f vnm = f v − f vnn =5.10-5 –3,6.10-5=1,4.10-5(m2) Chọn số lỗ van nén mạnh lỗ Đường kính lỗ là: d= f vnm = 4 4.1,4.10 −5 = 2.10 −3 (m) 4 Vậy van nén mạnh có lỗ đường kính lỗ d= 2.10 −3 (m) 2.4.4 Kiểm tra điều kiện bền • Kiểm tra điều kiện bền đường kính đẩy: • Kiểm tra điều kiện bền đường kính đẩy tải trọng lớn tác dụng lên bánh xe Khi làm việc bánh xe chịu tác động tải trọng động, giá trị lớn tải trọng động khoảng hai lần tải trọng tĩnh,do có giảm chấn hệ treo, tải trọng động bằng: Zđmax =2.Zbx /2=2.80000/2=80000(N) • Ứng suất kéo (nén) lớn sinh đẩy: max = Z d max 4Z d max 4.80000 = = = 452707393( N / m ) 2 F d 0,015 Chọn vật liệu làm đẩy thép 45 có []=6.108(N/m2) Ứng suất lớn sinh đẩy nhỏ ứng suất cho phép vật liệu Như đẩy giảm chấn đảm bảo điều kiện bền Trang 57 Đỗ Văn Đức 2.4.5 Xác định số chi tiết khác giảm chấn lò xo a Lị xo van nén mạnh: Van có kết cấu hình vẽ: Hình 31: van nén - Lực tác dụng lên lò xo van van bắt đầu mở: P1 = ( D32 − D42 ) P Trong đó: P: áp suất chất lỏng cuối thời kỳ nén nhẹ P= K n v n 7293.0,3 = = 911625 ( N / m ) Fn 2,4.10 −3 D3, D4: Các kích thước hình vẽ; D3 = 27mm, D4 = 22mm → P1 = (27 − 22 ).10 −6.911625 = 175N - Lực tác dụng lên lò xo van van mở hoàn toàn: P2 = ( D32 − D42 ) Pn Trong đó: Pn - áp suất chất lỏng cuối thời kỳ nén mạnh với Vnm = 0,5m/s Trang 58 Đỗ Văn Đức P= K n v n 7293.0,5 = = 1519375 ( N / m ) −3 Fn 2,4.10 → P2 = (27 − 22 ).10 −6.1519375 = 292 N - Ứng suất lị xo tính theo cơng thức: = 8DP2 d Trong đó: D: Đường kính vịng trung bình vịng lị xo, D = 27 mm; D : Đường kính dây lị xo ; P2: Lực tác dụng lên lị xo van mở hồn toàn; → d 3 8DP2 [ ] - Ứng suất cho phép vật liệu làm lò xo, [] = 500 700 MN/m2 Chọn [] = 700 MN/m2 → d 3 8DP2 8.27.292 = = 3mm ,chọn d = 3mm=0.003m [ ] 700 - Chọn số vòng làm việc n=4 vòng - Chiều dài lị xo van mở hồn tồn xác định sau: Hm = n.d + .n0 = 4.3 + 1.5 =18 mm =0.018m Trong đó: : Khoảng cách vòng dây, = mm n0: Số vòng tồn lị xo, n0 = n+1 = +1 = 5vòng - Chiều dài lò xo van trạng thái đóng: Trang 59 Đỗ Văn Đức Hd = Hm + h =18 + 1,5 = 18,5mm = 0.0185m Dịch chuyển h van giảm tải (khi mở hồn tồn) xác định theo cơng thức: h= P2 − P1 C h=1-1,5 mm, chọn h= 0,0015 m - Chiều dài lò xo trạng thái tự do: Htd = Hd + = 18,5+0,3 =18,8 mm = 0,0188m Trong đó: : Biến dạng lị xo trạng thái van mở; = P1 175 = = 1,7.10 − m C 1028806 C độ cứng lị xo tính sau: C= Gd 8.1012.3 = = 1028806N / m 8D n 8.27 3.4.10 - Bước lò xo: t= H td − d (n − n0 ) 0.0188 − 0.003(5 − 4) = = 3,16.10 −3 m n0 Lò xo van trả mạnh: Van có kết cấu hình vẽ: Hình 32 : van trả Trang 60 Đỗ Văn Đức - Lực tác dụng lên lò xo van van bắt đầu mở: P1 = ( D32 − D42 ) P Trong đó: P : áp suất chất lỏng cuối thời kỳ trả nhẹ P= K tr v n 21800.0,3 = = 2997260 ( N / m ) −3 Ft 2,19.10 D3, D4: Các kích thước hình vẽ; D3 = 28 mm, D4 = 23mm P1 = (28 − 232 ).10 −6.2997260 = 600 N - Lực tác dụng lên lị xo van van mở hồn tồn: P2 = ( D32 − D42 ) Pn Trong đó: Pn: áp suất chất lỏng cuối thời kỳ trả mạnh với Vnm = 0,5 m/s, K trm = 0,6K trn Pn = K trn vtrn + K trm (vtrm − vtrn ) 21880.0,3 + 0,6.21880(0,5 − 0,3) = = 4196164N / m Ft 2,19.10 −3 P2 = => (28 − 232 ).10 −6.4196164 = 840 N - Ứng suất lị xo tính theo cơng thức: = 8DP2 d Trong đó: D: Đường kính vịng trung bình vịng lị xo, D = 27 mm; D : Đường kính dây lị xo ; Trang 61 Đỗ Văn Đức P2: Lực tác dụng lên lị xo van mở hồn tồn → d 3 8DP2 [ ] - Ứng suất cho phép vật liệu làm lò xo, [] = 500 700 MN/m2 Chọn [] = 700 MN/m2 → d 3 8DP2 8.27.840 = = 4,4mm → Chọn d = mm [ ] 700 Gd 8.1012.5 = = 7938322N / m Chọn n = vòng.→ C = 8D n 8.27 3.4.10 - Chiều dài lị xo van mở hồn tồn xác định sau: Hm = n.d + .n0 = 4.5 + 1.5 =25mm=0,025m Trong đó: : Khoảng cách vòng dây, = mm n0: Số vòng tồn lị xo, n0 = n+1 = +1 = vòng - Chiều dài lò xo van trạng thái đóng: Hd = Hm + h = 25 + 1,5 = 26,5 mm=0,0265m - Chiều dài lò xo trạng thái tự do: Htd = Hd + = 26,5 + 0,1 =26,6 mm=0,0266m Trong đó: : Biến dạng lị xo trạng thái van mở; = P2 840 = = 1,06.10 −4 m C 7938322 - Bước lò xo: t= H td − d (n − n0 ) 0.0266 − 0.005(5 − 4) = = 4,32.10 −3 m n0 Trang 62 Đỗ Văn Đức Kiểm tra lại ứng suất cắt lò xo chiu lực nén p : k= 4c − 0,165 D 50 + = 1,1(c = = ) 4c − c d = 8P2 D.k 8.840.0,027.1,1 = = 508.10 ( N / m ) d (0,005) Nhỏ ứng suất cho phép: = 700( MN / m ) Vậy thỏa mãn điều kiện bền Trang 63 Đỗ Văn Đức CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA Như phân tích trên, hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp hệ thống đơn giản q trình sử dụng khơng tránh khỏi hư hỏng 3.1 HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP 3.1.1 Bộ phận đàn hồi Khi hỏng phận đàn hồi tần số dao động riêng ô tô thay đổi ảnh hưởng trực tiếp đến tiêu đánh giá chất lượng ô tô độ ồn, độ êm dịu… Các hư hỏng thường gặp hệ thống treo sử dụng nhíp lá: • Giảm độ cứng: hậu làm giảm chiều cao thân xe, tăng khả va đập cứng phanh hay tăng tốc, đồng thời làm tăng gia tốc động thân xe, làm xầu khả dao động êm dịu thân xe di chuyển đường xấu; • Bó kẹt nhíp: làm tăng độ cứng hết mỡ bơi trơn, hậu việc bó cứng nhíp làm tơ rung động mạnh di chuyển đường xấu, êm dịu chuyển động, tăng lực tác dụng lên thân xe, giảm khả bám dính, làm giảm tuổi thọ giảm chấn; • Gãy nhíp: tải làm việc mỏi vật liệu Khi gãy số nhíp trung gian làm tăng độ cứng nhíp Nếu gãy nhíp khả dẫn hướng hệ thống treo; • Vỡ ụ tì hạn chế hành trình: làm tăng tải trọng tác dung lên phận dàn hồi, gây va đập, tăng ồn hệ thống treo Các tiếng ồn hệ thống treo làm thân xe hay vỏ xe phát tiếng ồn lớn, làm xấu môi trường hoạt động ô tô; • Rơ lỏng liên kết: liên kết quang nhíp, đai kẹp… bị rơ lỏng gây ồn, xo lệch cầu tơ, khó điều khiển, nặng tay lái, dễ gây tai nạn giao thông 3.1.2 Bộ phận giảm chấn Bộ phận giảm chấn cần thiết phải làm việc với lực cản hợp lí nhằm nhanh chóng dập tắt dao động thân xe Hư hỏng giảm chấn dẫn đến thay đổi lực cản này, tức làm Trang 64 Đỗ Văn Đức giảm khả dập tắt dao động thân xe, đặc biệt gây nên giảm mạnh độ bám dính với đường Các hư hỏng thường gặp là: • Mịn đơi xylanh, piston: piston xylanh đóng vai trò dẫn hướng với xéc măng hay phớt làm nhiệm vụ bao kín khoang dầu Trong trình làm việc cảu giảm chấn piston xylanh dịch chuyển tương đối, gây mòn nhiều piston, làm xấu khả dẫn hướng bao kín Khi đó, thay đổi thể tích khoang dầu, ngồi việc dầu lưu thơng qua lỗ tiết lưu, cịn chảy qua khe hở piston xylanh, gây giảm lực cản giảm chấn hai hành trình nén trả, dần tác dụng dập tắt dao động nhanh; • Hở phớt bao kín chảy dầu giảm chấn: điều kiện bơi trơn phớt bao kín cần piston hạn chế, nên mịn khơng thể tránh sau thời gian dài sử dụng, cần piston bị xước, dầu bị chảy làm tác dụng giảm chấn Sự thiếu dầu giảm chấn lớp dẫn tới lọt khí vào buồng bù, giảm tính ổn định làm việc Ngồi hở phớt cịn kéo theo bụi bẩn bên ngồi vào làm tăng nhanh tốc độ mài mịn; • Dầu biến chất sau thời gian sử dụng: thông thường dầu giảm chấn pha thêm phụ gia đặc biệt để tăng tuổi thọ làm việc nhiệt độ áp suất thay đổi, giữ độ nhớt khoảng thời gian dài Khi có nước hay tạp chất hóa học lẫn vào dễ làm dầu biến chất Các tính chất lý thay đổi làm cho tác dụng giảm chấn đi, có làm bó kẹt giảm chấn; • Kẹt van giảm chấn: xảy hai dạng ln mở ln đóng Nếu van kẹt mở lực giảm chấn bị giảm nhỏ Nếu van giảm chấn bị kẹt đóng lực cản giảm chấn khơng điều chỉnh, làm tăng lực cản giảm chấn Sự kẹt van giảm chấn xảy dầu thiếu hay bị bẩn, phớt ba kín bị hở Các biều hư hỏng phụ thuộc vào trạng thái kẹt hành trình trả hay van làm việc hành trình nén, van giảm tải…; • Thiếu dầu, hết dầu: xuất phát từ hư hỏng phớt bao kín Khi thiếu dầu hay hết dầu giảm chấn có khả dịch chuyển nhiệt phát sinh vỏ Trang 65 Đỗ Văn Đức lớn, nhiên độ cứng giảm chấn thay đổi, làm xấu chức Có nhiều trường hợp hết dầu gây kẹt giảm chấn, cong trục; • Cần piston giảm chấn bị cong: tải làm việc, gây kẹt hồn tồn giảm chấn; • Nát cao su chỗ liên kết phát thơng qua quan sát đầu liên kết, bị vỡ nát ô tô chạy đường xấu gây nên va chạm mạnh, kèm theo tiếng ồn; • Các hư hỏng giảm chấn kể phát thơng qua cảm nhận độ êm dịu chuyển động, nhiệt độ vỏ giảm chấn, chảy dầu hay đo bệ kiểm tra hệ thống treo 3.2 KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG TREO 3.2.1 Kiểm tra hệ thống treo phụ thuộc • Kiểm tra xem bán trục có bị cong, xoắn trước sau, hay cong lên xuống hay không, có cần sửa chữa thay thế; • Đo độ mịn trụ quay đứng: đo đường kính ngồi trụ quay lỗ bạc thước cặp; • Kiểm tra rạn nứt quanh lỗ bu long bắt trụ quay đứng: phương pháp thấm màu → Nếu khe hở lớn giá trị cho phép có rạn nứt trụ quay đứng phải thay trụ quay đứng bạc 3.2.2 Kiểm tra hệ thống treo độc lập • Kiểm tra mòn, hư hỏng, cong vênh, đàn hồi chi tiết giảm chấn, lò xo trụ, trên, dưới… • Cách kiểm tra rôtuyn: + Kiểm tra rạn nứt, biến dạng càng, có phải thay Với chốt bắt càng, kiểm tra độ mòn bạc, hư hỏng phần bắt ren, đàn hồi cao su, có → sửa chữa hay thay thế; + Rôtuyn sau tháo khỏi giá moay ơ, cầm đầu rôtuyn vừa quay vừa lắc trái phải hay lên xuống để kiểm tra độ rơ, có rơ rão → thay thế; + Kiểm tra rôtuyn Trang 66 Đỗ Văn Đức KẾT LUẬN Đồ án tốt nghiệp mà Em trình bày “Thiết kế hệ thống treo sau cho xe bán mooc” giải vấn đề hệ thống treo đặt ra, tính êm dịu (đặc trưng tần số dao động), khả dập tắt dao động (đặc trưng hệ số cản giảm chấn) đảm bảo động học bánh xe (hướng chuyển động) Việc thiết kế tập trung vào tiêu chí tăng tỷ lệ nội địa hóa ngành ơtơ nước thơng qua việc thiết kế chế tạo phận đàn hồi nhíp Tính tốn thiết kế hệ thống treo sau cho xe bán mooc, tính kiểm bền hệ nhíp,giảm chấn Giải vấn đề hỏng hóc thường gặp hệ thống treo Qua việc tính tốn đồ án tốt nghiệp giúp em hiểu rõ chất, hoạt động hệ thống treo hình thành cách tư thiết kế cụm chi tiết ôtô, trang bị thêm kiến thức phục vụ cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Đỗ Văn Đức Trang 67 Đỗ Văn Đức TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hoan: Tập giảng thiết kế tính tốn Ơ tơ, lưu hành nội bộ, năm xuất 2012 [2] Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hồng: Giáo trình kết cấu ô tô, nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, năm xuất 2010 [3] Nguyễn Khắc Trai: Cấu tạo hệ thống ô tô con, nhà xuất Khoa học kỹ thuật, năm xuất 1999 [4] Nguyễn Khắc Trai: Cấu tạo gầm xe con, nhà xuất Giao thông vận tải, năm xuất 2003 [5] Nguyễn Trọng Hiệp: Chi tiết máy - tập 1,2, nhà xuất Giáo dục, năm xuất 2006 [6] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm: Thiết kế chi tiết máy, nhà xuất Giáo dục, năm xuất 1999 [7] Ninh Đức Tốn, Đỗ Trọng Hùng: Hướng dẫn làm tập dung sai, nhà xuất Giáo dục, năm xuất 2007 [8] Heinz Heisder: Advanced Vehicle Technology, nhà xuất Jordan Hill, Oxford OX2 8DP, năm xuất 2002 [9] Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng; Sức bền vật liệu – tập 1,2, nhà xuất Giáo dục, năm 2006 Trang 68 Đỗ Văn Đức ... việc tính chọn thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô Qua phân tich ưu nhựơc điểm loại phận đàn hồi, thêm vào việc chọn thiết kế hệ thống treo cho xe bán mooc dựa xe sở xe HUYNDAI/TANTHANH Xe di chuyển... trí hệ thống treo Theo đề tài nghiên cứu thiết kế hệ thống treo xe tham khảo xe bán mooc ( xe HUYNDAI/TANTHANH), sở ưu nhược điểm hệ thống treo, ta lựa chọn hệ thống treo phụ thuộc, liên động cầu... động hệ thống treo : Đối với xe chở người lên chọn khoảng 60 -90 lần/phút Đối với xe tải chọn khoảng 90 – 120 lần/phút ( tính tốn thiết kế tơ) Do hệ thống treo thiết kế cho xe bán mooc, vị trí treo