- KÈM BẢN VẼ CAD (nếu giao dịch qua zalo 0985655837) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 7 TẤNTỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO1.1. Lịch sử hình thànhSự phát triển của xã hội loài người gắn liền với sự phát triển của các loạiphương tiện giao thông vận tải. Con người đã sử dụng sức kéo của động vật trongcác loại xe kéo, và đến khi ô tô được phat minh ra thì bánh xe cũng chỉ được liênkết cứng với thân xe và bánh xe không thể đàn hồi được. Điều này đã gây khó khănlớn cho phương tiện khi hoạt động, đó là sự hạn chế về tốc độ di chuyển; cũng nhưgây nguy hiểm do xuất hiện dao động mạnh của hàng hóa và người trên xe. Do đóvấn đề dao động rất được quan tâm và là vấn đề quan trọng trên các phương tiệnvận tải nói chung và đặc biệt trên ô tô.Năm 1888, J.B Dunlop phát minh ra lốp cao su có chứa khí nén bên tronggiúp tốc độ ô tô vượt qua 40 kmh. Hơn thế, ô tô còn được bố trí hệ thống liên kếtgiữa bánh xe và thân xe, hệ thống này được gọi là hệ thống treo. Trong hệ thốngtreo bánh xe được liên kết mềm với thân xe và lốp cao su có chứa khí nén, giúp chothân xe không bị va đập mạnh bởi các mấp mô của mặt đường, đảm bảo thân xechuyển động êm dịu bảo vệ tốt hàng hóa và người, hạn chế tải trọng phá hỏng nền.1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo1.2.1. Công dụngHệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe, có tác dụnglàm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe.Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng củahệ thống treo.Để đảm bảo công dụng như đã nêu ở trên hệ thống treo thường có 3 bộ phậnchủ yếu: Bộ phận hướng. Bộ phận đàn hồi. Bộ phận giảm chấn. 6Bộ phận đàn hồi: nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳngđứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại. Bộ phận đàn hồi có cấu tạochủ yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm nhi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xoxoắn, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo bằng khí hoặcthuỷ khí).Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằngcách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra ngoài. Việc biến năng lượngdao 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 buồngnọ sang buồng kia qua các lỗ tiết lưu. Ma sát giữa chất lỏng với thành lỗ tiết lưu vàgiữa các lớp chất lỏng với nhau biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả rangoài.Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức là đảm bảocho bánh xe chỉ dao động trong mặt phẳng đứng, bộ phận hướng còn làm nhiệm vụtruyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe.1.2.2. Phân loạiHệ thống treo ôtô thường được phân loại dựa vào cấu tạo của bộ phận đànhồi, bộ phận dẫn hướng và theo phương pháp dập tắt dao động.1.2.2.1. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướngHệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phảiđược liên kết với nhau bằng dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), cho nên khi mộtbánh xe bị chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc thẳng đứng) thì bánh xe bênkia cũng bị dịch chuyển. Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là cấu tạo đơn giản.rẻ tiền, và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho các xe có tốc độ chuyểnđộng không cao lắm. Nếu ở hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi là nhíp thìnó làm được cả nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng.Hệ thống treo cân bằng: dùng ở những xe có tính năng thông qua cao với 3hoặc 4 cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc giữa hai hàng bánh xe ở hai cầuliền nhau.7Hệ thống treo độc lập: là hệ thống treo mà bánh xe bên phải và bánh xe bêntrái không có liên kết cứng. Do đó sự dịch chuyển của một bánh xe không gây nênsự dịch chuyển của bánh xe kia. Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển của bánh xe màngười ta phân ra hệ thống treo độc lập có sự dịch chuyển bánh xe trong mặt phẳngngang, trong mặt phẳng dọc và đồng thời trong cả hai mặt phẳng dọc và ngang.Hệthống treo độc lập chỉ sử dụng ở những xe có kết cấu rời, có độ êm dịu của cả xecao, tuy nhiên kết cấu của bộ phận hướng phức tạp, giá thành đắt.1.2.2.2. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo của phần tử đàn hồiPhần tử đàn hồi là kim loại: nhíp lá, lò xoPhần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa làcao su kết hợp sợi vải bọc làm cốt; dạng màng phân chia và dạng liên hợp.Phần tử đàn hồi là thủy khí có loại kháng áp và không kháng áp.Phần tử đàn hồi là cao su có loại làm việc ở chế độ nén và làm việc ở chếđộ xoắn.1.2.2.3. Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao độngDập tắt dao động nhờ các giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn vàdạng ống.Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong ph
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA Ô TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI TẤN MỤC LỤC Lời nói đầu Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 Lịch sử hình thành 1.2 Công dụng phân loại hệ thống treo 1.2.1 Công dụng 1.2.2 Phân loại Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1 Phân tích phương án bố trí hệ thống treo 2.1.1 Các phương án bố trí 2.1.2 Phân tích ưu, nhược điểm chung phương án bố trí 2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế phận đàn hồi 2.3 Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn 11 2.4 Các thông số 11 Chương III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC 13 3.1 Tính phần tử đàn hồi nhíp 13 3.1.1 Xác định tần số dao động 13 3.1.2 Tính tốn chọn thơng số nhíp 14 3.1.3 Tính độ cứng nhíp 19 3.1.4 Tính bền nhíp 21 Với vật liệu nhíp 65Γ,ứng suất cho phép [] =60000(N/cm2) →nhíp đủ bền 3.1.5 Tính bền tai nhíp 25 3.1.6 Tính kiểm tra chốt nhíp 27 3.2.Tính tốn giảm chấn 28 3.2.1 Xác định hệ số cản giảm chấn Kg 28 Chương IV: TÍNH TỐN HỆ THỐNG TREO SAU 41 4.1 Tính tốn nhíp 41 4.1.1 Tính tốn chọn thơng số 41 4.1.2 Tính tốn nhíp 43 4.2.Tính tốn giảm chấn cầu sau 60 4.2.1 Tính tốn hệ số cản giảm chấn 60 4.2.2 Xác định kích thước van 64 4.2.3 Kiểm tra điều kiện bền 71 4.2.4 Xác định kích thước số chi tiết khác giảm chấn 73 Chương V: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 77 5.1 Hư hỏng thường gặp 77 5.1.1 Bộ phận đàn hồi 77 5.1.2 Bộ phận giảm chấn 78 5.2 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo 79 Kết luận 85 Tài liệu tham khảo 86 Lời nói đầu Ơ tơ phương tiện quan trọng mạng lưới giao thông quốc gia, đặc biệt quốc gia phát triển Vận tải ô tô chiểm khoảng 80% tỉ trọng ngành vận tải, nhu cầu vận tải lại không ngừng gia tăng khả vận chuyển hàng hóa, người cách linh hoạt đa dạng, kể thành phố nông thôn Điều chứng tỏ cấp thiết phương tiện này, đòi hỏi quan tâm mạnh mẽ quốc gia Việt Nam q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước vươn lên trở thành quốc gia có thu nhập trung bình Với việc mở cửa kêu gọi đầu tư, khu công nghiệp, chế xuất ngày nhiều mở rộng khắp nước với hệ thống giao thông đường dần hồn thiện địi hỏi ln chuyển vận tải hàng hóa phải nhanh chóng, kịp thời, giá thành rẻ Chính vậy, em nhận thấy dịng xe tải có tải trọng trung bình phù hợp với bối cảnh nước ta Mặc khác, tơ địi hỏi an tồn, bền bỉ tính tiện nghi ngày cao, tính êm dịu chuyển động tiêu quan trọng xe Với kiến thức học nhà trường, với tìm hiểu thực tiễn chủ trương nội địa hóa, em chọn đề tài: Thiết kế hệ thống treo xe tải Trong trình làm đồ án, hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn Lưu Văn Tuấn thầy cô khác môn môn trình độ em cịn có hạn, lại thiếu kinh nghiệm nên đồ án chắn nhiều thiếu sót Em mong thầy thơng cảm đóng góp thêm để em làm tốt tương lai Em xin chân thành cảm ơn! Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 Lịch sử hình thành Sự phát triển xã hội loài người gắn liền với phát triển loại phương tiện giao thông vận tải Con người sử dụng sức kéo động vật loại xe kéo, đến tơ phat minh bánh xe liên kết cứng với thân xe bánh xe đàn hồi Điều gây khó khăn lớn cho phương tiện hoạt động, hạn chế tốc độ di chuyển; gây nguy hiểm xuất dao động mạnh hàng hóa người xe Do vấn đề dao động quan tâm vấn đề quan trọng phương tiện vận tải nói chung đặc biệt tơ Năm 1888, J.B Dunlop phát minh lốp cao su có chứa khí nén bên giúp tốc độ tơ vượt qua 40 km/h Hơn thế, tơ cịn bố trí hệ thống liên kết bánh xe thân xe, hệ thống gọi hệ thống treo Trong hệ thống treo bánh xe liên kết mềm với thân xe lốp cao su có chứa khí nén, giúp cho thân xe không bị va đập mạnh mấp mô mặt đường, đảm bảo thân xe chuyển động êm dịu bảo vệ tốt hàng hóa người, hạn chế tải trọng phá hỏng 1.2 Công dụng phân loại hệ thống treo 1.2.1 Công dụng Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ tơ với bánh xe, có tác dụng làm êm dịu cho trình chuyển động, đảm bảo động học bánh xe Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng hệ thống treo Để đảm bảo công dụng nêu hệ thống treo thường có phận chủ yếu: - 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 nhi 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 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 1.2.2 Phân loại Hệ thống treo ôtô thường phân loại dựa vào cấu tạo phận đàn hồi, phận dẫn hướng theo phương pháp dập tắt dao động 1.2.2.1 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phận dẫn hướng Hệ thống treo phụ thuộc: hệ thống treo mà bánh xe bên trái bên phải liên kết với dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), bánh xe bị chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang thẳng đứng) bánh xe bên bị dịch chuyển Ưu điểm hệ thống treo phụ thuộc cấu tạo đơn giản rẻ tiền, bảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho xe có tốc độ chuyển động không cao Nếu hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi nhíp làm nhiệm vụ phận dẫn hướng Hệ thống treo cân bằng: dùng xe có tính thơng qua cao với cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc hai hàng bánh xe hai cầu liền Hệ thống treo độc lập: hệ thống treo mà bánh xe bên phải bánh xe bên trái liên kết cứng Do dịch chuyển bánh xe không gây nên dịch chuyển bánh xe Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển bánh xe mà người ta phân hệ thống treo độc lập có dịch chuyển bánh xe mặt phẳng ngang, mặt phẳng dọc đồng thời hai mặt phẳng dọc ngang.Hệ thống treo độc lập sử dụng xe có kết cấu rời, có độ êm dịu xe cao, nhiên kết cấu phận hướng phức tạp, giá thành đắt 1.2.2.2 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phần tử đàn hồi Phần tử đàn hồi kim loại: nhíp lá, lị xo Phần tử đàn hồi khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa cao su kết hợp sợi vải bọc làm cốt; dạng màng phân chia dạng liên hợp Phần tử đàn hồi thủy khí có loại kháng áp không kháng áp Phần tử đàn hồi cao su có loại làm việc chế độ nén làm việc chế độ xoắn 1.2.2.3 Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động Dập tắt dao động nhờ giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn dạng ống Dập tắt dao động nhờ ma sát học phần tử đàn hồi phần tử hướng Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1 Phân tích phương án bố trí hệ thống treo 2.1.1 Các phương án bố trí 2.1.2 Phân tích ưu, nhược điểm chung phương án bố trí 2.1.2.1 Ưu điểm hệ theo phụ thuộc Khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách hai bánh xe (được nối cứng) không thay đổi Điều làm cho mòn lốp giảm trường hợp treo độc lập Do hai bánh xe nối cứng nên có lực bên tác dụng lực đựơc chia cho hai bánh xe làm tăng khả truyền lực bên xe, nâng cao khả chống trượt bên Hệ treo phụ thuộc dùng cho cầu bị động có cấu tạo đơn giản, giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng 2.1.2.2 Nhược điểm hệ treo phụ thuộc Do đặc điểm kết cấu hệ thống treo phụ thuộc nên chúng có khối lượng không treo lớn Trên cầu bị động khối lượngnày bao gồm khối lượng rầm thép, khối lượng cụm bánh xe, phần nhíp lị xo giảm chấn Nếu cầu chủ động gồm vỏ cầu toàn phần truyền lực bên cầu cộng với nửa khối lượng đoạn đăng nối với cầu Trong truờng hợp cầu dẫn hướng khối lượng cịn thêm phần đòn kéo ngang, đòn kéo dọc hệ thống lái Khối lượng không treo lớn làm cho độ êm dịu chuyển động không cao di chuyển đoạn đường gồ ghề sinh va đập lớn làm khả bám bánh xe Kết cấu hệ treo phụ thuộc cồng kềnh, lớn chiếm chỗ gầm xe Co hai bánh xe lắp dầm cầu cứng nên dao động hệ dầm cầu dao động theo gầm xe phải có khoảng khơng gian đủ lớn Do thùng xe cần phải nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nâng lên, điều khơng có lợi cho ổn định chuyển động ôtô Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc gây bất lợi khác bên bánh xe dao động bánh bên dao động theo, chuyển dịch bánh bên phụ thuộc bánh bên ngược lại Điều gây ổn định xe quay vịng 2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế phận đàn hồi Bộ phận đần hồi kim loại: Bộ phận đần hồi kim loại thường có dạng để lựa chọn: nhíp lá, lị xo xoắn xoắn • Nhíp thường dùng hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăng Khi chọn phận đàn hồi nhíp lá, kết cấu lắp ghép hợp lý thân phận đàn hồi làm nhiệm vụ phận hướng Điều làm cho kết cấu hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng Vì nhíp sử dụng rộng rãi nhiều loại xe kể xe du lịch Nhíp ngồi nhược điểm chung phận đần hồi kim loại cịn có nhược điểm khối lượng lớn • Lị xo xoắn thường sử dụng nhiều hệ thống treo độc lập Lò xo xoắn chịu lực thẳng đứng hệ thống treo có phận đàn hồi lị xo xoắn phải có phận hướng riêng biệt So với nhíp lá, lị xo xoắn có trọng lượng nhỏ • Bộ phận đàn hồi xoắn sủ dụng số hệ thống treo độc lập ơtơ So với nhíp lá, lị xo xoắn đàn hồi lớn hơn, trọng lượng nhỏ lắp đặt dễ dàng Bộ phận đàn hồi kim loại có ưu điểm kết cấu đơn giản, giá thành hạ Nhược điểm loại độ cứng không đổi (C=const) Độ êm dịu xe đảm bảo vùng tải trọng định, khơng thích hợp với xe có tải trọng thường xuyên thay đổi Mặc dù phận đàn hồi kim loại sử dụng phổ biến chủ yếu loại xe Bộ phận đàn hồi khí: Loại có ưu điểm độ cứng phần tử đàn hồi (lị xo khí) khơng phải số có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến thích hợp sử dụng ôtô Mặt khác theo tải trọng điều chỉnh độ cứng phần tử đàn hồi (bằng cách thay đổi áp suất lị xo khí) cho phù hợp Vì hệ thống treo loại có độ êm dịu cao Tuy nhiên phận đần hồi có kết cấu phức tạp, giá thành cao, trọng lượng lớn (vì có thêm nguồn cung cấp khí, van phải có phận hướng riêng) Trên xe du lịch thường trang bị cho dòng xe đắt tiền, sang trọng Còn xe tải, sử dụng xe có tải trọng lớn Các loại xe đua phận đàn hồi dạng sử dụng nhiều dạng hệ thống treo thủy khí điều khiển Lựa chọn: Trong xu phát triển kinh tế chung nay, nhu cầu nội địa hóa ngành ơtơ ngày trọng u cầu đặt cho người thiết kế trước hết phải nhắm vào mục tiêu Một vấn đề không phần quan trọng giá thành xe bán ra, mức giá phù hợp phải đảm bảo tối ưu yêu cầu kỹ thuật Đây tiêu chí cho 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 tải tấn, có khả di chuyển loại địa hình phức tạp, chọn thiết kế phận đàn hồi nhíp Trước hết với 10 Tmax: giới hạn nhiệt độ giảm chấn.Tmax=130(0C) F: diện tích tiếp xúc giảm chấn với mơi trường xung quanh F=2R(R+ld) R: bán kính piston giảm chấn.R=0,02(m) ld: chiều dài buồng chứa dầu.ld=0,57(m) Qmax=68.2..0,02.(0,02+0,57).(130-30)=504(kcal) - Cơng suất toả nhiệt lớn theo kích thước vỏ giảm chấn: N max = - 4270Qmax 504.4270 = = 598( Nm / s) t 3600 Công suất thực tế Ntt tiêu thụ phận giảm chấn xác định công thức: Ntt = ( Ptr + Pn )vg = ( Ktr + K n )vg2 Lấy tốc độ làm việc giảm chấn vg=0,25(m/s), trị số tốc độ lớn ứng với vận tốc làm việc trung bình giảm chấn N tt = 18182.0,252 = 568, (Nm/s) Ntt0,3(m/s) chất lỏng qua van sinh áp lực thuỷ động R cân với lực căng ban đầu lò Flx làm cho van trả mạnh mở hoàn toàn Flx = C x R = g Qv = g fv fv C= (1) g x Trong đó: Flx: lực căng ban đầu lị xo (N) C: độ cứng lò xo (N/m) x: độ nén ban đầu lò xo (m) Chọn x=5.10-3(m) R: lực tác dụng tia chất lỏng qua van lên chắn Theo động học chất lỏng R xác định định lý Ơle (hay phương trình động lượng) (N) 73 : trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) g: gia tốc trọng trường g=9,8(m/s2) f: tổng diện tích lỗ van (m2) f =2,8.10-6(m2) v: vận tốc dòng chất lỏng qua van (m/s) v=49,5(m/s) Mặt khác theo sức bền vật liệu độ cứng lò xo C xác định theo biểu thức d 4G sau: C = (2) 64nR Trong đó: d: đường kính sợi lị xo (m) G: mơ đuyn trượt vật liệu G=8.1010(N/m2) n: số vòng lò xo Chọn n=4 vòng R: bán kính lị xo (m) Chọn R=10.10-3(m) Từ (1) (2) ta có cơng thức xác định đường kính sợi lò xo: d4 = 64nR3 fv d = g xG 64nR3 fv g xG 64.4.(10.10−3 )3 9000.2,8.10−6.49,52 = = 4, 06.10−12 −3 10 9,8.5.10 8.10 d=1,4.10-3(m)=1,4(mm) Lị xo van trả mạnh có đường kính d=1,4(mm) Lị xo van nén mạnh R Lị xo tính tốn loại lị xo hình trụ bước ngắn d 74 Khi giảm chấn làm việc vận tốc v>0,3(m/s) chất lỏng qua van sinh áp lực thuỷ động R cân với lực căng ban đầu lò Flx làm cho van nén mạnh mở hoàn toàn Flx = C x R = g Qv = g fv fv C= (1) g x Trong đó: Flx: lực căng ban đầu lò xo (N) C: độ cứng lò xo (N/m) x: độ nén ban đầu lò xo (m) Chọn x=5.10-3(m) : trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) g: gia tốc trọng trường g=9,8(m/s2) R: lực tác dụng tia chất lỏng qua van lên chắn Theo động học chất lỏng R xác định định lý Ơle (hay phương trình động lượng) (N) f: tổng diện tích lỗ van (m2): 7,6.10-6(m2) v: vận tốc dòng chất lỏng qua van (m/s) v=24(m/s) Mặt khác theo sức bền vật liệu độ cứng lò xo C xác định theo biểu thức sau: C = d 4G (2) 64nR Trong đó: d: đường kính sợi lị xo (m) G: mô đuyn trượt vật liệu G=8.1010(N/m2) n: số vịng lị xo Chọn n=4 vịng R: bán kính lị xo (m) Chọn R=13.10-3(m) Từ (1) (2) ta có cơng thức xác định đường kính sợi lị xo: 75 d4 = 64nR3 fv d = g xG 64nR3 fv g xG = 64.4.(13.10−3 )3 9000.7, 6.10−6.242 = 0,55.10−11 9,8.5.10−3.8.1010 d=1,5.10-3(m)=1,5(mm) Lò xo van nén mạnh có đường kính d=1,5 (mm) Chiều dày thành xilanh Theo lý thuyết đàn hồi ta có cơng thức: b = a k + (1 − ) pa k − (1 + ) pa + pb Trong đó: a: bán kính xilanh(cm) a=2(cm) b: bán kính ngồi thành xilanh(cm) [k]: ứng suất giới hạn kéo vật liệu Gang [k]=30(MN/m2) = k =0,25 n pa: áp suất làm việc giới hạn giảm chấn.pa=3(MN/m2) pa: áp suất môi trường (vì nhỏ so với pa nên ta bỏ qua) Vậy bán kính ngồi thành xilanh xác định theo công thức: b = a k + (1 − ) pa k − (1 + ) pa + pb = 30 + (1 − 0, 25).3 = 2, 22 (cm) 30 − (1 + 0, 25).3 Như chiều dày thành xilanh: =b-a=2,22-2=0,22(cm) = 2,2(mm) Để tăng bền ta lấy chiều dày thành xilanh =3(mm) 76 Chương V: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Như phân tích trên, hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp hệ thống đơn giản trình sử dụng không tránh khỏi hư hỏng 5.1 Hư hỏng thường gặp 5.1.1 Bộ phận đàn hồi Khi hỏng phận đàn hồi tần số dao động riêng tơ 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 tô rung động mạnh di chuyển đường xấu, êm dịu 77 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 mơi trường hoạt động tơ • Rơ lỏng liên kết: liên kết quang nhíp, đai kẹp… bị rơ lỏng gây ồn, xo lệch cầu ô tô, khó điều khiển, nặng tay lái, dễ gây tai nạn giao thông 5.1.2 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 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 trị 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, 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 bôi trơn phớt bao kín cần piston hạn chế, nên mịn 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 vào làm tăng nhanh tốc độ mài mịn 78 • 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 không 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 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 5.2 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo - Quan sát rạn nứt nhíp, vặn chặt mối ghép: quang nhíp, đầu cố định, di động nhíp… - Bơi trơn cho ắc nhíp - Đo đọ võng tĩnh nhíp, so sánh với tiêu chuẩn, không đảm bảo phải thay 79 - Kiểm tra độ mịn ắc nhíp, bạc ắc nhíp - Đối với giảm chấn cần kiểm tra rò rỉ dầu, xiết chặt mối ghép Nếu phát hư hỏng phải thay 5.3 Ứng dụng phần mềm 3D để tính bền bó nhíp Giới thiệu phần mềm 3D Solidworks Phần mềm Solidworks biết đến rộng rãi tính phổ biến nay, phần mềm chuyên thiết kế 3D hãng Dassault System phát hành dành cho xí nghiệp vừa nhỏ, đáp ứng hầu hết nhu cầu thiết kế khí Solidworks biết đến từ phiên Solidworks 1998 du nhập vào nước ta với phiên 2003 với phiên 2010 phần mềm phát triển đồ sộ thư viện khí phần mềm khơng dành cho xí nghiệp khí mà cịn dành cho ngành khác như: đường ống, kiến trúc, trang trí nội thất, mỹ thuật,… Một số chức Solidworks a Chức CAD + Các khối xây dựng sở kỹ thuật parametric, mơ hình hóa + Chức báo lỗi giúp người sử dụng dễ dàng biết lỗi thực lệnh + Bảng Feature Manager design tree cho phép ta xem đối tượng vừa tạo thay đổi thứ tự thực lệnh + Các lệnh mang tính trực quan làm cho người sử dụng dễ nhớ + Dữ liệu liên thông môi trường giúp cập nhật nhanh thay đổi môi trường + Với tính thiết kế tiện ích giúp người sử dụng thiết kế cách có hiệu vẽ kỹ thuật 80 + Hệ thống quản lý kích thước ràng buộc môi trường vẽ phát giúp người sử dụng tạo biên dạng cách dễ dàng tránh lỗi tạo biên dạng + Công cụ hiệu chỉnh sử dụng dễ dàng giúp ta hiệu chỉnh đối tượng cách nhanh chóng + Trong mơi trường Drawing cho phép ta tạo hình chiếu chi tiết lắp với tỉ lệ vị trí người sử dụng quy định mà khơng ảnh hưởng đến kích thước + Chuyển đổi ngôn ngữ Text với thứ tiếng khác + Cơng cụ tạo kích thước tự động kích thước theo quy định người sử dụng + Tạo thích cho lỗ cách nhanh chống + Chức ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước hình học sử dụng dễ dàng + Các công cụ thiết kế vẽ lắp + Các chi tiết 3D sau thiết kế xong lắp ráp lại với tạo thành phận máy máy hoàn chỉnh + Xây dựng đường dẫn thể quy trình lắp ghép + Xác định bậc tự cho chi tiết lắp ghép b Chức CAE + Phân tích thuỷ khí động học (thơng qua tốn phân tích lượng nước chảy qua robine bố trí quạt thơng gió cho CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn) + Phân tích q trình rót kim loại lỏng vào khuôn mức độ gia nhiệt cần thiết cho q trình + Bên cạnh modul phân tích Cosmos cịn cho phép thực nhiều toán khác nữa, điều kiện thời gian khơng cho phép nên 81 chưa học Nói chung chương trình tính tốn nhanh cho phép thực phân tích cụm nhiều chi tiết, với thông số kết là: ứng suất, sức căng, chuyển vị, hệ số an toàn kết cấu,… Ứng dụng tính bền bó nhíp Các bước thực q trình tính bền chi tiết: + Bước 1: Thiết kế mơ hình 3D 1/2 bó nhíp Mơ 3D bó nhíp với kích thước lấy vẽ: Hình 5.1: Mơ hình 3D 1/2 bó nhíp + Bước 2: Tính tốn chế độ tải đặt lực 82 Hình 5.2: Đặt lực vào bó nhíp ngàm, lực tác dụng + Bước 3: Tính bền chi tiết Sử dụng công cụ simulation Solidworks với thông số đầu vào tính tốn nhíp chọn vật liệu thép đàn hồi sau chọn RUN ta thu kết sau: 83 + Dựa kết tính tốn phần mềm Solidworks ta thấy phân bố ứng suất chi tiết, qua nhận biết chi tiết vùng có ứng suất nguy hiểm giá trị ứng suất khu vực + Cơng cụ cho phương pháp tính bền trực quan phương pháp truyền thống, nhiên phải lưu ý mô xác chi tiết cần tính tốn, chế độ đặt tải ngàm để có kết xác + Phương pháp đưa kết mang tính tham khảo thể cách tương đối xác Vẫn cần thiết phải có thực nghiệm để có kết cuối 84 Kết luận Đồ án tốt nghiệp mà Em trình bày “Thiết kế hệ thống treo cho xe tải tấn” 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 ôtô nước thông qua việc thiết kế chế tạo phận đàn hồi nhíp trình gia cơng piston giảm chấn Qua việc tính tốn đồ án tốt nghiệp giúp em hiểu rõ chất, hoạt động hệ thông treo, hình thành cách tư thiết kế cụm chi tiết ôtô, trang bị thêm kiến thức phục vụ cho công việc sau Một lần Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Lưu Văn Tuấn, người trực tiếp hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Qua em xin cảm ơn thầy giáo môn ôtô ĐH Bách Khoa Hà Nội bạn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Xuân Toàn 85 Tài liệu tham khảo - Thiết kế tính tốn ơtơ - Nguyễn Hữu Cẩn, Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Trần Khang - Thiết kế tính tốn ơtơ - Nguyễn Trọng Hoan - Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô - Nguyễn Khắc Trai - Bài giảng cấu tạo ôtô - Phạm Vị, Dương Ngọc Khánh - Dung sai lắp ghép - Ninh Đức Tốn - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch - Sổ tay công nghệ chế tạo máy(3 tập) - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt - Đồ gá khí hóa tự động hóa - Trần Văn Địch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt - Tin học ứng dụng thiết kế khí - Trần Văn Nghĩa 86 ... thế, ô tô cịn bố trí hệ thống liên kết bánh xe thân xe, hệ thống gọi hệ thống treo Trong hệ thống treo bánh xe liên kết mềm với thân xe lốp cao su có chứa khí nén, giúp cho thân xe khơng bị va đập... hướng Hệ thống treo cân bằng: dùng xe có tính thơng qua cao với cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc hai hàng bánh xe hai cầu liền Hệ thống treo độc lập: hệ thống treo mà bánh xe bên phải bánh... 1.2.2.1 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phận dẫn hướng Hệ thống treo phụ thuộc: hệ thống treo mà bánh xe bên trái bên phải liên kết với dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), bánh xe bị chuyển dịch