Tính toán thiết kế hệ thống treo khí nén xe khách

Đồ án tốt nghiệp MỤC L CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1.Khái niệm 1.1.1.Độ êm dịu chuyển động ô tô 1.1.2 Các thông số tương đương 1.2.Công dụng, phân loại 1.3 Phân tích số kết cấu hệ thống treo 1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp 1.3.2 Hệ thống treo phận sử dụng lò xo 1.3.3 Hệ thống treo đàn hồi sử dụng khí nén .5 1.4 Lựa chọn phương án thiết kế 1.4.1 Lựa chọn giảm chấn 1.4.2 Giảm chấn lớp vỏ 1.4.3 Giảm chấn lớp vỏ 10 1.5 Thông số kỹ thuật xe HYUNDAI AERO SPACE 12 CHƯƠNG 2.TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 13 2.1 Hệ thống treo khí nén 13 2.1.1 Cơ sở lý thuyết phận đãn hồi 13 2.1.2 Một số buồng khí nén theo tiêu chuẩn .22 2.2 Tính tốn thiết kế phận đàn đồi .24 2.2.1.Chọn buồng khí nén 24 2.2.2 Xác định số thông số dao động 24 2.3Tính tốn giảm chấn 25 2.3.1 Tính tốn hệ số cản lực cản 25 Page i Đồ án tốt nghiệp 2.3.2 Xác định kích thước giảm chấn .27 2.3.3 Kiểm nghiệm nhiệt độ .28 2.3.4 Tính tốn van tiết lưu .29 2.3.5 Xây dựng đặc tính giảm chấn .31 2.4 Tính tốn phận dẫn hướng 32 2.4.1 Chế độ tải trọng 32 2.4.2 Tính tốn phận dẫn hương 35 CHƯƠNG CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỢNG VÀ .40 SỬA CHỮA HỆ THÔNG TREO 40 3.1 Nhưng yêu cầu hệ thống treo cấu điều khiển khí nén 40 3.2 Các trạng thái tải trọng đặt lên hệ thống treo khí nén .40 3.2.1 Khi giảm tải trọng 40 3.2.2 Tải trọng tự nhiên .41 3.2.3 Khi tăng tải .41 3.3 Hệ thống cung cấp khí nén 42 3.4.Hệ thống đàn hồi khí nén điều khiển điện tử 43 3.4.1 Cảm biến vị trí: 44 3.4.2 Bộ chuyển đổi tín hiệu dạng tín hiệu điều khiển 44 3.4.3 MICROCOMPUTER: 45 3.4.4.Các nhơ ( MEMORY): 46 3.4.5 Bộ xử lý 46 3.4.6.Tín hiệu điều khiển 46 3.5 Một số tiêu chuẩn kiểm tra hệ thống treo 47 3.5.1 Tiêu chuẩn độ ồn 47 Page ii Đồ án tốt nghiệp 3.5.2 Tiêu chuẩn độ bám đường ECE 48 3.6 Đánh giá chất lượng hệ thống treo 49 3.6.1 Chất lượng hệ thống treo 49 3.6.2 Độ bám dính bánh xe đường 50 3.7 Phương pháp thiết bị chẩn đoán 52 3.7.1 Bằng quan sát 52 3.7.2 Chẩn đoán đường 52 3.7.3 Đo bệ chẩn đoán chuyên dụng 54 3.8 Bảo dưỡng sữa chữa biện pháp khắc phục hư hỏng của hệ thống treo khí nén .57 3.9 Chẩn đoán hệ thống treo khí 73 3.10 Các hư hỏng phần tử đàn hồi khí nén 76 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 Page iii Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNHY Hình 1.1 hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp Hình 1.2 hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo Hình 1.3 hệ thống treo trước phụ thuộc sử dụng balon khí nén Hình 1.5 sơ đồ bố trí hệ thống treo Hình 1.6:sơ đồ cấu tạo giảm chấn lớp vỏ Hình 1.7- giảm chấn thủy lực hai lớp vỏ .11 Hình 2.1 sơ đồ tính tốn 13 Hình 2.2: quan hệ f z 14 Hình 2.3: đặc tính tải phần tử đàn hồi khí nén 17 Hình 2.4: buồng thể tích phụ 18 Hình 2.5: ảnh hưởng buồng tích phụ tới đặc tính tải 18 Hình 2.6: xác định độ cứng buồng đàn hồi .19 Hình 2.7: dạng buồng đàn hồi 22 Hình 2.8 kích thước giảm chấn .27 Hình 2.9: mặt cắt piston giảm chấn 29 Hình 2.10:sơ đồ phân tích lực xe chịu lực ngang cực đại .34 Hình 2.11: sơ đồ phân tích lực hệ treo trước 36 Hình 2.12: sơ đồ phân tích lực địn 38 Hình 3.1 trạng thái giảm tải hệ treo 40 Page iv Đồ án tốt nghiệp Hình 3.2 trạng thái tự nhiên hệ treo 41 Hình 3.3 trạng thái đầy tải hệ treo 42 Hình 3.4 nguyên lý làm việc điều khiển van điện từ 43 Hình 3.5 sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí 44 Hình 3.6 dạng tín hiệu điều chỉnh 45 Hình 3.7 sơ đồ khối microcomputer 45 Hình 3.8 tín hiệu điều khiển mạch điều khiển 46 hnh 3.9 tiêu chuẩn độ bám đường 49 hnh 3.10 qúa trình biến đổi zđ theo t, mật độ sác xuất .50 Hình 3.11 sơ đồ đo độ ồn 53 hnh 3.12 sơ đồ nguyên lý gây rung thuỷ lực 55 Hình 3.13 bị lủng bị vật nhọn đâm vào 76 Hình 3.14 bị bung khỏi vành làm việc tải 77 Hình 3.15 bị bung 77 Hình 3.16 bị đứt đế 78 Page v Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển to lớn tất ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa hành khách Tính động cao, tính việt dã khả hoạt động điều kiện khác tạo cho ôtô trở thành phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hóa hành khách Ơtơ mặt đường hai đối tượng có quan hệ mật thiết với Nằm mối quan hệ tương tác hệ thống treo Khi ôtô đối tượng quan sát, mặt đường tác nhân hệ thống treo có tác dụng giảm va đập lên thân xe từ kích thích từ mấp mô biên dạng mặt đường, nâng cao độ êm dịu ôtô, độ bám mặt đường bánh xe, độ an tồn chuyển động ơtơ Khi đường đối tượng quan sát, mấp mơ mặt đường kích thích ơtơ dao động gây tải trọng động tác động lại xuống mặt đường Việt Nam nước phát triển, thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước nên việc xây dựng khu cơng nghiệp, nhà máy cơng trình xây dựng diễn khắp nơi hầu hết nguyên vật liệu, hàng hóa phục vụ cho phát triển vận chuyển xe tải chủ yếu Nước ta với địa Hình trải dài từ Bắc vào Nam sở hạ tầng, mạng lưới giao thơng đường cịn nhiều yếu kém, đường xá với biên độ mấp mô bề mặt lớn ảnh hưởng lớn đến kết cấu Vì việc thiết kế hệ thống treo xe ôtô công việc cần thiết Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp, với cố gắng thân hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo PGS TS Lê Văn Quỳnh, giúp đỡ bạn, em hoàn thành đồ ‘tính tốn thiết kế hệ thống treo khí nén xe khách’ Trong trình làm đồ án, trình độ kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp ý kiến thầy bạn Trân thành cảm ơn Thái Nguyên ngày ….tháng 01 năm 2022 Sinh viên thực Page vi Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1.Khái niệm 1.1.1.Độ êm dịu chuyển động ô tô Hệ thống treo phận ô tô, liên kết phần treo không treo ,khi chuyển động đương không phẳng ô tô bị mặt đường tác động rung lắc đa phần rung lắc mang lại cảm giác khó chịu cho người sử dụng ,để đánh giá độ dao động rung lắc người ta dùng khái niệm độ êm dịu chuyển động Độ êm dịu chuyển động ô tô hiểu khả xe chuyển động đường tốc độ khác nhau,cung đường khác mà không xảy va đập,rung động ảnh hưởng tới sức khỏe người lái xe,hành khách,hàng hóa xe độ xác kết cấu tơ 1.1.2 Các thông số tương đương Kết cấu hệ dao động ô tô gồm : - Khối lượng phần treo toàn khối lượng thân xe đươc đỡ hệ thống treo,nó bao gồm khung vỏ,động cơ,hệ thống truyền lực - Khối lượng phần không treo phần khối lượng không đỡ hệ thống treo gồm cụm bánh xe,cầu xe - Hệ thống treo phận kết nối khối lượng treo khối lượng không treo nhằm thực nhiệm vụ định - Sự dao động phần treo ô tô : Page Đồ án tốt nghiệp + Sự lắc dọc(pitching _sự xóc nảy theo phương thẳng đứng) dao động lên xuống phần trước phần sau xe quanh trọng tâm xe 1.2.Công dụng, phân loại a) Công dụng HTT thực nhiệm vụ trung sau: + Liên kết mềm bánh xe thân xe, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tác dụng lên thân xe đảm bảo bánh xe lăn êm dịu mặt đường + Truyền lực từ bánh xe lên thân xe ngược lại, đẻ xe chuyển động đồng thời đảm bảo chuyển dịch hợp lý vị trí bánh xe so với thùng xe + Dập tắt nhanh dao động mặt đường tác động lên thân xe b Phân loại +Theo chuyển dịch tương đối hai bánh xe cầu phận đàn hồi biến dạng phân HTT làm hai loại: phụ thuộc độc lập + HTT phụ thuộc HTT có bánh xe cầu bắt dầm cầu cứng, bánh xe chuyển vị so với thùng xe, bánh xe bên chuyển vị phụ thuộc chia thành: loại đoen laoij cân + HTT độc lập HTT có chuyển vị bánh xe cầu độc lập thùng xe (khi bánh xe chuyển vị không sảy chuyển vị liên kết bánh xe cịn lại) Các phận HTT HTT bao gồm ba phận chính: đàn hồi, dẫn hưỡng, giảm chấn + Bộ phận đàn hồi có tác dụng êm dịu chuyển động thân xe đường cách biến đổi tần số dao động hai phần tử hệ thống treo thành tần số dao động thích hợp , phù hợp với trạng thái sinh lý người + Bộ phận dẫn hưỡng có nhiện vụ: Page Đồ án tốt nghiệp Xác định quan hệ dịch chuyển tương đối bánh xe so với thùng xe, cho phép dịch chuyển theo phương thẳng đứng hạn chế chuyển dịch khác không mong muốn bánh xe Truyền lực mô men từ bánh xe lên thùng xe khung xe Bộ phận giảm chấn dùng để dập tắt nhanh dao động thân xe bánh xe cách chuyển dạo động từ thành nhiệt tỏa mơi trường khơng khí Khả dập tắt dao động HTT đảm nhiệm giảm chấn Ngồi hệ thống treo cịn có kết cấu khác như: ổn định ngang, vấu giảm va đạp hạn chế hành cHình 1.3 Phân tích số kết cấu hệ thống treo Trên loại tơ khách thường bố trí hệ thống treo phụ thuộc với dầm cầu liền Đề tài lựa chọn sơ đồ hệ thống treo hệ thống treo phụ thuộc Hệ thống treo phụ thuộc ứng dụng dạng sau: 1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp Nhíp xếp thành (10) kẹp chặt (11) chống xô ngang nhíp Trong q trình làm việc, nhíp biến dạng, bánh xe dịch chuyển lên phía bị hạn chế ụ cao su (3) Ụ cao su (5) có tác dụng tăng cứng có khả thay đổi chiều dài làm việc nhíp nhíp biến dạng chạm vào ụ (5) Bộ nhíp, hai đầu liên kết với khung qua tai (1) (6) có kết cấu đặc biệt dạng miếng vát (7) nhíp nhíp tì trượt theo bán kính cong miếng vát, có khả thay đổi chiều dài làm việc nhíp tức thay đổi độ cứng hệ thống treo Bộ nhíp cố định với dầm cầu (8) thông qua quang nhíp (9) Giảm chấn (4) liên kết đầu với khung xe, đầu với tai giảm chấn đặt dầm cầu - Ưu điểm: kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sửa chữa Nhíp dùng phổ biến nhíp vừa phận đàn hồi, phận dẫn hướng phần làm nhiệm vụ giảm chấn - Nhược điểm: trọng lượng lớn, độ bền thấp Page Đồ án tốt nghiệp - Phạm vi sử dụng: Dùng xe tải, xe khách, xe bus treo sau xe du lịch 1.3.2 Hệ thống treo phận sử dụng lò xo Bộ phận đàn hồi lò xo (1) đặt dầm cầu phụ thuộc (7) phía bắt với khung thân xe qua mặt bích Bộ phận đàn hồi lị xo khơng có khả dẫn hướng, để đảm nhận khả dẫn hướng truyền lực, mômen đầy đủ, xe bố trí địn liên kết riêng biệt địn dọc (3), dọc (5), đòn chịu lực ngang Panhada (2) Giảm chấn hai lớp vỏ đặt phía sau, đầu liên kết với dầm cầu, đầu liên kết với khung, có nhiệm vụ dập tắt dao động phát sinh xe chuyển động Kết cấu hệ thống treo Hình cịn có ổn định ngang (6) phận đàn hồi phụ có tác dụng chống lật ngang cho xe có thay đổi tải trọng thẳng đứng tác dụng bánh xe cầu - Ưu điểm: So với hệ thống treo loại nhíp lị xo có tuổi thọ cao hơn, trọng lượng nhỏ Do lị xo có độ cứng nhỏ nhíp nên tính êm dịu chuyển động tốt Hình 1.1 Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp Page