Đề tài đồ án tốt nghiệp: Tính toán và thiết kế hệ thống treo cho xe tải 4 tấn. Viện cơ khí động lực Trường đại học bách khoa hà nội. Bộ tài liệu này bao gồm bản thuyết minh + bản vẽ cad đầy đủ cho các bạn tham khảo.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN ÔTÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO CHO XE TẢI 4 TẤN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TIẾN ĐẠT Lớp CKĐL 1- K54 : Cán bộ hướng dẫn : PGS.TS VÕ VĂN HƯỜNG Cán bộ phản biện : TS. DƯƠNNG NGỌC KHÁNH Hà Nội, 6-2014 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 MỤC LỤC 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------------------- BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: ....................................................................... Số hiệu sinh viên: ........................... Ngành: ..................................................................................................Khoá: ................................................... Giảng viên hướng dẫn:.................................................................................................................................... Cán bộ phản biện:....................................................................................................................................................... 1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp: ................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................ ................. 2. Nhận xét của cán bộ phản biện: ................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................................ ....................... Ngày tháng năm Cán bộ phản biện 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 LỜI NÓI ĐẦU Ngµnh giao th«ng vËn t¶i ®ãng vai trß quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n, lµ nhu cÇu cÊp thiÕt cho sù ph¸t triÓn. So víi c¸c ph¬ng tiÖn vËn t¶i kh¸c th× «t« cã nh÷ng u ®iÓm nh tÝnh n¨ng c¬ ®éng cao, gi¸ thµnh vËn chuyÓn phï hîp. Do ®ã, vËn t¶i b»ng «t« chiÕm tû träng cao trong ngµnh vËn t¶i. Khi «t« chuyÓn ®éng trªn ®êng kh«ng b»ng ph¼ng thêng chÞu nh÷ng t¶i träng dao ®éng do mÆt ®êng mÊp m« sinh ra. Nh÷ng dao ®éng nµy ¶nh hëng xÊu tíi hµng ho¸, tuæi thä cña xe vµ nhÊt lµ ¶nh hëng tíi hµnh kh¸ch. Khi con ngêi ph¶i chÞu ®ùng l©u trong t×nh tr¹ng xe ch¹y bÞ rung xãc nhiÒu dÔ sinh mÖt mái. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ ¶nh hëng cña dao ®éng «t« tíi c¬ thÓ con ngêi ®Òu ®i tíi kÕt luËn lµ nÕu con ngêi ph¶i chÞu ®ùng l©u trong m«i trêng dao ®éng cña «t« sÏ m¾c chøng bÖnh thÇn kinh vµ n·o. V× vËy tÝnh ªm dÞu chuyÓn ®éng lµ mét trong nh÷ng chØ tiªu quan träng cña xe. TÝnh ªm dÞu chuyÓn ®éng phô thuéc vµo kÕt cÊu cña xe mµ tr íc hÕt lµ hÖ thèng treo. §èi víi c¸c xe t¶i mong muèn ngµy cµng chë nÆng h¬n nh»m h¹ gi¸ thµnh vËn chuyÓn. ViÖc ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ ®é bÒn, kÕt cÊu ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh thÊp cho hÖ thèng treo trªn xe t¶i lµ rÊt quan träng. Tõ ®ã em ®îc giao nhiÖm vô: ThiÕt kÕ hÖ thèng treo cho xe t¶i 4tÊn. Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n ®îc sù tËn t×nh gióp ®ì cña thÇy gi¸o híng dÉn Võ Văn Hường vµ c¸c thÇy kh¸c trong bé m«n «t« nhng do tr×nh ®é cßn h¹n chÕ, kinh nghiÖm thiÕt kÕ cha cã nªn ®å ¸n cña em cßn cã khiÕm khuyÕt. Em mong c¸c thÇy th«ng c¶m vµ ®ãng gãp ý kiÕn ®Ó em cã thÓ lµm tèt h¬n trong t¬ng lai. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Sinh viªn: NguyÔn TiÕn §¹t 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 CH¦¥NG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1. Lịch sử hình thành: X· héi loµi ngêi khi b¾t ®Çu xuÊt hiÖn nh÷ng ph¬ng tiÖn vËn t¶i ®Çu tiªn ®· quan t©m ®Õn vÊn ®Ò dao ®éng cña chóng. Ngay tõ khi xuÊt hiÖn nh÷ng ph¬ng tiÖn giao th«ng lµ xe kÐo, ban ®Çu ngêi ta nèi cøng b¸nh xe víi khung xe. ViÖc di chuyÓn chØ thÝch hîp cho viÖc thå hµng mµ kh«ng tiÖn cho ngêi ngåi trªn xe. VÒ sau con ngêi t×m ra x¨m lèp cã thÓ gi¶m bít ®îc c¸c chÊn ®éng trªn xe. Vµ khi khoa häc ph¸t triÓn ®· t×m ®îc nguyªn t¾c dËp t¾t c¸c dao ®éng qua ®ã h×nh thµnh nªn c¸c hÖ thèng treo cña c¸c xe nh hiÖn nay. 1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo: 1.2.1. Công dụng: - HÖ thèng treo dïng ®Ó nèi ®µn håi khung vá « t« víi b¸nh xe, cã t¸c dông lµm ªm dÞu cho qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng, ®¶m b¶o ®óng ®éng häc b¸nh xe. Trong trêng hîp hÖ thèng treo phô thuéc, hÖ thèng treo nèi khung vá víi b¸nh th«ng qua dÇm cÇu, (hoÆc vá cÇu). §Ó ®¬n gi¶n chóng ta coi hÖ thèng treo nèi ®µn håi víi khung vá víi b¸nh xe. Xe chuyÓn ®éng cã ªm dÞu hay kh«ng phô thuéc chñ yÕu vµo chÊt lîng cña hÖ thèng treo. §Ó ®¶m b¶o c«ng dông nh ®· nªu ë trªn hÖ thèng treo thêng cã 3 bé phËn chñ yÕu: - Bé phËn híng. - Bé phËn ®µn håi. - Bé phËn gi¶m chÊn. Bé phËn ®µn håi: nèi ®µn håi khung vá víi b¸nh xe, tiÕp nhËn lùc th¼ng ®øng t¸c dông tõ khung vá tíi b¸nh xe vµ ngîc l¹i. Bé phËn ®µn håi cã cÊu t¹o chñ 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 yÕu lµ mét chi tiÕt (hoÆc 1 côm nhi tiÕt) ®µn håi b»ng kim lo¹i (nhÝp, lß xo xo¾n, thanh xo¾n) hoÆc b»ng khÝ (trong trêng hîp hÖ thèng treo b»ng khÝ hoÆc thuû khÝ). Bé phËn gi¶m chÊn: Cã t¸c dông dËp t¾t nhanh chãng c¸c dao ®éng b»ng c¸ch biÕn n¨ng lîng dao ®éng thµnh nhiÖt n¨ng to¶ ra ngoµi. ViÖc biÕn n¨ng lîng dao ®éng thµnh nhiÖt n¨ng nhê ma s¸t. Gi¶m chÊn trªn « t« lµ gi¶m chÊn thuû lùc, khi xe dao ®éng, chÊt láng trong gi¶m chÊn ®îc pitt«ng gi¶m chÊn dån tõ buång nä sang buång kia qua c¸c lç tiÕt lu. Ma s¸t gi÷a chÊt láng víi thµnh lç tiÕt lu vµ gi÷a c¸c líp chÊt láng víi nhau biÕn thµnh nhiÖt nung nãng vá gi¶m chÊn to¶ ra ngoµi. Bé phËn híng: Cã t¸c dông ®¶m b¶o ®éng häc b¸nh xe, tøc lµ ®¶m b¶o cho b¸nh xe chØ dao ®éng trong mÆt ph¼ng ®øng, bé phËn híng cßn lµm nhiÖm vô truyÒn lùc däc, lùc ngang, m« men gi÷a khung vá vµ b¸nh xe. 1.2.2. Phân loại: HÖ thèng treo «t« thêng ®îc ph©n lo¹i dùa vµo cÊu t¹o cña bé phËn ®µn håi, bé phËn dÉn híng vµ theo ph¬ng ph¸p dËp t¾t dao ®éng. 1.2.2.1. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ dẫn hướng: - HÖ thèng treo phô thuéc: lµ hÖ thèng treo mµ b¸nh xe bªn tr¸i vµ bªn ph¶i ®îc liªn kÕt víi nhau b»ng dÇm cøng (liªn kÕt dÇm cÇu liÒn), cho nªn khi mét b¸nh xe bÞ chuyÓn dÞch (trong mÆt ph¼ng ngang hoÆc th¼ng ®øng) th× b¸nh xe bªn kia còng bÞ dÞch chuyÓn. ¦u ®iÓm cña hÖ thèng treo phô thuéc lµ cÊu t¹o ®¬n gi¶n. rÎ tiÒn, vµ b¶o ®¶m ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng cÇn thiÕt cho c¸c xe cã tèc ®é chuyÓn ®éng kh«ng cao l¾m. NÕu ë hÖ thèng treo phô thuéc cã phÇn tö ®µn håi lµ nhÝp th× nã lµm ®îc c¶ nhiÖm vô cña bé phËn dÉn híng. - HÖ thèng treo c©n b»ng: dïng ë nh÷ng xe cã tÝnh n¨ng th«ng qua cao víi 3 hoÆc 4 cÇu chñ ®éng ®Ó t¹o mèi quan hÖ phô thuéc gi÷a hai hµng b¸nh xe ë hai cÇu liÒn nhau. - HÖ thèng treo ®éc lËp: lµ hÖ thèng treo mµ b¸nh xe bªn ph¶i vµ b¸nh xe bªn tr¸i kh«ng cã liªn kÕt cøng. Do ®ã sù dÞch chuyÓn cña mét b¸nh xe kh«ng g©y 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 nªn sù dÞch chuyÓn cña b¸nh xe kia. Tïy theo mÆt ph¼ng dÞch chuyÓn cña b¸nh xe mµ ngêi ta ph©n ra hÖ thèng treo ®éc lËp cã sù dÞch chuyÓn b¸nh xe trong mÆt ph¼ng ngang, trong mÆt ph¼ng däc vµ ®ång thêi trong c¶ hai mÆt ph¼ng däc vµ ngang.HÖ thèng treo ®éc lËp chØ sö dông ë nh÷ng xe cã kÕt cÊu rêi, cã ®é ªm dÞu cña c¶ xe cao, tuy nhiªn kÕt cÊu cña bé phËn híng phøc t¹p, gi¸ thµnh ®¾t. a) Treo phô thuéc 1.Thùng xe 2. Bộ phận đàn hồi b) Treo ®éc lËp 3. Bộ phận giảm chấn 4. Dầm cầu 5. Các chi tiết liên kết hệ thống treo. S¬ ®å hÖ thèng treo. 1.2.2.2. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận đàn hồi: -PhÇn tö ®µn håi lµ kim lo¹i: nhÝp l¸, lß xo, thanh xo¾n. -PhÇn tö ®µn håi lµ khÝ nÐn gåm: phÇn tö ®µn håi khÝ nÐn cã b×nh chøa lµ cao su kÕt hîp sîi v¶i bäc lµm cèt; d¹ng mµng ph©n chia vµ d¹ng liªn hîp. - PhÇn tö ®µn håi lµ thñy khÝ cã lo¹i kh¸ng ¸p vµ kh«ng kh¸ng ¸p. - PhÇn tö ®µn håi lµ cao su cã lo¹i lµm viÖc ë chÕ ®é nÐn vµ lµm viÖc ë chÕ ®é xo¾n. 1.2.2.3. Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động: - DËp t¾t dao ®éng nhê c¸c gi¶m chÊn thñy lùc gåm gi¶m chÊn d¹ng ®ßn vµ d¹ng èng. 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 - DËp t¾t dao ®éng nhê ma s¸t c¬ häc ë trong phÇn tö ®µn håi vµ trong phÇn tö híng. 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 CH¦¥NG 2 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1. Hệ thống treo độc lập: Nguyên lý hoạt động: Hệ thống treo độc lập khi hai bánh xe trái và phải không có quan hệ trực tiếp với nhau. Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng nằm ngang, bánh xe kia không chịu ảnh hưởng đó. Hệ thống treo độc lập thường được sử dụng ở cầu trước ôtô du lịch, hiện nay có một số loại ô tô sử dụng hệ thống treo độc lập cho tất cả các cầu. Ưu điểm: + Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang bánh xe kia vẫn đứng nguyên, do đó động học bánh xe dẫn hướng được giữ đúng. + Khả năng quay vòng của xe tốt hơn, vì khi quay vòng đảm bảo được vận tốc quay của hai bánh xe trái và phải không bị ràng buộc nhiều như ở hệ thống treo phụ thuộc. + Khối lượng không được treo của hệ thống nhỏ hơn so với hệ thống treo phụ thuộc. Do đó tăng trọng lượng bám, tăng độ êm dịu của ôtô. + Đảm bảo khi dịch chuyển, các bánh xe không làm thay đổi các góc đặt bánh xe và chiều rộng cơ sở, do đó làm triệt tiêu hoàn toàn sự lắc của bánh xe đối với trụ đứng, dẫn đến không phát sinh mômen hiệu ứng con quay khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng. 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp gồm nhiều chi tiết. + Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe không cố định do vậy xảy ra tình trạng mòn lốp nhanh. + Khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe không liên kết cứng, vì vậy xảy ra hiện tượng trượt bên bánh xe. Một số hệ thống treo độc lập dùng cho ôtô + Hệ treo đòn dọc. + Hệ treo trên 2 đòn ngang. + Hệ treo Macpherson. + Hệ treo đòn chéo. + Hệ treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn. 2.2. Hệ thống treo phụ thuộc: Nguyên lý hoạt động: Hai bánh xe trái và phải được nối nhau bằng một dầm cứng nên khi dịch chuyển một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe còn lại cũng dịch chuyển. Do đó hệ thống treo phụ thuộc không thể đảm bảo đúng hoàn toàn động học của bánh xe dẫn hướng. Hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng trong hệ thống treo cầu sau của ôtô du lịch và ở tất cả các cầu của otô tải, ôtô khách loại lớn. 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 Ưu điểm: + Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra mòn lốp nhanh như ở hệ thống treo độc lập + Khi ôtô quay vòng chỉ có thùng xe nghiêng còn cầu xe vẫn thăng bằng, do đó lốp ít mòn. + Khi chịu lực bên (lực ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng, vì vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe. + Kết cấu đơn giản,rẻ tiền, nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi vừa làm nhiệm vụ dẫn hướng. + Số khớp quay ít và không càn phải bôi trơn khớp quay. + Dễ chế tạo, dễ tháo lắp và sửa chữa, giá thành rẻ. Nhược điểm: + Khi nâng một bên bánh xe lên, vết bánh xe sẽ thay đổi, phát sinh lực ngang làm tính chất bám đường của otô kém đi và ôtô dễ bị trượt ngang + Hệ thống treo ở các bánh xe, nhất là các bánh xe chủ động có trọng lượng phần không được treo lớn. + Sự nối cứng bánh xe hai bên nhờ dầm liền làm phát sinh những dao động nguy hiểm ở bánh xe trong giới hạn vận tốc chuyển động. + Nếu hệ thống treo phụ thuộc đặt ở bánh xe dẫn hướng, độ nghiêng của hai bánh xe sẽ thay đổi khi một bánh xe dịch chuyển thẳng đứng, làm phát sinh mômen do hiệu ứng con quay, ảnh hưởng đến các dịch chuyển góc của các cầu và các bánh xe dẫn hướng quanh trục quay. 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 + Khó bố trí các cụm của ôtô nếu đặt hệ thống treo phụ thuộc ở đằng trước. Một số hệ thống treo phụ thuộc đang dùng phổ biến cho ôtô : + Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là nhíp lá. + Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo trụ. Kết luận: Để phù hợp với yêu cầu về môi trường làm việc cũng như chi phí và điều kiện bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên, em quyết định chọn hệ thống treo phụ thuộc cho xe tải đang thiết kế. 2.3. Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo phụ thuộc: 2.3.1. Các phương án bố trí: PH¦¥NG ¸N i: hÖ thèng treo phô thuéc dïng nhÝp l¸ PH¦¥NG ¸N ii: hÖ thèng treo phô thuéc dïng nhÝp phô PH¦¥NG ¸N iii: hÖ thèng treo phô thuéc dïng lo xo PH¦¥NG ¸N IV: hÖ thèng treo phô thuéc dïng phÇn tö ®µn håi khÝ nÐn 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 2.3.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi: - Bộ phận đàn hồi kim loại: Bé phËn ®Çn håi kim lo¹i thêng cã 3 d¹ng chÝnh ®Ó lùa chän: nhÝp l¸, lß xo xo¾n vµ thanh xo¾n. - NhÝp l¸: thêng ®îc dïng trªn hÖ thèng treo phô thuéc, hÖ thèng treo th¨ng b»ng. Khi chän bé phËn ®µn håi lµ nhÝp l¸, nÕu kÕt cÊu vµ l¾p ghÐp hîp lý th× b¶n th©n bé phËn ®µn håi cã thÓ lµm lu«n nhiÖm vô cña bé phËn híng. §iÒu nµy lµm cho kÕt cÊu cña hÖ thèng treo trë nªn ®¬n gi¶n, l¾p ghÐp dÔ dµng. V× thÕ nhÝp l¸ ®îc sö dông réng r·i trªn nhiÒu lo¹i xe kÓ c¶ xe du lÞch. NhÝp l¸ ngoµi nhîc ®iÓm chung cña bé phËn ®Çn håi kim lo¹i cßn cã nhîc ®iÓm lµ khèi lîng lín. - Lß xo xo¾n: thêng ®îc sö dông trªn nhiÒu hÖ thèng treo ®éc lËp. Lß xo xo¾n chØ chÞu ®îc lùc th¼ng ®øng do ®ã hÖ thèng treo cã bé phËn ®µn håi lµ lß xo xo¾n ph¶i cã bé phËn híng riªng biÖt. So víi nhÝp l¸, lß xo xo¾n cã träng lîng nhá h¬n. - Bé phËn ®µn håi lµ thanh xo¾n: còng ®îc sñ dông trªn mét sè hÖ thèng treo ®éc lËp cña «t«. So víi nhÝp l¸, lß xo xo¾n cã thÕ n¨ng ®µn håi lín h¬n, träng lîng nhá vµ l¾p ®Æt dÔ dµng. 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 Bé phËn ®µn håi kim lo¹i cã u ®iÓm lµ kÕt cÊu ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh h¹. Nhîc ®iÓm cña lo¹i nµy lµ ®é cøng kh«ng ®æi (C=const). §é ªm dÞu cña xe chØ ®îc ®¶m b¶o mét vïng t¶i träng nhÊt ®Þnh, kh«ng thÝch hîp víi nh÷ng xe cã t¶i träng thêng xuyªn thay ®æi. MÆc dï vËy bé phËn ®µn håi kim lo¹i ®îc sö dông phæ biÕn chñ yÕu trªn c¸c lo¹i xe hiÖn nay. - Bé phËn ®µn håi b»ng khÝ: Lo¹i nµy cã u ®iÓm lµ ®é cøng cña phÇn tö ®µn håi (lß xo khÝ) kh«ng ph¶i lµ h»ng sè do vËy cã ®êng ®Æc tÝnh ®µn håi phi tuyÕn rÊt thÝch hîp khi sñ dông trªn «t«. MÆt kh¸c tuy theo t¶i träng cã thÓ ®iÒu chØnh ®é cøng cña phÇn tö ®µn håi (b»ng c¸ch thay ®æi ¸p suÊt cña lß xo khÝ) cho phï hîp. V× thÕ hÖ thèng treo lo¹i nµy cã ®é ªm dÞu cao. Tuy nhiªn bé phËn ®Çn håi nµy cã kÕt cÊu phøc t¹p, gi¸ thµnh cao, träng lîng lín (v× cã thªm nguån cung cÊp khÝ, c¸c van vµ ph¶i cã bé phËn híng riªng). Trªn xe du lÞch thêng chØ trang bÞ cho c¸c dßng xe ®¾t tiÒn, sang träng. Cßn ®èi víi xe t¶i, còng ®îc sö dông ®èi víi c¸c xe cã t¶i träng lín. C¸c lo¹i xe ®ua bé phËn ®µn håi d¹ng nµy ®îc sö dông nhiÒu díi d¹ng hÖ thèng treo thñy khÝ ®iÒu khiÓn ®îc. - Lùa chän: Trong xu thÕ ph¸t triÓn kinh tÕ chung hiÖn nay, nhu cÇu néi ®Þa hãa ngµnh «t« ngµy cµng ®îc chó träng. Yªu cÇu ®Æt ra cho ngêi thiÕt kÕ tríc hÕt ph¶i nh¾m vµo môc tiªu nµy. Mét vÊn ®Ò kh«ng kÐm phÇn quan träng ®ã lµ gi¸ thµnh cña mét chiÕc xe b¸n ra, mét møc gi¸ phï hîp nhng ph¶i ®¶m b¶o tèi u c¸c yªu cÇu kü thuËt vàtối ưu được lợi ích của người tiêu dung với giá thành hợp lí đo . §©y chÝnh lµ 2 tiªu chÝ c¬ b¶n cho viÖc tÝnh chän vµ thiÕt kÕ hÖ thèng treo cho xe «t«. Qua nh÷ng ph©n tich u nhù¬c ®iÓm cña c¸c lo¹i bé phËn ®µn håi, thªm vµo ®ã viÖc chän thiÕt kÕ hÖ thèng treo cho xe t¶i 4 tÊn cã kh¶ n¨ng di chuyÓn trªn c¸c lo¹i ®Þa h×nh phøc t¹p, do ®ã chän thiÕt kÕ bé phËn ®µn håi lµ nhÝp. Tríc hÕt víi t×nh h×nh kinh tÕ hiÖn nay, c¸c ngµnh chÕ t¹o trong níc cã thÓ ®¶m nhËn ®ù¬c s¶n xuÊt nhÝp. NhÝp ®îc s¶n xuÊt kh«ng cÇn nh÷ng vËt liÖu qu¸ phøc t¹p, cÇu kú do ®ã sÏ ®¶m b¶o ®îc tiªu chÝ ®Çu tiªn lµ t¨ng néi ®Þa hãa ngµnh «t«. NhÝp cßn cã thªm u ®iÓm lµ trong qu¸ tr×nh vËn hµnh xe Ýt bÞ h háng vµ ph¶i söa ch÷a, tuæi thä l©u do ®ã rÊt phï hîp viÖc sö dông «t« trªn ®Þa h×nh giao th«ng phøc t¹p cña níc ta hiÖn nay. 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 C¸c bé nhÝp tríc ®îc l¾p víi khung xe qua c¸c gi¸ ®ì vµ ®îc nèi víi dÇm cÇu qua c¸c quang treo nhÝp. Bé nhÝp tríc gåm cã hai l¸ nhÝp chÝnh dµi b»ng nhau môc ®Ých ®Ó cêng hãa. §Ó t¨ng tuæi thä cña nhÝp vµ c¸c l¸ nhÝp chÝnh kh«ng bÞ xo¾n ®Çu ta ®Æt vµo trong c¸c gèi ô cao su. Vµ ta chän ph¬ng ¸n thiÕt kÕ (I) vµ ph¬ng ¸n thiÕt kÕ (II) cho cÇu tríc vµ cÇu sau. 2.3.3. Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn: Gi¶m chÊn sö dông trªn «t« dùa theo nguyªn t¾c b»ng c¸ch t¹o ra søc c¶n nhít vµ søc c¶n qu¸n tÝnh cña chÊt láng c«ng t¸c khi ®i qua lç tiÕt lu nhá ®Ó hÊp thô n¨ng lîng dao ®éng do phÇn tö ®µn håi g©y ra. Dựa theo cấu tạo cũng như hoạt động của piston mà người ta chia ra làm 2 loại như sau: 1. Giảm chấn đòn: Giảm chấn đòn hai chiều có pittông kép 2. Trong đó có đặt các van ngược làm cho dầu ở bầu giảm chấn luôn chảy vào làm đầy buồng chứa 1 và 3. Pittông ngăn xi lanh ra làm hai buồng chứa 1 và 3.Thể tích của buồng 1 và 3 thay đổi khi pittông dịch chyển qua lại tương ứng với hành trình nén và trả nhờ cam quay 4 đặt vào giữa pittông kép. 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 Hình III. 12 - Giảm chấn đòn Trong hành trình nén nhẹ, pittông đi về bên phải, chất lỏng bị dồn từ buồng 3 qua buồng 1 qua một lỗ rất bé ở thanh van 5 và khe hở ở van 6, van 5 vẫn đóng. Khi bị nén mạnh áp suất dầu tăng lên thắng được lực cản của lò xo làm van 6 mở rộng. Chất lỏng chạy được qua buồng 1 dễ dàng. Trong hành trình trả pittông dịch chuyển sang bên trái. Chất lỏng chảy từ buồng 1 qua buồng 3 qua lỗ rất bé ở thanh van 5, van 6 vẫn đóng. Khi trả mạnh áp suất chất lỏng tăng lên thắng được lực của lò xo làm van 5 mở chất lỏng đi qua buồng 3 dễ dàng. Ưu điểm: + Thể tích chất lỏng đi qua van bé giảm chấn ống nên tuổi thọ của van đảm bảo hơn. Nhược điểm: + Giảm chấn làm việc với áp suất dầu rất lớn(25-40 MN/m2) làm ảnh hưởng đến trọng lượng của giảm chấn. Để đảm bảo giảm chất làm việc trong điều kiện đó giảm chấn phải có kết cấu đủ bền do đó trọng lượng lớn hơn loại giảm chấn ống. 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 2. Giảm chấn ống: Hình III.13 - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của giảm chấn ống 1 - Tai giảm chấn; 2 - Nắp có ren; 3, 4 - Gioăng làm kín; 5 - Van lá; 6 - Lỗ tiết lưu van nén; 7 - Van lá; 8 - Lò xo van trả mạnh; 9 - Van lá; 10 - Van nén mạnh; 11 Lò xo van nén mạnh; 12- Ecu điều chỉnh; 13 - Lỗ tiết lưu khi trả; 14 - Pittông giảm chấn; 15- Lỗ tiết lưu khi trả; 16 - Phớt làm kín; 17 - ống xi lanh ngoài; 18 ống xi lanh trong; 19 - Cần pittông; 20 - Bạc dẫn hướng; 21 - Phớt làm kín; 22 Lò xo; 23 - Nắp chặn; 24 - Phớt làm kín. Ưu điểm: - Giảm chấn ống làm việc với áp suất cực đại nhỏ hơn 6 -8 MN/m2. - Giảm chấn ống nhẹ hơn giảm chấn đòn hai lần.Chế tạo đơn giản hơn và tuổi thọ tương đối cao. 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 3. Chọn phương án thiết kế giảm chấn: Sau khi phân tích các loại giảm chấn, dựa trên các điều kiện làm việc của xe thiết kế, ta chọn giảm chất loại tác dụng hai chiều dạng ống có đường đặc tính không đối xứng và có van giảm tải là phù hợp nhất. Các thông số kĩ thuật của xe: ChiÒu dµi c¬ së ChiÒu dµi tæng thÓ ChiÒu cao tæng thÓ ChiÒu réng tæng thÓ Träng lîng ®Çy t¶i Träng lîng xe Ph©n bè träng lîng xe toµn phÇn (®ñ t¶i) lªn cÇu tríc lªn cÇu sau Träng lîng b¶n th©n ph©n ra cÇu tríc ph©n ra cÇu sau 4300mm 6670mm 2280mm 2120mm 8025 kg 4025 kg 2250 kg 5775 kg 2025 kg 2000 kg 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG TREO 3.1. Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu: - Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra. Hiện nay có nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động... - Trong đồ án tốt nghiệp, ta chỉ lựa chọn theo một chỉ tiêu, đó là chỉ tiêu tần số dao động. -Tuy nhiên khi tính toán hệ thống treo ô tô người ta thường dùng thông số: Số lần dao động trong 1 phút n: n = 90 ÷ 120 lần/phút. - Chọn sơ bộ: n = 100 lần/ phút. Xác định lực tác dụng lên nhíp: 3.2. 3.2.1. Khi xe đầy tải: Trọng lượng của xe lúc đầy tải là: 80250 N ; phân lên cầu :22500/57750; Khối lượng phần được treo tác dụng lên hệ thống treo : 1 +) Cầu trước : M = 1969 (kg). 2 +) Cầu sau : M = 5053 (kg). TảI trọng tác dụng lên một bên nhíp cầu trước và một bên nhíp cầu sau là: t1 Z = M 1 .10 2 = 1969.10 2 = 9845 (N). 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP t2 Z = M 2 .10 2 SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 = 5053.10 2 = 25265 (N). 3.2.2. Khi xe không tải: Trọng lượng bản thân : 40250 N, phân lên cầu : 20250/20000; Khối lượng phần được treo tác dụng lên hệ thống treo : ' 1 +) Cầu trước : M = 1522 (kg). ' +) Cầu sau : M 2 = 1500 (kg). Tải trọng tác dụng lên một bên nhíp cầu trước và một bên nhíp cầu sau là: ' Z ' Z 3.3. t1 t2 = = M '1 .10 2 M ' 2 .10 2 = = 1522.10 2 1500.10 2 = 7610 (N). = 7500 (N). Thiết kế nhíp trước: 3.3.1. Độ cứng của hệ thống treo C: - Tần số dao động góc và độ cứng của hệ thống treo quan hệ với nhau theo công thức (3.1): π C = M n 30 2 (3.1) Trong đó: 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 C - Độ cứng của hệ thống treo (N/m). M- Khối lượng được treo (kg) : M = 1969/2 = 984,5 (kg). n - Tần số dao động. n = 100 lần/phút. ⇒C= Π 100 984 ,5 30 2 = 107853 (N/m). - Theo công thức độ võng tĩnh được tính như sau : t f = 300 n 2 = 300 100 2 = 9 (cm) = 0,09 (m). 3.3.2. Chọn sơ bộ kích thước nhíp: - Nhíp là một loại lò xo gồm nhiều lá thép mỏng (lá nhíp) ghép lại với nhau. Kích thước hình học của các nhíp sẽ là : . Chiều dài các lá L1, L2, Lk..., Ln . Tiết diện lá nhíp ; b x hk . n- số lá nhíp. . b- chiều rộng lá nhíp. . hk- chiều dày lá nhíp thứ k. - Chiều dài toàn bộ nhíp Lt có thể chọn sơ bộ như sau: Đối với xe tải: t Nhíp trước : L = (0,26 ÷ 0,35)L; (L là chiều dài cơ sở của xe). ⇒ t L =(0,26 ÷ 0,35).4300 = 1118 ÷ 1505 (mm). 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688 t Chọn L = 1450 (mm). Khoảng cách giữa bu lông ngàm nhíp = 90 mm. - Dựa vào loại xe, tải trọng, kết cấu khung vỏ của xe và kích thước các lá nhíp, ta có bộ thông số sau: . Số lá nhíp n = 11. . Chiều rộng b =70 mm. 3 2 4 11 . Chiều dày h1 = h = 8 mm; h =h =….h =8,5 mm. k . Chiều rộng b và chiều dày h thỏa mãn: 6 < b hk = 70 8 =8,75 [...]... li ớch ca ngi tiờu dung vi giỏ thnh hp lớ o Đây chính là 2 tiêu chí cơ bản cho việc tính chọn và thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô Qua những phân tich u nhựơc điểm của các loại bộ phận đàn hồi, thêm vào đó việc chọn thiết kế hệ thống treo cho xe tải 4 tấn có khả năng di chuyển trên các loại địa hình phức tạp, do đó chọn thiết kế bộ phận đàn hồi là nhíp Trớc hết với tình hình kinh tế hiện nay, các ngành... xoắn - Nhíp lá: thờng đợc dùng trên hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăng bằng Khi chọn bộ phận đàn hồi là nhíp lá, nếu kết cấu và lắp ghép hợp lý thì bản thân bộ phận đàn hồi có thể làm luôn nhiệm vụ của bộ phận hớng Điều này làm cho kết cấu của hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng Vì thế nhíp lá đợc sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe kể cả xe du lịch Nhíp lá ngoài nhợc điểm chung... em quyt nh chn h thng treo ph thuc cho xe ti ang thit k 2.3 Phõn tớch cỏc phng ỏn b trớ h thng treo ph thuc: 2.3.1 Cỏc phng ỏn b trớ: PHƯƠNG áN i: hệ thống treo phụ thuộc dùng nhíp lá PHƯƠNG áN ii: hệ thống treo phụ thuộc dùng nhíp phụ PHƯƠNG áN iii: hệ thống treo phụ thuộc dùng lo xo PHƯƠNG áN IV: hệ thống treo phụ thuộc dùng phần tử đàn hồi khí nén 12 N TT NGHIP SVTK:NGUYN TIN T-20090688 2.3.2 Phõn... mt bờn bỏnh xe lờn, vt bỏnh xe s thay i, phỏt sinh lc ngang lm tớnh cht bỏm ng ca otụ kộm i v ụtụ d b trt ngang + H thng treo cỏc bỏnh xe, nht l cỏc bỏnh xe ch ng cú trng lng phn khụng c treo ln + S ni cng bỏnh xe hai bờn nh dm lin lm phỏt sinh nhng dao ng nguy him bỏnh xe trong gii hn vn tc chuyn ng + Nu h thng treo ph thuc t bỏnh xe dn hng, nghiờng ca hai bỏnh xe s thay i khi mt bỏnh xe dch chuyn... theo tải trọng có thể điều chỉnh độ cứng của phần tử đàn hồi (bằng cách thay đổi áp suất của lò xo khí) cho phù hợp Vì thế hệ thống treo loại này có độ êm dịu cao Tuy nhiên bộ phận đần hồi này có kết cấu phức tạp, giá thành cao, trọng lợng lớn (vì có thêm nguồn cung cấp khí, các van và phải có bộ phận hớng riêng) Trên xe du lịch thờng chỉ trang bị cho các dòng xe đắt tiền, sang trọng Còn đối với xe tải, ... đối với các xe có tải trọng lớn Các loại xe đua bộ phận đàn hồi dạng này đợc sử dụng nhiều dới dạng hệ thống treo thủy khí điều khiển đợc - Lựa chọn: Trong xu thế phát triển kinh tế chung hiện nay, nhu cầu nội địa hóa ngành ôtô ngày càng đợc chú trọng Yêu cầu đặt ra cho ngời thiết kế trớc hết phải nhắm vào mục tiêu này Một vấn đề không kém phần quan trọng đó là giá thành của một chiếc xe bán ra, một... nhợc điểm là khối lợng lớn - Lò xo xoắn: thờng đợc sử dụng trên nhiều hệ thống treo độc lập Lò xo xoắn chỉ chịu đợc lực thẳng đứng do đó hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải có bộ phận hớng riêng biệt So với nhíp lá, lò xo xoắn có trọng lợng nhỏ hơn - Bộ phận đàn hồi là thanh xoắn: cũng đợc sủ dụng trên một số hệ thống treo độc lập của ôtô So với nhíp lá, lò xo xoắn có thế năng đàn hồi... cỏc bỏnh xe dn hng quanh trc quay 11 N TT NGHIP SVTK:NGUYN TIN T-20090688 + Khú b trớ cỏc cm ca ụtụ nu t h thng treo ph thuc ng trc Mt s h thng treo ph thuc ang dựng ph bin cho ụtụ : + H thng treo cú b phn n hi l nhớp lỏ + H thng treo cú b phn n hi l lũ xo tr Kt lun: phự hp vi yờu cu v mụi trng lm vic cng nh chi phớ v iu kin bo dng, sa cha thng xuyờn, em quyt nh chn h thng treo ph thuc cho xe ti... SVTK:NGUYN TIN T-20090688 Bộ phận đàn hồi kim loại có u điểm là kết cấu đơn giản, giá thành hạ Nhợc điểm của loại này là độ cứng không đổi (C=const) Độ êm dịu của xe chỉ đợc đảm bảo một vùng tải trọng nhất định, không thích hợp với những xe có tải trọng thờng xuyên thay đổi Mặc dù vậy bộ phận đàn hồi kim loại đợc sử dụng phổ biến chủ yếu trên các loại xe hiện nay - Bộ phận đàn hồi bằng khí: Loại này có u điểm... NGHIP SVTK:NGUYN TIN T-20090688 u im: + Trong quỏ trỡnh chuyn ng, vt bỏnh xe c c nh do vy khụng xy ra mũn lp nhanh nh h thng treo c lp + Khi ụtụ quay vũng ch cú thựng xe nghiờng cũn cu xe vn thng bng, do ú lp ớt mũn + Khi chu lc bờn (lc ly tõm, ng nghiờng, giú bờn) hai bỏnh xe liờn kt cng, vỡ vy hn ch hin tng trt bờn bỏnh xe + Kt cu n gin,r tin, nhớp va lm nhim v n hi va lm nhim v dn hng + S khp ... thông cảm đóng góp ý kiến để em làm tốt tơng lai Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Nguyễn Tiến Đạt N TT NGHIP SVTK:NGUYN TIN T-20090688 CHƯƠNG TNG QUAN V H THNG TREO 1.1 Lch s hỡnh thnh: Xã