Đồ Án: Thiết kế hệ thống treo xe tải 2,5 tấn (Link CAD: https://bit.ly/treo2tan5)

Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Trong phát triển kinh tế chung nay, ôtô ngày đóng vai trò quan trọng Nhu cầu xe tải nhẹ, xe tải nặng nớc ngày cao, đà xuất nhiều doanh nghiệp t nhân, liên doanh, Tuy nhiên trớc thực trạng nhập linh kiện, phụ tùng lắp ráp từ nớc với thuế nhập khẩu, Đà làm cho giá xe tăng cao, gây khó khăn cho ngời tiêu dùng Một yêu cầu đặt phải tăng đợc tỷ lệ nội địa hóa ngành ôtô, nhằm giảm đợc giá thành xe bán thúc đẩy đợc ngành công nghiệp chế tạo máy níc HƯ thèng treo lµ mét hƯ thèng rÊt quan trọng ôtô, góp phần tạo nên độ êm dịu, ổn định tính tiện nghi xe, giúp ngời ngồi có cảm giác thoải mái dễ chịu Đối với đồ án tốt nghiệp đợc giao: thiết kế hệ thống treo cho xe tải 2,5 trớc yêu cầu thực tế ngành ôtô nớc, Em đà chọn phơng pháp thiết kế để đảm bảo thỏa mÃn đồng thời đợc tiêu chí Với hớng đẫn bảo thầy Lu Văn Tuấn, Em đà hoàn thành đợc đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Ngô Văn Đoan Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp chơng phân tích hệ thống treo chọn phơng án thiết kế 1.1 Lịch sử hình thành: Xà hội loài ngời bắt đầu xuất phơng tiện vận tải đà quan tâm đến vấn đề dao động chúng Ngay từ xuất phơng tiện giao thông xe kéo, ban đầu ngời ta nối cứng bánh xe với khung xe ViƯc di chun chØ thÝch hỵp cho viƯc thồ hàng mà không tiện cho ngời ngồi xe Về sau ngời tìm xăm lốp giảm bớt đợc chấn động xe Và khoa học phát triển đà tìm đợc nguyên tắc dập tắt dao động qua hình thành nên hƯ thèng treo cđa c¸c xe nh hiƯn 1.2 Công dụng phân loại hệ thống treo: 1.2.1 Công dụng: Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe, có tác dụng làm êm dịu cho trình chuyển động, đảm bảo động học bánh xe Trong trờng hợp hệ thống treo phơ thc, hƯ thèng treo nèi khung vá víi b¸nh thông qua dầm cầu, (hoặc vỏ cầu) Để đơn giản coi hệ thống treo nối đàn hồi với khung vỏ với bánh xe Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lợng hệ thống treo Để đảm bảo công dụng nh ®· nªu ë trªn hƯ thèng treo thêng cã phận chủ yếu: - Bộ phận đàn hồi - Bộ phận giảm chấn Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp 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 ngợc lại Bộ phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu chi tiết (hoặc cụm nhi tiết) đàn hồi kim loại (nhíp, lò xo xoắn, xoắn) khí (trong trờng hợp hệ thống treo khí thuỷ khí) Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng dao động cách biến lợng dao động thành nhiệt toả Việc biến lợng dao động thành nhiệt nhờ ma sát Giảm chấn ô tô giảm chấn thuỷ lực, xe dao động, chất lỏng giảm chấn đợc pittông giảm chấn dồn từ buồng sang buồng qua lỗ tiết lu Ma sát chất lỏng với thành lỗ tiết lu lớp chất lỏng với biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả Bộ phận hớng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức đảm bảo cho bánh xe dao động mặt phẳng đứng, phận hớng làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men khung vỏ bánh xe 1.2.2 Phân loại: Hệ thống treo ôtô thờng đợc phân loại dựa vào cấu tạo phận đàn hồi, phận dẫn hớng theo phơng pháp dập tắt dao động 1.2.2.1 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phận dÉn híng: - HƯ thèng treo phơ thc: lµ hƯ thống treo mà bánh xe bên trái bên phải đợc 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 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp phụ thuộc có phần tử đàn hồi nhíp làm đợc nhiệm vụ phận dẫn hớng - 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 ngời 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 ®éc lËp chØ sư dơng ë nh÷ng xe cã kÕt cấu rời, có độ êm dịu xe cao, nhiên kết cấu phận hớng phức tạp, giá thành đắt - Hệ thống treo cân bằng: dùng xe có tính thông qua cao với cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc hai hàng bánh xe hai cầu liền a) b) Hình 1.1 Sơ đồ hệ thèng treo a) HƯ thèng treo phơ thc b) HƯ thống treo độc lập 1.2.2.2 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phần tử đàn hồi: -Phần tử đàn hồi kim loại: nhíp lá, lò xo, xoắn -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 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp - 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 phơng 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 hớng 1.3.Phân tích, lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống treo 1.3.1 Phân tích phơng án bố trí hệ thống treo: 1.3.1.1 Các phơng án bố trí: a) b) c) d) Hình 1.2 Một số phơng án lựa chọn a) Hệ thèng treo phơ thc (nhÝp) b) HƯ thèng treo ®éc lập đặt nghiêng c)Hệ thông treo độc lập xoắn lọai đòn d) Hệ thống treo McPheson (Treo kiểu nến) Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp 1.3.1.2 Phân tích u, nhợc điểm phơng án bố trí: 1.3.1.2.1 Ưu điểm hệ theo phụ thuộc: Khi bánh xe dịch chuyển theo phơng thẳng đứng, khoảng cách hai bánh xe (đợc nối cứng) không thay đổi Điều nàylàm cho mòn lốp giảm trờng hợp treo độc lập Do hai bánh xe đợc 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 trợt bên Hệ treo phụ thuộc đợc dùng cho cầu bị động có cấu tạo đơn giản so với hệ treo độc lập Giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa, bảo dỡng 1.3.1.2.2 Nhợc điểm hệ treo phụ thuộc: Do ®Ỉc ®iĨm kÕt cÊu cđa hƯ thèng treo phơ thc nên chúng có khối lợng không đợc treo lớn Trên cầu bị động khối lợngnày bao gồm khối lợng rầm thép, khối lợng cụm bánh xe, phần nhíp lò xo giảm chấn Nếu cầu chủ động gồm vỏ cầu toàn phần truyền lực bên cầu cộng với nửa khối lợng đoạn đăng nối với cầu Trong truờng hợp cầu dẫn hớng khối lợng thêm phần đòn kéo ngang, đòn kéo dọc hệ thống lái Khối lợng không đợc treo lớn làm cho độ êm dịu chuyển động không đợc cao di chuyển đoạn đờng gồ ghề sinh va đập lớn làm khả bám bánh xe Kết cấu hệ treo phụ thuộc cồng kềnh, lớn chiếm chỗ dới gầm xe Co hai bánh xe đợc lắp dầm cầu cứng nên dao động hệ dầm cầu dao động theo dới gầm xe phải có khoảng không gian đủ lớn Do thùng xe cần phải nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nâng lên, điều 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 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp bánh bên phụ thuộc bánh bên ngợc lại Điều gây ổn định xe quay vòng 1.3.1.2.3 Ưu điểm hệ thống treo độc lËp: Kh¸c víi hƯ thèng treo phơ thc, hƯ thèng treo độc lập có đặc điểm hai bánh xe hai bên phụ thuộc vào nhau, mà độ ổn định chuyển động cao Hai bánh xe đợc liên kết đòn ngang đòn dọc, phần không đợc treo nhỏ, ôtô chuyển động đạt đợc độ êm dịu cao Hệ treo không cần sử dụng dầm ngang , khoảng không gian cho dịch chuyển chủ yếu hai bên sờn xe Đặc điểm cho phép hạ thấp trọng tâm xe, nâng cao ®ỵc tèc ®é cđa xe 1.3.1.2.4 Nhỵc ®iĨm cđa hƯ thèng treo ®éc lËp: ë hƯ thèng treo ®éc lËp phận đàn hồi, phận hớng riêng biệt nên không tránh khỏi phức tạp mặt kết cấu Sự phức tạp kết cấu gây khó khăn cho việc bố trí hệ thống khác ôtô Hệ thống treo độc lập dầm cầu thờng dầm cầu rời nên xe chuyển động đoạn đờng gồ ghề dễ làm thay đổi góc đặt bánh xe, dẫm đến ổn định xe Giá thành hệ thống treo độc lập đắt nhiều so với hệ thống treo phụ thuộc 1.3.2.phơng án thiết kế hệ thống treo xe t¶i 2,5 tÊn 1.3.2.1.HƯ thèng treo tríc HƯ thèng treo cã ba phÇn tư: PhÇn tư dÉn híng, phần tử đàn hồi, phần tử giảm chấn Nhiệm vụ phận đàn hồi tiếp nhận truyền lực thẳng đứng từ đờng lên khung xe, giảm tải trọng động đảm bảo độ êm dịu cho ôtô chuyển động loại đờng khác Bộ phận đàn hồi xe tải thờng sử dụng loại sau: Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 + Loại lò xo trụ + Loại khí + Loại nhíp Đồ án tốt nghiệp Nhíp: Nhíp phận đàn hồi đợc sử dụng nhiều ôtô Chức nhíp: + Chức đàn hồi theo phơng thẳng đứng + Chức dẫn hớng: truyền lực dọc, ngang, có lực bên + Chức giảm chấn đảm nhiệm nhờ giảm chấn, ma sát c¸c l¸ nhÝp, ma s¸t c¸c líp cao su Mặt khác nhíp có kết cấu đơn giản, chắn, rẻ tiền, việc chế tạo, sửa chữa, thay đơn giản.Với đặc điểm chúng em chọn phận đàn hồi hệ thống treo hệ nhíp Hệ nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi vừa lµm nhiƯm vơ dÉn híng Bé phËn dÉn híng cđa hệ thống treo có mục đích xác định động học tính chất dịch chuyển bánh xe tơng khung hay vỏ ôtô dùng để truyền lùc däc (lùc kÐo tiÕp tun hc lùc phanh) lùc ngang nh mômen phản lực mômem phanh Bộ phận dẫn hớng phải đảm bảo giữ đợc động học bánh xe chuyển động, giữ đợc ổn định góc đặt bánh xe dẫn hớng Khi bánh xe dao động không làm ảnh hởng đến động lực học quay vòng bánh xe Truyền đợc lực dọc, lực ngang giữ đợc góc nghiêng thùng xe giới hạn định Đảm bảo cho việc bố trí hệ thống truyền lực đợc dễ dàng, hệ thống treo làm việc không làm ảnh hởng đến hệ thống truyền lực Bộ phận giảm chấn làm việc dựa nguyên lý biến lợng dao động thành nhiệt cách chuyển chất lỏng từ buồng chứa đến Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp buồng chứa khác qua van tiÕt lu rÊt bÐ Khi chÊt láng qua van tiÕt lu sinh sức cản lớn cho chuyển động chất lỏng tạo ma sát chất lỏng lỗ van, chất lỏng chất lỏng, chất lỏng vỏ sinh nhiệt làm nóng giảm chấn, dập tắt đợc dao động Nh ta chọn phơng án: Hệ treo phụ thuộc có phần tử dẫn hớng đàn hồi nhíp nửa elip đặt dọc giảm chấn loại ống 1.3 Sơ đồ hƯ thèng treo 1.3.2.2.hƯ thèng treo sau §èi víi hƯ thống treo sauđợc gắn với thing xe chủ yếu dùng để chở hàng hoá,nên cầu sau không cần đảm bảo độ êm dịu nh cầu trớc.khối lợng thay đổi lớn nên ta cần có thêm nhíp phụ số liệu ban đầu STT Thông số Kích thớc toàn Dài Rộng Giá trị ,715 2,28 Đơn vị m m m Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp Cao Chiều dài sở Vết bánh trớc/sau Trọng lợng xe không tải Phân bố lên phần trớc Phân bố lên phần sau Trọng lợng toàn Phân bố lên phần trớc Phân bố lên phần sau Trọng lợng không đợc treo phần trớc Trọng lợng không đợc treo phần sau 2.13 3,3 1,585/1,65 28100 13500 14600 54600 16600 38000 m m m N N N N N N 1500 N 2500 N Ch¬ng 2:tính toán hệ thống treo trớc Trên ôtô đại thờng sử dụng loại nhíp bán elíp,thực chức phận đàn hồi phạn dẫn hớng.Ngoài nhíp bán elíp thực chức quan trọng khả phân bố tải trọng lên khung xe thùng xe 10 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp Chọn D=55(mm)=0,055(m) 10.10−5 = 0,579(mm) L≥ π 0, 055 Chän s¬ bé giảm chấn L=580 (mm) Chiều dài giảm chấn gồm : Ld : chiều dài phần đầu giảm chấn Lm : chiỊu dµi bé phËn lµm kÝn Lp : chiỊu dµi piston giảm chấn Ld Lg : hành trình làm việc cực đại giảm d D d=40(cm) ; dc=1,0(cm) ; dn=4,4(cm) ; Dn=6,0(cm) Lp=3,5(cm) ; Ld=5,0(cm) ; Dn Lm=5,0(cm) ; Lv=3,0(cm) ; Lg=46(cm) ; L=58(cm) 3.3.2 Xác định kích thớc van Khi giảm chấn làm việc có trờng hợp sau : _Trờng hợp van trả nhẹ _ Trờng hợp van trả mạnh 67 Lg D=5,5(cm) ; Lp dn Lv thông số khác đợc xác định : Ld Nếu lấy đờng kính piston d làm thông số dc Lm chấn Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ ¸n tèt nghiƯp _ Trêng hỵp van nÐn nhĐ _ Trờng hợp van nén mạnh +Ta có phơng trình Bécnuli cho toàn dòng chất lỏng thực (tại mặt cắt 1-1 2-2) không nén đợc, lực khối trọng lực (trơc oz híng lªn trªn): z1 + p1 α1v12 p α v2 + = z2 + + 2 + hw1− γ 2g γ 2g Trong ®ã: z: độ cao hình học chất lỏng(m) p: áp suất(N) : trọng lợng riêng chất lỏng(N/m3) Dầu =9000(N/m3) v: vận tốc trung bình dòng chất lỏng mặt cắt(m/s) g: gia tèc träng trêng(g=9,8m/s2) α: hÖ sè hiÖu chØnh động năng, phụ thuộc chế độ chảy =2: chảy tầng =1: chảy rối hw1-2: tổn thất lợng trung bình (thế năng) dọc theo dòng chảy Mặt cắt 1-1 mặt cắt dòng chất lỏng piston Nh vận tốc dòng chất lỏng mặt cắt 1-1 vận tốc tơng đối piston xylanh Mặt cắt 2-2 mặt cắt dòng chất lỏng đầu lỗ van Hiệu độ cao hình học z hai mặt cắt nhỏ (bằng chiều cao lỗ) nên ta bỏ qua đại lợng tính toán Chất lỏng chuyển động lỗ van chế độ chảy rối hệ số =1 68 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp Tổn thất lợng trung bình dọc theo dòng chảy hw1-2 đại lợng biến lợng chuyển động dòng chất lỏng thành nhiệt ma sát chất lỏng với lỗ van, chất lỏng với chất lỏng, chất lỏng với thành xylanh Vì tính toán giảm chấn, tổn thất lợng đợc đặc trng hệ số dập tắt dao động giảm chấn, nghĩa vế phải phơng trình Bécnuli đại lợng hw1-2 mà thay vào hệ số tắt chấn (theo phần =0,2) - Phơng trình Bécnuli trở thành: p1 v12 p2 v22 ( z1 + + ).(1 − 0, 2) = z2 + + γ 2g γ 2g ( z1 + p1 v12 p v2 + ).0,8 = z2 + + γ 2g γ 2g - Nh vËy vËn tèc cđa dßng chất lỏng qua van đợc xác định theo công thức: v2 = (0,8 p1 − p2 ).2 g + 0,8.v12 - Trong công thức trên, v1 p2 nhỏ nên bỏ qua Vận tốc dòng chất lỏng qua van đợc tính xấp xỉ theo biểu thức sau: v2 = 0,8.∆p.2 g γ - Lu lỵng chÊt láng qua van đơn vị thời gian đợc xác định theo công thức: Q=Fv=fv.à.v2=fv.à 0,8.p.2 g (1) Q: lu lợng chất lỏng qua van 69 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp F: diện tích tiết diện cắt ngang dòng chất lỏng v: vận tốc trung bình dòng chất lỏng mặt cắt fv: tổng diện tích lỗ van à: hệ số tổn thất lu lợng lỗ dòng chảy bị đột thu, đột mở Hệ số tổn thất lu lợng trung bình à=0,5 Chất lỏng tiêu tốn đơn vị thời gian đợc xác định theo công thức: Q=F.v1 (2) Trong đó: Q: lu lợng mà piston đẩy đơn vị thời gian F: diện tich làm việc hiệu dụng piston v1: vận tốc dịch chuyển tơng đối piston xilanh Vì lợng chất lỏng mà piston đẩy lu lợng chất lỏng qua van nên Q=Q Từ (1) (2) ta có phơng trình: 0, 75.p.2 g Fv1=fv.à 2.3.3.1 Xác định kích thớc van trả ã Xác định kích thớc van trả nhẹ : Tỉng diƯn tÝch van tr¶ nhĐ : ∑f vtn = ∑f vtn = Ft v1 0,8.∆p.2.g µ γ 70 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 f vtn = Đồ án tèt nghiƯp Ft v1 0,8.∆p.2.g µ γ - Ft diƯn tích làm việc hiệu dụng piston hành trình tr¶: Ft = Π (d p − d 2t ) Trong ®ã: dp: ®êng kÝnh piston dp=0,04(m) dt: ®êng kÝnh ®Èy 0,01 (m) ⇒Ft=11,78.10-4(m2) - Lùc c¶n giảm chấn hành trình trả nhẹ: Ztn=Kt.v Trong đó: Kt: hệ số cản hành trình trả nhẹ Kt=9957(Ns/m) v: vận tốc tơng đối piston xilanh.v=0,3(m/s) Ztn=9957.0,3=2987,1(N) - Độ chênh áp suất dòng chất lỏng là: ∆p = Z tn 2987,1 = = 2535739 (N/m2) Ft 11, 78.10−4 Thay sè ta cã tỉng diƯn tÝch van tr¶ nhĐ: ∑f vtn = Ft v1 11, 78.10−4.0,3 = = 5, 2.10−6 (m ) 0,8.∆p.2.g 0,8.2535739.2.9,8 µ 0, 8600 Chọn số lỗ van trả nhẹ lỗ 71 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đờng kính lỗ là: d = 4. f vtn 6. Đồ ¸n tèt nghiÖp = 4.5, 2.10−6 = 1,3.10−3 (m) = 1,3(mm) 4. Vậy van trả nhẹ có lỗ đờng kính lỗ d=1,3(mm) ã Xác định kích thớc van trả mạnh Van trả mạnh làm việc vận tốc piston v>0,3(m/s) Khi xe làm việc điều kiện đờng xá gồ ghề, mặt đờng xấu, lúc lực kích động mặt đờng lớn giảm chấn làm việc chế độ tải nặng làm giảm chấn bị kéo mạnh, lúc áp suất dầu tăng cách ®ét ngét Víi vËn tèc v>0,3(m/s) th× chÊt láng lóc có áp suất cao làm mở hết van trả, tức diện tích lu thông tối đa vận tốc tiết diện lu thông không đổi mở rộng đợc nữa, nh diện tích lu thông số Giai đoạn van trả mạnh bắt đầu mở đến mở hoàn toàn giai đoạn chuyển tiếp hay giai đoạn độ Giai đoạn xảy ë thêi gian rÊt nhá, v× vËy ta bá qua không xét đến giai đoạn - Từ công thức (3.b.3) suy tỉng diƯn tÝch van tr¶: ∑f Ft v1 0,8.∆p.2.g µ γ v = v : Tỉng diƯn tích lỗ van trả nhẹ trả mạnh Trong đó: f - Lực cản hành trình trả mạnh: Lực cản trờng hợp trả mạnh lực cản hành trình trả nhẹ cộng thêm lợng gia tăng diện tích bằng: Ztm=Ztn+k.Kt.(v2-v1) Trong đó: 72 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp Ztn: lực cản hành trình trả nhẹ Ztn=1372,8 (N) k: hệ số kể đến gia tăng vận tốc:k=0,6 Kt: hệ số cản hành trình trả Kt=4576 (Ns/m) v1: vận tốc tơng đối piston xilanh trả nhẹ.v1=0,3(m/s) v2: vận tốc tơng đối piston xilanh trả mạnh Xét vận tốc v2=0,5(m/s) Ztm=2987,1 +0,6.9957.(0,5-0,3)=4181,9(N) - Độ chênh áp suất dòng chất láng lµ: ∆p = Z tm 4181,9 = = 3550000(N / m ) (N/m2) Ft 11, 78.10−4 - Thay sè ta cã tỉng diƯn tÝch van tr¶: Ft v1 11, 78.10−4.0,5 = 12, 2.10−6 (m ) ∑ f v = 0,8.∆p.2.g = 0,8.3550000.2.9,8 (m ) µ 0, 8600 Vậy tổng diện tích lỗ van trả mạnh là: f vtm = f v f vtn =12,2.10-6-5,2.10-6=7.10-6(m2) Chọn số lỗ van trả mạnh lỗ Đờng kính lỗ là: d = 4. f vtm 4.Π 4.7.10−6 = = 1,1.10−3 (m) 4.Π VËy van trả mạnh có lỗ đờng kính lỗ d=1,1(mm) 3.3.3.2 Xác định kích thớc van nén Van nén nhẹ làm việc vận tốc v ≤ 0,3(m/s) Tỉng diƯn tÝch van nÐn nhĐ: 73 Ng« Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 f vnn = Đồ án tốt nghiƯp Fn v1 0,8.∆p.2.g µ γ - DiƯn tÝch lµm việc hiệu dụng piston hành trình nén: Fn = Π d p Trong ®ã: dp: ®êng kÝnh piston dp=0,04(m) ⇒Fn=12,56.10-4(m2) - Lùc c¶n cđa gi¶m chÊn hành trình nén nhẹ: Znn=Kn.v Trong đó: Kn: hệ số cản hành trình nén nhẹ Kn=3319(Ns/m) v: vận tốc tơng đối piston xilanh.v=0,3(m/s) Znn=3319.0,3=995,7(N) - Độ chênh áp suất dòng chất lỏng là: p = Znn 995, = = 792755(N / m ) Fn 12,56.10−4 Thay sè ta cã tỉng diƯn tÝch van nÐn nhÑ: ∑ f vnn = Fn v1 12,56.10−4.0,3 = = 16,52.10−6 0,8.∆p.2.g 0,8.792755.2.9,8 (m2) µ 0, γ 8600 Chän số lỗ van nén nhẹ lỗ Đờng kính lỗ là: d = 4. f vnn 4. = 4.16,52.10−6 = 0, 0019(m) = 1,9(mm) 4.Π VËy van nÐn nhẹ có lỗ đờng kính lỗ d=1,9(mm) 74 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp ã Xác định kích thớc van nén mạnh Van nén mạnh làm việc vận tốc piston v>0,3(m/s) - tổng diƯn tÝch van nÐn: ∑f Trong ®ã: v ∑f v = Fn v1 0,8.∆p.2.g µ γ : Tỉng diƯn tÝch lỗ van nén nhẹ nén mạnh - Lực cản hành trình nén mạnh: Lực cản trờng hợp nén mạnh lực cản hành trình nén nhẹ cộng thêm lợng gia tăng diện tích bằng: Znm=Znn+k.Kn.(v2-v1) Trong đó: Znn: lực cản hành trình nén nhẹ Znn=995,7 (N) k: hệ số kể đến gia tăng vận tốc.k=0,6 Kn: hệ số cản hành trình nén Kn=3319 (Ns/m) v1: vận tốc tơng đối piston xilanh nén nhẹ.v1=0,3(m/s) v2: vận tốc tơng đối piston xilanh nén mạnh Xét vận tốc v2=0,5(m/s) Znm=995,7+0,6.3319.0,2=1393,98 (N) - Độ chênh áp suất dòng chất lỏng là: p = Znm 1393,98 = = 1449044 (N/m2) Fn 9, 62.10−4 - Thay sè ta cã tỉng diƯn tÝch van nÐn: 75 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 f v = Đồ án tèt nghiÖp Fn v 9, 62.10−4.0,5 = = 15, 6.10−6 0,8.∆p.2.g 0,8.1449044.2.9,8 (m2) µ 0, γ 8600 VËy tổng diện tích lỗ van nén mạnh là: f vnm = ∑ f v − ∑ f vnn =15,6.10-6-11,1.10-6=4,5.10-6(m2) Chän số lỗ van nén mạnh lỗ Đờng kính lỗ là: d = f vnm 4. = 4.4,5.10−6 = 1, 2.10−3 (m) = 1, 2(mm) 4.Π VËy van nén mạnh có lỗ đờng kính lỗ d=1,2(mm) 2.3.4 Kiểm tra điều kiện bền ã Kiểm tra ®iỊu kiƯn bỊn cđa ®êng kÝnh ®Èy: - KiĨm tra ®iỊu kiƯn bỊn cđa ®êng kÝnh ®Èy dới 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, nh tải träng ®éng b»ng: Z®max =2.Zbx =2.19000=38000(N) - øng suÊt kÐo (nÐn) lín nhÊt sinh ®Èy: σ max = Z d max 4.Z d max 4.38000 = = = 32272 (N/cm2) F Π.d Π.1,52 Chän vËt liÖu làm đẩy thép 40 có []= 4.108(N/m2) = 40000(N/cm2) øng st lín nhÊt sinh ®Èy nhá h¬n øng st cho phÐp cđa vËt liƯu [σ]=40000(N/cm2) Nh đẩy giảm chấn đảm bảo điều kiện bền 76 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp 2.3.5.Xác định số chi tiết khác giảm chấn lò xo: Lò xo van nén mạnh: Van có kết cấu nh hình vẽ: - Lực tác dụng lên lò xo van van bắt đầu mở: P1 = π ( D32 − D42 ) P Trong ®ã: P - ¸p suÊt chÊt láng ë cuèi thêi kú nÐn nhĐ, P = 1035031 N/m2 D3, D4 – C¸c kích thớc nh hình vẽ, D3 = 19,1 mm, D4 = 14,7mm → P1 = π (19,12 − 14, ).10−6.1035031 = 121N - Lùc t¸c dơng lên lò xo van van mở hoàn toàn: P2 = π ( D32 − D42 ) Pn Trong ®ã: Pn - ¸p suÊt chÊt láng ë cuèi thêi kú nÐn m¹nh víi V nm = 0,5 m/s Pn = 1449044 N/m2 → P2 = π (19,12 − 14, ).10−6.1449044 = 169 N - øng suÊt lò xo đợc tính theo công thức: = DP2 d Trong đó: D- Đờng kính vòng trung bình vòng lò xo, D = 19,2 mm d- Đờng kính dây lò xo P2 Lực tác dụng lên lò xo van mở hoàn toàn d ≥3 DP2 π [τ ] - øng suÊt cho phép vật liệu làm lò xo, [] = 500 ữ 700 MN/m2 77 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ ¸n tèt nghiÖp Chän [τ] = 700 MN/m2 → d≥ 8.19, 2.169 = 2, 27 mm → Chän d = 2,4 mm 700 - Chọn số vòng làm việc n=4 vòng - Chiều dài lò xo van mở hoàn toàn đợc xác định nh sau: Hm = n.d + δ.n0 = 4.2,4 + 1.5 =14,6 mm Trong đó: - Khoảng cách vòng dây, = mm n0- Số vòng toàn lò xo, n0 = n+1 = +1 = 5vßng - Chiều dài lò xo van trạng thái ®ãng: Hd = Hm + h =14,6 + 1,5 = 16,1mm - Chiều dài lò xo trạng thái tù do: Htd = Hd + λ = 16,1+0,1 =16,2 mm Trong đó: - Biến dạng lò xo trạng thái van mở, P1 121.103 = 0,1mm = = C 1171875 C độ cứng lò xo đợc tÝnh nh sau: C= G.d 8.1012.2, 44.109 = = 1171875 8.D n 8.19, 23.4 - Bíc cđa lß xo: t= H td − d ( n − n0 ) 16, − 2, 4.(5 − 4) = = 2, 76mm n0 Lò xo van trả mạnh: Van có kết cấu nh hình vẽ: 78 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp - Lực tác dụng lên lò xo van van bắt đầu mở: P1 = π ( D32 − D42 ) P Trong ®ã: P - ¸p suÊt chÊt láng ë cuèi thêi kú nÐn nhÑ, P = 3805223 N/m2 D3, D4 – Các kích thớc nh hình vẽ, D3 = 20 mm, D4 = 17mm → P1 = π (17, 62 − 152 ).10−6.3805223 = 253N - Lùc t¸c dơng lên lò xo van van mở hoàn toàn: P2 = π ( D32 − D42 ) Pn Trong ®ã: Pn - ¸p suÊt chÊt láng ë cuèi thêi kú nÐn m¹nh víi V nm = 0,5 m/, Pn = 5327312 N/m2 → P2 = π (17, 62 − 152 ).10−6.5327312 = 354 N - øng suÊt lò xo đợc tính theo công thức: = DP2 d Trong đó: D- Đờng kính vòng trung bình vòng lò xo, D = 19,2 mm d- Đờng kính dây lò xo P2 Lực tác dụng lên lò xo van mở hoàn toàn d DP2 π [τ ] - øng suÊt cho phÐp vật liệu làm lò xo, [] = 500 ữ 700 MN/m2 79 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tèt nghiÖp Chän [τ] = 700 MN/m2 → d≥ 8.19, 2.354 = 2,91mm → Chän d = mm π 700 8.1012.3410−12 = 2861022 N / m Chän n = vòng. C = 8.19, 23.109.4 - Chiều dài lò xo van mở hoàn toàn đợc xác ®Þnh nh sau: Hm = n.d + δ.n0 = 4.3 + 1.5 =17mm Trong đó: - Khoảng cách vòng dây, = mm n0- Số vòng toàn bé cđa lß xo, n0 = n+1 = +1 = vòng - Chiều dài lò xo van trạng thái đóng: Hd = Hm + h = 17 + 1,5 = 18,5 mm - ChiỊu dµi lò xo trạng thái tự do: Htd = Hd + λ = 18,5 + 0,08 =18,58 mm Trong đó: - Biến dạng lò xo trạng thái van më, λ= P2 253 = = 0, 08mm C 2861022 - Bíc cđa lß xo: t= H td − d (n − n0 ) 18,58 − 3.(5 − 4) = = 3,12mm n0 KiĨm tra l¹i øng st cắt lò xo chiu lực nén p : k= 4c –1 0,165 D 19, + = 1,1(c = = = 6, 4) 4c – c d p2 Dk 109 8.354.19, 2.1,1.109 τ= = = 626( MN / m ) 3 π π 10 Nhá h¬n øng suÊt cho phÐp: [ τ ] = 700( MN / m ) 80 Ngô Văn Đoan Lớp Ôtô-K50 Đồ án tốt nghiệp Chơng4:Thiết Kế Quy Trình Công Nghệ Gia Công Piston 4.1.Mục đích,yêu cầu piston Piston chi tiết quan trọng giảm chấn, làm nhiệm vụ ngăn cách ngăn ngăn dới đồng thời làm nhiệm vụ tiết lu dòng chất lỏng, mặt khác ®ãng vai trß nh mét bé phËn dÉn híng Piston làm việc điều kiện áp suất, nhiệt độ cao độ mài mòn lớn Vì vậy, vật liệu chế tạo piston phải có tính chịu nhiệt, chịu va đập chịu ăn mòn cao Piston thuộc họ chi tiết dạng hộp Chi tiết có bề mặt nh mặt đáy, mặt lỗ Độ xác mặt yêu cầu cao Ngoài mặt chi tiết có mặt phụ có độ xác không cao Khi gia công piston phải đảm bảo yêu cầu sau: + Phải đảm bảo độ song song thành piston đờng trục tâm piston + Phải đảm bảo độ vuông góc mặt đáy mặt bên piston + Thực tiết lu tốt hành trình nén hành trình trả 4.2.Vật liệu làm piston Piston làm việc điều kiện chịu tác động tải trọng va đập lớn, chịu ứng suất đối xứng, hai chiều nên dễ bị hỏng mỏi Trong sử dụng, đòi hỏi piston phải làm việc lâu dài, liên tục, điều kiện nhiệt độ lớn, áp suất cao, mài mòn lớn Nh vậy, ta dùng vật liệu thép hợp kim 45XHM để chế tạo piston 4.3 Những yêu cầu kĩ thuật gia công piston Độ không phẳng độ không song song bề mặt khoảng 0,05 ữ 1(mm), Ra = ữ 1,25 Các lỗ có CCX ÷ 8, Ra = 2,5 ÷ 0,63 81 ... phơng án: Hệ treo phụ thuộc có phần tử dẫn hớng đàn hồi nhíp nửa elip đặt dọc giảm chấn loại ống 1.3 Sơ đồ hệ thống treo 1.3.2.2 .hệ thống treo sau Đối với hệ thống treo sauđợc gắn với thing xe chủ... động để tạo mối quan hệ phụ thuộc hai hàng bánh xe hai cầu liền a) b) Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống treo a) Hệ thống treo phơ thc b) HƯ thèng treo ®éc lËp 1.2.2.2 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo... lợng đợc treo: Gdt = 38000 2500 = 17750( N ) Đối với nhiều loại xe tải, khi tải trọng xe thay đổi từ không tải đến đầy tải, trọng lợng tác dụng lên hệ thống treo thay đổi nhiều,nhất hệ thống treo