Hệ thống treo trên ô tô ( kèm bản vẽ )

Để có thể đánh giá đợc đợc những ảnh hởng dao đông của xe đến độ bền của các chi tiết hệ thống treo, sinh lí của ngời lái và đờng xá đề tài “Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo và khảo s

MụC LụC

MụC LụC 1

CHƯƠNG 1 5

giới thiệu tổng quan xe mỏ volvo a40d 5

1.1 Giới thiệu chung 5

1.2 Một số thống số kích thớc của xe với kiểu lốp 29.5 R-25 8

1.3 giới thiệu sơ lợc về một số kết cấu xe 10

1.4 Hệ Thống Treo: 14

1.4.1 Hệ thống treo trớc 14

1.4.2 Hệ Thống Treo Sau 15

1.5 Yêu cầu đối với hệ treo 17

1.6 mục tiêu của đề tài 17

Chơng 2 18

Phân tích đặc điểm của hệ thống treo và xác Định các thông số của nó 18

2.1 Phân tích kết cấu hệ thống treo 18

2.2 Các thông số kỹ thuật của hệ thống treo 19

2.2.1 Giảm chấn 19

Bảng 2.2.1.Một số thông số giảm chấn 21

2.2.2 Bộ phận đàn hồi 21

Chơng 3 23

Xây dựng đặc tính treo 23

3.1 Xây dựng đặc tính đàn hồi 23

3.1.1 xác định đặc tính đàn hồi 24

3.2Xây dựng Đặc tính giảm chấn 27

3.2.1Tính toán hệ số cản K 30

Nh vậy ta tính đợc độ cứng của lò xo van nén mạnh : .32

3.3 Kiểm tra điều kiện bền 33

3.3.1 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn 33

3.3.2 Kiểm tra điều kiện bền của đờng kính thanh đẩy: 35

Chơng 4 36

Khảo sát dao động mô hình 1/4 36

4.1 Đặt Vấn Đề 36

4.2 Các chỉ tiêu đánh giá 37

4.2.1.Độ êm dịu chuyển động 37

4.2.2 chỉ tiêu an toàn hàng hóa 40

4.2.3Về tải trọng động, an toàn động lực học và mức

độ phá đờng 41

4.3.Xây Dựng Mô Hình 43

4.4Chơng trình mô phỏng simulink 50

4.4Kết quả mô phỏng 54

4.4.1Khảo sát tự dao đông 54

4.4.2Kết quả khảo sát kích động mặt đờng 55

4.4.3Khảo sát ảnh hởng của đờng 56

4.4.4Khảo sát sự êm dịu 57

4.5 Nhận xét: 58

Chơng 5: 59

thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết cơ bản .59

5.1 Mục đích, yêu cầu của piston 59

5.2 Vật liệu làm piston 60

5.3 Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston 60

5.4 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 61

5.5 Quy trình công nghệ khi gia công piston 61

5.5.1 Xác định đờng lối công nghệ 62

5.5.2 Tính toán và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết 62

5.6 Xác định lợng d và chế độ cắt cho các nguyên công: 63

5.6.1 Nguyên công 1 Tiện khoả mặt đầu piston, tiện khoả mặt lỗ, rãnh trên mặt đầu 63

5.6.2 Nguyên công 2 Tiện khoả mặt đáy pison, vát mép mặt đáy, tiện khoả mặt lỗ, rãnh trên mặt lỗ 67

5.6.3 Nguyên công3 Khoan, doa lỗ φ16 73

5.6.4 Nguyên công 4 Khoan doa các lỗ trả mạnh 1,1 và lỗ nén nhẹ 1,8 76

5.6.5 Nguyên công 5 Tiện tròn ngoài, tiện rãnh xécmăng 81

5.6.6 Nguyên công 6 Kiểm tra 85

Kết luận 86

LờI NóI ĐầU

Ngành công nghiệp ôtô thế giới đã có bề dày pháttriển trên một trăm năm Những sản phẩm của nó ngàycàng chứa hàm lợng công nghệ cao hơn, các xe tải ngàycàng có khối lợng lớn hơn, nhất là đối với xe tải vùng mỏ

Kinh tế Việt Nam trong thời kì đổi mới có nhữngphát triển vợt bậc, đặc biệt trong những năm gần đây.Một trong nhng yếu tố đóng góp vào sự phát triển trên làhiệu quả sản xuất đợc tăng đáng kể Nghành công nghiệpkhai thác than cũng không nằm ngoài xu thế đó.Để tănghiệu quả sản xuất ngành than đẫ có nhiều biện pháp.Trong đó có việc đa các xe tải có tải trọng lớn vào khai thác.VOLVO A40D là một trong những dòng xe nh vậy So với cácdòng xe khác thi nó không phải bảo dỡng định kì, giúpgiảm chi phí sử dụng Nhng nó lại thờng xuyên chạy trênnền đờng đất xấu Do đó điều kiện làm việc của các chitiết, các cụm chi tiết trên xe là rất khắc nghiệt, dao độngcủa thân xe là lớn làm ảnh hởng xấu tới tuổi bền của cácchi tiết, ảnh hởng tới sức khỏe của ngời lái xe và đờng xá

Xuất phát từ tình trạng trên cần phải kiểm tra lại một sốthuộc tính làm việc của xe trong điều kiện Việt Nam

Để có thể đánh giá đợc đợc những ảnh hởng dao

đông của xe đến độ bền của các chi tiết hệ thống treo,

sinh lí của ngời lái và đờng xá đề tài “Tính toán kiểm

nghiệm hệ thống treo và khảo sát dao động mô hình 1/4 xe VOLVO A40D” sử dụng thông số cầu trớc đã

đợc tiến hành và giải quyết với các nội dung sau:

Từ các thông số thực của xe Em đã phân tích kết cấu

và tính toán kiểm nghiệm cho hệ treo, phân tích xâydựng mô hình dao động của ôtô, bằng phơng pháp táchcấu trúc hệ nhiều vật và áp dụng phơng trình Newton-Euler để thành lập hệ phơng trình dao động Sử dụngphần mềm chuyên dụng, Matlab Simulink để mô phỏngdao động của xeVOLVO A40D

Với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn Võ Văn

Hờng, và toàn thể các thầy trong bộ môn Ôtô Em đã hoàn

thành đợc đồ án của mình, nhng do năng lực bản thâncòn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót

Em mong các thầy thông cảm và đóng góp ý kiến để đềtài của em đợc hoàn thiện hợn

CHƯƠNG 1

giới thiệu tổng quan xe mỏ volvo a40d

1.1 Giới thiệu chung

Vận tải mỏ bằng ôtô là khâu không thể tách rời trongdây truyền khai thác khoáng sản Nhiệm vụ của nó làchuyên chở đất đá từ tầng khai thác ra bãi thải; đa đất đá

đào lò lên mặt mỏ, chuyên chở khoáng sản từ nơi khai tháctới địa điểm tập trung Vận tải mỏ đóng vai trò là cầu nốigiữa sản xuất, chế biến và tiêu thụ

Ưu điểm của việc vận tải mỏ bằng ôtô là tính cơ

động cao, vận tốc tơng đối cao so với các loại vận tải khác

nên cho năng suất lớn, vốn đầu t cơ bản thấp hơn so vớivận tải đờng sắt từ 1 , 2 ữ 1 , 5 lần

Tuy nhiên nhợc điểm của nó là chi phí sản xuất lớn

(l-ơng công nhân, tiêu hao nhiên liệu, ); sửa chữa bảo dỡngphức tạp (chi phí sửa chữa chiếm 33 ữ 35 % giá thành vậntải); giá ôtô và các phụ tùng thay thế đắt do phải nhậpngoại, đờng chóng hỏng làm cho giá thành vận tải ôtô cóthể tăng cao

Thực tiễn sản xuất cho thấy hiệu quả của vận tảibằng ôtô phụ thuộc rất nhiều vào sức chở và loại đờng luthông Vì thế lựa chọn đúng đắn loại ôtô vận tải mỏ vớiloại đờng phù hợp, cần phải có một đánh giá tổng quan vềcác tác động của nó đối với các yếu tố khác Đây là điềukiện tiên quyết, để đảm bảo nâng cao hiệu quả khai tháckhoáng sản có ích và khẳ năng sử dụng thiết bị là bài toánkinh tế-kỹ thuật phức tạp, cần giải quyết một cách đồngbộ

xu hớng phát triển của ôtô vận tải mỏ là tăng sức chởcủa ôtô, nhằm tăng năng suất Nhng bên cạnh đó lại phátsinh nhiều vấn đề cần giải quyết: Chi phí cho công việcbảo dỡng sửa chữa những loại xe này rất đắt Do xe có tảitrọng lớn lên khả năng phá đờng mạnh (chi phí cho san lấp

đờng tăng lên) Đờng xấu ảnh hởng trực tiếp tới công suấtcủa xe, tuổi bền các chi tiết trên xe giảm nhanh mà điểnhình là một số loại xe: Volvo A35D, Volvo A40D KomatsuHD40, CAT773E, CAT777D

1.2 Mét sè thèng sè kÝch thíc cña xe víi kiÓu lèp 29.5 R-25

H×nh 1.2.2 M« t¶ tæng quan c¸c kÝch thíc xe VolvoA40D

Thông số Kí hiệu Đơn vị

(mm)

Khoảng cách từ cầu đến đầu xe D 3100

Khoảng cách từ cầu trớc tới khớp lái E 1276

Khoảng cách cầu trớc tới cầu giữa F 4451

Khoảng cách từ cầu giữa tới càu

sau

Khoảng cách từ cầu sau tới đuôi xe H 1823

Chiều cao khi nâng hết ben M 7684

Bán kính quay vòng lớn nhất của

Góc lái lớn nhất của đầu kéo a3 450

Bang 1.2.Thông số kích thớc của VOLVO A40D

1.3 giíi thiÖu s¬ lîc vÒ mét sè kÕt cÊu xe

26 25

23 24 22 21

20 19 18

17 16 15 14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

12 13

H×nh1.3.1.Bè trÝ chung cña xe VolvoA40D

13 Thïng xe

14 §ßn ngang

15 ô cao su cÇusau

16 Khung ch÷

A

17 DÇm däctrôc

18 §ong ngang 19.ô cao su cÇugi÷a

20 Khung ch÷A

21 Khung sau

22 Khíp nèi

23 Xilanh l¸i

Hộp số thủy cơ tự động với 6 cấp số tiến và 2 câp số lùi,cho phép truyền mô men xuống các bánh xe đều hơn trongcác địa hình khác nhau.

Khung xe gồm khung trớc và khung sau hình thành cơ

sở của một cụm khung kéo, khung trớc và khung sau dợc liênkết bởi một khớp nối Nh vậy nó sẽ loại trừ sự xoắn khung và

đảm bảo sự tiêp xúc với mặt đờng của các bánh xe Tỉ lệgiữa chiều dài khung và chiều rộng khung là rất lớn

Khung trớc: Khung trớc đợc làm bằng thép tốt có độ bền cao và độ cứng khi xoắn, việc làm bằng vật liệu tốt cũng làm cho khung có kích thớc nhỏ và bền Trên khung trớc đợc thiết kế những vị trí móc để đặt dây điện và đờng dẫn thuỷ lực, xi lanh lái, đòn ngang

Khung sau: Khung sau chụi khối lợng tải trọng lớn yêu cầu

về độ cứng của khung là rất cao, việc thiết kế khung có dầm chữ A làm giảm các ứng suất lên thành khung và phân

đều tải trọng lên các cầu xe

Hình 1.3.2 Hình khớp lái.

Khớp nối: Khớp nối có nhiệm vụ liên kết khung trớc và khungsau, cũng là đặt vị trí điểm tựa của xi lanh lái Nó có thểquay 360 độ không phụ thuộc vào sự chuyển độn của đầukéo và đuôi xe Nó có tác dụng loại trừ sự xoắn khung sựchuyển động độc lập này mang lại tính linh hoạt theo yêucầu mà vẫn cho phép các bánh xe duy trì tốt sự tiếp xúc tốtvới mặt đờng cho dù mặt đờng là mấp mô lởm chởm , điềukiện đờng khắc nghiệt Vị trí đặt khớp cao làm tăng tối đatính ổn định của xe Các phớt lót và vòng bi có thể chắnbụi tốt và bôi trơn Khớp nối nh vậy cho phép lái hoạt động vớicông suất tối đa

Hệ thống lái với trợ lực toàn phần, Dầu lái đợc cung cấpbởi các bơm piston hớng kính có thể thay đổi thể tích(1) vàkhối bơm phụ(2) , van phân phối lái (3) điều hành việccung cấp dầu cho xilanh (4) và van giảm chẫn (5) đảm bảoviệc những tác động mạnh, chấn động mạnh cuả bánh với xevới mặt đờng lên vành lái, cổ và cánh lái (6) Đảm bảo tỉ số

lái và việc quay của bánh xe (tính chép hình) Đòn phản hồi(7) đợc nối giữa khớp nối và một núm van điều khiển có tácdụng truyền những cảm giác lái từ bánh xe lên vành lái Ưu

điểm của hệ thống lái này là trợ lực lái toàn phần giúp lái nhẹnhàng Kiểu lái bẻ gẫy thân xe cho bán kính quay vòng của

xe nhỏ Van giảm chấn tối giản những tác động va chạmmạnh, xóc nảy từ bánh xe truyền lên vành lái

4 Van xi lanh lái

5 Van giảm chấn

6 Cổ và cánh lái

7 Đòn phản hồi

1.4 HÖ Thèng Treo:

1.4.1 HÖ thèng treo tríc

1250 160

1

2 3 4 5 6 7

10

11

12

8 9

8 Côm cao su hµnh tr×nh tr¶

9 Gi¶m chÉn

10 Khung tríc

11 §ßn ngang trôc trßn

12 §ßn ngang lôc l¨ng

Hệ thống treo trớc: Gồm một khung chữ A (6) đợc liênkết phù hợp với cấu trúc khung (10) bởi một ống lót cao su rỗng(4) Bộ phận đàn hồi là các ống cao su rỗng(1,8) 6 giảm chấn

và các đòn ngang (11,12) Khung chữ A(6) làm giảm bớt sự

ảnh hớng từ việc tăng tốc và lực phanh từ Khung trớc Nó cũngcung cấp tính độc lập cho sự di chuyển của bánh xe Bộphận đàn hồi là các ống cao su rỗng góp phần làm vào sựdao động của Xe một cách êm dụi vởi tuổi thọ cao gần nhkhông bảo dỡng Viêc làm Bộ phận đàn hội bằng cao su nó cóthể chụi đợc áp lực từ 5 tới 10 lần so với thép Các đòn nganglàm giảm bớt sự ảnh hởng của các lực bên Trục xe trớc cungcấp sự điều khiển chính xác và sự vững chắc Việc thiết kế

hệ thống treo nh vậy cũng giúp cho xe đạt đợc dãy vận tốctrung bình cao

1.4.2 Hệ Thống Treo Sau

Hệ thống treo sau: Bộ phận đàn hội là các ụ cao su đànhồi rỗng Bên trong đợc bố trí một xích thép để hạn chếhành trình Bộ phận giảm chấn đợc gắn giữa khung sau vàkhung chữ A Dầm dọc trục đợc bắt vào khung sau nh kếtcấu ở mặt cắt A_A Đòn ngang nối giữa trục xe với khung xe

có tác dụng làm giảm sự ảnh hởng của các lực bên Các khungchữ A đợc gẵn với cầu xe và khung sau bởi các trục thép bọccao su liên kết giữa khung chữ A và khung .Nhờ vậy màkhung chữ A có tác dụng giảm bớt sự ảnh hởng của lực phanh

và sự tăng tốc

A A

11 B_B 1:4

Hình 1.4.2: Treo cầu sau.

6.Dầm dọc trục

7.Khung cha A cầu sau

8.Cầu xe

9.Đòn Ngang

10 Đòn ngang

11 Xích hạn chế

1.5 Yêu cầu đối với hệ treo

Độ võng tĩnh ft phải nằm trong giới hạn đủ đảm bảo đợccác tần số dao động riêng của thân xe và độ võng động fđ

phải đảm bảo đợc vận tốc chuyển động của ôtô trên đờngxấu, nằm trong giới hạn cho phép

Động học của các bánh xe dẫn hớng vẫn phải giữ đúngkhi nó chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa

là khoảng cách giữa hai vết bánh trớc không thay đổi)

Dập tắt nhanh các dao động của thân xe, vỏ trục sau

và bánh xe

Giảm tải trọng động khi xe chạy trên địa hình khôngbằng phẳng

1.6 mục tiêu của đề tài

Hiện nay các xe tải trọng lớn đang đợc sử dụng ở Quảng

Ninh nh: các dòng xe CAT, KOMATSU, BENLAZ đang bộc

lộ một vấn đề đáng quan tâm Hệ thống treo, lốp hỏng rấtnhanh giá thành của các phụ tùng thay thế tơng đối đắt,thời gian chờ thay thế lâu ảnh hởng đến hiệu quả khai thác.Trong khi đó VOLVOA40D hệ thống treo gần nh không phảibảo dỡng định kì và thay thế Đấy là một u điểm nhng vấn

đề đặt ra cần phải xem xét đánh giá là sự ảnh hởng củadao động xe với ngời lái

Để có thể tìm ra sự ảnh hởng đấy cho nên mục tiêu của đềtài:

+ Phân tích kết cấu của hệ thống treo

+ Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo

+ Lập mô hình dao động 1/4 cầu trớc để khảo sátdao động

Đánh giá dao động của hệ treo còn xét đến ảnh hởng dao

động xe đối với đờng

Chơng 2 Phân tích đặc điểm của hệ thống treo và

xác Định các thông số của nó

2.1 Phân tích kết cấu hệ thống treo

Đây là loại xe mỏ có trọng lợng lớn Do đó không thể dùngcác loại treo thông thờng nh lò xo, thanh xoắn đợc vì lí do

hệ treo sẽ rất cồng kềnh, khó đảm bảo đợc các yêu cầu của

hệ treo, động học lái

Việc lựa chọn treo có bộ phận đàn hồi bằng cao su, với

đặc tính chịu lực gấp 5 đến 10 lần so với lò xo làm bằngthép cho xe là thích hợp Loại treo này có kết cấu tơng đốigọn mà lại đáp ứng đợc những xe có tải trọng lớn

Treo trớc của xe (hình 1.4.1) đợc bố trí 3 giảm chấn 2hai lớp vỏ đóng vai trò là phần tử dập tắt dao động, một ụcao su làm phần tử đàn hồi Cụm treo đợc nối dầm cầu liền

và khung xe Vì thế cách bố trí này thuộc loại treo phụthuộc.

Treo sau của xe đợc bố trí phụ thuộc bao gồm 2 ụ cao sunối với dầm cầu liền và dầm dọc khung Dầm dọc khung đợcnối với khung sau ở vị trí chính giữa của dầm dọc trục (nhmặt cắt A_A hình 1.4.2).Với việc bố trí nh vậy có thể xem

hệ thống treo sau nh hệ treo phụ thuộc cân bằng

Với việc thiết kế nh vậy hệ treo của xe có tuổi thọ cao

và không cần phải bảo dỡng định kì nh các dòng xe :

Cat,komatsu,Benlaz có thiết kế hệ thống treo sử dụng các giảm chấn thủy khí đang đợc sử dụng ở Quảng Ninh hiện nay

2.2 Các thông số kỹ thuật của hệ thống treo

2.2.1 Giảm chấn

17.Lò xo van nén mạnh.

18 Đện van 19.Piston 20.Xéc măng 21.Đện van 22.Đĩa đệm 23.Lò xo van trả

mạnh

24 Đai ốc

25.Bu lông 26.Bạc đệm 27.Lò xo van trả nhẹ

29 Đế van

30.Đệm van31.Đĩa đệm 32.Lò xo van nén nhẹ

33 Đai ốc

34 Tai giảm chấn

Ø200 Ø55

ChiÒu dµi buång chøa dÇu lcd= 320 mm

§êng kÝnh piton gi¶m chÊn dpt = 50 mm

§êng kÝnh cÇn ®Èy piston

nlx= 4

dvt=1.1

nvt=8

mmmm vßngmmlç

Van tr¶ nhÑ:

§êng kÝnh van tr¶ nhÑ

Sè lç van tr¶ m¹nh dnvtnvtn=1,65 =8 mmlçVan nÐn m¹nh:

§êng kÝnh sîi lß xo van nÐn

dvnm=1,7

nvnm= 8

mmmmvßngmmlç

Hình2.2.2.1 Bộ phận đàn hồi

mmmmmm

mmmmmmKhối lợng đơc treo

Khối lợng không đợc treo

m=16820

ma=2350

kgkg

Tải trọng tối đa lên cầu trớc

Tải trọng tối đa lên cầu sau

Khối lợng hàng hoá

Tải trọng toàn bộ

19170491003700068270

kgkgkgkgkgLốp xe

mmmmmmkPa

áp suất lốp trớc

Độ võng tĩnh cầu trớc

Độ võng cầu tĩnh lốp sau

1725258

kPammmmBảng 2.2.3.Một số thông số khác

Chơng 3 Xây dựng đặc tính treo

3.1 Xây dựng đặc tính đàn hồi

Cao su có đặc tính đàn hồi phi tuyến Khi cao su chịu kéo mô men đàn hồi của cao su phụ thuộc vào sự biến dạng của cao su và có đặc tính kéo d Tính phổ biến của cao su

là chịu nén khi cao su chịu kéo tốc độ tăng độ cứng biến thiên nhanh nhng khi chịu nén tốc độ biến thiên là lớn hơn

Do sự biến dạng của bộ phận cao su sử dụng trên xe là khônglớn nên trong khuôn khổ đề tài em chỉ xét đến đặc tính biến dạng của bộ phận đàn hồi cao su ở mức độ bỏ qua sự biến dạng d, sự biến dạng do lực tác dụng có chu kì, sự ảnh hởng của nhiệt đến độ cứng của cao su,độ cứng thay đổi khi giảm tải

Một số thông số chịu nén của cao su đợc lấy từ (tài liệu3):

Độ biến dạng b(%) Mô đun đàn hồi E(Mpa)

khi chịu nén

+ E : Mô đun đàn hôì + h : Chiều dài

+ Đờng kính lỗ: 55 (mm )

Suy ra: Diện tích : F = 3,14.(1952 – 552)/4 =27745

( mm2)

Thay vào công thức (3.1.1) và (3.1.2) ta đợc :

G=f.69362 0,10.4 0,496

1 0.4

5.10

f f

+

−

Ta có đồ thị độ cứng ụ cao su chịu nén:

Hình 3.1.1.Mối quan hệ độ cứng và biến dạng treo

*ụ cao su trả:

+ Đờng kính bề ngoài : 150(mm)

5.10

f f

+

Độ cứng C=69515 0,10.2 0,496

1 0.2

5.10

f f

+

− (N/m)

Ta có đồ thị độ cứng ụ cao su hành trình trả:

Hình 3.1.2.Mối quan hệ độ cứng và biến dạng hành trình

trả

Hình 3.1.3.Đồ thị biến dạng treo

3.2Xây dựng Đặc tính giảm chấn

Xác định đặc tính giảm chấn là một bài toán khó khăn vì hai lý do:

Đặc tính giảm chấn phụ thuộc kết cấu, tức là chế độtiết lu hay thông qua

Chế độ dòng chảy và tổn hao

Trên thực tế ngời ta có thể xây dựng đặc tính giảmchấn theo các điều kiện lý tởng, tức là hệ không tổn hao,sau đó hiệu chỉnh bằng các hệ số kinh nghiệm Xét các cửacủa dòng chất lỏng có hai dạng:

- Lỗ thông qua, có diện tích thông qua không đổi: Atq =const

- Lỗ tiết lu, có diện tích thông qua phụ thuộc vào vận tốc

Av = A (v)

Với giảm chấn thông thờng, giai đoạn đầu, khi vận tốc

bé, giảm chấn làm việc ở chế độ nén/trả nhẹ Giai đoạnnày có chế độ thông qua Khi áp suất đủ lớn (v lớn) van bắt

đầu mở, giảm chấn làm việc ở chế độ van cho đến khi van

mở hết cỡ, lúc đó tổng các diện tích thông qua là không

đổi Tóm lại giảm chấn có 3 chế độ sau:

+ Thông qua ATq = const

+ Tiết lu Av = A (v)

+ Thông qua ATq + Av max = const

Dựa vào phơng trình Bernoulli, ta có công thức xác

Nếu tính đến tổn thất, ta có thể viết: = à

+ à0: Hệ số tổn hao (à0 = 0,65 ữ 0,85)+ γ : Trọng lợng riêng của dầu (N/m3)

Dựa vào phơng trình liên tục ta có : &Q = Fv

Khi mở hết van,

2 v vmax

df

pfΔ

cx=

2 v

của tiết l u

2 F

 ρ

Ngoài ra, do mục tiêu thiết kế giảm chấn mà lực cản hànhtrình trả và nén còn khác nhau; thêm vào đó phụ thuộc bậc

2 vào vận tốc Giai đoạn quá độ v1 ≤ v ≤ v2 là quá ngắn nên

có thể bỏ qua để dễ tính toán Nh vậy, đặc tính giảmchấn là hợp của hai đờng bậc 2 Hệ số K trong hệ phơngtrình vi phân trên không phải hằng số mà phụ thuộc vậntốc

( )

3 2

FK

+ Mô đun trợt của vật liệu G=8.1010 N/m2

Suy ra đô Cứng của lò xo (theo (3.2.1)) là:

−

−

= d G4 3 =(1,82.10 ) 8.103 4 3 310 =

C64.n.R 64.4.(15.10 ) 1016 (N/m)

+ §êng kÝnh pitton: dp=50 mm =50.10-3 (m)

+ §êng kÝnh thanh ®Èy: dt=20.10-3

(m) Tæng diÖn tÝch lµm viÖc cña piston:

Ft=3.14.( dpt2-dcd2)/4=3.14.(0.052

-0.022)/4=16,485.10-4(m2)

Tæng diÖn tÝch lç tr¶ nhÑ:

A1=Σfvtn=8.3.14.1,652/4=17.106(m2)Tæng diÖn tÝch van tr¶ m¹nh:-

+ Mô đun trợt của vật liệu G=8.1010 (N/m2)

Nh vậy ta tính đợc độ cứng của lò xo van nén mạnh :

Tổng diện tích van nén mạnh: A22=Σfvnm=8.3.14.1,72.10-6=18.10-6(m2)

2 A A 2.9,8 0,65 40,2 18 10 =2416(N/m2)

*Đờng đặc tính bằng matlab

Hinh3.2.Đồ thị đặc tính giảm chấn.

3.3 Kiểm tra điều kiện bền

3.3.1 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn

Nhiệt lợng lớn nhất toả ra khi giảm chấn làm việc trongmột giờ đợc xác định theo công thức:

Qmax=α.F.(Tmax-T0).tTrong đó :

+ α: Hệ số truyền nhiệt.α=68 (kcal/m2.0C.h)

+ T0: Nhiệt độ môi trờng.T0=30(0C)+ Tmax: Giới hạn nhiệt độ của giảmchấn.Tmax=130(0C)

+ F: Diện tích tiếp xúc của giảm chấn với môi trờngxung quanh

+ F=2.Π.R.(R+ld)+ R: Bán kính piston giảm chấn.R=0,025(m)

+ ld: Chiều dài buồng chứa dầu.ld=0,32(m)

⇒Qmax=68.2.Π

.0,035.(0,035+0,32).(130-30)=516.8(kcal)

Công suất toả nhiệt lớn nhất theo kích thớc của vỏ giảm chấn:

max max

.4270 284.4270

609( / ) 3600

Ntt<Nmax nh vậy kích thớc của giảm chấn thoả mãn điều kiệntruyền nhiệt.

3.3.2 Kiểm tra điều kiện bền của đờng kính thanh

đẩy:

Kiểm tra điều kiện bền của đờng kính thanh đẩy dớitải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe Khi làm việc bánh xechịu tác động của tải trọng động, giá trị lớn nhất của tảitrọng động có thể lấy bằng giá trị lớn nhất gần bằng 2 lần tảitrọng tĩnh

Zđmax =191790.9.8(N)

Do cầu trớc bố trí 3 giẩm chấn mỗi bên nên :

ứng suất kéo (nén) lớn nhất sinh ra trong thanh đẩy:

điều kiện bền

Chơng 4 Khảo sát dao động mô hình 1/4

4.1 Đặt Vấn Đề

Volvo A40D là loại xe mỏ, Mới đợc nhập về Viêt Nam sdụng trong thời gian qua.Xe có kích thớc và khối lợng tơng

đối lớn, lại thờng xuyên phải làm việc trong điều kiện vùng

mỏ, nên các chi tiết trong hệ treo, lốp thờng xuyên phải làmviệc nặng nhọc

Thực tế cho thấy, ảnh hởng của dao động tới tuổi bềncủa hệ treo, lốp là rất lớn Mức độ phá đờng cũng rất ghêgớm

Do đó việc nghiên cứu, đánh giá ảnh hởng của dao

động tới độ bền của các chi tiết và mức độ phá đờng của xe

và sự ảnh hởng dao động của xe đến ngời lái là rất cầnthiết, vì nó không chỉ mang ý nghĩa khoa học mà cònmang ý nghĩa kinh tế thiết thực cho xã hội

Với những yêu cầu trên trong đồ án tốt nghiệp này em

đã lập mô hình 1/4 với thông số cầu trớc và khảo sát nó

Mô hình dao động của xe đợc mô tả thông qua các

ph-ơng trình toán học hay nói cách khác là các phph-ơng trình viphân nên em sử dụng phần mềm Matlab làm công cụ đểtính, vì u điểm của phần mềm này là:

+ Tính toán nhanh gọn

+ Độ chính xác cao, sai số ít

+ Thông qua việc lập các môdun để tính nên chúng ta

dễ dàng can thiệp đợc vào từng môdun nhỏ

Mục tiêu của nghiên cứu dao động là nâng cao độ êmdịu chuyển động và giảm tải trọng động cho các chi tiếtcủa ô tô, ảnh hởng của dao động không chỉ bao hàm đến

độ êm dịu, đến tải trọng động, mà dao động còn là nguyênnhân gây mất ổn định chuyển động, giảm khả năngtruyền lực, làm hỏng đờng xá Hiện nay cha có sự nhất trí

về đánh giá dao động ô tô, nhng các công bố gần đây đãhình thành 4 nhóm chỉ tiêu sau đây:

+ Chỉ tiêu về độ êm dịu chuyển động

+ Chỉ tiêu về an toàn hàng hóa chuyên chở

+ Chỉ tiêu về tải trọng động, an toàn động lực học+ Chỉ tiêu về bố trí treo

4.2 Các chỉ tiêu đánh giá

4.2.1.Độ êm dịu chuyển động

Hình 4.2.1.1 Thí nghiệm xác định độ êm dịu dao độngThí nghiệm đánh giá độ êm dịu đợc tiến hành nh sau:Cho một ngời ngồi trên một chiếc ghế, chuyển động lênxuống theo quy luật z=zmaxsin(ωt) sẽ tạo ra các dao động tuầnhoàn tác động lên ngời Sau đó ngời ta sẽ phỏng vấn ngời

ngồi trên ghế về cảm giác của họ Các nghiên cứu nh vậy đợctiến hành nhiều lần và đa ra dới dạng một tiêu chuẩn quốc tế

“ISO-2631” Tiêu chuẩn xuất phát từ đề nghị của Hiệp hội Kỹ

s Đức dới dạng tiêu chuẩn ngành VDI-2057

Ngời ta thấy rằng ảnh hởng của dao động phụ thuộc tần

số kích động, biên độ, hớng dao động, vị trí và thời giantác dụng Dựa vào đó ngời ta đã đa ra khái niệm cờng độdao động K, một đại lợng đánh giá khả năng ngời lái cảmthấy thoải mái trong một khoảng thời gian nhất định Sự phụthuộc này thể hiện trên hình 4.2.1.1

Hình 4.21.2.Sự phụ thuộc gia tốc hiệu dụng theo tần số

Cờng độ dao động K theo phơng z (thẳng đứng ) đợc xác

az=aRMS=

2

0

1 ( )

T

Z t dt

T ∫ :gia tốc bình phơng trungbình(m/s2)

+ f: Tần số kích thích (Hz)

Khi chú ý đến thời gian ngời ta đa ra 3 ngỡng, phụthuộc thời gian nh hình 4.2.1.3

- K=20 : Giới hạn êm dịu

- K=50 : Giới hạn điều khiển

- K=125 : Giới hạn gây bệnh nghề nghiệp

- Khi thời gian kéo dài, giới hạn này sẽ giảm dần (hình4.2.1.3) và để dễ dàng xem xét ngời ta đa ra quan hệ giớihạn gia tốc phụ thuộc tần số f và tham số thời gian nh hình

4.2.1.4

Hình 4.2.1.3.Sự phụ thuộc cờng độ dao động theo thời gian

Hình 4.21.4.Giới hạn gia tốc theo tần số và thời gian

Tiêu chuẩn ISO-2631 đã đợc đa ra từ năm 1970 nhng

đến nay vẫn không thay đổi, nhiều công trình vẫn coi đó

nh các ngỡng để đánh giá độ êm dịu Ta sẽ sử dụng tiêuchuẩn này để đánh giá độ êm dịu của xe

4.2.2 chỉ tiêu an toàn hàng hóa

Đến nay ở Việt Nam cha thấy một tài liệu nào về vấn

đề an toàn hàng hóa ngoài chỉ tiêu của Hiệp hội đóng gói