Tính toán thiết kế hệ thống treo xe kia k3000s

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng, yêu cầu phân loại .4 1.1.1 Công dụng 1.1.3 Phân loại 1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo .7 1.2.1 Bộ phận đàn hồi: 1.2.2 Bộ phận hướng .13 1.2.3 Bộ phận giảm chấn .15 CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG TREO TRÊN XE KIA K3000S.18 2.1 Tổng thể xe KIA K3000S 18 2.1.1 Sơ đồ tổng thể xe KIA K3000S .18 2.1.2.Các thông số kỹ thuật 19 2.1.3.Giới thiệu chung động 19 2.1.4 Giới thiệu hệ thông bôi trơn .20 2.1.5 Giới thiệu hệ thống nhiên liệu 20 2.1.6 Giới thiệu chung hệ thống truyền lực 21 2.1.6.2 Các đăng 22 2.2 Giới thiệu chung hệ thông treo 25 2.2.1 Hệ thống treo trước: .25 2.2.2 Hệ thống treo sau: 26 2.3 Kết cấu phận .26 2.3.1 Bộ phận đàn hồi 26 2.3.2 Bộ phận hướng: 28 2.3.3 Bộ phận giảm chấn .29 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ KIỂM BỀN HỆ THỐNG TREO TRÊN XE KIA K3000S 32 3.1 Tính tốn thiết kế hệ thống treo xe Kia K3000S 32 3.1.1 Chọn thơng số nhíp: .32 3.1.2 Đặc tính đàn hồi hệ thống treo trước : 49 Hình 3.7 Đặc tính đàn hồi hệ thống treo trước 50 LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH 3.2 Tính kiểm nghiệm bền chi tiết hẹ thống treo xe Kia K3000S 53 3.2.1 Tính tốn kiểm tra bền nhíp trước: .53 3.2.2 Tính tốn kiểm tra bền nhíp sau 56 3.2.3 Tính tốn kiểm nghiệm bền giảm chấn: 59 3.3 Chẩn đoán, sửa chữa hệ thống treo 61 3.3.1 Bộ phận dẫn hướng 61 3.3.2 Bộ phận đàn hồi 62 3.3.3 Bộ phận giảm chấn .62 3.3.4 Bánh xe 64 3.3.5 Thanh ổn định .64 KẾT LUẬN 65 PHỤ LỤC : TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH LỜI NĨI ĐẦU Ngành giao thộng vận tải đóng vai trị quanh trọng kinh tế quốc dân, nhu cầu cần thiết cho phát triển So với phương tiện giao thơng vận tải khác tơ có ưu điểm tính động cao, giá thành vận chuyển phù hợp Do , vận chuyển ô tô chiếm tỉ trọng cao ngành vận tải Khi ô tô chuyển động đường không phẳng thường chịu tải trọng giao động mặt đường mấp mô sinh Những giao động ảnh hưởng xấu đến hàng hóa, tuổi thọ xe ảnh hưởng đến khách hàng Khi người phải chịu đựng lâu tình trạng xe bị rung sóc sinh mệt mỏi Các kết nghiêm cứu ảnh hưởng giao động xe sức khỏe người đến kết luận người phải chịu ảnh hưởng lâu dài với dao động xe ô tô mắc bệnh liên quan đến thần kinh, não Do đó, tính êm dịu giao động xe nhắc đến thiết kế xe, tiêu quan trọng khơng thể bỏ qua Tính êm dịu phụ thuộc vào kết cấu xe mà trước hết hệ thống treo Đối với xe tải mong muốn ngày chở nặng nhằm hạ giá thành vận chuyển Việc đảm bảo yêu cầu độ bền, kết cấu đơn giản giá thành thấp cho hệ thống treo xe tải quan trọng Từ em giao nhiệm vụ : Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Kia K3000S Trong trình làm đồ án em tận tình giúp đỡ thầy giáo hướng dẫn DƯƠNG QUANG MINH thầy khác môn ô tô hiểu biết hạn chế, kinh nghiệm thiết kế đồ án thiết kế em nhiều khiếm khuyết Em mong thầy thơng cảm góp ý để em hồn thiện thân tốt tương lai Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Văn Ngọc LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng, yêu cầu phân loại 1.1.1 Công dụng Hệ thống treo tập hợp tất cấu để nối đàn hồi khung vỏ ôtô với cầu hay hệ thống chuyển động Hệ thống treo nói chung gồm ba phận : Bộ phận đàn hồi, phận hướng, phận giảm chấn Mỗi phận đảm nhận nhiệm vụ chức riêng biệt + Bộ phận đàn hồi : Dùng để tiếp nhận truyền tải trọng thẳng đứng giảm va đập tải trọng tác động lên khung vỏ hệ thống chuyển động, đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho ôtô chuyển động + Bộ phận dẩn hướng : Dùng để tiếp nhận truyền lên khung lực dọc, lực ngang mômen phản lực, mômen phanh tác dung lên xe Động học phận dẩn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối bánh xe khung vỏ + Bộ phận giảm chấn : với ma sát hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt dao động phần treo không treo, biến thành nhiệt tiêu tán mơi trường xung quanh Ngồi ba phận hệ thống treo ôtô du lịch cịn có thêm phận phụ phận ổn định ngang Bộ phận có tác dung làm giảm độ nghiêng dao động góc ngang thùng xe 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống treo phải đảm bảo yêu cầu sau : Đặc tính đàn hồi hệ thống treo (đặc trưng độ võng tỉnh f t, hành trình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết chạy đường tốt không bị va đập liên tục lên ụ hạn chế chạy đường xấu không phẳng với tốc độ cho phép, xe quay vịng tăng tốc phanh vỏ xe không bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu Đặc tính động học, định phận dẩn hướng phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định có tính điều khiển cao cụ thể : LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Đảm bảo cho chiều rộng sở góc đặt trục quay đứng bánh xe dẩn hướng không đổi thay đổi không đáng kể Đảm bảo tương ứng động học bánh xe truyền động lái, để tránh gây tượng tự quay vòng dao động bánh xe dẩn hướng xung quanh trụ quay Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động hiệu êm dịu Có khối lượng nhỏ, đặc biệt phần không treo Kết cấu đơn giản dể bố trí, làm việc bền vững tin cậy 1.1.3 Phân loại Hiện có nhiều loại hệ thống treo khác Nếu phân loại theo sơ đồ phận dẩn hướng hệ thống treo dược chia hai loại: hệ thống treo độc lập hệ thống treo phụ thuộc 1.1.3.1 Hệ thống treo độc lập Hình 1.1 Hệ thống treo độc lập Hệ thống treo độc lập hệ thống treo đặc trưng cho dầm cầu cắt (không liền) cho phép bánh xe dịch chuyển độc lập - Ưu điểm : + Nó cho phép tăng độ võng tỉnh, độ võng động, tăng độ êm dịu chuyển động xe + Nó cho phép giảm dao động bánh xe dẩn hướng hiệu ứng momen quay + Tăng khả bám đường, tăng tính ổn định điều khiển Nhược điểm : Có kết cấu phức tạp, đắt tiền đặc biệt với cầu chủ động LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH 1.1.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc Hình 1.2 Hệ thống treo phụ thuộc Là hệ thống đặc trưng dùng với dầm cầu liền Bởi vậy, dịch chuyển bánh xe cầu phụ thuộc lẫn Việc truyền lực mô men từ bánh xe lên khung thực trực tiếp qua phần tử đàn hồi dạng nhíp - Ưu điểm : + Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ đảm bảo hầu hết yêu cầu hệ thống treo tốc độ không lớn -Nhược điểm : + tốc độ lớn khơng đảm bảo tính ổn định điều khiển so với hệ thống treo độc lập Ngồi hệ thống treo cịn phân loại theo phần tử đàn hồi theo phương pháp dập tắt dao động Theo loại phần tử đàn hồi, chia ra: +Loại kim loại, gồm: nhíp lá, lị xo xoắn, xoắn +Loại cao su: chịu nén chịu xoắn +Loại khí nén thuỷ khí Theo phương pháp dập tắt dao động: +Loại giảm chấn thuỷ lực: tác dung chiều hai chiều +Loại giảm chấn ma sát cơ: ma sát phận đàn hồi phận dẫn hướng LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH 1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo 1.2.1 Bộ phận đàn hồi: Trên ô tô phận đàn hồi dùng loại : Nhíp, lị xo, xoắn, cao su, khí nén hay thuỷ khí Ở ta xét phận đàn hồi nhíp 1.2.1.1 Nhíp: Là loại đàn hồi dùng phổ biến - Ưu điểm: + Kết cấu chế tạo đơn giản + Sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng + Có thể đồng thời làm nhiệm vụ phận dẫn hướng phần nhiệm vụ phận giảm chấn - Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại - Thời gian phục vụ ngắn Kết cấu nhíp xây dựng xuất phát từ điều kiện: kích thước nhỏ gọn có độ bền để dễ bố trí lên xe, tăng hệ số sử dụng vật liệu giảm khối lượng nên nhíp sử dụng nhíp nhiều nhíp (nhíp parabol) a Nhíp lá: Hình 1.3 : Nhíp parabol(tiết diện thay đổi theo chiều dài) Đệm cách; Nhíp; Bu lơng trung tâm Hình 1.4 : Kết cấu nhíp a Nhíp trước; b Nhíp sau : phụ LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Nhíp thường có chiều dài lớn nên khó bố trí lên xe Tuy chúng có ưu điểm : hệ số sử dung vật liệu cao, khối lượng nhỏ, tuổi thọ lớn Để giảm chiều dài nhíp tăng chiều rộng dùng số có chiều dài b Nhíp nhiều Hình 1.5 : Kết cấu nhíp nhiều Tiết diện nhíp: hình chử nhật , hình thang, chử T hay có rãnh Hình 1.6 : Tiết diện nhíp a Chử nhật; b Hình thang; c Khoét rảnh Kết cấu đầu nhíp theo dạng chử nhật, hình thang hay van vát mỏng Hình 1.7 : Dạng đầu nhíp a Chử nhật; b Hình thang; c Ô van vát mỏng LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH - Để lắp nhíp lên khung xe, đầu hay hai nhíp uốn cong lại thành tai nhíp Hình 1.8 : Kết cấu tai nhíp - Để giảm tải cho nhíp phân bố tải lên người ta chế tạo có độ cong ban đầu khác nhau, sau ghép nhíp sẻ có độ cong Hình 1.9: Các nhíp có bán kính cong khác trạng thái tự - Các nhíp sau chế tạo lắp ghép với thành nhíp Hình 1.10: Kết cấu nhíp Bu lơng trung tâm ; Vòng kẹp Để ghép thành , nhíp đột lỗ dùng bu lơng trung tâm xỏ qua xiết chặt lại Ngoài định vị gờ lồi rãnh lỏm LỚP : 64DCOT06 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Hình 1.11 : Định vị nhíp ghép gờ lồi rảnh lỏm Để nhíp không bị xoay lệch để truyền lực từ nhíp người ta dùng vịng kẹp để bó nhíp lại Hình 1.12: Sơ đồ bó nhíp 1.2.1.2 Lị xo trụ Dùng nhiều xe du lịch với hệ thống treo độc lập phụ thuộc Ưu điểm: Kết cấu chế tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước gọn Nhược điểm: tiếp nhận tải trọng thẳng đứng mà không truyền lực dọc ngang dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm phận hướng riêng Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính tuyến tính , chế tạo lị xo có bước thay đổi dạng hay parabol để nhận đặc tính đàn hồi phi tuyến 1.2.1.3 Thanh xoắn - Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, khối lượng phần không treo nhỏ, tải trọng phân bố lên khung tốt - Nhược điểm : Chế tạo khó khăn , bố trí lên xe nhỏ xoắn thường có chiều dài lớn Thanh xoắn có tiết diện tròn hay dẹt, lắp đơn hay ghép chùm LỚP : 64DCOT06 10 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Pg[N] 1280 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 435,86 400 300 200 100 0,6 0,2 Mả nh Mả nh Nhẻ Nhẻ 0,2 Nẹn Vg [cm/s] Tr 0,6 100 217,93 200 300 400 500 633,105 600 700 Pgn [N] Hình 3.8 Đặc tính đàn hồi hệ thống treo sau LỚP : 64DCOT06 52 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH 3.2 Tính kiểm nghiệm bền chi tiết hẹ thống treo xe Kia K3000S 3.2.1 Tính tốn kiểm tra bền nhíp trước: Hiện có hai phương pháp thường dùng để xác định ứng suất nhíp tải trọng bên ngồi gây ra, dựa giả thiết khác là: phương pháp tải trọng tập trung phương pháp độ cong chung + Phương pháp tải trọng tập trung cho rằng: Khi làm việc, nhíp tiếp xúc truyền lực cho đầu nhíp, phần cịn lại nhíp khơng tiếp xúc mà biến dạng tự Phương pháp có độ xác cao khối lượng tính tốn lớn + Phương pháp độ cong chung ngược lại, cho rằng: nhíp tiếp xúc tồn chiều dài, khơng có khe hở sau lắp ghép có độ cong điểm Tính tốn nhíp theo phương pháp tải trọng tập trung dựa sơ đồ sau: + Giả thiết: Khi làm việc nhíp tiếp xúc truyền lực cho đầu lá, phần cịn lại nhíp khơng tiếp xúc mà biến dạng tự + Sơ đồ tính hình vẽ Các nhíp kẹp chặt phần vào dầm cầu nhờ quang nhíp l1 X2 l2 l3 X3 l4 X4 Xk lk Xk+1 lk+1 ln-1 ln Xk+2 Xn X2 X3 Xk-1 Xk Xk+1 X n-1 Xn Hình 3.9 Sơ đồ tính tốn nhíp theo phương pháp tải trọng tập trung + Ở điểm tiếp xúc nhíp thứ thứ hai: LỚP : 64DCOT06 53 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  J  l 0,5   1.P  J1  l2  GVHD : DƯƠNG QUANG MINH  l J  1   X  0,5. J1    l2     l2    1 X 0  l3  Thay säú vo ta cọ: P - 2X2 + 0,6794 X3 = (1) + Ở điểm tiếp xúc nhíp thứ hai thứ 3: J 0,5 J2  l2  l  J    1 X  1   X  0,5. J2    l3   l3     l3    1 X 0  l4  Thay số vào ta có: 1,4161.X2 - 2.X3 + 0,7509.X4 = (2) + Ở điểm tiếp xúc thứ thứ 4: J 0,5 J3  l3   l J    1 X  1   X  0,5. J3   l4   l4      l4    1 X 0  l5  Thay số vào ta có:1,3021.X3 - 2.X4 + 0,6626.X5 = (3) + Ở điểm tiếp xúc thứ thứ 5: J 0,5 J4  l4  l  J    1 X  1   X  0,5. J4    l5   l5     l5    1 X 0  l6  Thay số vào ta có: 1,4453.X4 - 2X5 + 0,5678.X6 = (4) + Điểm tiếp xúc thứ thứ 6: J 0,5 J5  l5   l J    1 X  1   X  0,5. J5   l6    l6     l6    1 X 0  l7  Thay số vào ta có: 1,6333.X5 - 2X6 + 0,4043 X7 = (5) + Điểm tiếp xúc cuối cùng: 0,5 J  l6    1 X  J  l7   J  1   X 0 J6   Thay số vào ta có: 0,2120 X6 - 2X7 = (6) Với: P Z t 4510,39  2255,19( N ) 2 Giải hệ phương trình (1), (2), (3), (4), (5), (6) ta được: X2 = 1913,48 (N) X3 = 2053,78 (N) X4 = 2028,09 (N) X5 = 2183,66 (N) LỚP : 64DCOT06 54 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH X6 = 2376,85 (N) X7 = 1782,51 (N) Mômen ngoại lực tác dụng lên thứ nhất: M1 = P  l1 - X2 l2 = 2255,19 x 0,6 -1913,48x 0,6 = 257,955 (N.m) 1  M M 6 257,955 6 10    345,47( MN / m ) Wu b h 0,07 0.0082 Ứng suất nhíp thứ ngoại lực gây ra: Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ hai: M2 = X2 l2 - X3 l3 = 2255,19  0,6 – 2053,77  0,47= 388,43 (N.m) 2  M M 338,43 10    520,21( MN / m ) Wu b h 0,07 0,0082 Ứng suất nhíp thứ hai ngoại lực gây ra: Mơmen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ ba: M3 =X3 l3 - X4 l4 = 2053,77  0,47- 2028,09  0,39 = 266,38 (N.m) 3  M M 266,38 10    356,76( MN / m ) Wu b h 0,07 0,0082 Ứng suất thứ ba ngoại lực gây ra: Mơmen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ tư: M4 = X4 l4 - X5 l5 = 2028,09 0,39- 2085,52 x 0,30 = 252,99 (N.m) Ứng suất thứ tư ngoại lực gây ra: M M 252,99 10  4    338,83( MN / m ) 2 Wu b h 0,07 0,008 Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ năm: M5= X5 l5 - X6 l6 = 2085,52 x 0,3- 2183,66 x 0,21= 217(N.m) Ứng suất ngoại lực tác dụng lên thứ 5: M M 217 10  5    290,63( MN / m ) 2 Wu b h 0,07 0,008 Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ hai: M6 = X6 l6 - X7 l7 = 2183,65 x 0,21 – 2376,85 x 0,12 = 186,94 (N.m) Ứng suất ngoại lực tác dụng lên thứ 6: LỚP : 64DCOT06 55 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6  GVHD : DƯƠNG QUANG MINH M 6 M 6 186,94 10   250,36( MN / m ) Wu b h 0,07 0,0082 Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ bảy: M7 = P.l7 = 2255,19 x 0,12 = 217,42 (N.m) Ứng suất ngoại lực tác dụng lên thứ 7: 7  M 6.M 6.217,42.10    291,19( MN / m ) Wu b.h 0,07.0,008 Vậy tất nhíp thoả mản điều kiện:  max   max  950 MN / m  3.2.2 Tính tốn kiểm tra bền nhíp sau Giả thiết làm việc nhíp tiếp xúc truyền lực cho đầu lá, phần cịn lại nhíp khơng tiếp xúc mà biến dạng tự Sơ đồ tính hình vẽ l1 X2 l2 l3 X3 l4 X4 Xk lk Xk+1 lk+1 ln-1 ln X k+2 Xn X2 X3 Xk-1 Xk Xk+1 X n-1 Xn Hình 3.10 Sơ đồ tính tốn nhíp theo phương pháp tải trọng tập trung Trong đó: l1,l2 - Khoảng cách từ tâm trục bắt nhíp đến tai nhíp hk - Chiều dày nhíp thứ k Ln - Chiều dài nhíp tính thứ n + Ở điểm tiếp xúc nhíp thứ thứ hai:  J  l 0,5   1.P  J1  l2  LỚP : 64DCOT06  l J  1   X  0,5. J1    l2 56     l2    1 X 0  l3  SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Thay số vào ta có : P - 2X2 +2255,19 X3 = (1) + Ở điểm tiếp xúc nhíp thứ hai thứ 3: J 0,5 J2  l2  l  J    1 X  1   X  0,5. J2    l3   l3     l3    1 X 0  l4  Thay số vào ta có: 1,355.X2 - 2.X3 + 0,789.X4 = (2) + Ở điểm tiếp xúc thứ thứ 4: J 0,5 J3   l3  l J    1 X  1   X  0,5. J3   l4   l4      l4    1 X 0  l5  Thay số vào ta có:1,247.X3 - 2.X4 + 0,781.X5 = (3) + Ở điểm tiếp xúc thứ thứ 5: J 0,5 J4  l4  l  J    1 X  1   X  0,5. J4    l5   l5     l5    1 X 0  l6  Thay số vào ta có: 1,259.X4 - 2X5 + 0,75.X6 = (4) + Điểm tiếp xúc thứ thứ 6: J 0,5 J5  l5   l J    1 X  1   X  0,5. J5   l6    l6     l6    1 X 0  l7  Thay số vào ta có: 1,3.X5 - 2X6 + 0,706 X7 = (5) + Điểm tiếp xúc thứ thứ 7:  J  l 0,5   1 X  J  l7   l  J  1   X  0,5.  J6    l7   l7    1 X 0  l8  Thay số vào ta có: 1,37.X5 - 2X6 + 0,64 X7 = (5) + Điểm tiếp xúc cuối cùng: 0,5 J  l7    1 X  J  l8   J8  1   X 0  J7  Thay số vào ta có: 1,49.X6 - 2X7 = (6) Với: P Z t 4510,39  2255,19( N ) 2 Giải hệ phương trình (1), (2), (3), (4), (5), (6),(7) ta được: X2 = 1913,48 (N) X3 = 2194,08 (N) LỚP : 64DCOT06 57 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH X4 = 2274,96 (N) X5 = 2321,54 (N) X6 = 2366,06 (N) X7 = 2428,32 (N) Mômen ngoại lực tác dụng lên thứ nhất: M1 = P  l1 - X2 l2 = 2255,19 x 0,625 – 1913,48 x 0,625 = 427,15 (N.m) 1  M M 6 427,15 6 10   572,07( MN / m ) 2 Wu b h 0,07 0.008 Ứng suất nhíp thứ ngoại lực gây ra: Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ hai: M2 = X2 l2 - X3 l3 = 1913,48  0,625 –2194,01  0,625= 601,41 (N.m) 2  M M 601,4110   805,46( MN / m ) Wu b h 0,07 0,0082 Ứng suất nhíp thứ hai ngoại lực gây ra: Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ ba: M3 =X3 l3 - X4 l4 = 2194,08  0,625- 2274,96  0,435 = 305,49 (N.m) M M 305,49 10 3    409,14( MN / m ) 2 Wu b h 0,07 0,008 Ứng suất thứ ba ngoại lực gây ra: Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ tư: M4 = X4 l4 - X5 l5 = 2274,96 0,435- 2321,54 x 0,37 = 238,63 (N.m) Ứng suất thứ tư ngoại lực gây ra: M M 238,63 10  4    319,59( MN / m ) 2 Wu b h 0,07 0,008 Mơmen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ năm: M5= X5 l5 - X6 l6 = 2321,54 x 0,37- 2366,06 x 0,31= 209,89(N.m) Ứng suất ngoại lực tác dụng lên thứ 5: 5  M M 209,89 10    281,1( MN / m ) 2 Wu b h 0,07 0,008 Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ sáu: M6 = X6 l6 - X7 l7 = 2366,06 x 0,31 – 2428,32 x 0,245 = 190,89 (N.m) LỚP : 64DCOT06 58 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Ứng suất ngoại lực tác dụng lên thứ 6: M 6 M 6 190,89 10 6    255,66( MN / m ) 2 Wu b h 0,07 0,008 Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ bảy: M7 = X7 l7 – X8 l8 = 2428,32 x 0,245 – 2531,33 x 0,185= 173,34 (N.m) Ứng suất ngoại lực tác dụng lên thứ 7: 7  M M 173,34 10   232,16( MN / m ) 2 Wu b h 0,07 0,008 Mômen ngoại lực tác dụng lên nhíp thứ tám: M8 = P.l8 = 2255,19 x 0,185 = 217,42 (N.m) Ứng suất ngoại lực tác dụng lên thứ 8: 8  M 6.M 6.217,42.10    291,19( MN / m ) Wu b.h 0,07.0,0082 Vậy tất nhíp thoả mản điều kiện:  max   max  950 MN / m  3.2.3 Tính tốn kiểm nghiệm bền giảm chấn: Giảm chấn dùng để dập tắt dao động vỏ lốp xe cách chuyển dao động thành nhiệt Giảm chấn ôtô dùng giảm chấn thủy lực nên ma sát chất lỏng lỗ tiết lưu ma sát chủ yếu để dập tắt dao động Các yêu cầu giảm chấn: -Đảm bảo trị số thay đổi đường đặc tính dao động, cụ thể: + Dập tắt nhanh dao động tầng số dao động lớn + Hạn chế lực truyền qua giảm chấn lên thùng xe -Làm việc ổn định ôtô chuyển động đường khác -Tuổi thọ cao -Trọng lượng kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ Để đảm bảo yêu cầìu Nên thiết kế giảm chấn thủy lực ống lồng có đường đặc tính khơng đối xứng có van giảm tải Giảm chấn ống hai đầu giảm chấn nối trực tiếp với phần treo khơng treo thơng qua hệ thống địn Do lực tác dụng lên giảm chấn áp suất LỚP : 64DCOT06 59 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH làm việc chất lỏng nhỏ hơn.Thành mỏng hơn, nhẹ giảm chấn đòn khoảng hai lần, kết cấu chế tạo đơn giản, điều kiện làm mát tốt nên sử dụng rộng rãi * Tính tốn nhiệt giảm chấn trước : Phương trình cân nhiệt chất lỏng giảm chấn: Nt= t.Sg.(tg- tm) [Nm/s] Trong đó: N t  K gt  K gn  V g2 [Nm/s] Với Vg= 0,2 [cm/s] ta được: 0,2 N t  2179,32  1089,66   10,9 (Nm/s) t = (58 - 81,2) W/m2.độ, chọn t= 80 W/m2.độ Sg - diện tích mặt ngồi giảm chấn [m2]: D  S g  D.  l g  [m2] 2  Với D = dngc= 45 mm ta được: D   0,045  S g  D.  l g  3,14 0,045   0,150  = 0,024 (m2) 2    tm - nhiệt độ môi trường[oC] Chọn tm= 30 oC tg - nhiệt độ thành giảm chấn[oC] tg ≤ (100 - 120)oC Ta tính nhiệt độ thành giảm chấn (tg): tg  Nt 10,9  tm   30 37 (oC)  t S g 60 0,024 Vậy tg không vượt giá trị cho phép (100 - 120) oC * Tính tốn nhiệt giảm chấn sau: Phương trình cân nhiệt chất lỏng giảm chấn: LỚP : 64DCOT06 60 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Nt= t.Sg.(tg- tm) [Nm/s] Trong đó: N t  K gt  K gn  V g2 [Nm/s] Với Vg= 0,2 cm/s ta được: 0,2 N t  2179,32  1089,66  21,79 (Nm/s) t = (58 - 81,2) W/m2.độ, chọn t= 80 W/m2.độ Sg - diện tích mặt giảm chấn [m2]: D  S g  D.  l g  [m2] 2  Với D = dngc= 78 mm ta được: D   0,078  S g  D.  l g  3,14 0,078   0,185  = 0,0549 (m2) 2    tm - nhiệt độ môi trường[oC] Chọn tm= 30 oC tg - nhiệt độ thành giảm chấn[oC] tg ≤ (100 - 120)oC Từ (5.40) ta tính nhiệt độ thành giảm chấn (tg): tg  Nt 21,79  tm   30 36,6 (oC)  t S g 60.0,0549 Vậy tg không vượt giá trị cho phép (100 - 120) oC 3.3 Chẩn đoán, sửa chữa hệ thống treo 3.3.1 Bộ phận dẫn hướng Mòn khớp trụ, khớp cầu Biến dạng khâu địn giằng, bệ đỡ, bệ xoay, dầm cầu, nhíp lá, quang treo Các hư hỏng làm cho bánh xe qua hệ động học, động lực học đúng, gây nên mài mòn lốp nhanh, khả ổn định chuyển động, tính dẫn hướng xe…tuỳ theo mức độ hư hỏng mà biểu rõ nét hay mờ LỚP : 64DCOT06 61 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH 3.3.2 Bộ phận đàn hồi Bộ phận đàn hồi định tần số dao động riêng ô tô, hư hỏng ảnh hưởng nhiều tới tiêu chất lượng kể Giảm độ cứng, hậu làm giảm chiều cao thân xe, tăng khả va đập cứng phanh hay tăng tốc, gây ồn, đồng thời dẫn tới tăng tốc dao động thân xe, làm xấu độ êm dịu xe đường xấu Bó kẹt nhíp hết mỡ bôi trơn làm tăng độ cứng, hậu việc bó cứng nhíp làm cho tơ chuyển động trền đường xấu bị rung xóc mạnh, êm dịu chuyển động, tăng lực tác dụng lên thân xe, giảm khả bám dính, tuổi thọ giảm chấn cầu xe thấp Gãy phận đàn hồi tải làm việc, hay mỏi vật liệu Khi gãy số nhíp trung gian dẫn tới giảm độ cứng Khi bị gãy nhíp nhíp vai trị phận dẫn hướng.Nếu lò xo xoắn ốc hay xoắn bị gãy, dẫn tới tác dụng phận đàn hồi Vỡ ụ tăng cứng hệ thống treo làm mềm phân đàn hồi, tăng tải trọng tác dụng lên phận đàn hồi, Vỡ ụ tỳ hạn chế hành trìh tăng tải trọng tác dụng lên phận đàn hồi Cả hai trường hợp gây nên va đập, tăng ổn hệ thống treo, Các tiếng ồn hệ thống treo làm cho toàn thân xe hay vỏ xe phát tiếng ồn lớn, làm xấu môi trường hoạt động ôtô Rơ lỏng liên kết như: quang nhíp, đại kẹp, giá đỡ lị xo… gây nên tiếng ồn, xơ lệch cầu ơtơ, khó điều khiển, nặng tay lái, tăng độ ổn định xe hoạt động, dễ gây tai nan giao thông 3.3.3 Bộ phận giảm chấn Bộ phận giảm chấn cần thiết phải làm việc với lực cản hợp lý nhằm dập tắt nhanh chóng dao động thân xe Hư hỏng giảm chấn dẫn tới thay đổi lực Tức giảm khả dập tắt dao động thân xe, đặc biệt gây nên giảm mạnh độ bám dính đường Các hư hỏng thường gặp là: Mịn đơi xy lanh, piston, Piston xi lanh đóng vai trị dẫn hướng với séc măng hay phớt làm nhiệu vụ bao kín khoang dầu Trong q trình làm việc giảm chấn piston xi lanh dịch chuyển tương đối, gây mòn nhiều piston, làm xấu khả LỚP : 64DCOT06 62 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH 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 xi lanh, gây giảm lực cản hai hành tình nén trả, dần tác dụng dập tắt dao động nhanh Hở phớt bao kín chảy đầu giảm chấn Hư hỏng hay xảy giảm chấn ống, đặc biệt giảm chấn ống lớp vỏ, Do điều kiện bôi trơn phớt bao kín cà cần piston hạn chế, nên mịn tránh sau thời gian dài sử dụng, dầu chảy qua khe phớt làm tác dụng giảm chấn Sự thiếu dầu giảm chấn hai lớp vỏ dẫn tưói lọt khơng khí vào buồng bù, giảm tính chất ổn định làm việc Ở giảm chấn lớp vỏ, hở phớt bao kín dẫn tới đẩy hết dầu giảm nhanh áp suất Ngồi hở phớt cịn kéo theo bụi bẩn bên ngồi vào tăng nhanh tốc độ mài mịn 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 dộ áp suất thay đổi Giữ độ nhớt khoảng thời gian dài Khi có nước hay tạp chất hoá học lẫn vào dễ làm dầu biến chất Các tính chất lý thay đổi làm cho tác dụng giảm chất mât đi, làm bó kẹt giảm chấn Kẹt van giảm chấn xảy hai dạng: Ln mở ln đóng Nếu van kẹt mở lực cản giảm chấ bị giảm nhỏ Nếu van giảm chấn bị kẹt đóng lực cản giảm chấn khơng điều chỉnh, làm tăng lực cản giảm chấn Sự kẹt van giảm chấn xảy dầu thiếu hay bị bẩn, phớt bao kín bị hở Các biểu hư hỏng phụ thuộc vào trạng thái kết cấu van hành 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 Do tải làm việc, cần piston giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn Nát cao su chỗ liên kết phát thông qua quan sát đầu liên kết Khi bị vỡ nát ô tô chạy trền 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 bệ kiểm tra hệ thống treo LỚP : 64DCOT06 63 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH 3.3.4 Bánh xe Bánh xe coi phần tổng hệ thống treo, thay đổi sử dụng là: Áp suất lốp, độ mòn, cân bằng… 3.3.5 Thanh ổn định Hư hỏng ổn định chủ yếu là: nát gối tựa cao su, giảm độ cứng, hư hỏng dòn liêu kết Hậu hư hỏng tương tự phận đàn hồi, xảy ô tô bị nghiêng hay chạy trền đường có sóng ghềnh 3.3.6 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo - Quan sát nứt nhíp, vặn chặt mối ghép: Quang nhíp, dầu cố định , di động nhíp… - Bơi trơn cho ắc nhíp - Do độ võng tĩnh nhíp so sánh với tiêu chuẩn, không đảm bảo phải thay - Kiểm tra độ mịn ắc nhíp, bạc ắc nhíp - độ với giảm chấn phải kiểm tra rò rỉ dầu ( Với giảm chấn ống, rỉ dầu nhiều phải thay mới, với giảm chấn đòn bổ xung dầu giảm chấn qua lỗ bổ xung dầu ), Xiết chặt mối ghép LỚP : 64DCOT06 64 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH KẾT LUẬN Sau tháng làm đồ án đến đồ án em hồn thành Với đề tài giao : “Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Kia K3000S” Việc thiết kế dựa vào kiến thức học, tài liệu tham khảo cộng với tham khảo số xe có sẵn hướng dẫn tận tình thầy giáo DƯƠNG QUANG MINH đồ án tốt nghiệp em hoàn thành tốt đẹp Phần thuyết minh bao gồm nội dung cơng việc tính tốn thiết kế hệ thống treo Hệ thống treo phụ thuộc với phận đàn hồi nhíp giảm chấn thoả mãn yêu cầu : - Đảm bảo êm dịu chuyển động xe hoạt động đường tốt đường xấu Tần số dao động cho phép giúp lái xe hàng hóa bị ảnh hưởng - Hoạt động giảm chấn có đặc tính thích hợp xe phù hợp với lực kích động mặt đường đảm bảo dập tắt dao động tương đối tốt Tạo ổn định cho vỏ xe mặt phẳng dọc phanh tăng tốc - Các nhíp thiết kế cho ứng suất nhíp điểm tăng độ bền nhíp khả làm việc - Đảm bảo độ an toàn tối đa cho xe chạy tốc độ - Đảm bảo độ bền độ bền lâu phù hợp với chu kỳ sửa chữa - Các chi tiết hệ thống treo kiểm bền đầy đủ đạt khả an toàn cho xe - Các chi tiết hệ thống treo thiết kế có kích thước phù hợp cho việc lựa chọn sửa chữa thay Sau hoàn thành đồ án em có thêm nhiều hiểu biết sâu sắc thiết kế tính tốn ơtơ nói chung hệ thống treo nói riêng Qua em ứng dụng vào thực tế tạo điều kiện thuận lợi trình làm việc sau Tuy khả cịn hạn chế nên đồ án em cịn nhiều thiếu sót Vì em kính mong bảo thầy mơn để em hồn thiện thêm kiến thức Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo môn, đặc biệt thầy giáo DƯƠNG QUANG MINH nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cám ơn! LỚP : 64DCOT06 65 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH PHỤ LỤC : TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Hắc Hùng, 2008, Kết cấu tính tốn tơ, NXB Giao Thơng Vận Tải [2] Nguyễn Khắc Trai , 2010, Kết cấu ô tơ, NXB Bách Khoa Hà Nội [3] Hồng Đình Long , 2006, Kỹ thuật sửa chữa ô tô, NXB Giáo Dục [4].TS Nguyễn Đức Quý, 2015, Giáo trình Autodesk Inventor 2014 [5] Đặng Q, 2011, Tính tốn thiết kế tô, ĐH sư phạm kỹ thuật HCM [6] Th.S Nguyễn Cơng Chương, 2015, Giáo trình kết cấu vào tính tốn ô tô, NXB Giao Thông Vận Tải [7] PGS.TS Ninh Đức Tốn, 2006, Giáo trình dung sai lắp ghép kĩ thuật đo lường, NXB Giáo Dục [8] Trịnh Duy Đỗ, 2005, Giáo trình đo lường dung sai lắp ghép, NXB Hà Nội LỚP : 64DCOT06 66 SVTH : NGUYỄN VĂN NGỌC ... Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ KIỂM BỀN HỆ THỐNG TREO TRÊN XE KIA K3000S 3.1 Tính tốn thiết kế hệ thống treo xe Kia K3000S 3.1.1 Chọn thơng số nhíp:  Các thơng sơ bản: Trong q trình thiết kế, người... loại hệ thống treo khác Nếu phân loại theo sơ đồ phận dẩn hướng hệ thống treo dược chia hai loại: hệ thống treo độc lập hệ thống treo phụ thuộc 1.1.3.1 Hệ thống treo độc lập Hình 1.1 Hệ thống treo. .. ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : DƯƠNG QUANG MINH Chương KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG TREO TRÊN XE KIA K3000S 2.1 Tổng thể xe KIA K3000S Ôtô tải KIA K3000S loại xe tải thùng Hàn Quốc sản xuất, trọng tải 1,4