Thiết kế hệ thống treo xe tải 7 tấn (Link CAD: https://bit.ly/39YB9dG)

Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Lời nói đầu Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO .5 1.1 Lịch sử hình thành 1.2 Công dụng phân loại hệ thống treo 1.2.1 Công dụng 1.2.2 Phân loại .6 1.2.2.1 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phận dẫn hướng .6 1.2.2.2 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phần tử đàn hồi 1.2.2.3 Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1 Phân tích phương án bố trí hệ thống treo 2.1.1 Các phương án bố trí 2.1.2 Phân tích ưu, nhược điểm chung phương án bố trí 2.1.2.1 Ưu điểm hệ theo phụ thuộc 2.1.2.2 Nhược điểm hệ treo phụ thuộc 2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế phận đàn hồi 2.3 Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn 11 2.4 Các thông số .12 Chương III: TÍNH TỐN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC 13 3.1 Tính phần tử đàn hồi nhíp .13 3.1.1 Xác định tần số dao động 13 3.1.2 Tính tốn chọn thơng số nhíp 14 3.1.3 Tính độ cứng nhíp .19 3.1.4 Tính bền nhíp .21 3.1.5 Tính bền tai nhíp 25 3.1.6 Tính kiểm tra chốt nhíp 26 3.2.Tính tốn giảm chấn 27 3.2.1 Xác định hệ số cản giảm chấn Kg 27 3.2.1.1 Hệ số cản hệ thống treo: 28 3.2.1.2 Tính tốn hệ số cản giảm chấn 28 3.2.2 Xác định kích thước van 30 3.2.2.1 Xác định kích thước van trả 31 Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải 3.2.2.2 Xác định kích thước van nén 34 3.2.3 Kiểm tra điều kiện bền 37 3.2.3.1 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt giảm chấn 37 3.2.3.2 Kiểm tra điều kiện bền đường kính đẩy: 38 3.2.4 Xác định kích thước số chi tiết khác giảm chấn .38 3.2.4.1 Lò xo 38 Chương IV: TÍNH TỐN HỆ THỐNG TREO SAU 43 4.1 Tính tốn nhíp 43 4.1.1 Tính tốn chọn thơng số 43 4.1.2 Tính tốn nhíp 44 4.1.2.1 Chọn sơ thông số 44 4.1.2.2 Tính độ cứng thực tế nhíp: .48 4.1.2.3 Kiểm tra bền nhíp 50 4.1.2.4 Tính bền tai nhíp .54 4.1.2.5 Tính kiểm tra chốt nhíp 55 4.1.3 Tính tốn nhíp phụ 56 4.1.3.1 Chọn thơng số chính: 56 4.1.3.2 Tính độ cứng thực tế nhíp : .59 4.1.3.3 Kiểm tra bền nhíp 60 4.2.Tính tốn giảm chấn cầu sau 63 4.2.1 Tính tốn hệ số cản giảm chấn 63 4.2.2 Xác định kích thước van 66 4.2.2.1 Xác định kích thước van trả 67 4.2.2.2 Xác định kích thước van nén 70 4.2.3 Kiểm tra điều kiện bền 73 4.2.3.1 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt giảm chấn: 73 4.2.3.2 Kiểm tra điều kiện bền đường kính đẩy: 74 4.2.4 Xác định kích thước số chi tiết khác giảm chấn .74 4.2.4.1 Lò xo 74 5.1 Hư hỏng thường gặp 79 5.1.1 Bộ phận đàn hồi .79 5.1.2 Bộ phận giảm chấn 80 5.2 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo .81 Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chuyên dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Kết luận 82 Tài liệu tham khảo 83 Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ô tô xe chuyên dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Lời nói đầu Ơ tô phương tiện quan trọng mạng lưới giao thông quốc gia, đặc biệt quốc gia phát triển Vận tải ô tô chiểm khoảng 80% tỉ trọng ngành vận tải, nhu cầu vận tải lại không ngừng gia tăng khả vận chuyển hàng hóa, người cách linh hoạt đa dạng, kể thành phố nông thôn Điều chứng tỏ cấp thiết phương tiện này, đòi hỏi quan tâm mạnh mẽ quốc gia Việt Nam q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước vươn lên trở thành quốc gia có thu nhập trung bình Với việc mở cửa kêu gọi đầu tư, khu công nghiệp, chế xuất ngày nhiều mở rộng khắp nước với hệ thống giao thông đường dần hồn thiện địi hỏi ln chuyển vận tải hàng hóa phải nhanh chóng, kịp thời, giá thành rẻ Chính vậy, em nhận thấy dịng xe tải có tải trọng trung bình phù hợp với bối cảnh nước ta Mặc khác, ô tô địi hỏi an tồn, bền bỉ tính tiện nghi ngày cao, tính êm dịu chuyển động tiêu quan trọng xe Với kiến thức học nhà trường, với tìm hiểu thực tiễn chủ trương nội địa hóa, em chọn đề tài: Thiết kế hệ thống treo xe tải Trong trình làm đồ án, hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn Nguyễn Trọng Hoan thầy cô khác môn môn trình độ em cịn có hạn, lại thiếu kinh nghiệm nên đồ án chắn nhiều thiếu sót Em mong thầy thơng cảm đóng góp thêm để em làm tốt tương lai Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Trần Việt Thắng Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ô tô xe chuyên dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 Lịch sử hình thành Sự phát triển xã hội loài người gắn liền với phát triển loại phương tiện giao thông vận tải Con người sử dụng sức kéo động vật loại xe kéo, đến ô tô phát minh bánh xe liên kết cứng với thân xe bánh xe đàn hồi Điều gây khó khăn lớn cho phương tiện hoạt động, hạn chế tốc độ di chuyển; gây nguy hiểm xuất dao động mạnh hàng hóa người xe Do vấn đề dao động quan tâm vấn đề quan trọng phương tiện vận tải nói chung đặc biệt ô tô Năm 1888, J.B Dunlop phát minh lốp cao su có chứa khí nén bên giúp tốc độ ô tô vượt qua 40 km/h Hơn thế, tơ cịn bố trí hệ thống liên kết bánh xe thân xe, hệ thống gọi hệ thống treo Trong hệ thống treo bánh xe liên kết mềm với thân xe lốp cao su có chứa khí nén, giúp cho thân xe không bị va đập mạnh mấp mô mặt đường, đảm bảo thân xe chuyển động êm dịu bảo vệ tốt hàng hóa người, hạn chế tải trọng phá hỏng 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 Xe chuyển động có êm dịu hay khơng phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng hệ thống treo Để đảm bảo công dụng nêu hệ thống treo thường có phận chủ yếu: - Bộ phận hướng - Bộ phận đàn hồi Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải - Bộ phận giảm chấn 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 ngược lại Bộ phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu chi tiết (hoặc cụm nhi tiết) đàn hồi kim loại (nhíp, lị xo xoắn, xoắn) khí (trong trường hợp hệ thống treo khí thuỷ khí) Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng dao động cách biến lượng dao động thành nhiệt toả Việc biến lượng dao động thành nhiệt nhờ ma sát Giảm chấn ô tô giảm chấn thuỷ lực, xe dao động, chất lỏng giảm chấn pittông giảm chấn dồn từ buồng sang buồng qua lỗ tiết lưu Ma sát chất lỏng với thành lỗ tiết lưu lớp chất lỏng với biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả ngồi Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức đảm bảo cho bánh xe dao động mặt phẳng đứng, phận hướng làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men khung vỏ bánh xe 1.2.2 Phân loại Hệ thống treo ôtô thường phân loại dựa vào cấu tạo phận đàn hồi, phận dẫn hướng theo phương pháp dập tắt dao động 1.2.2.1 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phận dẫn hướng Hệ thống treo phụ thuộc: hệ thống treo mà bánh xe bên trái bên phải 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 khơng cao Nếu hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi nhíp làm nhiệm vụ phận dẫn hướng Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Hệ thống treo cân bằng: dùng xe có tính thơng qua cao với cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc hai hàng bánh xe hai cầu liền Hệ thống treo độc lập: hệ thống treo mà bánh xe bên phải bánh xe bên trái khơng có liên kết cứng Do dịch chuyển bánh xe không gây nên dịch chuyển bánh xe Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển bánh xe mà người 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 độc lập sử dụng xe có kết cấu rời, có độ êm dịu xe cao, nhiên kết cấu phận hướng phức tạp, giá thành đắt a) Treo phụ thuộc 1.Thùng xe b) Treo độc lập Bộ phận đàn hồi Bộ phận giảm chấn Dầm cầu Các đòn liên kết hệ treo Sơ đồ hệ thống treo 1.2.2.2 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phần tử đàn hồi Phần tử đàn hồi kim loại: nhíp lá, lị xo 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 khơng kháng áp Phần tử đàn hồi cao su có loại làm việc chế độ nén làm việc chế độ xoắn Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ô tô xe chuyên dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải 1.2.2.3 Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động Dập tắt dao động nhờ giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn dạng ống Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1 Phân tích phương án bố trí hệ thống treo 2.1.1 Các phương án bố trí 2.1.2 Phân tích ưu, nhược điểm chung phương án bố trí 2.1.2.1 Ưu điểm hệ theo phụ thuộc Khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách hai bánh xe (được nối cứng) không thay đổi Điều nàylàm cho mòn lốp giảm trường hợp treo độc lập Do hai bánh xe nối cứng nên có lực bên tác dụng lực Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải đựơc chia cho hai bánh xe làm tăng khả truyền lực bên xe, nâng cao khả chống trượt bên Hệ treo phụ thuộc dùng cho cầu bị động có cấu tạo đơn giản Giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng 2.1.2.2 Nhược điểm hệ treo phụ thuộc Do đặc điểm kết cấu hệ thống treo phụ thuộc nên chúng có khối lượng khơng treo lớn Trên cầu bị động khối lượngnày bao gồm khối lượng rầm thép, khối lượng cụm bánh xe, phần nhíp lị xo giảm chấn Nếu cầu chủ động gồm vỏ cầu toàn phần truyền lực bên cầu cộng với nửa khối lượng đoạn đăng nối với cầu Trong truờng hợp cầu dẫn hướng khối lượng cịn thêm phần địn kéo ngang, địn kéo dọc hệ thống lái Khối lượng không treo lớn làm cho độ êm dịu chuyển động không cao di chuyển đoạn đường gồ ghề sinh va đập lớn làm khả bám bánh xe Kết cấu hệ treo phụ thuộc cồng kềnh, lớn chiếm chỗ gầm xe Co hai bánh xe lắp dầm cầu cứng nên dao động hệ dầm cầu dao động theo gầm xe phải có khoảng khơng 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 ơtơ Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc gây bất lợi khác bên bánh xe dao động bánh bên dao động theo, chuyển dịch bánh bên phụ thuộc bánh bên ngược lại Điều gây ổn định xe quay vịng 2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế phận đàn hồi Bộ phận đàn hồi kim loại: Bộ phận đần hồi kim loại thường có dạng để lựa chọn: nhíp lá, lị xo xoắn xoắn Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ô tô xe chuyên dụng K57 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải • Nhíp thường dùng hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăng Khi chọn phận đàn hồi nhíp lá, kết cấu lắp ghép hợp lý thân phận đàn hồi làm nhiệm vụ phận hướng Điều làm cho kết cấu hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng Vì nhíp sử dụng rộng rãi nhiều loại xe kể xe du lịch Nhíp ngồi nhược điểm chung phận đần hồi kim loại cịn có nhược điểm khối lượng lớn • Lị xo xoắn thường sử dụng nhiều hệ thống treo độc lập Lò xo xoắn chịu lực thẳng đứng hệ thống treo có phận đàn hồi lị xo xoắn phải có phận hướng riêng biệt So với nhíp lá, lị xo xoắn có trọng lượng nhỏ • Bộ phận đàn hồi xoắn sủ dụng số hệ thống treo độc lập ơtơ So với nhíp lá, lị xo xoắn đàn hồi lớn hơn, trọng lượng nhỏ lắp đặt dễ dàng Bộ phận đàn hồi kim loại có ưu điểm kết cấu đơn giản, giá thành hạ Nhược điểm loại độ cứng không đổi (C=const) Độ êm dịu xe đảm bảo vùng tải trọng định, khơng thích hợp với xe có tải trọng thường xuyên thay đổi Mặc dù phận đàn hồi kim loại sử dụng phổ biến chủ yếu loại xe Bộ phận đàn hồi khí: Loại có ưu điểm độ cứng phần tử đàn hồi (lị xo khí) khơng phải số có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến thích hợp sủ dụng ơtơ Mặt khác theo tải trọng điều chỉnh độ cứng phần tử đàn hồi (bằng cách thay đổi áp suất lị xo khí) cho phù hợp Vì hệ thống treo loại có độ êm dịu cao Tuy nhiên phận đần hồi có kết cấu phức tạp, giá thành cao, trọng lượng lớn (vì có thêm nguồn cung cấp khí, van phải có phận hướng riêng) Trên xe du lịch thường trang bị cho dòng xe đắt tiền, sang trọng Còn xe tải, sử dụng xe có tải trọng lớn Các loại xe đua phận đàn hồi dạng sử dụng nhiều dạng hệ thống treo thủy khí điều khiển Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chuyên dụng K57 10 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Van trả mạnh làm việc vận tốc piston v>0,3(m/s) Khi xe làm việc điều kiện đường xá gồ ghề, mặt đường xấu, lúc lực kích động mặt đường lớn giảm chấn làm việc chế độ tải nặng làm giảm chấn bị kéo mạnh, lúc áp suất dầu tăng cách đột ngột Với vận tốc v>0,3(m/s) chất lỏng lúc có áp suất cao làm mở hết van trả, tức diện tích lưu thơng tối đa vận tốc tiết diện lưu thơng khơng đổi khơng thể mở rộng nữa, diện tích lưu thơng số Giai đoạn van trả mạnh bắt đầu mở đến mở hoàn toàn giai đoạn chuyển tiếp hay giai đoạn độ Giai đoạn xảy thời gian nhỏ, ta bỏ qua không xét đến giai đoạn - ∑f Từ công thức (3.b.3) suy tổng diện tích van trả: v Ft v1 = µ 0,8∆p2g γ Trong đó: ∑f - v : Tổng diện tích lỗ van trả nhẹ trả mạnh Lực cản hành trình trả mạnh: Lực cản trường hợp trả mạnh lực cản hành trình trả nhẹ cộng thêm lượng gia tăng diện tích bằng: Ztm=Ztn+kKt(v2-v1) Trong đó: Ztn: lực cản hành trình trả nhẹ Ztn=2366,55(N) k: hệ số kể đến gia tăng vận tốc: k=0,5 Kt: hệ số cản hành trình trả Kt=7888,5 (Ns/m) v1: vận tốc tương đối piston xilanh trả nhẹ.v1=0,3(m/s) v2: vận tốc tương đối piston xilanh trả mạnh Xét vận tốc v2=0,5(m/s) Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chuyên dụng K57 69 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải ⇒Ztm=2366,55+0,5.7888,5.0,2=3155,4 (N) - Độ chênh áp suất dòng chất lỏng là: ∆p = Z tm 3155, = = 3349681 (N/m2) Ft 9, 42.10−4 - Thay số ta có tổng diện tích van trả: ∑ fv = Ft v1 µ 0,8∆p2g γ = 9, 42.10−4.0,5 = 13.10 −6 0,8.3349681.2.9,8 (m ) 0,5 9000 Vậy tổng diện tích lỗ van trả mạnh là: ∑f vtm = ∑ f v − ∑ f vtn =13.10-6-9.10-6=4.10-6(m2) Chọn số lỗ van trả mạnh lỗ Đường kính lỗ là: d = 4∑ f vtm = 6Π 4.4.10−6 = 10−3 (m) = 1(mm) 6Π Vậy van trả mạnh có lỗ đường kính lỗ d=1(mm) 4.2.2.2 Xác định kích thước van nén Xác định kích thước van nén nhẹ Van nén nhẹ làm việc vận tốc piston v≤0,3(m/s) Khi xe làm việc điều kiện đường xá tương đối tốt mặt đường không gồ ghề lắm, lúc lực kích động mặt đường nhỏ giảm chấn làm việc chế độ tải nhẹ tức lúc áp suất dầu không cao Với vận tốc v≤0,3(m/s) chất lỏng qua lỗ van thông qua chưa đủ áp suất làm thay đổi diện tích lưu thơng với vận tốc lưu thơng diện tích lưu thơng số - Từ công thức (3.b.3) suy tổng diện tích van nén nhẹ: ∑f vnn = Fn v1 0,8∆p2g µ γ Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tô xe chuyên dụng K57 70 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải - Diện tích làm việc hiệu dụng piston hành trình nén: Fn= Π d p Trong đó: dp: đường kính piston dp=0,04(m) ⇒Fn=12,6.10-4(m2) - Lực cản giảm chấn hành trình nén nhẹ: Znn=Knv Trong đó: Kn: hệ số cản hành trình nén nhẹ Kn=2628,5 (Ns/m) v: vận tốc tương đối piston xilanh.v=0,3(m/s) ⇒Znn=2628,5.0,3=788,55(N) - Độ chênh áp suất dòng chất lỏng là: ∆p = Znn 788,55 = = 625883 (N/m2) Fn 12,6.10 −4 Thay số ta có tổng diện tích van nén nhẹ: ∑ f vnn = Fn v1 12,6.10−4.0,3 = = 23.10−6 0,8∆p2g 0,8.625883.2.9,8 (m ) µ 0,5 γ 9000 Chọn số lỗ van nén nhẹ lỗ Đường kính lỗ là: d = 4∑ f vnn 6Π = 4.23.10−6 = 2, 2.10−3 (m) = 2, 2(mm) 6Π Vậy van nén nhẹ có lỗ đường kính lỗ d=2,2(mm) Xác định kích thước van nén mạnh Van nén mạnh làm việc vận tốc piston v>0,3(m/s) Khi xe làm việc điều kiện đường xá gồ ghề, mặt đường xấu, lúc lực kích động mặt đường lớn giảm chấn làm việc chế độ tải nặng làm giảm chấn bị nén mạnh, tức lúc áp suất dầu cao Với vận tốc v>0,3(m/s) chất lỏng lúc có áp suất cao Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 71 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải làm mở hết van nén, tức diện tích lưu thơng tối đa vận tốc thiết diện lưu thơng khơng đổi khơng thể mở rộng nữa, diện tích lưu thông số Giai đoạn van nén mạnh bắt đầu mở đến mở hoàn toàn giai đoạn chuyển tiếp hay giai đoạn độ Giai đoạn xảy thời gian nhỏ, ta bỏ qua không xét đến giai đoạn - Từ cơng thức (3.b.3) suy tổng diện tích van nén: ∑f Trong đó: v = ∑f Fn v1 0,8∆p2g µ γ v : Tổng diện tích lỗ van nén nhẹ nén mạnh Lực cản hành trình nén mạnh: Lực cản trường hợp nén mạnh lực cản hành trình nén nhẹ cộng thêm lượng gia tăng diện tích bằng: Znm=Znn+kKn(v2-v1) Trong đó: Znn: lực cản hành trình nén nhẹ Znn=788,55 (N) k: hệ số kể đến gia tăng vận tốc k=0,5 Kn: hệ số cản hành trình nén Kn=2628,5 (Ns/m) v1: vận tốc tương đối piston xilanh nén nhẹ.v1=0,3(m/s) v2: vận tốc tương đối piston xilanh nén mạnh Xét vận tốc v2=0,5(m/s) ⇒Znm=788,55+0,5.2628,5.0,2=1051,4 (N) - Độ chênh áp suất dòng chất lỏng là: ∆p = - Znm 1051, = = 834444 (N/m2) Fn 12, 6.10−4 Thay số ta có tổng diện tích van nén: Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 72 Đồ án tốt nghiệp ∑ fv = Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Fn v 12,6.10−4.0,5 = = 33.10−6 0,8∆p2g 0,8.834444.2.9,8 (m ) µ 0,5 γ 9000 Vậy tổng diện tích lỗ van nén mạnh là: ∑f vnm = ∑ f v − ∑ f vnn =33.10-6-23.10-6=10.10-6(m2) Chọn số lỗ van nén mạnh lỗ Đường kính lỗ là: d = 4∑ f vnm 6Π = 4.10.10−6 = 1,5.10−3 (m) = 1,5(mm) 6.Π Vậy van nén mạnh có lỗ đường kính lỗ d=1,5(mm) 4.2.3 Kiểm tra điều kiện bền 4.2.3.1 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt giảm chấn: - Nhiệt lượng lớn toả giảm chấn làm việc xác định theo công thức: Qmax=αF(Tmax-T0)t α: Hệ số truyền nhiệt.α=68(kcal/m2.0C.h) T0: nhiệt độ môi trường.T0=30(0C) Tmax: giới hạn nhiệt độ giảm chấn.Tmax=130(0C) F: diện tích tiếp xúc giảm chấn với môi trường xung quanh F=2ΠR(R+ld) R: bán kính piston giảm chấn.R=0,02(m) ld: chiều dài buồng chứa dầu.ld=0,37(m) ⇒Qmax=68.2.Π.0,02.(0,02+0,37).(130-30)=334(kcal) - Công suất toả nhiệt lớn theo kích thước vỏ giảm chấn: Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 73 Đồ án tốt nghiệp N max = - Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải 4270Qmax 334.4270 = = 396,16( Nm / s ) t 3600 Công suất thực tế Ntt tiêu thụ phận giảm chấn xác định công thức: N tt = ( Ptr + Pn )vg = ( K tr + K n )vg2 Lấy tốc độ làm việc giảm chấn vg=0,25(m/s), trị số tốc độ lớn ứng với vận tốc làm việc trung bình giảm chấn ⇒ N tt = 10322.0,252 = 322,56 (Nm/s) Ntt0,3(m/s) chất lỏng qua van sinh áp lực thuỷ động R cân với lực căng ban đầu lò F lx làm cho van trả mạnh mở hoàn toàn  Flx = C ∆x  γ γ   R = g Qv = g ∑ fv  ⇒ C= γ ∑ fv (1) g ∆x Trong đó: Flx: lực căng ban đầu lò xo (N) C: độ cứng lò xo (N/m) ∆x: độ nén ban đầu lò xo (m) Chọn ∆x=5.10-3(m) R: lực tác dụng tia chất lỏng qua van lên chắn Theo động học chất lỏng R xác định định lý Ơle (hay phương trình động lượng) (N) γ : trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) g: gia tốc trọng trường g=9,8(m/s2) ∑f: tổng diện tích lỗ van (m2) ∑f =4.10-6(m2) v: vận tốc dòng chất lỏng qua van (m/s) v=49,5(m/s) Mặt khác theo sức bền vật liệu độ cứng lò xo C xác định theo biểu thức sau: Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ô tô xe chuyên dụng K57 75 Đồ án tốt nghiệp C= Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải d 4G (2) 64nR Trong đó: d: đường kính sợi lị xo (m) G: mô đuyn trượt vật liệu G=8.1010(N/m2) n: số vịng lị xo Chọn n=4 vịng R: bán kính lò xo (m) Chọn R=10.10-3(m) Từ (1) (2) ta có cơng thức xác định đường kính sợi lị xo: d4 = 64nR 3γ ∑ fv ⇒d = g ∆xG 64nR3γ ∑ fv g ∆xG = 64.4.(10.10 −3 )3 9000.4.10−6.49,52 = 5,8.10 −12 9,8.5.10−3.8.1010 ⇒d=1,6.10-3(m)=1,6(mm) Lò xo van trả mạnh có đường kính d=1,6(mm) Lị xo van nén mạnh R Lị xo tính tốn loại lị xo hình trụ bước ngắn d Khi giảm chấn làm việc vận tốc v>0,3(m/s) chất lỏng qua van sinh áp lực thuỷ động R cân với lực căng ban đầu lò F lx làm cho van nén mạnh mở hoàn toàn  Flx = C ∆x  γ γ   R = g Qv = g ∑ fv  Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 76 Đồ án tốt nghiệp ⇒ C= Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải γ ∑ fv (1) g ∆x Trong đó: Flx: lực căng ban đầu lò xo (N) C: độ cứng lò xo (N/m) ∆x: độ nén ban đầu lò xo (m) Chọn ∆x=5.10-3(m) γ : trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) g: gia tốc trọng trường g=9,8(m/s2) R: lực tác dụng tia chất lỏng qua van lên chắn Theo động học chất lỏng R xác định định lý Ơle (hay phương trình động lượng) (N) ∑f: tổng diện tích lỗ van (m2): 10.10-6(m2) v: vận tốc dòng chất lỏng qua van (m/s) v=24(m/s) Mặt khác theo sức bền vật liệu độ cứng lò xo C xác định theo biểu thức sau: C= d 4G (2) 64nR Trong đó: d: đường kính sợi lị xo (m) G: mơ đuyn trượt vật liệu G=8.1010(N/m2) n: số vịng lị xo Chọn n=4 vịng R: bán kính lị xo (m) Chọn R=13.10-3(m) Từ (1) (2) ta có cơng thức xác định đường kính sợi lị xo: d4 = 64nR 3γ ∑ fv g ∆xG Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 77 Đồ án tốt nghiệp ⇒d = 64nR3γ ∑ fv g ∆xG Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải = 64.4.(13.10−3 )3 9000.10.10−6.242 = 0,73.10−11 −3 10 9,8.5.10 8.10 ⇒d=1,7.10-3(m)=1,7(mm) Lò xo van nén mạnh có đường kính d=1,7 (mm) Chiều dày thành xilanh Theo lý thuyết đàn hồi ta có công thức: b = a [ σk ] + (1 − α ) pa [ σk ] − (1 + α ) pa + pb Trong đó: a: bán kính xilanh(cm) a=2(cm) b: bán kính ngồi thành xilanh(cm) [σk]: ứng suất giới hạn kéo vật liệu Gang [σk]=30(MN/m2) α= [ σk ] =0,25 [ σn ] pa: áp suất làm việc giới hạn giảm chấn.pa=3(MN/m2) pa: áp suất mơi trường (vì nhỏ so với pa nên ta bỏ qua) Vậy bán kính ngồi thành xilanh xác định theo công thức: ⇒b = a [ σk ] + (1 − α ) pa [ σk ] − (1 + α ) pa + pb = 30 + (1 − 0, 25).3 = 2, 22 (cm) 30 − (1 + 0, 25).3 Như chiều dày thành xilanh: ∆=b-a=2,22-2=0,22(cm) = 2,2(mm) Để tăng bền ta lấy chiều dày thành xilanh ∆=3(mm) Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 78 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Chương V: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Như phân tích trên, hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp hệ thống đơn giản trình sử dụng không tránh khỏi hư hỏng 5.1 Hư hỏng thường gặp 5.1.1 Bộ phận đàn hồi Khi hỏng phận đàn hồi tần số dao động riêng ô tô thay đổi ảnh hưởng trực tiếp đến tiêu đánh giá chất lượng ô tô độ ồn, độ êm dịu… Các hư hỏng thường gặp hệ thống treo sử dụng nhíp lá: • Giảm độ cứng: hậu làm giảm chiều cao thân xe, tăng khả va đập cứng phanh hay tăng tốc, đồng thời làm tăng gia tốc động thân xe, làm xầu khả dao động êm dịu thân xe di chuyển đường xấu • Bó kẹt nhíp: làm tăng độ cứng hết mỡ bôi trơn, hậu việc bó cứng nhíp làm tơ rung động mạnh di chuyển đường xấu, êm dịu chuyển động, tăng lực tác dụng lên thân xe, giảm khả bám dính, làm giảm tuổi thọ giảm chấn • Gãy nhíp: q tải làm việc mỏi vật liệu Khi gãy số nhíp trung gian làm tăng độ cứng nhíp Nếu gãy nhíp khả dẫn hướng hệ thống treo • Vỡ ụ tì hạn chế hành trình: làm tăng tải trọng tác dung lên phận dàn hồi, gây va đập, tăng ồn hệ thống treo Các tiếng ồn hệ thống treo làm thân xe hay vỏ xe phát tiếng ồn lớn, làm xấu môi trường hoạt động tơ • Rơ lỏng liên kết: liên kết quang nhíp, đai kẹp… bị rơ lỏng gây ồn, xo lệch cầu tơ, khó điều khiển, nặng tay lái, dễ gây tai nạn giao thơng Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chuyên dụng K57 79 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải 5.1.2 Bộ phận giảm chấn Bộ phận giảm chấn cần thiết phải làm việc với lực cản hợp lí nhằm nhanh chóng dập tắt dao động thân xe Hư hỏng giảm chấn dẫn đến thay đổi lực cản này, tức làm giảm khả dập tắt dao động thân xe, đặc biệt gây nên giảm mạnh độ bám dính với đường Các hư hỏng thường gặp là: • Mịn đơi xylanh, piston: piston xylanh đóng vai trị dẫn hướng với xéc măng hay phớt làm nhiệm vụ bao kín khoang dầu Trong trình làm việc cảu giảm chấn piston xylanh dịch chuyển tương đối, gây mòn nhiều piston, làm xấu khả dẫn hướng bao kín Khi đó, thay đổi thể tích khoang dầu, ngồi việc dầu lưu thơng qua lỗ tiết lưu, cịn chảy qua khe hở piston xylanh, gây giảm lực cản giảm chấn hai hành trình nén trả, dần tác dụng dập tắt dao động nhanh • Hở phớt bao kín chảy dầu giảm chấn: điều kiện bôi trơn phớt bao kín cần piston hạn chế, nên mịn tránh sau thời gian dài sử dụng, cần piston bị xước, dầu bị chảy làm tác dụng giảm chấn Sự thiếu dầu giảm chấn lớp dẫn tới lọt khí vào buồng bù, giảm tính ổn định làm việc Ngồi hở phớt cịn kéo theo bụi bẩn bên vào làm 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 độ áp suất thay đổi, giữ độ nhớt khoảng thời gian dài Khi có nước hay tạp chất hóa học lẫn vào dễ làm dầu biến chất Các tính chất lý thay đổi làm cho tác dụng giảm chấn đi, có làm bó kẹt giảm chấn • Kẹt van giảm chấn: xảy hai dạng ln mở ln đóng Nếu van kẹt mở lực giảm chấn 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 ba kín bị hở Các biều hư hỏng phụ thuộc vào trạng thái kẹt hành trình 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 Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chuyên dụng K57 80 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải vỏ lớn, nhiên độ cứng giảm chấn thay đổi, làm xấu chức Có nhiều trường hợp hết dầu gây kẹt giảm chấn, cong trục • Cần piston giảm chấn bị cong: tải làm việc, gây kẹt hồn tồn giảm chấn • Nát cao su chỗ liên kết phát thơng qua quan sát đầu liên kết, bị vỡ nát ô tô chạy 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 đo bệ kiểm tra hệ thống treo 5.2 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo - Quan sát rạn nứt nhíp, vặn chặt mối ghép: quang nhíp, đầu cố định, di động nhíp… - Bơi trơn cho ắc nhíp - Đo đọ võng tĩnh nhíp, so sánh với tiêu chuẩn, không đảm bảo phải thay - Kiểm tra độ mịn ắc nhíp, bạc ắc nhíp - Đối với giảm chấn cần kiểm tra rị rỉ dầu, xiết chặt mối ghép Nếu phát hư hỏng phải thay Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ô tô xe chuyên dụng K57 81 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Kết luận Đồ án tốt nghiệp mà Em trình bày “Thiết kế hệ thống treo cho xe tải tấn” giải vấn đề hệ thống treo đặt ra, tính êm dịu (đặc trưng tần số dao động), khả dập tắt dao động (đặc trưng hệ số cản giảm chấn) đảm bảo động học bánh xe (hướng chuyển động) Việc thiết kế tập trung vào tiêu chí tăng tỷ lệ nội địa hóa ngành ơtơ nước thông qua việc thiết kế chế tạo phận đàn hồi nhíp q trình gia cơng piston giảm chấn Qua việc tính tốn đồ án tốt nghiệp giúp em hiểu rõ chất, hoạt động hệ thơng treo, hình thành cách tư thiết kế cụm chi tiết ôtô, trang bị thêm kiến thức phục vụ cho công việc sau Một lần Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Trọng Hoan, người trực tiếp hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Qua em xin cảm ơn thầy giáo môn ôtô ĐH Bách Khoa Hà Nội bạn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Trần Việt Thắng Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 82 Đồ án tốt nghiệp Thi ết k ế h ệ th ống treo xe t ải Tài liệu tham khảo - Thiết kế tính tốn ơtơ - Nguyễn Hữu Cẩn, Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Trần Khang - Thiết kế tính tốn ơtơ - Nguyễn Trọng Hoan - Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô - Nguyễn Khắc Trai - Bài giảng cấu tạo ôtô - Phạm Vị, Dương Ngọc Khánh - Dung sai lắp ghép - Ninh Đức Tốn - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch - Sổ tay công nghệ chế tạo máy(3 tập) - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt - Đồ gá khí hóa tự động hóa - Trần Văn Địch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt - Tin học ứng dụng thiết kế khí - Trần Văn Nghĩa Link CAD https://drive.google.com/drive/folders/159RRSFjhka_dsSp9yGfrfvJC6wDcd5t0 ?usp=sharing Sinh viên: Trần Việt Thắng Lớp: Ơ tơ xe chun dụng K57 83 ... thế, tơ cịn bố trí hệ thống liên kết bánh xe thân xe, hệ thống gọi hệ thống treo Trong hệ thống treo bánh xe liên kết mềm với thân xe lốp cao su có chứa khí nén, giúp cho thân xe không bị va đập... 6666.6 67 36386. 67 27. 483 4.256 233.513 270 455 80 10 6666.6 67 43053.33 23.2 27 3.114 293.363 195 535 80 10 6666.6 67 4 972 0 20.113 2. 378 364.135 115 650 80 10 6666.6 67 56386. 67 17. 735 17. 735 4 870 .389... (mm4) 972 0 550 6666.6 67 0. 873 -1.686 0.81 874 8.232 480 6666.6 67 1.219 -2 0 .78 3 871 2.814 410 6666.6 67 1.256 -2 0 .74 6 875 0. 473 (N) 86 87. 5 340 6666.6 67 1.309 -2 0.696 86 57. 65 Sinh6viên: Trần 270 Việt