Tính toán thiết kế hệ thống treo cho xe buýt điện nội thành Đà Nẵng

MỤC LỤC

Yêu cầu của hệ thống treo

- Đặc tớnh đàn hồi của hợ̀ thụ́ng treo (đặc trưng bởi độ vừng tĩnh ft và hành trình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết khi chạy trên đường tốt và không bị va đập liên tục lên các ụ hạn chế khi chạy trên đường xấu không bằng phẳng với tốc độ cho phép. + Đảm bảo sự tương ứng động học giữa các bánh xe và truyền động lái, để tránh gây ra hiện tượng tự quay vòng hoặc dao động các bánh xe dẫn hướng xung quanh trụ quay của nó.

Phân loại

Mục đích của hệ thống thiết lập và điều chỉnh chiều cao thân xe nhằm đảm bảo khả năng hoạt động ở tốc độ cao, duy trì ổn định góc nghiêng ngang bánh xe, tối ưu hệ số cản không khí, áp lực không khí tác dụng lên đầu xe. Hệ thống treo tích cực là hệ thống treo có khả năng điều chỉnh theo từng biến động của trạng thái nhấp nhô nền đường và trạng thái chiều cao thân xe bằng các cảm biến và điều khiển nhạy bén các ảnh hưởng động xảy ra.

Hình 2-3.  Sơ đồ nguyên lý kết cấu của hệ thống treo khí nén.
Hình 2-3. Sơ đồ nguyên lý kết cấu của hệ thống treo khí nén.

CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG TREO

    Nguyên lý làm việc của giảm chấn một ống tương tự như giảm chấn hai ống, chỉ khác là khi giảm chấn làm việc không có chất lỏng chảy sang buồng bù mà thể tích buồng bù chứa khí, sẽ thay đổi tương ứng để bù cho sự chênh lệch thể tích giữa khoang trên và dưới piston. Khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực bên (lực ly tâm, gió bên,.), phản lực thẳng đứng của hai phần tử đàn hồi trên một cầu thay đổi, một bên tăng tải và một bên giảm tải gây nên sự nghiêng thân xe.

    Hình 2-6.  Kết cấu bộ nhíp.
    Hình 2-6. Kết cấu bộ nhíp.

    TỔNG THỂ VỀ XE THAM KHẢO

    SƠ ĐỒ TỔNG THỂ VỀ XE B50 SAMCO ISUZU

    CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN

    KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG TRÊN XE 1. Động cơ

      Khi tốc độ động cơ tăng lên thì bơm cung cấp sẽ cấp nhiều nhiên liệu, nhưng lượng nhiên liệu cần thiết để phun vào xy lanh thì thay đổi theo điều kiện làm việc của xe mà không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Hệ thống gồm bình ắcqui, máy phát điện, các đồng hồ đo, đồng hồ kiểm tra được lắp ở bên trong, phía trước lái xe.Gồm hệ thống cung cấp năng lượng, khởi động động cơ và các thiết bị chiếu sáng bên trong và bên ngoài, hệ thống âm thanh và thông gió, các thiết bị điện phụ trợ và hệ thống gạt nước, hệ thống khoá vi sai, các đèn kiểm tra thông báo cho biết các chế độ làm việc của từng hệ thống không đảm bảo yêu cầu, cho phép người lái kịp thời đưa ra những biện pháp cần thiết để khắc phục hỏng hóc.

      Hình 3-2.  Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh
      Hình 3-2. Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh

      CHỌN LOẠI, KIỂU VÀ SƠ ĐỒ LIÊN KẾT LÊN KHUNG XE

      CHỌN LOẠI HỆ THỐNG TREO CHO XE BUS ĐIỆN NỘI THÀNH ĐÀ NẴNG

      + Chọn bộ phận đàn hồi phụ của hệ thống treo sau là ụ hạn chế bằng cao su để giữ cho ôtô và hành khách khỏi những dao động ở tần số cao và các chấn động lớn vì cao su có ưu điểm là có độ bền cao, không cần bôi trơn, bảo dưỡng, cao su có thể thu được năng lượng trên một đơn vị thể tích lớn hơn thép 5÷10 lần, trọng lượng bé và có đường đặc tính phù hợp với đặc tính như ta mong muốn nhưng nó có nhược điểm là nó có xuất hiện biến dạng thừa dưới tác dụng của tải trọng kéo dài và tải trọng thay đổi, cao su bị hoá cứng khi nhiệt độ thấp. + Bộ phận hướng: Là bộ phận có nhiệm vụ tiếp nhận và truyền các lực dọc, lực ngang, các momen phản lực, momen phanh giữa các cầu hay bánh xe và khung vỏ, ngoài ra nó còn có nhiệm vụ là xác định dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung vỏ.

      SƠ ĐỒ LIÊN KẾT BÁNH XE VỚI KHUNG XE 1. Lắp nhíp lên khung

        Bộ phận hướng loại một đòn: loại này có đặc điểm là khi bánh xe dao động thì vết tiếp xúc của lốp lệch đi một đoạn ∆B lớn và mặt phẳng quay của bánh xe nghiêng một góc λ cũng khá lớn, ∆B lớn làm bánh xe bị trượt ngang gây mòn lốp và giảm tính ổn định của ôtô, λ lớn làm xuất hiện momen con quay lớn làm xoay cầu, lắc vẫy bánh xe gây giảm hay mất ổn định điều khiển. Bộ phận hướng loại đòn-ống: là biến thể của loại hai đòn có chiều dài giống nhau có chiều dài thanh đòn phía trên l2= 0, loại này có động học xấu hơn, được sử dụng trên xe khách, xe du lịch, loại bộ phận hướng này có thể kết hợp làm giảm chấn.

        Hình 4.3. Kết cấu mối ghép đầu nhíp với khung
        Hình 4.3. Kết cấu mối ghép đầu nhíp với khung

        TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO CHO XE BUS ĐIỆN NỘI THÀNH ĐÀ NẴNG

        XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH ĐÀN HỒI HỆ THỐNG TREO TRƯỚC Đặc tính đàn hồi là quan hệ giữa phản lực pháp tuyến (Z) tác dụng lên bánh xe

        Xe thiết kế ở đây là xe buýt có tải trọng không lớn và như ta đã chọn các hệ trống treo cầu trước là hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi là thanh xoắn nên khối lượng không được treo không thể chọn lớn quá. Để đảm bảo cho xe chuyển động êm dịu, hệ thống treo còn phải có dung năng động đủ lớn để tránh xảy ra va đập giữa phần được treo và không được treo khi ôtô.

        XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH ĐÀN HỒI HỆ THỐNG TREO SAU

        Chọn kđ thích hợp sao cho khi ô tô chuyển động trên đường bằng tải trọng truyền qua hệ thống treo sẽ gây va đập ít. Theo giáo trình kết cấu và tính toán hệ thống treo thì fđ của hệ thống treo (kể cả vỏ cao su) phụ thuộc vào ft.

        TÍNH TOÁN BỘ PHẬN ĐÀN HỒI HỆ THỐNG TREO TRƯỚC ĐỘC LẬP Sơ đồ bố trí thanh xoắn

        - Từ sơ đồ bụ́ trớ và độ vừng cần thiờ́t của hợ̀ thụ́ng treo trước ta tớnh được gúc xoắn. Then thường có dạng tam giác với góc giữa các mặt then là 900.Vì dạng này đảm bảo phân bố tải trọng đều theo chiều dài then.

        TÍNH TOÁN BỘ PHẬN ĐÀN HỒI HỆ THỐNG TREO SAU PHỤ THUỘC 1. Sơ đồ tính

          - Nếu chọn b nhỏ thì để đảm bảo mômen quán tính tổng (JΣ), cần tăng số lá nhíp làm tăng ma sát hoặc tăng chiều dày làm tăng ứng suất. Số lá nhíp (n):nhíp nhiều lá. Chiều dài các lá nhíp. Trong đó: Ln - Chiều dài lá nhíp theo dự kiến kết cấu. Chiều dài các lá nhíp còn lại được xác định theo phương trình [1]:. σ i - Ứng suất trong mặt phẳng di qua đầu lá nhíp phía dưới. σ xi - Ứng suất tại vị trí quang nhíp nơi bị ngàm cứng. Từ công tức trên suy ra:. Kp - Hệ số tính đến ảnh hưởng của lá nhíp dưới cùng đến sự phân bố không đồng đều đến ứng suất giữa các lá Kp theo[1] ta có thể xác định theo công thức:. Ở đây: αcc - Hệ số tính đến sự tăng ứng suất trong lá nhíp ngắn thứ nhất. Ngoài ra chiều dài lá nhíp còn phụ thuộc vào giá trị γ. Giá trị γ được chọn theo tài liệu [1], vì nó còn phụ thuộc vào kết cấu của bộ nhíp. Áp dụng công thức đã xây dựng cho từng lá nhíp cụ thể, ta có:. Từ kết quả tính toán được thành lập bảng sau:. Tính toán kiểm tra sức bền các lá nhíp. Hiện nay có hai phương pháp thường được dùng để xác định ứng suất trong các lá nhíp do tải trọng bên ngoài gây ra, dựa trên các giả thiết khác nhau là:. phương pháp tải trọng tập trung và phương pháp độ cong chung. + Phương pháp tải trọng tập trung cho rằng: Khi làm việc, các lá nhíp chỉ tiếp xúc và truyền lực cho nhau ở các đầu lá nhíp, phần còn lại các lá nhíp không tiếp xúc nhau mà biến dạng tự do. Phương pháp này có độ chính xác cao và khối lượng tính toán lớn. + Phương pháp độ cong chung thì ngược lại, cho rằng: các lá nhíp tiếp xúc nhau trên toàn bộ chiều dài, không có khe hở và sau khi lắp ghép có độ cong như nhau ở mọi điểm. Ở đây ta tính toán nhíp theo phương pháp tải trọng tập trung. a) Giả thiết: Khi làm việc các lá nhíp chỉ tiếp xúc và truyền lực cho nhau ở các đầu lá, phần còn lại các lá nhíp không tiếp xúc nhau mà biến dạng tự do.

          Hình 5-5. Sơ đồ tímh toán nhíp theo phương pháp tải trọng tập trung
          Hình 5-5. Sơ đồ tímh toán nhíp theo phương pháp tải trọng tập trung

          TÍNH TOÁN GIẢM CHẤN 1 Giảm chấn sau

          Hệ số cản K của hệ thống treo thật chất là hệ số cản của giảm chấn mà qui dẫn về bánh xe được xác định theo hệ số tắt dần nguy hiểm. Trong giảm chấn thủy lực tác dụng hai chiều không đối xứng nên lực cản của hành trình trả lớn hơn lực cản của hành trình nén của giảm chấn.

          Hình 5-7. Sơ đồ lực tác dụng lên giảm chấn.
          Hình 5-7. Sơ đồ lực tác dụng lên giảm chấn.

          CHẨN ĐOÁN SỬA CHỬA HỆ THỐNG TREO 6.1. MỘT SỐ TIÊU CHUẨN TRONG KIỂM TRA HỆ THỐNG TREO

          • ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG TREO
            • PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ CHẨN ĐOÁN 1. Bằng quan sát
              • CÁC HƯ HỎNG HỆ THỐNG TREO .1 Hư hỏng bộ phận giảm chấn

                Trên bệ thử dùng cho chẩn đoán chất lượng hệ thống treo, người ta tạo nên một bệ rung có khả năng tạo nên tần số kích động tương tự như trong thực tế với khoảng giá trị từ 5 Hz đến 25 Hz (có thể tới 30 Hz) có biên độ dao động không đổi trong khoảng tần số rung. Bánh xe có thể được coi là một phần trong hệ thống treo, các hư hỏng thường gặp đối với bánh xe là: áp suất lốp không đúng quy định, khi lốp qúa mềm sẽ lăm tăng sức cản chuyển động và mau mòn lốp, còn khi lốp qúa cứng dễ gây ra hiện tượng trượt bánh xe khi chịu tác động của lực dọc hoặc lực ngang lớn do diện tích tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường giảm gây mất tính ổn định của ôtô.

                Hình 6-3.  Sơ đồ đo độ ồn ngoài.
                Hình 6-3. Sơ đồ đo độ ồn ngoài.