Tính toán thiết kế hệ thống treo xe du lịch

TRƯỜNG ĐẠI CƠNG NGHỆ GIAO THƠNG VẬN TẢI
KHOA: CƠ KHÍ

Đề Tài:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
“Tính Tốn Thiết Kế Hệ Thống Treo Trên Xe Du Lịch”
GVHD: Đỗ Thành Phương
GVPB : Th.S Vũ Thế Truyền
SV

: Phan Trọng Lưu


TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Trong những năm gần đây đất nước đang có
những bước phát triển vượt bậc, đời sống người
dân ngày càng được nâng cao, cùng với việc
chính phủ chú trọng xây dựng và quy hoạch hệ
thống giao thông ngày càng được hiện đại, đã
khiến ô tô trở thành phương tiện đi lại tiện nghi
và phổ biến. Vì thế viêc nghiên cứu ô tô là rất
cần thiết.
-

Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ vận
tải như về tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ơ
tơ ngày càng phải hồn thiện hơn, đặc biệt là
tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con
người cảm giác thoải mái khi ngồi trên xe.
-

Vì thế em lựa chọn đề tài “ Tính Tốn Thiết Kế
Hệ Thống Treo Xe Du Lịch” nhằm nâng cao độ
êm dịu và đảm bảo được tính chất động học khi
xe chuyển động.
-


Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Treo.

Nội dung đồ án

Chương 2: Tính Tốn Thiết Kế Hê Thống
Treo

Chương 3: Chuẩn Đoán Bảo Dưỡng Sửa
Chữa Hệ Thống Treo


Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Treo.
1.1 Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu, phân loại.
1.2 Cấu tạo chung của hệ thống treo
1.3 Lựa chọn phương án thiết kế
1.4 Nội dung, phương pháp nghiên cứu

Chương 2: Tính Tốn Thiết Kế Hệ Thống Treo xe du lịch
2.1 Tính tốn Các thơng số cơ bản .
2.2 Tính tốn thiết kế hệ thống treo trước .
2.3 Tính tốn thiết kế hệ thống treo sau .

Chương 3: Chuẩn Đoán Và Bảo Dưỡng Sửa Chữa Hệ Thống Treo.
3.1 Chuẩn đoán và bảo dưỡng hệ thống treo trước.
3.2 chuẩn đoán vào bảo dưỡng hệ thống treo sau


Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Treo.
1.1 Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu, phân loại

`

1.1.1. Nhiệm vụ
- Tiếp nhận và dập tắt các dao động của mặt đường với
ô tô;
- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh;
- Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân
xe và bánh xe trong mọi điều kiện chuyển động.

1.1.2 Cơng dụng hệ thống treo.
Cơng dụng chính của hệ thống treo là dập tắt và nâng
cao độ êm dịu ngồi ra hệ thống treo cịn có nhiệm vụ
liên kết mềm giữa bánh xe và thân xe, đảm bảo dịch
chuyển tương đối giữa bánh xe và thân xe và cùng với
đó là đảm nhận nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang,
mô men từ bánh xe lên thân xe.


1.2.3 Yêu cầu hệ thống treo.
Đảm bảo độ êm dịu, đảm bảo truyền được các lực dọc lực
ngang mô men từ bánh xe lên thân xe, đảm bảo động học
của xe. Kết cấu cứng vứng và đơn giản.

1.2.4 Phân loại hệ thống treo

Treo độc lập.

Treo phụ thuộc.


1.3 Lựa chọn phương án thiết kế.
Với đề tài thiết kế hệ thống treo trên xe du lịch , thực tế Đối với xe du lịch yêu cầu quan
trọng nhất là mang lại độ êm dịu cho hành khách, lái xe nên em lựa chọn phương án thiết kế
treo trước sử dụng địn kép thanh xoắn treo sau là nhíp và ống giảm chấn

Hệ thống treo trước đòn kép thanh
xoắn

Hệ thống treo sau loại nhíp
và ống giảm chấn


chương 2: Thiết Kế Tính Tốn Hệ Thống Treo Cho Xe Du Lịch
2.1 Tính tốn Các thơng số cơ bản .
2.1.1 Các thông số ban đầu dựa trên cơ sở xe ford everesr 2008
TT

Tên thơng số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

LxBxH

mm

4805x1770x1890

s0

1

Kích thước bao

2

Chiều dài cơ sở

L

mm

2680

3

Chiều rộng cơ sở trước / sau

B

mm

1480/1455

4

Khoảng sáng gầm xe

h

mm

210

5

Trọng lượng không tải

G0

kg

1650

Phân bố lên cầu trước
Phân bố lên cầu sau

775.5
874.5

G01
G02

6

Trọng lượng toàn bộ
Phân bố lên cầu trước
Phân bố lên cầu sau

7

Ga

Khối lượng không treo cầu sau

Mks

Công st cực đại

9

1215.5

Ga2
Mkt

2210
994.5

Ga1

Khối lượng khơng treo cầu trước

8

kg

kg

103,4
116,6

Nemax

kw/vg

81/3900

Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng

0

Độ

11

10

Sự thay đổi góc nghiêng ngang trụ đứng



Độ

3

11

Góc nghiêng ngang bánh xe

o

Độ

0

12

Bán kính vết bánh xe quay quanh trụ đứng

ro

mm

16

13

Chiều dài trụ đứng

Kr

Mm

160

14

Tâm quay tức thời của thùng xe nằm dưới mặt đường

hs

mm

50


2.1.2 Xác định các thống số cơ bản của hệ thống treo.
C  2

Mt
 N / m .
2

- Xác định độ võng của hệ thống treo:
+ Xác định độ võng tĩnh hệ thống treo:
ft 

g
9,81


0,14m 140 mm .
2

8,37 2

+ Xác định độ võng động hệ thống treo:
f d 0, 7 1 ft

- Xác định khoảng sáng gầm xe:
f d H 0  H min

- Xác định hệ số cản trung bình:
K

P N .s
(
)
v m


2.2 Tính tốn thiết kế hệ thống treo trước .
2.2.1 Động học hệ thống treo hai địn ngang.
n'
n

D3

o1
A

3

D2

c

1

f

t

A

f

ot

2

q

f

1

1

O2

A

B

c

4

c

2

D1

R

bx

®

A

1

min
hs

A

P
0

0

A

Đồ thị xác định độ dài hai đòn ngang


2.2.2 Tính tốn thiết kế một số bộ phận chính hệ thống treo
a. Địn ngang dưới
- Địn ngang có tiết diện hình chữ U để đảm bảo khả năng tiếp nhận lực dọc và lực
ngang tác dụng lên hệ thống treo khi xe chuyển động.

Ld
Fy

G
GFz

F

GFy

d1

E

Gx

d2
HFy

Ld
Fx

HFz

Sơ đồ phân bố lực
Z tác dụng lên đòn
ngang dưới.

GFx

d1

Hx
GFz
HFx

Fy

Fz

GFy

d2
HFy

HFz

Fz

Sơ đồ phân bố lực Z và X tác
dụng lên đòn ngang dưới


A

b. Rô tuyn.
- Rô tuyn là khớp cầu để nối địn ngang
với trụ đứng, có kết cấu khá phức tạp.

R12,5
20

A

Cấu tạo Rơ tuyn.

c. Lị xo trụ.

- Lị xo trụ là phần tử đàn hồi có nhiệm vụ
làm êm dịu chuyển động. Trong q trình
làm việc lị xo trụ chịu tải trọng thẳng đứng
mà không truyền lưc dọc lực ngang. Với hệ
thống treo đòn kép thanh xoắn lò xo tru
được đặt lồng ra ngoài giảm chấn, đầu trên
tỳ thân xe, đầu dưới bắt cố định giảm chấn.

- Độ cứng bộ phận đàn hồi một bên hệ
thống treo:
CT 1
Cdh 
cos  o 

D

d

Kích thước lị xo trụ.


d. Thanh ổn định.
- nhiệm vụ giảm khả năng lắc ngang của thân xe khi quay vòng hoặc di chuyển trên các
đoạn đường xấu, đồng thời thanh ổn định còn đảm nhiệm chức năng san đều tải trọng sang
hai bên, giảm góc nghiêng thân xe qua đó nâng cao tính ổn định.

Kết cấu và kích thước thanh ổn định.


e. Giảm chấn.
- Giảm chấn là một phần của
hệ thống treo dùng để dập tắt
dao động của thân xe khi chạy
qua những đoạn đường gồ ghề.
Quá trình dập tắt được thực
hiện theo nguyên lý biến cơ
năng thành nhiệt năng của chất
lỏng do ma sát trong giảm

chấn và tỏa ra môi trường
xung quanh.

Lu
Ly
Hp
Lp
Lk
Lp
Lb

Cấu tạo của giảm chấn





2.3 Tính tốn hệ thống treo sau
2.3.1 xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ



- Hệ số động lực họckđ=1,75



- Tải trọng lớn nhất có thể truyền qua hệ thống treo sau:
Zmaxs = kđ.Zts=> Zđs = 1,75 5390,1 = 9433 (N).





- Tương tự treo trước ta có fcss = (0,2 ÷ 0,3).fđs = (0,2 ÷ 0,3).120 = (24 ÷ 36) (mm)



Ta chọn fcss = 33 (mm).



Mặt khác độ biến dạng cao su được xác định qua công thức sau: fcs = 2/3.hcs



2.3.2.Tính tốn nhíp



a.Tính tốn và chọn thơng số chính của lá nhíp



Chọn chiều dài lá nhíp chính



Chiều dài hiệu dụng của nhíp trong khoảng: Lh=(0,40,55)L



L: Chiều dài cơ sở của xe (L = 268 cm)



Chọn Lh=134cm



Mô men quán tính tổng cộng của nhíp:


2.3.3. Chọn và tính bền một số bộ phận chính
a, tính bền tai nhíp
Trong đó:D: Đường kính trong của tai nhíp
h0: Chiều dầy lá nhíp chính (h0=0, 7cm)
b: Chiều rộng lá nhíp (b=7cm)
Tai nhíp chịu tác dụng của lực kéo Pk hay lực phanh Pp. Trị số của lực này được xác
định theo cơng thức sau:
Pkmax= Ppmax= . Zbx




b. Tính kiểm tra chốt nhíp



Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp
Dchốt=3,6cm = 36mm.



Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim có thành phần các bon thấp (20X)
thấm các bon trước khi tơi thì ứng suất chèn dập cho phép



c.Tính tốn giảm chấn



Do trên xe sử dụng giảm chấn trước và giảm chấn sau giống

nhau và tải trọng

phân bố lên cầu sau lớn hơn nên ta thiết kế giảm chấn theo điều kiện của cầu sau
chung cho cầu trước


Chương 3: Chuẩn Đoán Và Bảo Dưỡng Sửa Chữa Hệ Thống Treo
3.1 Chuẩn đoán và bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo trước
3.1.1 chuẩn đoán hệ thống treo trước
a. Cơ cấu treo hoạt động có tiếng ồn
* Hiện tượng: Khi ôtô hoạt động nghe tiếng ồn khác thường ở cụm cơ cấu treo, tốc độ càng lớn
tiếng ồn càng tăng.
* Nguyên nhân
- Lò xo gãy, các đòn liên kết nứt hoặc cong;
- Chốt cầu, chốt xoay và bạc mịn, khơ mỡ bơi trơn;
- Thanh ổn định bị mịn, cong gãy hoặc lỏng các mối lắp nối;

- Giảm chấn khô dầu.




b. Ơ tơ vận hành khơng ổn định



* Hiện tượng: Khi ôtô vận hành, khung vỏ xe rung không ổn định tốc độ càng lớn sự
rung không ổn định càng tăng



* Nguyên nhân



- Thanh ổn định hoặc lò xo gãy đứt;



- Các đòn liên kết cong hoặc nứt gãy;



- Hư hỏng giảm chấn: Mịn pittơng, xi lanh và các đệm cao su, gãy đầu định vị;






- Hư hỏng lò xo: Nứt hoặc gãy

3.1.2 Trình tự tháo hệ thống treo trước
3.1.3 Bảo dưỡng và sửa chữa



a. Bảo dưỡng



-Tháo cơ cấu treo;



- Dùng dung dịch rửa, bơm hơi, giẻ sạch để làm sạch, khơ bên ngồi các chi tiết;



-Kiểm tra bên ngồi các chi tiết: Các đòn liên kết, chốt cầu và bạc...


3.1.4. Lắp hệ thống treo trước
Trình tự lắp ngược lại với trình tự tháo (sau khi sửa chữa và thay thế các chi tiết
hỏng).Chú ý tra mỡ bôi trơn các chi tiết chốt xoay, chốt cầu và bạc.
3.2. Chẩn đoán và bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo sau
3.2.1 Chẩn đoán hệ thống treo sau

a. Cơ cấu treo hoạt động có tiếng ồn
*Hiện tượng: Khi ơtơ hoạt động nghe tiếng ồn khác thường ở cụm cơ cấu treo, tốc
độ càng lớn tiếng ồn càng tăng.
*Ngun nhân
- Các lá nhíp mịn nhiều, nứt gãy, giảm độ đàn hồi, khô mỡ bôi trơn;
- Chốt, bạc chơt nhíp mịn, khơ mỡ bơi trơn;
b. Ơ tơ vận hành khơng ổn định
quang nhíp gãy đứt ,ốp nhíp bulong định vị gãy làm xơ lệch lá nhíp
3.2.2. Trình tự tháo hệ thống treo sau




3.2.3. Bảo dưỡng sửa chữa



a. Bảo dưỡng



- Tháo rời bộ nhíp;



- Dùng dung dịch rửa, bơm hơi, giẻ sạch để làm sạch, khơ bên ngồi các chi tiết;



- Kiểm tra rạn nứt các chi tiết : các lá nhíp, chốt và bạc chốt nhíp, quang nhíp...



-Tra mỡ bơi trơn;



- Thay dầu giảm chấn.



b. Sửa chữa



Chốt, bạc nhíp và giá lắp nhíp



*Kiểm tra : Dùng pan me và đồng hồ so để đo độ mịn bạc và chốt nhíp (độ mịn
khơng lớn hơn 0,5 mm) và dùng kính phóng đại để kiểm tra các vết nứt.



Bộ nhíp



*Kiểm tra: Dùng thước cặp để đo độ mịn của các lá nhíp so với tiêu chuẩn kỹ
thuật.