Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 4tấn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (692.49 KB, 84 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN ÔTÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO CHO XE TẢI 4
TẤN
Sinh viên thực hiện:
NGUYỄN TIẾN ĐẠT
Lớp
CKĐL 1- K54
:
Cán bộ hướng dẫn :
PGS.TS VÕ VĂN HƯỜNG
Cán bộ phản biện :
TS. DƯƠNNG NGỌC KHÁNH
Hà Nội, 6-2014
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
MỤC LỤC
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------------------
BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: ....................................................................... Số hiệu sinh viên: ...........................
Ngành: ..................................................................................................Khoá: ...................................................
Giảng viên hướng dẫn:....................................................................................................................................
Cán bộ phản biện:.......................................................................................................................................................
1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................
.................
2. Nhận xét của cán bộ phản biện:
................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................
.......................
Ngày
tháng
năm
Cán bộ phản biện
3
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
LI NểI U
Ngành giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, là
nhu cầu cấp thiết cho sự phát triển. So với các phơng tiện vận tải khác thì ôtô có
những u điểm nh tính năng cơ động cao, giá thành vận chuyển phù hợp. Do đó, vận
tải bằng ôtô chiếm tỷ trọng cao trong ngành vận tải.
Khi ôtô chuyển động trên đờng không bằng phẳng thờng chịu những tải trọng
dao động do mặt đờng mấp mô sinh ra. Những dao động này ảnh hởng xấu tới hàng
hoá, tuổi thọ của xe và nhất là ảnh hởng tới hành khách. Khi con ngời phải chịu
đựng lâu trong tình trạng xe chạy bị rung xóc nhiều dễ sinh mệt mỏi. Các kết quả
nghiên cứu về ảnh hởng của dao động ôtô tới cơ thể con ngời đều đi tới kết luận là
nếu con ngời phải chịu đựng lâu trong môi trờng dao động của ôtô sẽ mắc chứng
bệnh thần kinh và não. Vì vậy tính êm dịu chuyển động là một trong những chỉ tiêu
quan trọng của xe. Tính êm dịu chuyển động phụ thuộc vào kết cấu của xe mà tr ớc
hết là hệ thống treo. Đối với các xe tải mong muốn ngày càng chở nặng hơn nhằm
hạ giá thành vận chuyển. Việc đảm bảo các yêu cầu về độ bền, kết cấu đơn giản,
giá thành thấp cho hệ thống treo trên xe tải là rất quan trọng.
Từ đó em đợc giao nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 4tấn.
Trong quá trình làm đồ án đợc sự tận tình giúp đỡ của thầy giáo hớng dẫn
Vừ Vn Hng và các thầy khác trong bộ môn ôtô nhng do trình độ còn hạn chế,
kinh nghiệm thiết kế cha có nên đồ án của em còn có khiếm khuyết. Em mong các
thầy thông cảm và đóng góp ý kiến để em có thể làm tốt hơn trong tơng lai. Em xin
chân thành cảm ơn!
Sinh viên: Nguyễn Tiến Đạt
4
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
CHƯƠNG 1
TNG QUAN V H THNG TREO
1.1. Lch s hỡnh thnh:
Xã hội loài ngời khi bắt đầu xuất hiện những phơng tiện vận tải đầu tiên đã
quan tâm đến vấn đề dao động của chúng. Ngay từ khi xuất hiện những phơng tiện
giao thông là xe kéo, ban đầu ngời ta nối cứng bánh xe với khung xe. Việc di
chuyển chỉ thích hợp cho việc thồ hàng mà không tiện cho ngời ngồi trên xe. Về
sau con ngời tìm ra xăm lốp có thể giảm bớt đợc các chấn động trên xe. Và khi
khoa học phát triển đã tìm đợc nguyên tắc dập tắt các dao động qua đó hình thành
nên các hệ thống treo của các xe nh hiện nay.
1.2. Cụng dng v phõn loi h thng treo:
1.2.1. Cụng dng:
- Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe, có tác dụng
làm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe.
Trong trờng hợp hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo nối khung vỏ với
bánh thông qua dầm cầu, (hoặc vỏ cầu). Để đơn giản chúng ta coi hệ thống treo nối
đàn hồi với khung vỏ với bánh xe.
Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lợng của
hệ thống treo.
Để đảm bảo công dụng nh đã nêu ở trên hệ thống treo thờng có 3 bộ phận
chủ yếu:
- Bộ phận hớng.
- Bộ phận đàn hồi.
- 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 và ngợc lại. Bộ phận đàn hồi có cấu tạo chủ
5
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm nhi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo
xoắn, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trờng hợp hệ thống treo bằng khí
hoặc thuỷ khí).
Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằng
cách biến năng lợng dao động thành nhiệt năng toả ra ngoài. Việc biến năng
lợng dao động thành nhiệt năng nhờ ma sát. Giảm chấn trên ô tô là giảm
chấn thuỷ lực, khi xe dao động, chất lỏng trong giảm chấn đợc pittông giảm
chấn dồn từ buồng nọ sang buồng kia qua các lỗ tiết lu. Ma sát giữa chất
lỏng với thành lỗ tiết lu và giữa các lớp chất lỏng với nhau biến thành nhiệt
nung nóng vỏ giảm chấn toả ra ngoài.
Bộ phận hớng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức là đảm bảo cho
bánh xe chỉ dao động trong mặt phẳng đứng, bộ phận hớng còn làm nhiệm
vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe.
1.2.2. Phõn loi:
Hệ thống treo ôtô thờng đợc phân loại dựa vào cấu tạo của bộ phận đàn hồi,
bộ phận dẫn hớng và theo phơng pháp dập tắt dao động.
1.2.2.1. Phõn loi h thng treo theo cu to b dn hng:
- Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải
đợc liên kết với nhau bằng dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), cho nên khi một bánh
xe bị chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc thẳng đứng) thì bánh xe bên kia
cũng bị dịch chuyển. Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là cấu tạo đơn giản. rẻ
tiền, và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho các xe có tốc độ chuyển
động không cao lắm. Nếu ở hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi là nhíp thì
nó làm đợc cả nhiệm vụ của bộ phận dẫn hớng.
- Hệ thống treo cân bằng: dùng ở những xe có tính năng thông qua cao với 3
hoặc 4 cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc giữa hai hàng bánh xe ở hai cầu
liền nhau.
- Hệ thống treo độc lập: là hệ thống treo mà bánh xe bên phải và bánh xe
bên trái không có liên kết cứng. Do đó sự dịch chuyển của một bánh xe không gây
6
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
nên sự dịch chuyển của bánh xe kia. Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển của bánh xe
mà ngời ta phân ra hệ thống treo độc lập có sự dịch chuyển bánh xe trong mặt
phẳng ngang, trong mặt phẳng dọc và đồng thời trong cả hai mặt phẳng dọc và
ngang.Hệ thống treo độc lập chỉ sử dụng ở những xe có kết cấu rời, có độ êm dịu
của cả xe cao, tuy nhiên kết cấu của bộ phận hớng phức tạp, giá thành đắt.
a) Treo phụ thuộc
1.Thựng xe
2. B phn n hi
b) Treo độc lập
3. B phn gim chn 4. Dm cu
5. Cỏc chi tit liờn kt h thng treo.
Sơ đồ hệ thống treo.
1.2.2.2. Phõn loi h thng treo theo cu to b phn n hi:
-Phần tử đàn hồi là kim loại: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn.
-Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa là cao
su kết hợp sợi vải bọc làm cốt; dạng màng phân chia và dạng liên hợp.
- Phần tử đàn hồi là thủy khí có loại kháng áp và không kháng áp.
- Phần tử đàn hồi là cao su có loại làm việc ở chế độ nén và làm việc ở chế
độ xoắn.
1.2.2.3. Phõn loi h thng treo theo phng phỏp dp tt dao ng:
- Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn và
dạng ống.
7
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
- Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong phần tử đàn hồi và trong phần
tử hớng.
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
CH¦¥NG 2
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Hệ thống treo độc lập:
Nguyên lý hoạt động:
Hệ thống treo độc lập khi hai bánh xe trái và phải không có quan hệ trực tiếp với
nhau.
Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng nằm ngang, bánh xe kia không
chịu ảnh hưởng đó.
Hệ thống treo độc lập thường được sử dụng ở cầu trước ôtô du lịch, hiện nay có
một số loại ô tô sử dụng hệ thống treo độc lập cho tất cả các cầu.
Ưu điểm:
+ Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang bánh xe kia vẫn đứng
nguyên, do đó động học bánh xe dẫn hướng được giữ đúng.
+ Khả năng quay vòng của xe tốt hơn, vì khi quay vòng đảm bảo được vận
tốc quay của hai bánh xe trái và phải không bị ràng buộc nhiều như ở hệ thống treo
phụ thuộc.
+ Khối lượng không được treo của hệ thống nhỏ hơn so với hệ thống treo phụ
thuộc. Do đó tăng trọng lượng bám, tăng độ êm dịu của ôtô.
+ Đảm bảo khi dịch chuyển, các bánh xe không làm thay đổi các góc đặt
bánh xe và chiều rộng cơ sở, do đó làm triệt tiêu hoàn toàn sự lắc của bánh xe đối
với trụ đứng, dẫn đến không phát sinh mômen hiệu ứng con quay khi các bánh xe
dịch chuyển thẳng đứng.
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp gồm nhiều chi tiết.
+ Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe không cố định do vậy xảy ra tình
trạng mòn lốp nhanh.
+ Khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe không liên kết
cứng, vì vậy xảy ra hiện tượng trượt bên bánh xe.
Một số hệ thống treo độc lập dùng cho ôtô
+ Hệ treo đòn dọc.
+ Hệ treo trên 2 đòn ngang.
+ Hệ treo Macpherson.
+ Hệ treo đòn chéo.
+ Hệ treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn.
2.2. Hệ thống treo phụ thuộc:
Nguyên lý hoạt động:
Hai bánh xe trái và phải được nối nhau bằng một dầm cứng nên khi dịch
chuyển một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe còn lại cũng dịch chuyển.
Do đó hệ thống treo phụ thuộc không thể đảm bảo đúng hoàn toàn động học của
bánh xe dẫn hướng.
Hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng trong hệ thống treo cầu sau
của ôtô du lịch và ở tất cả các cầu của otô tải, ôtô khách loại lớn.
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
Ưu điểm:
+ Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra
mòn lốp nhanh như ở hệ thống treo độc lập
+ Khi ôtô quay vòng chỉ có thùng xe nghiêng còn cầu xe vẫn thăng bằng, do đó
lốp ít mòn.
+ Khi chịu lực bên (lực ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe liên kết
cứng, vì vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe.
+ Kết cấu đơn giản,rẻ tiền, nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi vừa làm nhiệm vụ
dẫn hướng.
+ Số khớp quay ít và không càn phải bôi trơn khớp quay.
+ Dễ chế tạo, dễ tháo lắp và sửa chữa, giá thành rẻ.
Nhược điểm:
+ Khi nâng một bên bánh xe lên, vết bánh xe sẽ thay đổi, phát sinh lực ngang
làm tính chất bám đường của otô kém đi và ôtô dễ bị trượt ngang
+ Hệ thống treo ở các bánh xe, nhất là các bánh xe chủ động có trọng lượng
phần không được treo lớn.
+ Sự nối cứng bánh xe hai bên nhờ dầm liền làm phát sinh những dao động
nguy hiểm ở bánh xe trong giới hạn vận tốc chuyển động.
+ Nếu hệ thống treo phụ thuộc đặt ở bánh xe dẫn hướng, độ nghiêng của hai
bánh xe sẽ thay đổi khi một bánh xe dịch chuyển thẳng đứng, làm phát sinh
mômen do hiệu ứng con quay, ảnh hưởng đến các dịch chuyển góc của các cầu và
các bánh xe dẫn hướng quanh trục quay.
11
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
+ Khú b trớ cỏc cm ca ụtụ nu t h thng treo ph thuc ng trc.
Mt s h thng treo ph thuc ang dựng ph bin cho ụtụ :
+ H thng treo cú b phn n hi l nhớp lỏ.
+ H thng treo cú b phn n hi l lũ xo tr.
Kt lun: phự hp vi yờu cu v mụi trng lm vic cng nh chi phớ
v iu kin bo dng, sa cha thng xuyờn, em quyt nh chn h
thng treo ph thuc cho xe ti ang thit k.
2.3. Phõn tớch cỏc phng ỏn b trớ h thng treo ph thuc:
2.3.1. Cỏc phng ỏn b trớ:
PHƯƠNG áN i: hệ thống treo
phụ thuộc dùng nhíp lá
PHƯƠNG áN ii: hệ thống treo phụ
thuộc dùng nhíp phụ
PHƯƠNG áN iii: hệ thống treo
phụ thuộc dùng lo xo
PHƯƠNG áN IV: hệ thống treo phụ thuộc
dùng phần tử đàn hồi khí nén
12
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
2.3.2. Phõn tớch la chn thit k b phn n hi:
- B phn n hi kim loi: Bộ phận đần hồi kim loại thờng có 3 dạng chính
để lựa chọn: nhíp lá, lò xo xoắn và thanh xoắn.
- Nhíp lá: thờng đợc dùng trên hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăng
bằng. Khi chọn bộ phận đàn hồi là nhíp lá, nếu kết cấu và lắp ghép hợp lý thì bản
thân bộ phận đàn hồi có thể làm luôn nhiệm vụ của bộ phận hớng. Điều này làm
cho kết cấu của hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng. Vì thế nhíp lá đợc
sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe kể cả xe du lịch. Nhíp lá ngoài nhợc điểm chung
của bộ phận đần hồi kim loại còn có nhợc điểm là khối lợng lớn.
- Lò xo xoắn: thờng đợc sử dụng trên nhiều hệ thống treo độc lập. Lò xo
xoắn chỉ chịu đợc lực thẳng đứng do đó hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo
xoắn phải có bộ phận hớng riêng biệt. So với nhíp lá, lò xo xoắn có trọng lợng nhỏ
hơn.
- Bộ phận đàn hồi là thanh xoắn: cũng đợc sủ dụng trên một số hệ thống treo
độc lập của ôtô. So với nhíp lá, lò xo xoắn có thế năng đàn hồi lớn hơn, trọng lợng
nhỏ và lắp đặt dễ dàng.
13
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
Bộ phận đàn hồi kim loại có u điểm là kết cấu đơn giản, giá thành hạ. Nhợc
điểm của loại này là độ cứng không đổi (C=const). Độ êm dịu của xe chỉ đợc đảm
bảo một vùng tải trọng nhất định, không thích hợp với những xe có tải trọng thờng
xuyên thay đổi. Mặc dù vậy bộ phận đàn hồi kim loại đợc sử dụng phổ biến chủ
yếu trên các loại xe hiện nay.
- Bộ phận đàn hồi bằng khí: Loại này có u điểm là độ cứng của phần tử đàn
hồi (lò xo khí) không phải là hằng số do vậy có đờng đặc tính đàn hồi phi tuyến rất
thích hợp khi sủ dụng trên ôtô. Mặt khác tuy theo tải trọng có thể điều chỉnh độ
cứng của phần tử đàn hồi (bằng cách thay đổi áp suất của lò xo khí) cho phù hợp.
Vì thế hệ thống treo loại này có độ êm dịu cao. Tuy nhiên bộ phận đần hồi này có
kết cấu phức tạp, giá thành cao, trọng lợng lớn (vì có thêm nguồn cung cấp khí, các
van và phải có bộ phận hớng riêng). Trên xe du lịch thờng chỉ trang bị cho các dòng
xe đắt tiền, sang trọng. Còn đối với xe tải, cũng đợc sử dụng đối với các xe có tải
trọng lớn. Các loại xe đua bộ phận đàn hồi dạng này đợc sử dụng nhiều dới dạng hệ
thống treo thủy khí điều khiển đợc.
- Lựa chọn: Trong xu thế phát triển kinh tế chung hiện nay, nhu cầu nội địa
hóa ngành ôtô ngày càng đợc chú trọng. Yêu cầu đặt ra cho ngời thiết kế trớc hết
phải nhắm vào mục tiêu này. Một vấn đề không kém phần quan trọng đó là giá
thành của một chiếc xe bán ra, một mức giá phù hợp nhng phải đảm bảo tối u các
yêu cầu kỹ thuật vti u c li ớch ca ngi tiờu dung vi giỏ thnh hp lớ o .
Đây chính là 2 tiêu chí cơ bản cho việc tính chọn và thiết kế hệ thống treo cho xe
ôtô.
Qua những phân tich u nhựơc điểm của các loại bộ phận đàn hồi, thêm vào
đó việc chọn thiết kế hệ thống treo cho xe tải 4 tấn có khả năng di chuyển trên các
loại địa hình phức tạp, do đó chọn thiết kế bộ phận đàn hồi là nhíp. Trớc hết với
tình hình kinh tế hiện nay, các ngành chế tạo trong nớc có thể đảm nhận đựơc sản
xuất nhíp. Nhíp đợc sản xuất không cần những vật liệu quá phức tạp, cầu kỳ do đó
sẽ đảm bảo đợc tiêu chí đầu tiên là tăng nội địa hóa ngành ôtô. Nhíp còn có thêm u
điểm là trong quá trình vận hành xe ít bị h hỏng và phải sửa chữa, tuổi thọ lâu do
đó rất phù hợp việc sử dụng ôtô trên địa hình giao thông phức tạp của nớc ta hiện
nay.
14
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
Các bộ nhíp trớc đợc lắp với khung xe qua các giá đỡ và đợc nối với dầm cầu
qua các quang treo nhíp. Bộ nhíp trớc gồm có hai lá nhíp chính dài bằng nhau mục
đích để cờng hóa. Để tăng tuổi thọ của nhíp và các lá nhíp chính không bị xoắn đầu
ta đặt vào trong các gối ụ cao su. Và ta chọn phơng án thiết kế (I) và phơng án thiết
kế (II) cho cầu trớc và cầu sau.
2.3.3. Phõn tớch la chn thit k gim chn:
Giảm chấn sử dụng trên ôtô dựa theo nguyên tắc bằng cách tạo ra sức cản
nhớt và sức cản quán tính của chất lỏng công tác khi đi qua lỗ tiết lu nhỏ để hấp thụ
năng lợng dao động do phần tử đàn hồi gây ra. Da theo cu to cng nh hot
ng ca piston m ngi ta chia ra lm 2 loi nh sau:
1. Gim chn ũn:
Gim chn ũn hai chiu cú pittụng kộp 2. Trong ú cú t cỏc van ngc
lm cho du bu gim chn luụn chy vo lm y bung cha 1 v 3. Pittụng
ngn xi lanh ra lm hai bung cha 1 v 3.Th tớch ca bung 1 v 3 thay i khi
pittụng dch chyn qua li tng ng vi hnh trỡnh nộn v tr nh cam quay 4 t
vo gia pittụng kộp.
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
Hình III. 12 - Giảm chấn đòn
Trong hành trình nén nhẹ, pittông đi về bên phải, chất lỏng bị dồn từ buồng 3
qua buồng 1 qua một lỗ rất bé ở thanh van 5 và khe hở ở van 6, van 5 vẫn đóng.
Khi bị nén mạnh áp suất dầu tăng lên thắng được lực cản của lò xo làm van 6
mở rộng. Chất lỏng chạy được qua buồng 1 dễ dàng.
Trong hành trình trả pittông dịch chuyển sang bên trái. Chất lỏng chảy từ
buồng 1 qua buồng 3 qua lỗ rất bé ở thanh van 5, van 6 vẫn đóng. Khi trả mạnh áp
suất chất lỏng tăng lên thắng được lực của lò xo làm van 5 mở chất lỏng đi qua
buồng 3 dễ dàng.
Ưu điểm:
+ Thể tích chất lỏng đi qua van bé giảm chấn ống nên tuổi thọ của van đảm bảo
hơn.
Nhược điểm:
+ Giảm chấn làm việc với áp suất dầu rất lớn(25-40 MN/m2) làm ảnh hưởng đến
trọng lượng của giảm chấn. Để đảm bảo giảm chất làm việc trong điều kiện đó
giảm chấn phải có kết cấu đủ bền do đó trọng lượng lớn hơn loại giảm chấn ống.
16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
2. Giảm chấn ống:
Hình III.13 - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của giảm chấn ống
1 - Tai giảm chấn; 2 - Nắp có ren; 3, 4 - Gioăng làm kín; 5 - Van lá; 6 - Lỗ tiết lưu
van nén; 7 - Van lá; 8 - Lò xo van trả mạnh; 9 - Van lá; 10 - Van nén mạnh; 11 Lò xo van nén mạnh; 12- Ecu điều chỉnh; 13 - Lỗ tiết lưu khi trả; 14 - Pittông
giảm chấn; 15- Lỗ tiết lưu khi trả; 16 - Phớt làm kín; 17 - ống xi lanh ngoài; 18 ống xi lanh trong; 19 - Cần pittông; 20 - Bạc dẫn hướng; 21 - Phớt làm kín; 22 Lò xo; 23 - Nắp chặn; 24 - Phớt làm kín.
Ưu điểm:
- Giảm chấn ống làm việc với áp suất cực đại nhỏ hơn 6 -8 MN/m2.
- Giảm chấn ống nhẹ hơn giảm chấn đòn hai lần.Chế tạo đơn giản hơn và tuổi thọ
tương đối cao.
17
N TT NGHIP
SVTK:NGUYN TIN T-20090688
3. Chn phng ỏn thit k gim chn:
Sau khi phõn tớch cỏc loi gim chn, da trờn cỏc iu kin lm vic ca xe thit
k, ta chn gim cht loi tỏc dng hai chiu dng ng cú ng c tớnh khụng
i xng v cú van gim ti l phự hp nht.
Cỏc thụng s k thut ca xe:
Chiều dài cơ sở
Chiều dài tổng thể
Chiều cao tổng thể
Chiều rộng tổng thể
Trọng lợng đầy tải
Trọng lợng xe
Phân bố trọng lợng xe toàn phần (đủ tải)
lên cầu trớc
lên cầu sau
Trọng lợng bản thân
phân ra cầu trớc
phân ra cầu sau
4300mm
6670mm
2280mm
2120mm
8025 kg
4025 kg
2250 kg
5775 kg
2025 kg
2000 kg
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA
HỆ THỐNG TREO
3.1.
Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu:
- Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã
đề ra. Hiện nay có nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao
động, gia tốc dao động, vận tốc dao động...
- Trong đồ án tốt nghiệp, ta chỉ lựa chọn theo một chỉ tiêu, đó là chỉ tiêu tần số
dao động.
-Tuy nhiên khi tính toán hệ thống treo ô tô người ta thường dùng thông số:
Số lần dao động trong 1 phút n: n = 90 ÷ 120 lần/phút.
- Chọn sơ bộ: n = 100 lần/ phút.
Xác định lực tác dụng lên nhíp:
3.2.
3.2.1. Khi xe đầy tải:
Trọng lượng của xe lúc đầy tải là: 80250 N ; phân lên cầu :22500/57750;
Khối lượng phần được treo tác dụng lên hệ thống treo :
1
+) Cầu trước : M = 1969 (kg).
2
+) Cầu sau : M = 5053 (kg).
TảI trọng tác dụng lên một bên nhíp cầu trước và một bên nhíp cầu sau là:
t1
Z =
M 1 .10
2
=
1969.10
2
= 9845
(N).
19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
t2
Z =
M 2 .10
2
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
=
5053.10
2
= 25265 (N).
3.2.2. Khi xe không tải:
Trọng lượng bản thân : 40250 N, phân lên cầu : 20250/20000;
Khối lượng phần được treo tác dụng lên hệ thống treo :
'
1
+) Cầu trước : M = 1522 (kg).
'
+) Cầu sau : M
2
= 1500 (kg).
Tải trọng tác dụng lên một bên nhíp cầu trước và một bên nhíp cầu sau là:
'
Z
'
Z
3.3.
t1
t2
=
=
M '1 .10
2
M ' 2 .10
2
=
=
1522.10
2
1500.10
2
= 7610
(N).
= 7500 (N).
Thiết kế nhíp trước:
3.3.1. Độ cứng của hệ thống treo C:
- Tần số dao động góc và độ cứng của hệ thống treo quan hệ với nhau theo công
thức (3.1):
π
C = M n
30
2
(3.1)
Trong đó:
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
C - Độ cứng của hệ thống treo (N/m).
M- Khối lượng được treo (kg) : M = 1969/2 = 984,5 (kg).
n - Tần số dao động. n = 100 lần/phút.
⇒C=
Π
100
984 ,5 30
2
= 107853 (N/m).
- Theo công thức độ võng tĩnh được tính như sau :
t
f =
300
n
2
=
300
100
2
= 9 (cm) = 0,09 (m).
3.3.2. Chọn sơ bộ kích thước nhíp:
- Nhíp là một loại lò xo gồm nhiều lá thép mỏng (lá nhíp) ghép lại với
nhau.
Kích thước hình học của các nhíp sẽ là :
. Chiều dài các lá L1, L2, Lk..., Ln
. Tiết diện lá nhíp ; b x hk
. n- số lá nhíp.
. b- chiều rộng lá nhíp.
. hk- chiều dày lá nhíp thứ k.
- Chiều dài toàn bộ nhíp Lt có thể chọn sơ bộ như sau:
Đối với xe tải:
t
Nhíp trước : L = (0,26 ÷ 0,35)L; (L là chiều dài cơ sở của xe).
⇒
t
L =(0,26 ÷ 0,35).4300 = 1118 ÷ 1505 (mm).
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
t
Chọn L = 1450 (mm).
Khoảng cách giữa bu lông ngàm nhíp = 90 mm.
- Dựa vào loại xe, tải trọng, kết cấu khung vỏ của xe và kích thước các lá
nhíp, ta có bộ thông số sau:
. Số lá nhíp n = 11.
. Chiều rộng b =70 mm.
3
2
4
11
. Chiều dày h1 = h = 8 mm; h =h =….h =8,5 mm.
k
. Chiều rộng b và chiều dày h thỏa mãn: 6 <
b
hk
=
70
8
=8,75 <10.
. Chiều dài lk được tính theo hệ phương trình sau :
2
2
A +B +C
3
3
4
4
5
5
2
=0
l3
3
l2
l1
A +B +C =0
a3
4
A + B + C =0
5
A +B +C
6
6
7
7
A +B +C
6
A +B +C
8
A + B8 + C8
7
=0
=0
ln
ln-1
a2
an+1
=0
=0
22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
9
9
A +B +C
10
A +B
9
= 0
10
=0
Trong đó:
Ak =
J k 3lk −1
J
− 1 Bk = −1 + k
2 J k −1 lk
J k −1
;
1l
Ck = k +1
2 lk
3
3lk
− 1
lk +1
;
;
Ta có: Chọn chiÒu réng quang nhÝp a = 90 (mm).
⇒ l1 =
Jk=
L1 − a 1450 − 90
=
= 680(mm)
2
2
bh 3 k
12
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
vậy nên :l = l = 680 mm
;J =J =J =J =J =J =J =J =J
11
- Với bộ nhíp có 2 lá nhíp (lá 1 và lá 2) có chiều dài và chiều dày giống nhau, ta
coi hai lá gộp lại thành một lá với:
J1 =
2bh 3
12
(Khi đó k =1 ứng với lá 2, k = 2 ứng với lá 3,...)
Giải hệ phương trình trên ta được :
1
2
3
4
5
6
7
l = 680 ; l = 680 ; l = 584 ; l = 525 ; l = 466 ; l = 407; l =348;
8
9
10
11
l = 288; l = 227 ; l =165 ; l = 99 (mm).
23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
3
2
5
4
6
Vậy : L = 1450; L = 1450; L = 1258 ; L = 1140; L = 1022; L = 904 ;
7
8
9
10
11
L = 786; L = 666; L = 544 ;L = 420; L = 288 ; (mm).
3.3.3. Tính độ cứng, độ võng tĩnh và kiểm tra tần số dao động của nhíp:
+ Độ cứng của nhíp đối với trường hợp nhíp đối xứng:
C=
6 Eα
n
∑ a (Y
k =1
3
k +1
k
− Yk +1 )
Trong đó:
α- Hằng số thực nghiệm, α = 0,85.
E- Môđun đàn hồi của vật liệu khi uốn, E= 2.105MN/m2.
ak = l1 – lk (k = 2÷n).
lk – Chiều dài nửa lá nhíp thứ k.
Yk =
1
; Yn +1 = 0
Ik
I1 = J1, I2 = J1+ J2 , ...
Ik = J1 + J2+...+Jk, ...
J2,...,Jk,....,Jn: mô men quán tính của tiết diện lá nhíp, Jk=
bh 3 k
12
Ta có bảng tính toán sau:
24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
a
SVTK:NGUYỄN TIẾN ĐẠT-20090688
a
k +1
(mm)
l
b
h
k
J
k
l
4
k
(mm)
1
680
2
k
Y
4
k
k
Y -Y
−4
k +1
−4
3
k +1
Y
k
(Y k +1
)
−1
(mm)
(mm)
(mm )
(mm )
(mm )
(mm )
(mm )
96
70
8
5973.33
5973.33
0.000167
0.000063
55.53
584
155
70
8.5
3582.40
9555.73
0.000105
0.000029
106.26
3
525
214
70
8.5
3582.40
13138.13
0.000076
0.000016
159.82
4
466
273
70
8.5
3582.40
16720.52
0.000060
0.000011
214.71
5
407
332
70
8.5
3582.40
20302.92
0.000049
0.000007
270.33
6
348
392
70
8.5
3582.40
23885.31
0.000042
0.000005
328.91
7
288
453
70
8.5
3582.40
27467.71
0.000036
0.000004
390.47
8
227
515
70
8.5
3582.40
31050.10
0.000032
0.000003
455.04
9
165
581
70
8.5
3582.40
34632.50
0.000029
0.000003
530.87
10
99
680
70
8.5
3582.40
38214.90
0.000026
0.000026
8228.00
- Độ cứng của nhíp là:
C=
6 Eα
n
∑ a (Y
k =1
3
k +1
k
− Yk +1 )
=
6.2.10 5.10 6.0,85 .10 −3
10740
= 94972 N/m
+ Tần số dao động thực tế:
25
