tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo và khảo sát dao động xe cat77d

án tốt nụhỉèp

&ính
&ínhtoán
toánhiểm
hiểmnạ/iiêm
nạ/iiêmhê
hêthônạ
thônạtreo
treooà
oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

5.3. Những yêu cầu kỹ thuật cơ
bảnLỤC
gia công piston................................. 69
MỤC
5.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết............................. 69
5.5. Quy trình công nghệ gia công piston.................................................. 70
Trang
Chương
1: Giớidưthiệu
tổng
xe mỏ
CAT777D
......................... 371
5.6. Xác
định lượng
và chế
độquan
cắt cho

nguyên
công...........................
1.1. chung.................................................................................................
Giới thiệu chung................................................................................88
4
Kết luận
1.2.tham
Hệ khảo...........................................................................................
thống treo xe CAT777D..............................................................90
6
Tài liệu
1.3. Yêu cầu đối với hệ treo CAT777D.................................................... 12
1.4. Đánh giá tình trạng sử dụng hiện nay................................................ 13
1.5. Mục tiêu đề tài.................................................................................. 14
Chương 2: Phân tích đặc điểm hệ thống treo và xác định các thông sô
của nó.............................................................................................. 15
2.1. Phân tích kết cấu hệ thống treo xe CAT777D................................... 16
2.2. Các thông số kỹ thuật của hệ treo CAT777D.................................... 18
Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm hệ treo xe CAT777D.......... 20
3.1. Xây dựng đặc tính đàn hồi của treo.................................................... 21
3.2. Xây dựng đặc tính giảm chấn............................................................. 27
3.3. Tính bền một số chi tiết quan trọng trong hệ treo............................... 32
Chương 4: Lập mô hình tính toán dao động xe CAT777D.................................. 38
4.1. Đặt vấn đề.......................................................................................... 39
4.2. Phân tích chọn chỉ tiêu đánh giá dao động......................................... 40
4.3. Xây dựng mô hình treo và mô hình lốp.............................................. 42
4.4. Xây dựng mô hình dao động cho xe CAT777D................................. 46
4.5. Chương trình mô phỏng dao động xe CAT777D.............................. 51
4.6. Kết quả mô phỏng của mô hình........................................................ 57
Chương 5: Thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết điển hình

.............................................................................................................. 67
5.1. Mục đích, yêu cầu của piston............................................................. 68
5.2. Vật liệu làm piston............................................................................. 68

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

21

Mó'p
Móp: :Òtô
Òtô-3C4Ổ
-3C4Ổ


ff)ồ án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN XE IHỎ
CAT777U

(Sình oiètt: nữươm/ dỉôiêp (Sỉ)

3

Móp: Òtô -3C4Ổ

ff)ồ án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạhiêm hê thonạ treo oà
hhtío sút dao độny xe Vt/Ư~7777rO

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TổNG QUAN XE MỎ CAT777D

1.1. GIÓI THIỆU CHUNG

Vận tải mỏ bằng ôtô là khâu không thế tách rời trong dây truyền khai
thác khoáng sản. Nhiệm vụ của nó là chuyên chở đất đá từ tầng khai thác ra
bãi thải; đưa đất đá đào lò lên mặt 1Ĩ1Ỏ; chuyên chở khoáng sản từ nơi khai
thác tới địa điểm tập trung. Vận tải mỏ đóng vai trò là cầu nối giữa sản xuất,
chế biến và tiêu thụ.

Ưu điểm của việc vận tải mỏ bằng ôtô là tính cơ động cao, vận tốc
tương đối cao so với các loại vận tải khác nên cho năng suất lớn, vốn đầu tư cơ
bản thấp hơn so với vận tải đường sắt từ 1,2-ỉ-1,5 lần.

Tuy nhiên nhược điểm của nó là chi phí sản xuất lớn (lương công nhân,
tiêu hao nhiên liệu, ...); sửa chữa bảo dưỡng phức tạp (chi phí sửa chữa chiếm
33-ỉ-35 % giá thành vận tải); giá ôtô và các phụ tùng thay thế đắt do phải nhập
ngoại; đường chóng hỏng làm cho giá thành vận tải ôtô có thể tăng cao.

Thực tiễn sản xuất cho thấy hiệu quả của vận tải bằng ôtô phụ thuộc rất
nhiều vào sức chở và loại đường lưu thông. Vì thế lựa chọn đúng đắn loại ôtô
vận tải mỏ với loại đường phù hợp, cần phải có một đánh giá tổng quan về các
tác động của nó đối với các yếu tố khác. Đây là điều kiện tiên quyết, để đảm
bảo nâng cao hiệu quả khai thác khoáng sản có ích và khẳ năng sử dụng thiết
bị; là bài toán kinh tế-kỹ thuật phức tạp, cần giải quyết một cách đồng bộ.

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

4

Móp: Òtô -3C4Ổ


&ính toán
&ínhhiểm
toánnạ/iiêm
hiểm nạ/iiêm
hê thônạ
hê treo
thônạ
oàtreo oà
kháo sát
kháo
daosát
độnụ
daoJte
độnụ
6c^íJte
77770
6c^í77770

69Ầ
án án
tốt tốt
nụhỉèp

nụhỉèp

1.2. HỆ THỐNG TREO XE CAT777D

HÌNH 1.1. ẢNH XE MỎ CAT777D

CAT777D là một trong những dòng xe của hãng CATERPILAR chuyên
sản xuất các loại xe phục vụ cho xây dựng. Xe có kích thước to và khối lượng
chuyên chở rất lớn, có thể làm việc tốt trên địa hình xấu nên hoạt động rất
hiệu quả tai vùng mỏ Quảng Ninh hiện nay.

CAT777D được trang bị loại động cơ 3508B-EUI có công suất cực đại
là 746 kw, mômen xoắn lớn nhất 4713 Nm. Tốc độ tối đa của xe là 60,4 km/h.
Hộp số tự động với 7 cấp số, cho phép truyền mômen xuống các bánh xe đều
HÌNH 1.2. Sơ ĐỒ BỐ TRÍ CHƯNG XE CAT777D
hơn trong các
địa hình khác nhau. Trọng lượng toàn bộ của xe là 163293 kg,

kích thước lớn nhất theo các chiều dài-rộng-cao là 10,3-6,1-5,18 m. Hệ thống
treo của xe là thuỷ-khí. Hệ thống lái thuỷ lực có trợ lực lái hoàn toàn, được
điều khiển bởi bơm chia lái giúp người lái có thể điều khiển nhẹ nhàng như
điều khiển một chiếc xe con. Hệ thống phanh của xe được trang bị phanh đĩa ở
cầu trước. Loại phanh lày thường dùng để hãm vận tốc của xe khi cần giảm
tốc độ. Phanh sau của xe là phanh ly hợp thường đóng được đặt tại hai bên cầu
Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

5

Móp: Òtô -3C4Ổ

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

án tốt nụhỉèp

1.2.1.

Hệ thống treo trước

Với cách bô trí như hình 1.3 thì cụm treo trước có những đặc điểm

Hệ thống treo trước của xe CAT777D được bố trí bán độc lập. Mỗi một
bánh xe trước được liên kết bởi một xylanh treo. Xylanh treo là một xylanh
thuỷ lực, gồm dầu và khí. Khí đóng vai trò là phần tử đàn hồi, dầu lưu thông
liên kết lái.

Các thành phần chính của xylanh treo trước, là một xylanh và một ti
đẩy. Xylanh được bắt chặt vào thân xe. Khi bánh xe di chuyển lên trên hoặc
xuống dưới, thì ti đẩy di chuyển tự do bên trong xylanh. Ti đẩy di chuyển cùng
với bánh xe.
Nguyên lý hoạt động của hệ treo trước được thể hiện trên hình 1.4
như sau:

Sinh oiỀiii
SinhnữiìontỊ
oiètt:dỉôiêp
nữươm/
Sụ dỉôiêp Sụ

6

1

Mó'p : Móp:
Òtô -3C4Ổ
Òtô -3C4Ổ


r

Đồ án tốt nụhiêp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

vào bánh trước, bánh xe trước sẽ di chuyển lên trên. Sự di chuyên này làm cho

■du

ti đẩy (3) di chuyển lên bên trong xlanh (1). Sự đi lên của ti đẩy (3) nén khí

Thân xylanh

Khoang trong
HÌNH 1.4. TRỤ TREO TRUÚC

Sinh olèn : nữíitìnq dỉôiêp Sụ

8

Móp: Otô -JC46


&ính toán hiểm nạhiêm hê thonạ treo oà
hhtío sút dao độny xe Vt/Ư~7777rO

án tốt nụhỉèp

Dầu

chảy

từ

khoang

(2)

tới

khoang

(6)

thông

qua

lỗ

tiết

lưu

(4)

và

bi

điều

khiển (5). Sự nén của khí nitro trong khoang (2) có tác dụng như một phần tử
đàn hồi. Do đó xylanh treo làm giảm bớt một lượng tải trọng đập vào khung
xe.

Ở hành trình trả thì chuyển động của xylanh đổi chiều. Lúc này khối
lượng của bánh xe và khối lượng trục trước, cùng với áp suất của khí nitro
trong khoang (2) làm cho ti đẩy (3) di chuyển ra ngoài xylanh (1). Khi ti đẩy
(3) di chuyển xuống dưới, lượng dầu trong khoang (6) giảm xuống và dầu
được đặt ở trạng thái áp suất. Khi đó dòng dầu qua bi điều khiển (5) đóng lại.
Áp suất dầu trong khoang (6) làm cho bi điều khiển (5) đóng lại. Cùng thời
gian này, dầu chỉ có thể chảy tới khoang (2) thông qua lỗ tiết lưu (4). Khi ti
đẩy (3) di chuyển xuống dưới, lỗ tiết lưu thấp hơn đóng lại và lưu lượng dầu
chảy vào khoang (2) giảm xuống. Lỗ tiết lưu còn lại đóng chậm khi ti đẩy (3)
tiếp tục đi xuống. Lại một lần nữa lượng dầu chảy tới khoang (2) giảm xuống.
Bởi sự giảm chậm lượng dầu chảy tới khoang (2), mà xylanh thuỷ lực này
giảm được tốc độ đi xuống của ti đẩy (3). Điều này làm giảm được tải trọng
động mà nó sinh ra khi ti đẩy (3) chạm tới mặt đáy của xylanh (1).

1.2.2.
Hệ thống treo sau
Đặc điểm của cụm treo sau được minh hoạ trên hình 1.5:

Xylanh treo sau được bắt chặt giữa các điểm tựa phía sau của thân xe và
vỏ trục sau. Xylanh treo sau là một xylanh thuỷ lực gồm dầu-khí. Xylanh treo
sau được đặt vào đúng vị trí hai đường tâm thanh dọc sườn xe của khung. Một
điểm tựa, được bắt chặt vào mặt trước của vỏ trục, đầu còn lại được nối liền với

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

9

Móp: Òtô -3C4Ổ


ff)ồ án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

Các phần tử chính của xylanh treo sau là một xylanh và một ti đẩy.
Xylanh được bắt chặt vào vỏ trục sau với một khớp cầu. Ti đẩy được bắt vào
thân sau của khung cũng bởi một khớp cầu. Khi bánh xe di chuyển lên trên
hoặc di chuyển xuống dưới, xylanh sẽ di chuyển tự do phía ngoài của ti đẩy.
Vỏ trục sau di chuyển cùng với bánh xe và xylanh thì di chuyển cùng với vỏ

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

10

Móp: Òtô -3C4Ổ


r

Đồ án tốt nụhiêp

&ính toán hiểm nạhiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

Nguyên lý hoạt động được minh hoạ trên hình 1.6

1. Ty đẩy

2. Khoans
trong

Sinh olèn : nữíitìnq dỉôiêp Sụ

1ÌNH 1.6. CỤM TREO SAU

11

Móp: Òtô -3C4Ổ


ff)ồ án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà

kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

Ở hành trình nén lỗ tiết lưu (5) và bi điều khiển (4) sẽ điều khiển tỉ số
dòng chảy của dầu từ khoang (2) tới khoang (3). Khi có một kích động đập
vào bánh xe sau, vỏ trục sau sẽ di chuyển lên trên. Xylanh (6) sẽ đi lên xung
quanh ti đẩy (1). Sự đi lên của xylanh (6) nén khí nitro trong khoang (2). Lúc
này dầu chảy từ khoang (2) tới khoang (3) thông qua lỗ tiết lưu (5) và bi kiểm
tra (4). Sự nén của khí nitro trong khoang (2) đóng vai trò là phần tử đàn hồi.
Do đó xylanh treo làm tiêu hao một lượng tải trọng đập vào khung xe.

Ớ hành trình trả thì chuyển động của xylanh đổi chiều. Lúc này khối
lượng của bánh xe sau và khối lượng vỏ trục sau, cùng với áp suất của khí nitro
trong khoang (2) làm cho xylanh (6) di chuyển xuống dưới ti đẩy (1). Khi
xylanh (6) di chuyển xuống dưới, lượng dầu trong khoang (3) giảm xuống và
dầu được đặt ở trạng thái áp suất. Khi đó dòng dầu qua bi điều khiển (4) đóng
lại. Áp suất dầu trong khoang (3) làm cho bi điều khiển (4) đóng lại. Cùng thời
gian này, dầu chỉ có thể chảy tới khoang (2) thông qua lỗ tiết lưu (5). Khi
xylanh (6) di chuyển xuống dưới, lỗ tiết lưu thấp hơn đóng lại và lưu lượng
dầu chảy vào khoang (2) giảm xuống. Lỗ tiết lưu còn lại đóng chậm khi
xylanh (6) tiếp tục đi xuống. Lại một lần nữa lượng dầu chảy tới khoang (2)
giảm xuống. Bởi sự giảm chậm lượng dầu chảy tới khoang (2), mà xylanh thuỷ
lực này giảm được tốc độ đi xuống của xylanh (6). Điều này, làm giảm được
tải trọng động mà nó tạo ra khi xylanh(6) chạm tới mặt đáy của ti đẩy (1).

1.3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ TREO CAT777D

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

12

Móp: Òtô -3C4Ổ


án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

Động học của các bánh xe dẫn hướng vẫn phải giữ đúng khi nó chuyển
động trong mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa là khoảng cách giữa hai vết bánh
trước không thay đổi).

Dập tắt nhanh các dao động của thân xe, vỏ trục sau và bánh xe.

Giảm tải trọng động khi xe chạy trên địa hình không bằng phẳng.

1.4. ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH SỬDỤNG HIỆN NAY

Hiện nay CAT777D đang bộc lộ một vấn đề rất đáng được quan tâm và
cần phải có những xem xét đánh giá của các chuyên gia. Hệ thống treo, lốp
hỏng rất nhanh. Trong khi đó giá thành của các phụ tùng thay thế này lại tương
đối đắt (từ 16000-18000 $ một trụ treo), thời gian chờ thay thế mất nhiều, dẫn
đến chậm tiến độ khai thác (một xe nằm chờ lốp có thể mất hàng 2-3 tháng mà
vẫn chưa có lốp). CAT777D đang trong thời gian khai thác thử nghiệm ở Việt
Nam nhưng đã có tới 2 chiếc bị hỏng chờ sửa chữa trên tổng số 4 chiếc. Việc
sửa chữa bảo dưỡng loại xe này phải do chính nhân viên hãng này thực hiện,
khiến chi phí lại càng tăng cao (mỗi một lần gọi nhân viên của hãng tới kiểm

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

13

Móp: Òtô -3C4Ổ


ff)ồ án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

1.5. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Để có thể phần nào tìm ra các nguyên nhân dẫn đến hư hỏng trong hệ
thống treo xe CAT777D cho lên mục tiêu của đề tài là:

1. Phân tích kết cấu của hệ thống treo

2. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

14

Móp: Òtô -3C4Ổ


ff)ồ án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

CHƯƠNG
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG TREO
VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG số CỦA NÓ

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

15

Móp: Òtô -3C4Ổ


69Ầ án tốt nt/hièp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐlỂM HỆ THỐNG TREO VÀ XÁC
ĐỊNH CÁC THÔNG sổ CỦA NÓ

!

ũữ
Nhìn từ: B

HÌNH 2.1. Sơ ĐỒ BỐ TRÍ CHUNG CỦA HỆ TREO CAT777D

Đây là loại xe mỏ có trọng lượng lớn. Do đó không thể dùng các loại
treo thông thường như lò xo, thanh xoắn được vì lí do hệ treo sẽ rất cồng kềnh,

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

16

Móp: Òtô -3C4Ổ


ff)ồ
69Ầ án tốtán
nụhỉèp
tốt nụhỉèp

1

&ínhtoán
toánhiểm
hiểmnạ/iiêm
nạ/iiêmhêhêthônạ
thônạtreo
treooàoà
&ính
í í
í 77770
kháo
kháosát
sát
sátdao
dao
daođộnụ
độnụ

độnụJte
Jte
Jte6c^
6c^
6c^
77770
kháo
77770

CÁC THÔNG SỐ TREO SAU
2.2.
CÁC
THÔNG
số KỸ
THUẬTcho
CỦA
CAT777D
Việc
lựa
chọn treo
thuỷ-khí
xe HỆ
là TREO
thích hợp.
Loại treo này có kết
4

cấu tưong đối gọn mà lại đáp ứng được những xe có tải trọng lớn.

Cụm treo trước của xe được bố trí hai xylanh thuỷ lực, bên trong chứa

5

dầu và khí. Khí đóng vai trò là phần tử đàn hồi còn dầu lưu thông qua lỗ tiết
6

lưu có tác dụng giảm chấn. Thân xylanh được bắt thẳng vào khung, còn ti đẩy
được bắt vào trục trước của bánh xe. Vì thế cách bố trí này thuộc loại bán độc
lập.

Cụm treo sau của xe được bố trí phụ thuộc bao gồm hai xylanh thuỷ
lực. Xylanh được bắt vào vỏ trục sau bằng khớp cầu còn ti đẩy thì bắt vào
CÁC THÔNG SỐ KHÁC
khung xe cũng bằng các khớp cầu. Hai xylanh treo sau đỡ toàn bộ phần sau

CÁC THÔNG SỐ TREO TRƯỚC

10

Tuy nhiên loại treo này có hai nhược điểm lớn là khó làm kín và ma sát
mm
Khoảng cách hai tâm3000
trụ

Sinh
Sinhoiètt:
oiètt:nữươm/
nữươm/dỉôiêp
dỉôiêpSụ
Sụ

1

của xe.

18
17

Móp:
Móp:Òtô
Òtô-3C4Ổ
-3C4Ổ


3

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

19

Móp: Òtô -3C4Ổ


&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

ff)ồ án tốt nụhỉèp

CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM

HỆ TREO XE CAT777D

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

20

Móp: Òtô -3C4Ổ


án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIEM NGHIỆM HỆ TREO XE CAT777D

3.1. XÂY DỤNG ĐẶC TÍNH ĐÀN Hồi CỦA HỆ TREO
3.1.1 Cụm treo trước
3.1.1.1.Các sô liệu tham khảo (tài liệu của hãng V-trac)
Khối lượng được treo khi đầy tải:

154000

(kg)

Phân bổ tải trọng ra cầu trước:

33

(%)

3.1.1.2.
Thiết lập phương trình
đặc tính treo
Để xác định đặc tính của treo, ta áp dụng phương trình Vander Waals
p,+

m,

l p )f

m
-Lb
t* )

m,

■R.T,

Phương trình:

(3.1)
Trong đó:

pf: là áp suất khí (N/m2)
vf: là thể tích khí (m3)

Tf: là nhiệt độ khí (°K)

ụ.: là khối lượng của một kmol khí (kg)

mf: là khối lượng của khối khí (kg)
R: là hằng số chất khí, R=8310(J/kmol.đô)
Sinh oiỀiii nữiìontỊ dỉôiêp Sụ

21

[6]
Mó'p : Òtô -3C4Ổ


'

I

-Q

ff)ồ án tốtán
nụhỉèp
tốt nụhỉèp

3.1.2.

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

Xylanh treo treo sau.

3.1.2.1.
Các sô liệu tham khảo (tài liệu của hãng V-trac)

nếu gọi
f, F( là độ cứng của treo trước và diện tích đường
A: là diệnMặt
tích khác
hiệu dụng
củaCpiston,
Af = — —
(3.2)
kính trong xylanh, Fj = ——
A

(3.4)

f

Với dfout: là đường kính ngoài của ty đẩy
Với: din; là đường kính đường kính trong xylanh
và khối lượng của một kmol khí đó.
3.1.2.2.
Pr =

Thiết
c f R Tlập
acf đặc tính treo sau
f phương trình
2

/0-A,f-C,b (v/0--4,/)

(3.3)

Để xác định đặc tính của treo sau, tương tự như cách xác định đặc tính
treo trước. Ta
áp5 Phương
dụng
trình
Waals
cho
một
khíCAT777D,
thực của
bất
Phương
trìnhphương
(2.3)
phương
trình
đặc
tính
treođộtrước
của
trình là
(3.6)
thểVander
hiện
quan
hệ
giữa
cứngkhối
và xe
biến

dạng
m..& BIEN CANG Cf=f(f)
QUAN
l-E
DO
CUNG
x10
Phương trình:
R.T
(3.7)
Trong đó:

pr: là áp suất khí (N/m2)
vr: là thể tích khí (m3)

Tr: là nhiệt độ khí trong xylanh treo sau(°K)
p: là khối lượng của một kmol khí (kg)

mr: là khối lượng của khối khí trong xylanh treo sau(kg)

Nếu ta gọi:
HÌNH.3.2. ĐỒHÌNH.3.1.
THỊ QUAN
HỆ TÍNH
ĐỘ CÚNG
BIÊN DẠNG TREO TRƯỚC
ĐẶC
TREOVÀ
TRƯỚC

: là diện tích hiệu dụng của piston,
Sinh oiètt:
oiỀiii nữươm/
nữiìontỊ dỉôiêp
dỉôiêp
Sụ Sụ

22
23

Móp:
Mó'p :Òtô
Òtô-3C4Ổ
-3C4Ổ


&ính toán
hê thônạ
thônạtreo
treooà
oà
&ính
toánhiểm
hiểm nạ/iiêm
nạ/iiêm hê
í
kháo
Jte 6c^
6c^í77770
77770

kháosát
sát dao
dao độnụ
độnụ Jte

ántốt
tốtnụhỉèp
nt/hièp
án

ỴỴị

Mặt khác nếu gọi Cr, Fr là độ cứng của treo sau và diện tích đường kính
trong xylanh, F = (3.10)

4

và khối lượng của một kmol khí đó.
c..

f

crRTr
Pr =b ~ ( V r a - A j Ỵ

acr2

(3.11)
2\

_ Fr

Thay (3.9) vào (3.11) ta được:
c

(3.9)

crRTr____________________ac,
f [ v r ữ - A r f - c r b {yrữ-Arf)2

Phương trình (3.9) là phương trình đặc tính treo sau
của xe CAT777D,
(3.12)
X ì o7

DAC TINH TREO SAU p=f(f)

Phương trình (3.12) thể hiện quan hệ giữa độ cứng và biến dạng của
QUAN HE DO CUNG & BIEN DANG Cr=t;t)
X 10
xylanh treo sau.

4

(3.8)
Sinh oiỀiii
oiètt: nữươm/
nữiìontỊ dỉôiêp
dỉôiêp
Sụ Sụ

24
25

Móp: Òtô
Mó'p
: Òtô-DC46
-3C4Ổ


án tốt nụhỉèp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

3.2. XÂY DỤNG ĐẶC TÍNH GIẢM CHAN
3.2.1.

Xây dựng đặc tính giảm chấn qua lỗ tiết lưu

(3.13)
Nếu tính đến tổn hao thì (3.13) chở(*)thành:

e-C
Trong đó:

Q: là lưu lượng dòns chất lỏng qua các lỗ tiết lưu (m3/s)

B: là diện tích mặt cắt ngang lỗ tiết lưu

p: là áp suất dòng chất lỏng

juữ:

là hệ số tiêu tốn, JU0 =0,4

v: là vận tốc piston
V
ỵA
=lổ
3.2.2.

(2.14)

Xây dựng đặc tính giảm chấn có cản ma sát nhớt
50

100

150

bien dang treo
1[mm)
HÌNH.3.4. ĐỒDo
THỊcóQUAN
ĐỘthành
CÚNGxylanh
VÀ BIÊN
DẠNGPiston
TREO chuyển

SAU động tương
khe hởHỆ
giữa
và piston.

Sinh oiỀiii nữiìontỊ dỉôiêp Sụ

26
27

Mó'p : Òtô -3C46
-3C4Ổ


&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

án tốt nụhỉèp

dc
dy

Theo biểu thức Newton:

(a)

T = ỊẤ

với r: là ứng suất trượt
d-d.

/u: là độ nhớt động học của dầu

(3.15)
dx, dp theo thứ tự là đường kính trong ống xylanh và đường kính ngoài piston.
d+d.
» h = àynax )
qua hai vách song song có tiết diện hình chữ nhật (/ = n
Áp dụng phương trình Navier-Stokes dạng tổng quát:
(3.16)
õc õc dc

Trong đó: c = —JL + - + —L

4 div
-

Õ~

= —— + —— + —— là toán tử Laplace
dx2 õy2 õz2

là toán tử Hamilton

4 u = — là độ nhót động học
-

p

*

là độ nhớt tĩnh của dầu

Sinh oiỀiii nữiìontỊ dỉôiêp Sụ

28

Mó'p : Òtô -3C4Ổ


h 2p khi đó: c = —y2 +
(C2= 0
R
o = ndou,e I
1

2ft

&ính toán
hê thônạ
thônạtreo
treooà
oà
&ính
toán hiểm
hiểm nạ/iiêm
nạ/iiêm hê
í
kháo
Jte 6c^
6c^í77770

77770
kháo sát
sát dao
dao độnụ
độnụ Jte

ántốt
tốt nụhỉèp
nụhỉèp
nt/hièp
án

ẽt

0 = — gradp + uAc

(3.17)

p

Hay ta có thể viết: —c- = —— Ap
A'ôy
Ỵu.pỵA
M,r

v 2

r +

Df

FịDr

CV=Mo
\\[—
^ AJ p \ d y

2g 2 g
f/

C

( Ap. .h
+ 7ĩd
four
6

V

+ MVJ

= ệv+c,y + c2
2//

r=v_^Ph

(3.19)
y_Ạp '
h 2p

(3.20)
h2

Thay (3.20) vào (a) ta được: T = Ap.y + p - - — h

(3.21)

Thông thường y lấy giá tri trung bình là: y = —h=>T =

+ p—
3

(3.22)

6h

Vậy lực cản nhớt giữa khe hở thành piston và xylanh, do có trênh lệch
tốc độ là:
Ap.h
Ví
- —+ //-

\9ntoc piston \{m/s)
Ap.h
V
A
vantoc
piston
Kết hợp (2.14) và (2.23) ta được
lực

cản
siảm
chấn
như
sau:
+ p \(m/s)
F» =

HÌNH 3.6. ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH GIẢM CHAN SAU

HÌNH 3.5. ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH GIẢM CHAN TRUỒC

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

29
30
31

(3.24)

J2ó'p:
Móp: :Òtô
Òtô
-3C46
Móp
Òtô-3C4Ổ
-3C4Ổ


r

Đồ án tốt nt/hièp

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

3.3.TÍNH BÊN MỘT SÕ CHI TIẾT QUAN TRỌNG TRONG HỆ TREO
3.3.1. Kiểm bền khớp cầu trong xylanh treo sau

Khớp cầu trong xylanh treo sau
có vai trò liên kết hệ thống treo sau với
thân xe; trụ treo sau với trục sau của
xe. Truyền phản lực từ bánh xe vào hệ
thống treo, sau đó truyền lên thân xe.

Nên

khớp

cầu

luôn

làm

việc

0

chế

độ

tải trọng động và chịu nhiều va đập.

Do

đó

khi

tính

bền

khớp

cầu

này

A-A

cần

phải kiểm bền theo hai khía cạnh sau:

HÌNH 3.7. KHỚP CÀU VÀ TREO SAU

Kiểm nghiệm độ bền theo ứng

=
30.l0‘ÍA]

[<7jchèn dập tại vị trí làm việc.
suất

[r,] =
80.10^4-]

(3.25)

HÌNH 3.7. KHỚP CÀU VÀ CÁC KÍCH THƯỚC

Sinh oiètt: nữươm/ dỉôiêp Sụ

32

Móp: Òtô -3C4Ổ


c

nm/11

v

/ L f j

V

án tốt nụhỉèp

/

&ính toán hiểm nạ/iiêm hê thônạ treo oà
kháo sát dao độnụ Jte 6c^í77770

a) Kiểm bền theo ứng suất chèn dập
Lực tác dụng lên khớp cầu cũng chính là lực động lớn nhất trong trụ
treo, trong quá trình xe hoạt động ở hành trình nén; FJ = 524900(TV)
Mặt khác:

Trong đó: S; là diện tích tiếp xúc giữa mặt cầu và đệm rôtuyn.

(3.26)

s = -mi 2 = — ■ 3,14-(0,152)2 = 181 • 10' 4 (m 2 )

Như vậy khớp cầu thoả mãn điều kiện chèn dập, khi chịu tải trọng động
lớn nhất.
b) Kiểm bền theo ứng suất cất
Kiểm tra độ bền cắt của khớp cầu tại tiết diện nguy hiểm nhất, ứng suất
cắt được tính theo công thức:

Trong đó: Sc; là tiết diện của cầu tại vị trí nguy hiểm nhất

(3.27)

52_ 4524900

900 = 38.106(AT/W2)< [r ] = 80.106(Àơm2)
Tc
~ 0,0141

=

Vậy khóp cầu thoả mãn điều kiện cắt tại tiết diện nguy hiểm.

Sinh oiỀiii nữiìontỊ dỉôiêp Sụ

33

Mó'p : Òtô -3C4Ổ