TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO VÀ KHẢO SÁT DAO ĐỘNG MÔ HÌNH 1/4 xe VOLVO A40D

Đồ án tôt nghiệp

MụC LụC

MụC LụC..........................................................................................................1
CHƯƠNG 1.............................................................................................5
giới thiệu tổng quan xe mỏ volvo a40d...........................................................5
1.1. Giới thiệu chung...................................................................................5
1.2 Một số thống số kích thớc của xe với kiểu lốp 29.5 R-25...................7
1.3 giới thiệu sơ lợc về một số kết cấu xe..................................................9
1.4 Hệ Thống Treo:...................................................................................12
1.4.1 Hệ thống treo trớc.........................................................................12
1.4.2 Hệ Thống Treo Sau.......................................................................13
1.5 Yêu cầu đối với hệ treo ......................................................................15
1.6 mục tiêu của đề tài..............................................................................15
Chơng 2...........................................................................................................16
Phân tích đặc điểm của hệ thống treo và xác Định các thông số của nó.....16
2.1 Phân tích kết cấu hệ thống treo .........................................................16
2.2 Các thông số kỹ thuật của hệ thống treo ...........................................17
2.2.1 Giảm chấn .......................................................................................17
Bảng 2.2.1.Một số thông số giảm chấn...............18
2.2.2 Bộ phận đàn hồi ...........................................................................18
Chơng 3 .........................................................................................................20
Xây dựng đặc tính treo..................................................................................20
3.1 Xây dựng đặc tính đàn hồi..................................................................20
3.1.1 xác định đặc tính đàn hồi.............................................................21
3.2Xây dựng Đặc tính giảm chấn............................................................23
3.2.1Tính toán hệ số cản K....................................................................26
Nh vậy ta tính đợc độ cứng của lò xo van nén mạnh :.......................27
3.3 Kiểm tra điều kiện bền.......................................................................29
3.3.1 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn...............................29

3.3.2 Kiểm tra điều kiện bền của đờng kính thanh đẩy:.......................30
Chơng 4...........................................................................................................31
Khảo sát dao động mô hình 1/4....................................................................31
4.1 Đặt Vấn Đề....................................................................................31
4.2. Các chỉ tiêu đánh giá.........................................................................32
4.2.1.Độ êm dịu chuyển động...............................................................32
4.2.2 chỉ tiêu an toàn hàng hóa.............................................................35
4.2.3Về tải trọng động, an toàn động lực học và mức độ phá đờng....35
4.3.Xây Dựng Mô Hình.........................................................................37
4.4Chơng trình mô phỏng simulink.........................................................44
4.4Kết quả mô phỏng................................................................................48
4.4.1Khảo sát tự dao đông
...........................................................48
4.4.2Kết quả khảo sát kích động mặt đờng...........................................49
Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

1


Đồ án tôt nghiệp

4.4.3Khảo sát ảnh hởng của đờng.........................................................50
4.4.4Khảo sát sự êm dịu........................................................................51
4.5 Nhận xét:.............................................................................................52
Chơng 5:.........................................................................................................53
thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết cơ bản...........................53
5.1. Mục đích, yêu cầu của piston............................................................53
5.2. Vật liệu làm piston............................................................................53

5.3. Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston ..............................54
5.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết........................54
5.5. Quy trình công nghệ khi gia công piston.........................................55
5.5.1. Xác định đờng lối công nghệ......................................................55
5.5.2. Tính toán và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết..............55
5.6. Xác định lợng d và chế độ cắt cho các nguyên công: ..................56
5.6.1. Nguyên công 1. Tiện khoả mặt đầu piston, tiện khoả mặt lỗ,
rãnh trên mặt đầu...................................................................................56
5.6.2. Nguyên công 2. Tiện khoả mặt đáy pison, vát mép mặt đáy, tiện
khoả mặt lỗ, rãnh trên mặt lỗ.................................................................60
5.6.3. Nguyên công3. Khoan, doa lỗ 16.............................................65
5.6.4. Nguyên công 4. Khoan doa các lỗ trả mạnh 1,1 và lỗ nén nhẹ
1,8.........................................................................................................68
5.6.5. Nguyên công 5. Tiện tròn ngoài, tiện rãnh xécmăng.................73
5.6.6. Nguyên công 6. Kiểm tra............................................................76
Kết luận..........................................................................................................77

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

2


Đồ án tôt nghiệp

LờI NóI ĐầU
Ngành công nghiệp ôtô thế giới đã có bề dày phát triển trên một trăm
năm. Những sản phẩm của nó ngày càng chứa hàm lợng công nghệ cao hơn,
các xe tải ngày càng có khối lợng lớn hơn, nhất là đối với xe tải vùng mỏ.

Kinh tế Việt Nam trong thời kì đổi mới có những phát triển vợt bậc,
đặc biệt trong những năm gần đây. Một trong nhng yếu tố đóng góp vào sự
phát triển trên là hiệu quả sản xuất đợc tăng đáng kể. Nghành công nghiệp
khai thác than cũng không nằm ngoài xu thế đó.Để tăng hiệu quả sản xuất
ngành than đẫ có nhiều biện pháp. Trong đó có việc đa các xe tải có tải
trọng lớn vào khai thác .VOLVO A40D là một trong những dòng xe nh vậy.
So với các dòng xe khác thi nó không phải bảo dỡng định kì, giúp giảm chi
phí sử dụng. Nhng nó lại thờng xuyên chạy trên nền đờng đất xấu. Do đó
điều kiện làm việc của các chi tiết, các cụm chi tiết trên xe là rất khắc
nghiệt, dao động của thân xe là lớn làm ảnh hởng xấu tới tuổi bền của các
chi tiết, ảnh hởng tới sức khỏe của ngời lái xe và đờng xá. Xuất phát từ tình
trạng trên cần phải kiểm tra lại một số thuộc tính làm việc của xe trong điều
kiện Việt Nam.
Để có thể đánh giá đợc đợc những ảnh hởng dao đông của xe đến độ
bền của các chi tiết hệ thống treo, sinh lí của ngời lái và đờng xá đề tài
Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo và khảo sát dao động mô
hình 1/4 xe VOLVO A40D sử dụng thông số cầu trớc đã đợc tiến hành
và giải quyết với các nội dung sau:
Từ các thông số thực của xe. Em đã phân tích kết cấu và tính toán
kiểm nghiệm cho hệ treo, phân tích xây dựng mô hình dao động của ôtô,
bằng phơng pháp tách cấu trúc hệ nhiều vật và áp dụng phơng trình
Newton-Euler để thành lập hệ phơng trình dao động. Sử dụng phần mềm
chuyên dụng, Matlab Simulink để mô phỏng dao động của xeVOLVO
A40D.

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

3

Đồ án tôt nghiệp

Với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn Võ Văn Hờng, và
toàn thể các thầy trong bộ môn Ôtô. Em đã hoàn thành đợc đồ án của mình,
nhng do năng lực bản thân còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những
thiếu sót. Em mong các thầy thông cảm và đóng góp ý kiến để đề tài của
em đợc hoàn thiện hợn
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, tháng 05 năm 2008
Sinh viên:
Lê Thế Tâm

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

4


Đồ án tôt nghiệp

CHƯƠNG 1

giới thiệu tổng quan xe mỏ volvo a40d
1.1. Giới thiệu chung

Vận tải mỏ bằng ôtô là khâu không thể 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; đa đất đá đào lò lên mặt mỏ, 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 tơng đối cao so với các loại vận tải khác nên cho năng suất lớn, vốn đầu t cơ
bản thấp hơn so với vận tải đờng sắt từ 1,2 ữ 1,5 lần.
Tuy nhiên nhợc điểm của nó là chi phí sản xuất lớn (lơng công nhân,
tiêu hao nhiên liệu, ...); sửa chữa bảo dỡng phức tạp (chi phí sửa chữa chiếm
33 ữ 35 % giá thành vận tải); giá ôtô và các phụ tùng thay thế đắt do phải

nhập ngoại, đờng 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 đờng lu thông. Vì thế lựa chọn đúng đắn loại
ôtô vận tải mỏ với loại đờng 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.
xu hớng phát triển của ôtô vận tải mỏ là tăng sức chở của ôtô, nhằm
tăng năng suất. Nhng bên cạnh đó lại phát sinh nhiều vấn đề cần giải quyết:
Chi phí cho công việc bảo dỡng sửa chữa những loại xe này rất đắt. Do xe
có tải trọng lớn lên khả năng phá đờng mạnh (chi phí cho san lấp đờng tăng
lên). Đờng xấu ảnh hởng trực tiếp tới công suất của xe, tuổi bền các chi tiết

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

5

Đồ án tôt nghiệp

trên xe giảm nhanh mà điển hình là một số loại xe: Volvo A35D, Volvo
A40D Komatsu HD40, CAT773E, CAT777D...

Hình 1.1. xe mỏ VOLVO A40D.

VOLVO A40D là xe tự đổ có khớp lái(lài bằng thân xe)là một trong
những dòng xe của hãng VOLVO của Thuỵ Điển ,đợc nhập về Việt Nam
trong một vài năm gần đây. VOLVOA40D với kết cấu đặc biệt và kích thớc
lớn, khối lợng chuyển chở lớn có thể làm việc tốt và hiệu quả trên địa hình
xấu nh vùng mỏ Quảng Ninh hiện nay.

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

6


§å ¸n t«t nghiÖp
1.2 Mét sè thèng sè kÝch thíc cña xe víi kiÓu lèp 29.5 R-25

H×nh 1.2.2. M« t¶ tæng quan c¸c kÝch thíc xe Volvo A40D.

Sinh viªn thùc hiÖn : Lª ThÕ T©m
Líp
: ¤ t« _K48

7

Đồ án tôt nghiệp

Thông số

Kí hiệu

Đơn vị (mm)

Chiều dài toàn bộ
A
11310
Chiều dài phần đầu
A1
5469
Chiều dài phần thân sau
A2
6428
Chiều dài thùng
B
5730
Chiều cao lớn nhất
C
3746
Chiều cao cabin
C1
3626
Chiều rộng
C2

1768
Khoảng cách từ cầu đến đầu xe
D
3100
Khoảng cách từ cầu trớc tới khớp lái
E
1276
Khoảng cách cầu trớc tới cầu giữa
F
4451
Khoảng cách từ cầu giữa tới càu sau
G
1940
Khoảng cách từ cầu sau tới đuôi xe
H
1823
Chiều cao thùng xe
J
3075
Chiều cao khi nâng hết ben
M
7684
Bán kính quay vòng lớn nhất của đầu kéo
N
8863
Bán kính quay vòng lớn nhất của thân sau
N1
4238
Chiều rộng thùng xe
O

3268
Chiều rộng cơ sở
V
2636
Chiều rộng lớn nhất của xe
W
3432
Khoảng sáng gầm xe
X
617
Góc tiếp cận
a1
250
Góc lên ben tối đa
a2
700
Góc lái lớn nhất của đầu kéo
a3
450
Bang 1.2.Thông số kích thớc của VOLVO A40D.

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

8


Đồ án tôt nghiệp
1.3 giới thiệu sơ lợc về một số kết cấu xe

1

2
26
3

25
4

24
5

6
23
7
22

8

9
21

10

20
19
11
18

17
16

12

15
14

13

Hình1.3.1.Bố trí chung của xe Volvo A40D .
1.động cơ

10.Ben đỗ

18. Đong ngang

2 .Bánh đà

11.Truyền lực cạnh

19.ụ cao su cầu giữa

3.Hộp số

cầu trớc

20. Khung chữ A

4.truyền lực cạnh

12.Truyền lực cạnh

21. Khung sau

cầu trớc

cầu giữa

22. Khớp nối

5.Trục các đăng

13. Thùng xe

23. Xilanh lái

6.Trục các đăng

14. Đòn ngang

24. ụ cao su cầu trớc

7.hộp số phụ 8.Trục

15. ụ cao su cầu sau

25. Giảm chấn

các đăng

16. Khung chữ A

26. Khối bơm

9.phanh đỗ

17. Dầm dọc trục

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

9


Đồ án tôt nghiệp

Động cơ: VOLVOA40D đợc trang bị loại động cơ VOLVO D12 CAE2
có công suất cực đại là 309kW(414hp), mômen xoắn lớn nhất 2100 Nm. Tốc
độ tối đa của xe là 55 km/h.
Hộp số thủy cơ tự động với 6 cấp số tiến và 2 câp số lùi, cho phép
truyền mô men xuống các bánh xe đều hơn trong các địa hình khác nhau.
Khung xe gồm khung trớc và khung sau hình thành cơ sở của một cụm
khung kéo, khung trớc và khung sau dợc liên kết bởi một khớp nối. Nh vậy nó
sẽ loại trừ sự xoắn khung và đảm bảo sự tiêp xúc với mặt đờng của các bánh
xe. Tỉ lệ giữa chiều dài khung và chiều rộng khung là rất lớn.
Khung trớc: Khung trớc đợc làm bằng thép tốt có độ bền cao và độ
cứng khi xoắn, việc làm bằng vật liệu tốt cũng làm cho khung có kích thớc
nhỏ và bền. Trên khung trớc đợc thiết kế những vị trí móc để đặt dây điện và

đờng dẫn thuỷ lực, xi lanh lái, đòn ngang.
Khung sau: Khung sau chụi khối lợng tải trọng lớn yêu cầu về độ cứng
của khung là rất cao, việc thiết kế khung có dầm chữ A làm giảm các ứng suất
lên thành khung và phân đều tải trọng lên các cầu xe.

Hình 1.3.2. Hình khớp lái.
Khớp nối: Khớp nối có nhiệm vụ liên kết khung trớc và khung sau, cũng là
đặt vị trí điểm tựa của xi lanh lái. Nó có thể quay 360 độ không phụ thuộc vào
Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

10


Đồ án tôt nghiệp

sự chuyển độn của đầu kéo và đuôi xe. Nó có tác dụng loại trừ sự xoắn khung
sự chuyển động độc lập này mang lại tính linh hoạt theo yêu cầu mà vẫn cho
phép các bánh xe duy trì tốt sự tiếp xúc tốt với mặt đờng cho dù mặt đờng là
mấp mô lởm chởm , điều kiện đờng khắc nghiệt. Vị trí đặt khớp cao làm tăng
tối đa tính ổn định của xe. Các phớt lót và vòng bi có thể chắn bụi tốt và bôi
trơn. Khớp nối nh vậy cho phép lái hoạt động với công suất tối đa.
Hệ thống lái với trợ lực toàn phần, Dầu lái đợc cung cấp bởi các bơm
piston hớng kính có thể thay đổi thể tích(1) và khối bơm phụ(2) , van phân
phối lái (3) điều hành việc cung cấp dầu cho xilanh (4) và van giảm chẫn (5)
đảm bảo việc những tác động mạnh, chấn động mạnh cuả bánh với xe với mặt
đờng lên vành lái, cổ và cánh lái (6). Đảm bảo tỉ số lái và việc quay của bánh
xe (tính chép hình). Đòn phản hồi (7) đợc nối giữa khớp nối và một núm van
điều khiển có tác dụng truyền những cảm giác lái từ bánh xe lên vành lái. Ưu

điểm của hệ thống lái này là trợ lực lái toàn phần giúp lái nhẹ nhàng. Kiểu lái
bẻ gẫy thân xe cho bán kính quay vòng của xe nhỏ. Van giảm chấn tối giản
những tác động va chạm mạnh, xóc nảy từ bánh xe truyền lên vành lái.

Hình 1.3.5. Sơ đồ bố trí hệ thống lái.
1.Khối bơm hớng
kính
2. Khối bơm phụ

3. Van phân phối lái

6. Cổ và cánh lái

4. Van xi lanh lái

7. Đòn phản hồi

5. Van giảm chấn

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

11


Đồ án tôt nghiệp
1.4 Hệ Thống Treo:

1.4.1 Hệ thống treo trớc

1250
160

10

3889

9

12
8
11
1

7

6

5
4
3
2

Hình 1.4.1: Bố trí hệ thống treo cầu trớc.
1. ụ cao su hành trình
trả
2. Khớp nối.
3.tấm đệm.
4.phần cao su rỗng
5. Bích lót

6. Khung chữ A
7. Vấu hạn chế hành
trình.
8. Cụm cao su hành
trình trả.

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

12

9. Giảm chẫn
10. Khung trớc
11. Đòn ngang trục
tròn
12. Đòn ngang lục
lăng


Đồ án tôt nghiệp

Hệ thống treo trớc: Gồm một khung chữ A (6) đợc liên kết phù hợp với
cấu trúc khung (10) bởi một ống lót cao su rỗng (4). Bộ phận đàn hồi là các
ống cao su rỗng(1,8). 6 giảm chấn và các đòn ngang (11,12). Khung chữ A(6)
làm giảm bớt sự ảnh hớng từ việc tăng tốc và lực phanh từ Khung trớc. Nó
cũng cung cấp tính độc lập cho sự di chuyển của bánh xe. Bộ phận đàn hồi là
các ống cao su rỗng góp phần làm vào sự dao động của Xe một cách êm dụi
vởi tuổi thọ cao gần nh không bảo dỡng. Viêc làm Bộ phận đàn hội bằng cao

su nó có thể chụi đợc áp lực từ 5 tới 10 lần so với thép. Các đòn ngang làm
giảm bớt sự ảnh hởng của các lực bên. Trục xe trớc cung cấp sự điều khiển
chính xác và sự vững chắc. Việc thiết kế hệ thống treo nh vậy cũng giúp cho
xe đạt đợc dãy vận tốc trung bình cao.
1.4.2 Hệ Thống Treo Sau
Hệ thống treo sau: Bộ phận đàn hội là các ụ cao su đàn hồi rỗng. Bên
trong đợc bố trí một xích thép để hạn chế hành trình. Bộ phận giảm chấn đợc
gắn giữa khung sau và khung chữ A.. Dầm dọc trục đợc bắt vào khung sau nh
kết cấu ở mặt cắt A_A. Đòn ngang nối giữa trục xe với khung xe có tác dụng
làm giảm sự ảnh hởng của các lực bên. Các khung chữ A đợc gẵn với cầu xe
và khung sau bởi các trục thép bọc cao su liên kết giữa khung chữ A và
khung .Nhờ vậy mà khung chữ A có tác dụng giảm bớt sự ảnh hởng của lực
phanh và sự tăng tốc.

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

13


Đồ án tôt nghiệp

1

2

3

B_B

11

1:4

4

B

B

5
10

A

A

A_A
6

7

1:5

7

8

9

Hình 1.4.2: Treo cầu sau.
1. Khung sau
2.Trục thép bọc cao
su
3. Giảm chấn ngang
4. Khung chữ Acầu
giữa.

5:ụ cao su đàn hồi.
6.Dầm dọc trục.
7.Khung cha A cầu
sau.
8.Cầu xe.
9.Đòn Ngang.

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

14

10 Đòn ngang.
11. Xích hạn chế


Đồ án tôt nghiệp
1.5 Yêu cầu đối với hệ treo

Độ võng tĩnh ft phải nằm trong giới hạn đủ đảm bảo đợc các tần số dao

động riêng của thân xe và độ võng động f đ phải đảm bảo đợc vận tốc chuyển
động của ôtô trên đờng xấu, nằm trong giới hạn cho phép.
Động học của các bánh xe dẫn hớng vẫn phải giữ đúng khi nó chuyển
động trong mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa là khoảng cách giữa hai vết bánh trớc
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
1.6 mục tiêu của đề tài

Hiện nay các xe tải trọng lớn đang đợc sử dụng ở Quảng Ninh nh: các dòng
xe CAT, KOMATSU, BENLAZ

đang bộc lộ một vấn đề đáng quan tâm.

Hệ thống treo, lốp hỏng rất nhanh giá thành của các phụ tùng thay thế tơng
đối đắt, thời gian chờ thay thế lâu ảnh hởng đến hiệu quả khai thác. Trong khi
đó VOLVOA40D hệ thống treo gần nh không phải bảo dỡng định kì và thay
thế. Đấy là một u điểm nhng vấn đề đặt ra cần phải xem xét đánh giá là sự ảnh
hởng của dao động xe với ngời lái.
Để có thể tìm ra sự ảnh hởng đấy cho nên mục tiêu của đề tài:
+ Phân tích kết cấu của hệ thống treo.
+ Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo.
+ Lập mô hình dao động 1/4 cầu trớc để khảo sát dao động.
Đánh giá dao động của hệ treo còn xét đến ảnh hởng dao động xe đối với đờng.

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

15

Đồ án tôt nghiệp

Chơng 2
Phân tích đặc điểm của hệ thống treo và
xác Định các thông số của nó
2.1 Phân tích kết cấu hệ thống treo

Đây là loại xe mỏ có trọng lợng lớn. Do đó không thể dùng các loại treo
thông thờng nh lò xo, thanh xoắn đợc vì lí do hệ treo sẽ rất cồng kềnh, khó
đảm bảo đợc các yêu cầu của hệ treo, động học lái.
Việc lựa chọn treo có bộ phận đàn hồi bằng cao su, với đặc tính chịu lực
gấp 5 đến 10 lần so với lò xo làm bằng thép cho xe là thích hợp. Loại treo này
có kết cấu tơng đối gọn mà lại đáp ứng đợc những xe có tải trọng lớn.
Treo trớc của xe (hình 1.4.1) đợc bố trí 3 giảm chấn 2 hai lớp vỏ đóng
vai trò là phần tử dập tắt dao động, một ụ cao su làm phần tử đàn hồi. Cụm
treo đợc nối dầm cầu liền và khung xe . Vì thế cách bố trí này thuộc loại treo
phụ thuộc.
Treo sau của xe đợc bố trí phụ thuộc bao gồm 2 ụ cao su nối với dầm
cầu liền và dầm dọc khung. Dầm dọc khung đợc nối với khung sau ở vị trí
chính giữa của dầm dọc trục (nh mặt cắt A_A hình 1.4.2).Với việc bố trí nh
vậy có thể xem hệ thống treo sau nh hệ treo phụ thuộc cân bằng.
Với việc thiết kế nh vậy hệ treo của xe có tuổi thọ cao và không cần
phải bảo dỡng định kì nh các dòng xe : Cat,komatsu,Benlaz có thiết
kế hệ thống treo sử dụng các giảm chấn thủy khí đang đợc sử dụng ở Quảng
Ninh hiện nay.

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp

: Ô tô _K48

16


Đồ án tôt nghiệp
2.2 Các thông số kỹ thuật của hệ thống treo
2.2.1 Giảm chấn

1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11
12
13
14
15
A A

16
17
18

19
20
21
22
23
24

A

A

25

B B

26
27
28
29
B

B

30
31
32
33
34

1.Tai trên giảm chấn.

2Bac ép.
3.Phớt
4.Đệm
5.Phớt
6.ống bịt
7.Phớt
8. Bạc ép
9.Phớt 10.
lò xo
11.
Đầu bịt

Hình 2.2.1.1.Giảm chấn.
12.Phớt
13.Vỏ ngoài
14.Vỏ trong
15.Thanh đẩy
16.Bạc chặn.
17.Lò xo van nén
mạnh.
18. Đện van
19.Piston
20.Xéc măng
21.Đện van
22.Đĩa đệm

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

17

23.Lò xo van trả
mạnh
24. Đai ốc.
25.Bu lông
26.Bạc đệm
27.Lò xo van trả nhẹ
29 Đế van.
30.Đệm van
31.Đĩa đệm
32.Lò xo van nén nhẹ
33. Đai ốc
34 Tai giảm chấn.


Đồ án tôt nghiệp

Thông số

Giá trị
l = 540
lcd= 320
dpt = 50
dcd= 20

Đơn vị
mm
mm
mm

mm
mm

d = 1,82
R= 15
nlx= 4
dvt=1.1
nvt=8

mm
mm
vòng
mm
lỗ

dvtn=1,65
nvtn=8

mm
lỗ

d= 2,13
R=13
n=4
dvnm=1,7
nvnm= 8

mm
mm
vòng

mm
lỗ

dvnn=2,53
nvnn=8

mm
lỗ

= 68

Đờng kính vỏ
Chiều dài giảm chấn
Chiều dài buồng chứa dầu
Đờng kính piton giảm chấn
Đờng kính cần đẩy piston giảm chấn
Van trả mạnh:
Đờng kính sợi lò xo van trả mạnh
Bán kính lò xo van trả mạnh
Số vòng lò xo
Đờng kính van trả mạnh
Số lỗ van trả mạnh
Van trả nhẹ:
Đờng kính van trả nhẹ
Số lỗ van trả mạnh
Van nén mạnh:
Đờng kính sợi lò xo van nén mạnh
Bán kính lò xo van nén mạnh
Số vòng lò xo
Đờng kính van nén mạnh

Số lỗ van nén mạnh
Van nén nhẹ:
Đờng kính van nến nhẹ
Số lỗ van

Bảng 2.2.1.Một số thông số giảm chấn.
2.2.2 Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi của Volvo A40 D là các chi tiết đợc làm từ cao su.
ỉ 195

142

ỉ 55

ỉ200

ỉ55

ỉ200

50

Hình2.2.2.1. Bộ phận đàn hồi

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

18

Đồ án tôt nghiệp

*Cầu trớc
Thông số
ụ cao su hành trình nén :
Đờng kính ngoài
Đờng kính lỗ
Chiều dài
ụ cao su hành trình trả:
Đờng kính ngoài
Đờng kính lỗ
Chiều dài
Khối lợng đơc treo
Khối lợng không đợc treo

Giá trị

Đơn vị

D =195
d =55
h= 400

mm
mm
mm

D =144
d= 55

h=200
m=16820
ma=2350

mm
mm
mm
kg
kg

Bảng 2.2.2.1.Thông số cầu trớc
*Cầu sau
Thông số
Đờng kính ngoài
Đờng kính lỗ
Chiếu dài
Khối lợng đợc treo
Khối lợng không đợc treo

Giá trị
D = 190
d = 65
h =300
m=9700
ma=2575

Đơn vị
mm
mm
mm

kg
kg

Bảng 2.2.2.2.Thông số cầu sau
2.2.3 các thông số khác
Thông số

Giá trị

Tải trọng:
Tải trọng tối đa lên cầu trớc
Tải trọng tối đa lên cầu sau
Khối lợng hàng hoá
Tải trọng toàn bộ
Lốp xe
Loại lốp
Đờng kính lốp
Bề rộng lốp
áp suất lốp trớc
áp suất lốp trớc
Độ võng tĩnh cầu trớc
Độ võng cầu tĩnh lốp sau

19170
49100
37000
68270
29,5-R 25
2589
693

135
172
52
58

Bảng 2.2.3.Một số thông số khác
Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

19

Đơn vị
kg
kg
kg
kg
kg
mm
mm
mm
kPa
kPa
mm
mm


Đồ án tôt nghiệp

Chơng 3

Xây dựng đặc tính treo
3.1 Xây dựng đặc tính đàn hồi

Cao su có đặc tính đàn hồi phi tuyến. Khi cao su chịu kéo mô men đàn
hồi của cao su phụ thuộc vào sự biến dạng của cao su và có đặc tính kéo d.
Tính phổ biến của cao su là chịu nén khi cao su chịu kéo tốc độ tăng độ cứng
biến thiên nhanh nhng khi chịu nén tốc độ biến thiên là lớn hơn. Do sự biến
dạng của bộ phận cao su sử dụng trên xe là không lớn nên trong khuôn khổ
đề tài em chỉ xét đến đặc tính biến dạng của bộ phận đàn hồi cao su ở mức độ
bỏ qua sự biến dạng d, sự biến dạng do lực tác dụng có chu kì, sự ảnh hởng
của nhiệt đến độ cứng của cao su,độ cứng thay đổi khi giảm tải.
Một số thông số chịu nén của cao su đợc lấy từ (tài liệu 3):
Độ biến dạng b(%)
Mô đun đàn hồi E(Mpa)
0%
15,3
5%
16,9
10%
18,5
20%
22,3
50%
60,5
75%
993
90%
3657
Bảng 3.1.Một số thông số tham khảo về độ cứng của cao su khi chịu nén
Từ một số thông số trên em nội suy đợc hàm gần đúng đợc nh sau:

E = 5.10

0.1b + 0.496
1b

(3.1.1)

áp dụng định luật hook ta có:
G = E.F .

f
h

(3.1.2)

Trong đó :
+ E : Mô đun đàn hôì

+ h : Chiều dài

+ F : Diện tích tiếp xúc

+ G :Trọng lợng không đợc treo

+ f : Độ biến dạng

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

20


Đồ án tôt nghiệp

Đặt C =

E.F
ta sẽ có C chính là độ cứng
h

3.1.1 xác định đặc tính đàn hồi
*U cao su chịu nén:
+ Đờng kính bề ngoài :

195 (mm)

+ Đờng kính lỗ:

55

Suy ra: Diện tích : F = 3,14.(1952 552)/4 =27745

(mm )
( mm2)

Thay vào công thức (3.1.1) và (3.1.2) ta đợc :
G=f.69362.

0,1

5.10

f
+ 0,496
0.4
f
1
0.4

Ta có đồ thị độ cứng ụ cao su chịu nén:

Hình 3.1.1.Mối quan hệ độ cứng và biến dạng treo
*ụ cao su trả:
+ Đờng kính bề ngoài :

150(mm)

+ Đờng kính lỗ:

70 (mm )

Suy ra: diện tích

F = 3,14.(1442 552)/4 =13903 (mm2)

Thay vào (3.1.1)và (3.1.2) trên ta đợc :

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp

: Ô tô _K48

21


Đồ án tôt nghiệp

Tải trọng
Độ cứng

G=f.69515.
C=69515.

0,1

5.10
0,1

5.10

f
+ 0,496
0.2
f
1
0.2

f
+ 0,496
0.2

f
1
0.2

(N)
(N/m)

Ta có đồ thị độ cứng ụ cao su hành trình trả:

Hình 3.1.2.Mối quan hệ độ cứng và biến dạng hành trình trả

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

22


Đồ án tôt nghiệp

Hình 3.1.3.Đồ thị biến dạng treo
3.2Xây dựng Đặc tính giảm chấn

Xác định đặc tính giảm chấn là một bài toán khó khăn vì hai lý do:
Đặc tính giảm chấn phụ thuộc kết cấu, tức là chế độ tiết lu hay thông qua.
Chế độ dòng chảy và tổn hao.
Trên thực tế ngời ta có thể xây dựng đặc tính giảm chấn theo các điều
kiện lý tởng, tức là hệ không tổn hao, sau đó hiệu chỉnh bằng các hệ số kinh
nghiệm. Xét các cửa của dòng chất lỏng có hai dạng:
- Lỗ thông qua, có diện tích thông qua không đổi: Atq = const

- Lỗ tiết lu, có diện tích thông qua phụ thuộc vào vận tốc Av = A (v).
Với giảm chấn thông thờng, giai đoạn đầu, khi vận tốc bé, giảm chấn làm
việc ở chế độ nén/trả nhẹ. Giai đoạn này có chế độ thông qua. Khi áp suất đủ
lớn (v lớn) van bắt đầu mở, giảm chấn làm việc ở chế độ van cho đến khi van
mở hết cỡ, lúc đó tổng các diện tích thông qua là không đổi. Tóm lại giảm
chấn có 3 chế độ sau:
+ Thông qua ATq = const
Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

23


Đồ án tôt nghiệp

+ Tiết lu Av = A (v)
+ Thông qua ATq + Av max = const
Dựa vào phơng trình Bernoulli, ta có công thức xác định lu lợng:
& = f 2gp
Q
v

& = (à f ) 2gp
Nếu tính đến tổn thất, ta có thể viết: Q
0 v

Trong đó:
+ Q : Lu lợng m3/s
+ fv : Diện tích dòng chảy(m2)

+ p : áp suất dầu (N/m2)
+ à0: Hệ số tổn hao (à0 = 0,65 ữ 0,85)
+ : Trọng lợng riêng của dầu (N/m3).
& = Fv
Dựa vào phơng trình liên tục ta có : Q
Trong đó:
+ F : Diện tích hiệu dụng của piston
+ v : Vận tốc piston.
Kết hợp (a) và (b) ta có công thức tính lực cản giảm chấn nh sau:

FD = (

F 2 F 2
)
v
à 0 fv 2g

Khi mở hết van, fv max =

d
4

dv

x
2
v

c

và với một vị trí x bất kỳ, fv = xdv,
và theo điều kiện cân bằng:
cx = pf v max
Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

24

Hình 3.2.1. Sơ đồ xác định
chế độ mở của tiết lưu.


Đồ án tôt nghiệp


p = v 2v
2
F
v
fv

vv =

2

F
p = ữ v 2
2 Fv
fv =

pfv,max d v
c

Ta suy ra công thức tính lực cản chế độ van
F
FD = Fp =
2 ( à v fv,max )

F 2 c 2 2 / 3
v


3

Nh vậy giảm chấn sẽ có 3 quá trình nh sau:
F3
2
FD1 =
2 v
2 ( à o A Tq )
FD 2 =

FD 3 =

(

F

2 à o A v max

)



F3

1

3

khi v v1 : chế độ thông qua

F 2 c 2


v2 / 3

2 à o ( A Tq + A v1max )



2

khi v1 < v v2: chế độ quá độ

v 2 khi v > v2 tiết lu mở hết, chế độ nh

chế độ thông qua .
Ngoài ra, do mục tiêu thiết kế giảm chấn mà lực cản hành trình trả và nén

còn khác nhau; thêm vào đó phụ thuộc bậc 2 vào vận tốc. Giai đoạn quá độ v 1
v v2 là quá ngắn nên có thể bỏ qua để dễ tính toán. Nh vậy, đặc tính giảm
chấn là hợp của hai đờng bậc 2. Hệ số K trong hệ phơng trình vi phân trên
không phải hằng số mà phụ thuộc vận tốc.
K=

F3
2
2 ( à o A Tq )

Sinh viên thực hiện : Lê Thế Tâm
Lớp
: Ô tô _K48

khi vv1

25