tính toán thiết kế hệ thống treo xe con
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.15 MB, 75 trang )
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
MỤC LỤC
1
LỜI NÓI ĐẦU
2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
3
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại.
1.2. Kết cấu chung của hệ thống treo.
1.3. Lựa chọn phương án thiết kế.
1.4. Mục tiêu, phương pháp, nội dung nghiên cứu.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO.
2.1. Xác định độ biến dạng và tải trọng tác dụng lên hệ thống treo trước và sau.
2.2. Tính toán thiết kế phần tử đàn hồi.
2.3
Tính
toán
thiết
kế
31
2.4 Sơ đồ bố trí và kiểm nghiệm hệ thống treo trước Mc.Pherson.
CHƯƠNG III: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ
57
3.1. Triệu chứng và hư hỏng.
giảm
THỐNG
chấn.
42
TREO.
3.2. Kiểm tra chẩn đoán.
3.3. Bảo dưỡng, sửa chữa.
KẾT
75
TÀI
76
LUẬN
LIỆU
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
THAM
KHẢO
1
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Trong vài năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam có những bước phát triển vượt bậc,
đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang đầu tư rất nhiều vào
quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải, đã khiến ô tô trở thành phương tiện
đi lại tiện nghi và phổ biến, được nhiều người quan tâm. Không như các nước phát triển,
với Việt Nam thì ôtô vẫn là chủ đề mới mẻ, đặc biệt là những ứng dụng công nghệ tiên
tiến trên xe. Vì thế việc nghiên cứu thiết kế ô tô là rất cần thiết đặc biệt là tính toán thiết
kế hệ thống treo để đảm bảo tính êm dịu khi chuyển động của xe để tạo cảm giác thoải
mái cho người nguồi trên xe.
Với mục đích tính toán và thiết kế hệ thống treo trên một xe cụ thể em đã lựa chọn
đề tài ‘‘Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano’’, để có thể thực hiện được đề tài
này đầu tiên em đã tìm hiểu về tổng quan hệ thống treo trên ô tô và thu thập tài liệu liên
quan đến xe cơ sở và phân tích để lựa chọn phương án thiết kế phù hợp sau đó em sẽ tính
toán thiết kế hệ thống đã lựa chọn từ đó sẽ xây dựng các quy trình bảo dưỡng, sửa chữa
phù hợp với hệ thống đã tính toán nhằm mục đích khai thác tốt nhất cho hệ thống mang
lại cảm giác hài lòng cho người sử dụng.
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Tạ
Tuấn Hưng và các thầy trong bộ môn cùng sự đóng góp của các bạn trong lớp, tuy nhiên
trong quá trình làm còn nhiêu sai sót, mong các thầy và các bạn đóng góp để em hoàn
thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Trần Mạnh Hùng
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
2
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Công dụng
Khái niệm hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung
xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi nó có chức năng chính sau
đây:
- Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng
đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức có
thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh xe (như lắc
ngang, lắc dọc).
- Truyền lực và mô men giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng,
phản lực), lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ), lực bên
(lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên), mô men chủ động, mô men phanh.
1.1.2. Yêu cầu
Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng
cũng phải đủ khả năng để truyền lực. Quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính sau
đây:
a, Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe
chạy trên đường tốt hay xe chạy trên các loại đường khác nhau).
b, Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.
c, Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo
là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và
động lực học của chuyển động bánh xe.
d, Không gây nên tải trọng tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.
e, Có độ bền cao.
f, Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường.
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
3
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
* Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau:
- Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.
- Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt
- Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển, chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều
khiển nhẹ nhàng.
1.1.3. Phân loại
a. Theo bộ phận đàn hồi
+ Nhíp (chủ yếu trên các xe tải);
+ Lò xo (chủ yếu trên các xe con);
+ Thanh xoắn (xe con);
+ Khí nén (xe hạng sang như BMW, Mercedes, xe Bus).
b. Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng
+ Treo độc lập: 2 bánh xe dao động độc lập với nhau, không có dầm cầu nối với 2 bánh;
+ Treo phụ thuộc: Dầm cầu liên kết 2 bánh với nhau.
c. Theo phương pháp dập tắt chấn động
+ Loại giảm chấn thủy lực (đa số các xe hiện nay đều sử dụng loại này);
+ Loại ma sát cơ (các lá nhíp trên hệ thống treo cũng góp một phần vai trò giảm chấn nhờ
sự ma sát giữa các lá nhíp).
1.2. Kết cấu chung của hệ thống treo
1.2.1. Các phần tử đàn hồi
a. Phần tử đàn hồi kim loại
- Nhíp
+ Nhíp được làm từ các lá thép cong, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn tới dài,
cụm lá này được kẹp chặt lại với nhau ở giữa bằng bu lông định tâm hay đinh tán. Để giữ
các lá nhíp không bị trượt ra khỏi vị trí người ta dùng kẹp ở một vài điểm để kẹp chúng
lại với nhau. Cả hai đầu lá dài nhất được uốn cong tạo thành mắt nhíp, được sử dụng để
gắn nhíp vào khung.
+ Nhìn chung nhíp dài hơn thì mềm hơn. Nhíp nhiều lá hơn thì chịu tải lớn hơn, song
nhíp sẽ cứng hơn và tính êm dịu chuyển động sẽ kém hơn. Tuy vậy, nhíp vẫn được dùng
phổ biến nhất vì nhíp vừa là cơ cấu đàn hồi, vừa là cơ cấu dẫn hướng và một phần làm
nhiệm vụ giảm chấn, tức là làm toàn bộ nhiệm vụ của hệ thống treo.
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
4
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.1. Nhíp
Ưu điểm
+ Kết cấu đơn giản, chắc chắn và giá thành thấp. Do bản thân nhíp đã đủ độ cứng vững
để giữ cầu xe ở vị trí chính xác, nên không cần sử dụng các thanh nối. Mặt khác, chế tạo
và sửa chữa nhíp cũng đơn giản.
Nhược điểm
+ Trọng lượng lớn, tuổi thọ thấp và có đường đặc tính tuyến tính. Ngoài ra, việc bố trí
nhíp ở bánh trước khó vì muốn đảm bảo độ võng tĩnh và độ võng động lớn thì phải làm
nhíp dài mà càng dài thì càng khó bố trí. Do nội ma sát nên nhíp khó hấp thụ những dao
động nhỏ từ mặt đường. Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho những xe thương mại
lớn, tải nặng và cần độ bền cao.
- Lò xo trụ
+ Lò xo được làm từ dây thép lò xo đặc biệt, được quấn thành ống. Khi đặt tải lên lò xo,
dây lò xo sẽ bị xoắn do lò xo bị nén. Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ, và va
đập được giảm bớt, lò xo trụ được sử dụng chủ yếu trong ôtô du lịch làm bộ phận đàn
hồi. Lò xo trụ có thể có tiết diện tròn hay vuông.
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
5
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.2. Lò xo trụ
Ưu điểm
+ Nếu cùng một độ cứng và độ bền thì lò xo trụ có trọng lượng nhỏ hơn nhíp, khi làm
việc giữa các vành lò xo không có ma sát như nhíp. Đồng thời không phải bảo dưỡng
chăm sóc như đối với nhíp.
Nhược điểm
+ Nó chỉ làm được nhiệm vụ đàn hồi, còn các nhiệm vụ khác như giảm chấn dẫn hướng
phải có các phần tử khác đảm nhận. Vì vậy, nếu kể chung cả hai phần tử sau thì hệ thống
treo lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn so với hệ thống treo loại nhíp.
- Thanh xoắn
- Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó để cản lại sự
xoắn. Một đầu thanh xoắn được bắt chặt vào khung hay một dầm nào đó của thân xe, đầu
kia được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắn. Thanh xoắn cũng được dùng làm thanh ổn
định.
Hình 1.3. Thanh xoắn
Ưu điểm
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
6
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
+ Mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn so với các phần tử đàn
hồi khác, nên hệ thống treo có thể nhẹ hơn. Ngoài ra, cách bố trí hệ thống treo đơn giản.
Nhược điểm
+ Không có năng kiểm soát được dao động, vì vậy cần phải dùng giảm chấn kèm với nó.
b. Phần tử đàn hồi loại khí
Hình 1.4. Đệm khí
- Phần tử đàn hồi loại khí có tác dụng nhiều trong các ôtô có khối lượng phần được treo
lớn và thay đồi nhiều.
- Có thể thay đổi độ cứng của hệ thống treo (bằng cách thay đổi áp suất bên trong phần tử
đàn hồi) để cho ứng với tải trọng tĩnh khác nhau thì độ võng tĩnh và tần số dao động
riêng không đổi.
- Giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ làm độ êm dịu chuyển động tốt hơn, một là giảm
biên độ dịch chuyển của buồng lái trong vùng tần số thấp, hai là đẩy được vùng cộng
hưởng xuống vùng có tần số dao động thấp hơn, giảm được gia tốc của buồng lái, và
giảm được sự dịch chuyển của vỏ và bánh xe.
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
7
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
- Đường đặc tính của hệ thống treo khí là phi tuyến và tăng đột ngột trong cả hành trình
nén và trả, nên cho dù khối lượng cả phần được treo và không được treo có bị giới hạn do
các dịch chuyển tương đối đi nữa thì độ êm dịu chuyển động vẫn lớn.
- Không có ma sát trong phần tử đàn hồi, phần tử đàn hồi có trọng lượng nhỏ và giảm
được chấn động từ bánh xe lên buồng lái.
- Ngoài ra, khi sử dụng hệ thống treo khí còn có thể thay đổi được vị trí của cỏ xe đối với
mặt đường.
Ưu điểm
+ Tần số dao động riêng thấp gần trạng thái tĩnh, cho phép có đường đặc tính đàn hồi
như mong muốn.
Nhược điểm
+ Phải có máy nén khí, bình chứa phụ, hệ thống van tự động điều chỉnh áp suất, do đó hệ
thống treo phức tạp, chế tạo yêu cầu chính xác cao, giá thành đắt, dễ bị hư hỏng do ảnh
hưởng của thời tiết. Ngoài ra, ở hệ thống treo thủy khí loại ống còn có nhược điểm là khó
làm kín và ma sát lớn.
1.2.2. Phần tử dẫn hướng:
a, Hệ thống treo phụ thuộc
- Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu. Trong
trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trường hợp là
cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực. Đối
với hệ treo này thì bộ phận đàn hồi có thể là nhíp lá hoặc lò xo xoắn ốc, bộ phận dập tắt
dao động là giảm chấn, nếu bộ phận đàn hồi là nhíp lá thì nhíp đóng vai trò là bộ phận
dẫn hướng, có thể dùng thêm giảm chấn hoặc không.
Hình 1.5. Hệ thống treo phụ thuộc
Ưu điểm
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
8
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
+ Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra hiện tượng
mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập;
+ Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đường nghiêng). 2 bánh xe liên kết cứng bởi
vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe;
+ Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa;
+ Giá thành thấp.
Nhược điểm
+ Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không được treo) lớn, đặc biệt là ở cầu chủ
động. Khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên và
đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động. Mặt khác
bánh xe va đập mạnh trên nền đường sẽ làm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đường.
b, Hệ thống treo độc lập
Hình 1.6. Hệ thống treo độc lập
- Trên hệ thống treo độc lập dầm cầu được chế tạo rời, giữa chúng liên kết với nhau bằng
khớp nối, bộ phận đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chấn là giảm chấn ống. Trong hệ thống
treo độc lập hai bánh xe trái và phải không quan hệ trực tiếp với nhau vì vậy khi chúng ta
dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang bánh xe còn lại vẫn giữ nguyên. Do đó
động lực học của bánh xe dẫn hướng sẽ giữ đúng hơn hệ thống treo phụ thuộc.
Ưu điểm
+ Khối lượng phần không được treo nhỏ, đặc tính bám đường của bánh xe tốt vì vậy sẽ
êm dịu khi chuyển động và có tính ổn định tốt;
+ Các lò xo chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ô tô mà không phải làm nhiệm vụ dẫn hướng nên
có thể làm lò xo mềm hơn nghĩa là tính êm dịu tốt hơn;
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
9
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
+ Do không có sự nối cứng giữa các bánh xe bên trái và bên phải nên có thể hạ thấp sàn
ô tô và vị trí lắp động cơ. Do đó mà có thể hạ thấp trọng tâm ô tô.
Nhược điểm
+ Kết cấu phức tạp;
+ Khoảng cách bánh xe và các vị trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự dịch chuyển lên
xuống của các bánh xe.
c, Dạng treo 2 đòn ngang
Hình 1.7. Hệ thống treo hai đòn ngang
- Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, một đòn ngang dưới. Các
đầu trong được liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu ngoài được liên kết bằng
khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng được nối cứng với trục bánh xe. Bộ phận đàn hồi có
thể nối giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới. Giảm chấn cũng đặt giữa khung với đòn
trên hoặc đòn dưới. Hai bên bánh xe đếu dùng hệ treo này và được đặt đối xứng qua mặt
phẳng dọc giữa xe. Hệ treo trên 2 đòn ngang được sử dụng nhiều trong các giai đoạn
trước đây nhưng hiện nay hệ treo này đang có xu hướng ít dần do kết cấu phức tạp,
chiếm khoảng không gian quá lớn.
Ưu điểm
+ Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa;
+ Các lò xo chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ô tô mà không phải làm nhiệm vụ dẫn nên có thể
làm lò xo mềm hơn nghĩa là tính êm dịu tốt hơn;
+ Có thể đi trên các địa hình xấu.
Nhược điểm
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
10
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
+ Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không được treo) lớn, đặc biệt là ở cầu chủ
động. Khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên và
đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động. Mặt khác
bánh xe va đập mạnh trên nền đường sẽ làm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đường.
d, Dạng treo Macpherson
Hình 1.8. Dạng treo Macpherson
1. Lò xo trụ 2. Đòn ngang chữ A
3.4. Khớp trụ liên kết đòn ngang với khung 5. Khớp cầu 6. Giảm chấn
- Hệ treo này chính là biến dạng của hệ treo 2 đòn ngang. Coi đòn ngang trên có chiều
dài bằng 0 và đòn ngang dưới có chiều dài khác 0. Chính nhờ cấu trúc này mà ta có thể
có được khoảng không gian phía trong để bố trí hệ thống truyền lực hoặc khoang hành lý.
Sơ đồ cấu tạo của hệ treo bao gồm: một đòn ngang dưới, giảm chấn đặt theo phương
thẳng đứng, một đầu được gối ở khớp cầu B. đầu còn lại được bắt vào khung xe. Bánh xe
được nối cứng với vỏ giảm chấn. Lò xo có thể được đặt lồng giữa vỏ giảm chấn và trục
giảm chấn.
- Nếu ta so sánh với hệ treo 2 đòn ngang thì hệ treo Macpherson kết cấu ít chi tiết hơn,
không chiếm nhiều khoảng không và có thể giảm nhẹ được trọng lượng kết cấu. Nhưng
nhược điểm chủ yếu của hệ treo Macpherson là do giảm chấn vừa phải làm chức năng
của giảm chấn lại vừa làm nhiệm vụ của trụ đứng nên trục giảm chấn chịu tải lớn nên
giảm
chấn cần phải có độ cứng vững và độ bền cao hơn do đó kết cấu của giảm chấn phải có
những thay đổi cần thiết.
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
11
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
Ưu điểm
+ Khối lượng treo nhỏ lên chạy êm hơn, các lò xo không liên quan đên việc định vị bánh
xe vì thế có thể sử dụng các lò xo mềm vì không có trục nối giữa các bánh xe bên phải và
bên trái nên sàn xe và động cơ có thể hạ thấp xuống, điều này có nghĩ là trọng tâm của xe
thấp hơn.
Nhược điểm
+ Cấu tạo phức tạp, khoảng cách và định vị bánh xe bị thay đổi, cùng với chuyển động
lên xuống của bánh xe, nhiều kiểu xe trang bị thanh ổn định để giảm hiện tượng xoay
đứng khi xe quay vòng và tăng độ êm của xe.
e, Hệ treo đòn dọc
- Hệ treo hai đòn dọc là hệ treo độc lập mà mỗi bên có một đòn dọc. Mỗi đầu của đòn
dọc được gắn cứng với trục quay của bánh xe, một đầu liên kết với khung vỏ bởi khớp
trụ. Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòn dọc và khung. Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực
ngang, lực dọc, và là bộ phận hướng dẫn, do phải chịu tải trọng lớn nên nó thường được
làm có độ cứng vững tốt.
Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn dọc
1. Khung vỏ
2. Lò xo
3. Giảm chấn
4. Bánh xe
5. Đòn dọc
6. Khớp quay
- Khớp quay của đòn dọc thường là khớp trụ, với hai ổ trượt đặt xa nhau để có khả năng
các phương cho hệ treo. Đồng thời đòn dọc đòi hỏi cần phải có độ cứng vững lớn, nhằm
mục đích chịu được các lực dọc, lực bên và chịu mô men phanh lớn. Hệ treo này thường
chịu lực theo được bố trí cho cầu sau bị động, khi máy đặt ở phía trước, cầu trước là cầu
chủ động
Ưu điểm
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
12
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
+ Hệ treo này chiếm ít không gian và đơn giản về kết cấu;
+ Hệ treo đòn dọc chiếm các khoảng không gian hai bên sườn xe nên có thẻ tạo điều kiện
cho việc hạ thấp trọng tâm xe và có thể nâng cao tốc độ, dành một phần không gian lớn
cho khoang hành lý.
Nhược điểm
+ Giá thành sản xuất cao;
+ Bảo dưỡng và sửa chữa phúc tạp.
f, Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết
4
5
6
1
2
3
Hình 1.10. Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết
1. Bánh xe
2. Khớp quay trụ cầu đòn dọc
4. Thùng xe
3. Đòn dọc
5. Lò xo 6. Giảm chấn
- Hệ treo này xuất hiện trên xe con vào những năm 70 cùng với sự hoàn thiện kết cấu cho
các xe có động cơ và cầu trước chủ động.
- Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết có đặc điểm là hai đòn dọc được nối cứng với
nhau bởi một thanh ngang. Thanh ngang liên kết đóng vai trò như một thanh ổn định như
đối với các hệ treo độc lập khác.Thanh ngang liên kết có độ cứng chống xoắn vừa nhỏ để
tăng khả năng chống lật của xe vừa có khả năng truyền lực ngang tốt. Đòn dọc vừa là
nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc vừa là bộ phận hướng nên nó cần thiết có độ cứng vững
tốt còn khớp trụ ở đầu đòn dọc thường có độ dài vừa đủ để tăng khả năng ổn định ngang
của hệ thống treo.
- Theo cấu trúc của nó có thể phân chia thành loại treo nửa độc lập và treo nửa phụ thuộc.
Theo khả năng làm việc của hệ treo, tuỳ thuộc vào độ cứng vững của đòn liên kết mà có
thể xếp là loại phụ thuộc hay độc lập. Ở đây hệ treo được phân loại là treo độc lập tức là
đòn liên kết có độ cứng nhỏ hơn nhiều so với độ cứng của dầm cầu phụ thuộc.
Ưu điểm
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
13
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
+ Kết cấu của hệ treo khá gọn, khối lượng nhỏ, có thể sản xuất hàng loạt và khả năng lắp
rắp nhanh, chính xác, điều này có lợi cho việc làm giảm giá thành, đặc biệt đối với hệ
treo có bộ phận đàn hồi là thanh xoắn;
+ Giảm nhẹ được lực tác dụng lên đòn ngang và các khớp quay do có thanh liên kết nên
có thể san bớt lực tác dụng ngang cho cả hai khớp trụ ở hai bên, do đó mỗi bên khớp trụ
sẽ chịu một lực nhỏ hơn, các khớp trụ sẽ có độ bền cao hơn;
+ Không gây nên sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, vết của bánh xe;
+ Tùy theo vị trí đặt đòn ngang mà người ta có thể không cần dùng đến thanh ổn định
của hệ treo độc lập (đòn ngang đảm nhận chức năng của thanh ổn định).
Nhược điểm
+ Đòi hỏi công nghệ hàn cao, tải trọng đặt lên cầu xe hạn chế và có thể làm quay trục cầu
xe khi xe đi trên đường vòng ở trạng thái quay vòng thừa.
1.2.3. Bộ phận giảm chấn:
Đây là bộ phận hấp thụ năng lượng dao động cơ học giữa bánh xe và thân xe. Bộ phận
giảm chấn có ảnh hưởng tới biên độ dao động. Trên các xe hiện đại chỉ dùng loại giảm
chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều trả và nén. Trong hành trình trả (bánh xe đi xa
khung và vỏ) giảm chấn có nhiệm vụ giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên
khung.
Trên xe ôtô giảm chấn được sử dụng với nhiều mục đính cơ bản được tổng hợp lại là
các mục đích như sau:
- Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền đường không
bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng
- Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp
xúc của bánh xe với mặt đường.
- Nâng cao các tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc, khả năng an toàn
khi chuyển động.
Hiện nay để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động người ta dùng giảm chấn
thủy lực. Giảm chấn thuỷ lực sẽ biến cơ năng các dao động thành nhiệt năng và sự làm
việc của nó là nhờ ma sát giữa các chất lỏng và lỗ tiết lưu là ma sát chủ yếu để dập tắt
các dao động . Giảm chấn phải đảm bảo dập tắt nhanh các dao động nếu tần số dao động
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
14
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
lớn nhằm mục đích tránh cho thùng xe lắc khi đường mấp mô và phải dập tắt chậm các
dao động nếu ôtô chạy trên đường ít mấp mô để cho ôtô chuyển động êm dịu.
Trên ôtô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều ở
cấu trúc hai lớp.
Giảm chấn hai lớp vỏ:
Cấu tạo giảm chấn vỏ hai lớp (Hình 1.11):
Trong giảm chấn, piston di chuyển trong xy lanh, chia không gian trong thành buồng
A và B. Ở đuôi của xy lanh thuỷ lực có một cụm van bù. Bao ngoài vỏ trong là một lớp
vỏ ngoài, không gian giữa hai lớp vỏ là buồng bù thể tích chất lỏng và liên hệ với B qua
các cụm van một chiều (III, IV).
Buồng C được gọi là buồng bù chất lỏng, trong C chỉ điền đầy một nửa, không gian
còn lại chứa không khí có áp suất khí quyển.
3
2
A
4
5
1
6
B
I
II
IV
C
III
Hình 1.11. Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ có tác dụng hai chiều
1. Phớt làm kín 2. Bạc dẫn hướng
3. Vỏ chắn bụi
4. Đũa đẩy 5.Piston 6. Van cố định 7. Vỏ ngoài.
Nguyên lý làm việc:
Ở hành trình nén (bánh xe tiến lại gần khung xe), lúc đó ta có thể tích buồng B giảm
nên áp suất tăng, chất lỏng qua van (I) và (IV) đi lên khoang A và sang khoang C ép
không khí ở buồng bù lại. Vỏ ngoài của giảm chấn có tác dụng chứa dầu và thoát nhiệt ra
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
15
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
môi trường không khí xung quanh. Trên nắp của giảm chấn có phớt che bụi, phớt chắn
dầu và các lỗ ngang để bôi trơn cho trục giảm chấn trong quá trình làm việc. Ở hành trình
trả (bánh xe đi xa khung xe). Thể tích buồng B tăng do đó áp suất giảm, chất lỏng qua
van (II, III) vào B, không khí ở buồng bù giãn ra, đẩy chất lỏng nhanh chóng điền đầy
vào khoang B. Trong quá trình làm việc của giảm chấn để tránh bó cứng bao giờ cũng có
các lỗ van lưu thông thường xuyên. Cấu trúc của nó tuỳ thuộc vào kết cấu cụ thể. Van trả,
van nén của hai cụm van nằm ở piston và xylanh trong cụm van bù có kết cấu mở theo
hai chế độ, hoặc các lỗ van riêng biệt để tạo nên lực cản giảm chấn tương ứng khi nén
mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ. Khi chất lỏng chảy qua lỗ van có tiết diện rất nhỏ tạo
nên lực ma sát làm cho nóng giảm chấn lên. Nhiệt sinh ra truyền qua vỏ ngoài (8) và
truyền vào không khí để cân bằng năng lượng.
I
II
Hình 1.12. Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống thuỷ lực một lớp vỏ có tác dụng hai chiều.
1. Van một chiều 2. Đũa đẩy 3. Cụm làm kín 4. Xy lanh
5. Buồng chứa dầu 6. Piston 7. Van một chiều 8. Khoang chứa khí
Ưu điểm:
- Giảm chấn hai lớp có độ bền cao, giá thành hạ làm việc ở cả hai hành trình, trọng
lượng nhẹ.
Nhược điểm:
- Khi làm việc ở tần số cao có thể xảy ra hiện tượng không khí lẫn vào chất lỏng dẫn
đến giảm hiệu quả của giảm chấn.
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
16
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
- Sự khác nhau giữa các giảm chấn hiện nay là ở các kết cấu van trả van nén, cụm bao
kín và đường kính, hành trình làm việc. Việc bố trí trên xe cho phép nghiêng tối đa là 45 0
so với phương thẳng đứng.
Nguyên lý làm việc:
Trong một giảm chấn một lớp vỏ không còn bù dầu nữa mà thay thế chức năng của nó
là buồng II chứa khí nén có P = 2.5*10 6 N/mm2 đây là sự khác nhau giữa giảm chấn một
lớp vỏ và hai lớp vỏ
Khi piston dịch chuyển xuống dưới tạo nên sự chênh áp dẫn đến mở van (1) chất lỏng
chảy nên phía trên của piston. Khi piston đi lên làm mở van (7) chất lỏng chảy xuống
dưới piston. áp suất trong giảm chấn sẽ thay đổi không lớn và dao động xung quanh vị trí
cân bằng với giá trị áp suất tĩnh nạp ban đầu, nhờ vậy mà tránh được hiện tượng tạo bọt
khí, một trạng thái không an toàn cho sự làm việc của giảm chấn. Trong quá trình làm
việc piston ngăn cách (4) di chuyển tạo nên sự cân bằng giữa chất lỏng và chất khí do đó
áp suất không bị hạ xuống dưới giá trị nguy hiểm. Giảm chấn có độ nhạy cao kể cả
piston dịch chuyển rất nhỏ, tránh được hiện tượng cưỡng bức chảy dầu khi nhiệt độ thay
đổi sẽ làm cho áp suất thay đổi.
So sánh giữa hai loại giảm chấn :
So sánh với loại giảm chấn hai lớp vỏ, giảm chấn một lớp vỏ có ưu điểm sau:
- Khi có cùng đường kính ngoài, đường kính của cần piston có thể làm lớn hơn mà sự
biến động tương đối của áp suất chất lỏng sẽ nhỏ hơn.
- Điều kiện toả nhiệt tốt hơn. Ở nhiệt độ thấp (Vùng băng giá) giảm chấn không bị bó kẹt
ở những hành trình đầu tiên.
- Giảm chấn có piston ngăn cách có thể làm việc ở bất kỳ góc nghiêng bố trí nào. Nhờ
các ưu điểm này mà giảm chấn một lớp một lớp vỏ được sử dụng rộng rãi trên hệ treo
Mc.pherson và hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết.
Nhược điểm của dẫn hướng:
- Ở loại giảm chấn một lớp vỏ: phớt bao kín hỏng trước ống dẫn hướng của cần piston.
1.3. Lựa chọn phương án thiết kế
1.3.1. Giới thiệu xe cơ sở
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
17
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
Giới thiệu về xe Tata nano
Tata Nano ra mắt lần đầu hồi năm 2009 tại Ấn Độ với mức giá 2000 USD. Xe có 4
chỗ, 4 cửa và được trang bị động cơ 2 xi lanh công suất 37 mã lực. Xe có trong lượng
không tải nhỏ, bán kính quay vòng nhỏ nên có tính linh hoạt cao. Sau khi ra mắt thị
trường Tata Nano đang dần khẳng định được chỗ đứng của mình tại thị trường các nước
đang phát triển dựa trên ưu thế giá rẻ. Quá trình chạy thử xe cho thấy xe có khả năng
chạy ổn định trên các địa hình gồ ghề của đường sá Ấn Độ. Phanh trợ lực tang trống
nhưng hiệu quả không thua kém nhiều so với phanh đĩa, bộ ly hợp kết hợp hộp số 4 cấp
nhẹ nhàng khiến cho việc điều khiển xe khá nhẹ nhàng và thỏa mái. Ngoài ra xe có một
ưu điểm vô cùng đáng chú ý là mức tiêu hao nhiên liệu khá thấp chỉ khoảng 4,5l/ 100km.
Một số hình ảnh về xe Tata nano
Thông số xe Tata Nano
Bảng 1.1. Thông số xe Tata nano
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
18
Trần Mạnh Hùng
STT Thông số
1
Trọng lượng toàn xe khi không tải
2
Trọng lượng toàn xe khi đầy tải
3
Trọng lượng td lên cầu trước khi không tải
4
Trọng lượng td lên cầu trước khi đầy tải
5
Trọng lượng td lên cầu sau khi không tải
6
Trọng lượng td lên cầu sau khi đầy tải
7
Chiều dài cơ sở
8
Dài x Rộng x Cao
9
Vết Trước
10
Vết sau
11
Khoảng sáng gầm xe
12
Kí hiệu lốp
1.3.2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế
Đồ án tốt nghiệp
Ký hiệu
G0
GT
G01
Gt1
G02
Gt2
L
LoxBoxHo
Giá trị
600
840
270
378
330
462
2230
3099x1325x1652
1325
1315
180
135/70-R12
Đơn vị
Kg
Kg
Kg
Kg
Kg
Kg
mm
mm
mm
mm
mm
a, Hệ thống treo trước
- Hệ thống treo độc lập được sử dụng chủ yếu ở cầu trước các ôtô du lịch. Nó có ưu
điểm là:
+ Cho phép tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, nhờ đó tăng được độ êm dịu
chuyển động.
+ Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng mô men con
quay.
+ Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe.
- Nhược điểm của nó là:
+ Phức tạp và đắt tiền khi sử dụng ở các cầu chủ động. Vì thế các ôtô du lịch hiện đại
thường dùng hệ thống treo phụ thuộc ở cầu sau. Hệ thống treo độc lập ở các cầu chủ
động chỉ sử dụng trên các ôtô có tính cơ động cao.
+ Với cơ sở phân tích trên, cùng với đặc điểm, mục đích sử dụng của xe thiết kế ta
tính chọn hệ thống treo độc lập trước và sau
* Các bộ phận của hệ thống treo:
- Bộ phận đàn hồi:
+ Loại lò xo trụ, có các ưu điểm: kết cấu, chế tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn dễ bố
trí. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm: chỉ tiếp nhận lực thẳng đứng, cần có bộ phận
hướng riêng.
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
19
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
+ Bộ phận đàn hồi loại nhíp lá: kết cấu đơn giản, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, có thể
đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận hướng. Tuy vậy, nó có nhược điểm: trọng lượng
lớn, tốn nhiều kim loại hơn so với phần tử đàn hồi kim loại khác, thời hạn phục vụ thấp
do ma sát.
+ Hệ thống treo trước, sau: chọn bộ phận đàn hồi loại lò xo trụ.
+ Chọn bộ phận đàn hồi phụ của cả hai hệ thống treo là ụ hạn chế bằng cao su có độ
bền cao, không cần bôi trơn, bảo dưỡng, trọng lượng bé và có đường đặc tính phù hợp,
có nhược điểm là 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 giảm chấn:
Theo cách lắp đặt và yêu cầu êm dịu của xe thiết kế, ta chọn bộ phận giảm chấn thuỷ
lực dạng ống, tác dụng hai chiều và có van giảm tải cho cả hệ thống treo trước và sau.
- Bộ phận hướng:
+ Hệ thống treo trước: là hệ thống treo độc lập nên bộ phận hướng gồm các loại là:
loại một đòn, loại hai đòn chiều dài bằng nhau, loại hai đòn chiều dài khác nhau, loại đòn
ống (Macpherson), loại nến. Ở dây ta sử dụng loại đòn ống. Đây thực chất là một kết cấu
biến thể của loại hai đòn chiều dài khác nhau với chiều dài đòn trên bằng không, trụ quay
đứng hay thanh nối hai đòn được làm dưới dạng ống lồng thay đổi được độ dài để đảm
bảo động học của bánh xe.
- Đặc điểm đó cho phép bố trí luôn giảm chấn hay phần tử đàn hồi thuỷ khí vào kết
cấu trụ quay đứng hay thanh nối. Nhờ đó đơn giản được kết cấu, giảm được số lượng
khâu khớp và giảm được khối lượng cũng như không gian bố trí hệ thống treo.
- Nhược điểm của kết cấu này là yêu cầu chất lượng chế tạo ống trượt cao, các thông
số động học kém hơn so với loại hai đòn chiều dài khác nhau.
Vậy lựa chọn hệ thống treo độc lập kiểu Mc.pherson cho cầu trước.
b,. Hệ thống treo sau
Từ việc phân tích các ưu và nhược điểm của các loại hệ thống treo,đối với xe mini 4
chỗ sử dụng hệ thống treo độc lập kiểu đòn chéo là hợp lý nhất.
Vì vậy ta chọn hệ thống treo sau kiểu độc lập đòn chéo.
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
20
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
1.4. Mục tiêu, phương pháp, nội dung nghiên cứu.
1.4.1. Mục tiêu
- Tính toán thiết kế hệ thống treo dựa trên cơ sở xe Tata Nano theo các tiêu chuẩn đã
được công bố nhằm đáp ứng yêu cầu làm việc thực tế.
1.4.2. Phương pháp
- Phương pháp lý thuyết: Tìm hiểu tổng quan về xe cơ sở và phân tích lựa chọn
phương án thiết kế phù hợp cho loại xe cơ sở từ đó tính toán thiết kế kiểm nghiệm theo
các tiêu chuẩn và tài liệu hiện hành đã được công bố.
- Phương pháp thực tế: Quan sát, kiến tập tại xưởng thực tập.
1.4.3. Nội dung
- Đồ án với mục tiêu thiết kế cho hệ thống treo cho xe cơ sở Tata Nano đồ án đã được
trình bày như sau:
Chương I:
Tổng quan hệ thống treo.
Chương II: Tính toán, thiết kế hệ thống treo.
Chương III: Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống treo.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
2.1 Xác định độ biến dạng và tải trọng tác dụng lên hệ thống treo trước và sau
Bảng 2.1. Các thông số cơ bản:
STT
1
2
3
4
5
Thông số
Trọng lượng toàn xe khi không tải
Trọng lượng toàn xe khi đầy tải
Trọng lượng đặt lên cầu trước khi không tải
Trọng lượng đặt lên cầu trước khi đầy tải
Trọng lượng đặt lên cầu sau khi không tải
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
Ký hiệu
G0
GT
G01
Gt1
G02
Giá trị
600
840
270
378
330
Đơn vị
Kg
Kg
Kg
Kg
Kg
21
Trần Mạnh Hùng
6
7
8
9
10
11
12
Đồ án tốt nghiệp
Trọng lượng đăt lên cầu sau khi đầy tải
Chiều dài cơ sở
Dài x Rộng x Cao
Gt2
462
Kg
Lo
2230
mm
L x B x 3099x1325x1652 mm
H
Vết Trước
1325
mm
Vết sau
1315
mm
Khoảng sáng gầm xe
180
mm
Kí hiệu lốp
135/70-R12
Đặc tính đàn hồi là quan hệ giữa phản lực pháp tuyến (Z) tác dụng lên bánh xe và độ
biến dạng của hệ thống treo (f) đo ngay tại trục bánh xe, tức là quan hệ hàm Z = g(f).
Đặc tính đàn hồi thường được xây dựng với giả thiết:
- Bỏ qua ma sát và khối lượng phần không được treo. Nếu có số liệu về khối lượng
phần không được treo thì có thể trừ đi phần khối lượng này khi tính phản lực Z.
Xem như đặc tính có dạng tuyến tính.
- Đặc tính đàn hồi yêu cầu của hệ thống treo phải đi qua hai điểm: A(f t , Zt), B(fđ , Zđ),
trong đó:
Zt: tải trọng tĩnh tác dụng tại bánh xe gây ra biến dạng ft.
ft: biến dạng tĩnh của hệ thống treo đo tại trục bánh xe.
Zđ: tải trọng động tác dụng lên bánh xe gây ra biến dạng fđ.
fđ: biến dạng thêm của hệ thống treo dưới tác dụng của tải trọng động.
Z (Kg)
Zmax
B
A
f
t
fc
fđd
d
Điểm tựa của ụ
cao su trên
Zt
Điểm tựa của ụ
cao su dưới
C
f
fc
fđ
ct
st
f(mm)
Hình 2.1. Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
22
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
a) Độ biến dạng và tải trọng tác dụng lên hệ thống treo trước
Để xây dựng đặc tính đàn hồi yêu cầu của hệ thống treo, trước tiên ta xác định hai
điểm A(ft , Zt), B(fđ , Zđ).
-
Xác định Ztt, ta có:
Tải trọng tác dụng ôtô đầy tải : G = Gt1- Gkt
[kg]
Trong đó:
Gt1: trọng lượng toàn bộ phân bố lên cầu trước
Gkt: trọng lượng phần không được treo ở cầu trước [kg].
Với: Gkt= Gct+ 2.Gbx [kg]
Trong đó:
Gct: trọng lượng của cầu trước [kg],
Gbx: trọng lượng của bánh xe [kg].
Do đó ta được: G = Gt1- (Gct+ 2.Gbx)
= 378 - 25 = 353 (Kg).
Ztt= (Kg).
- Xác định ftt:
Biến dạng tĩnh của hệ thống treo đo tại trục bánh xe f t được xác định trên cơ sở
tiêu chuẩn về độ êm dịu, đối với xe du lịch có ftt = 1525 cm.
Mặt khác ta có:
ftt = (300/n)2
n - số dao động trong 1 phút với ft(cm).
Xe du lịch có n= 6090, ta chọn n = 70 . Do đó ta có ftt= 180 mm.
-
Xác định Zđt: Tải trọng động của xe tác dụng lên hệ thống treo được xác định:
Zđ= kđ.Zt [kg].
Trong đó: kđ là hệ số tải trọng động, kđ=1,752,5, đối với xe chở khách thì kđ nằm
ở giới hạn nhỏ, còn đối với xe tải thì kđ nằm ở giới hạn lớn, ta chọn kđ=1,75.
Vậy:
Zđt = kđ.Ztt =1,75.176,5 = 309 (kg).
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
23
Trần Mạnh Hùng
-
Đồ án tốt nghiệp
Xác định fđt: Biến dạng thêm của hệ thống treo dưới tác dụng của tải trọng động
fđ phải đủ lớn để thùng xe không va đập liên tục vào ụ hạn chế, nhưng f đ không quá lớn
vì ôtô sẽ giảm tính ổn định, phức tạp truyền động lái, tăng yêu cầu với bộ phận hướng,
thay đổi khoảng sáng gầm xe đối với hệ thống treo độc lập.
Theo kinh nghiệm thì xe du lịch có:
fđt = 0,8.ftt
Vậy: fđt = 0,8.180 = 144 (mm).
Sử dụng ụ cao su hạn chế hành trình f đ, cao su có đặc tính đàn hồi gần tuyến tính. Bộ
phận đàn hồi chạm vào ụ cao su khi Z = Zmax.
-
Xác định fcs: xe con có: fcs= (0,350,4).fđ [mm]
fcs - biến dạng của cao su [mm].
Ta có : fcst = (0,30,4).fđt = (0,30,4).144 = 43.257.6 (mm). Chọn fcst= 50 (mm)
Ụ cao su có chiều cao hcs , ta có: [mm]
[mm] chọn hcst= 75 (mm)
b) Độ biến dạng và tải trọng tác dụng lên hệ thống treo sau
- Xác định Zts:
Ta có: G = Gas- (Gcs+ 2.Gbx) = 462 - 30 = 432(Kg)
Zts= = 216 (Kg).
- Xác định fts: Để tránh các dao động lắc dọc kiểu ngựa phi của ôtô thì tỷ số giữa
độ võng tĩnh của hệ thống treo sau và trước phải phù hợp, với xe du lịch ta có tỷ số như
sau:
Trong đó: fts: độ võng tĩnh của hệ thống treo sau [mm]
ftt: độ võng tĩnh của hệ thống treo trước [mm]
Vậy = (0,80,9).180 = 144162 Chọn fts=144 mm
- Xác định Zđs:
ta có: Zđs= kđ.Zts=1,75.216 = 378 (Kg).
- Xác định fđs:
ta có: fđs = 0,8.fts = 0,8.144 = 115 (mm).
- Xác định fcss:
ta có: fcss=(0,350,4).115 = 40,2546 (mm).
Chọn fcss= 40,25(mm)
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
24
Trần Mạnh Hùng
Đồ án tốt nghiệp
Chiều cao ụ cao su sau có giá trị: hcss .fcss = 1,5.40,25 = 60,375 (mm).
2.2. Tính toán thiết kế phần tử đàn hồi
2.2.1. Tính toán thiết kế phần tử đàn hồi hệ thống treo trước
- Tính lực tác dụng lên lò xo :
Để tính toán đường kính và các kích thước của phần tử đàn hồi lò xo ta phải xác định
được lực tác dụng lên lò xo (Zlx), độ võng tĩnh (ft) và độ võng động (fd) của lò xo khi chịu
tải trọng tĩnh .Từ đó tính các kích thước còn lại theo các ứng suất tác dụng lên lò xo.
Tải trọng tĩnh tác dụng lên mỗi bánh xe:
- Tính các kích thước của lò xo :
+ Chọn tỷ số a:
Trong đó: D – Đường kính trung bình của lò xo.
d – Đường kính
dây lò xo.
Tỷ số a được lấy trong khoảng :[4÷10] . Ta chọn: a = 10.
-
Tính đường kính dây lò xo (d):
Từ phương trình ứng suất tiếp lớn nhất trong lò xo, ta có :
Bảng 2.2. Các thông số ban đầu của hệ thống treo trước:
Stt
Thông số
Giá trị
Đơn vị
1
ft
180
mm
2
fđ
144
mm
3
fcs
75
mm
4
Zmax
309
kg
5
Zt
176,5
kg
Trong đó:
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe Tata Nano
25
