PHỤ LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.. 3

CHƯƠNG 1. 4

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ KAMAZ. 4

1.1. Giới thiệu chung về ô tô KAMAZ. 4

1.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe KAMAZ-5320. 8

CHƯƠNG 2. 11

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO Ô TÔ.. 11

KAMAZ-5320. 11

2.1. Công dụng và phân loại hệ thống treo. 11

2.1.1. Công dụng. 11

2.1.2. Phân loại 12

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống treo trước, treo sau ô tô KAMAZ -5230. 13

2.2.1. Hệ thống treo trước. 13

2.2.2 Hệ thống treo sau. 16

2.3. Từng bộ phận của hệ thống treo. 19

2.3.1.Bộ phận đàn hồi 19

2.3.2. Phần tử hướng. 20

2.3.3. Bộ phận giảm chấn. 21

2.3.4. Các bộ phận khác. 25

CHƯƠNG 3. 26

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỀN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC.. 26

3.1. Khảo sát dao động ô tô. 26

3.1.1. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo. 27

3.1.2 Xác định hành trình tĩnh của bánh xe. 28

3.1.3 Xác định hành trình động của bánh xe. 29

3.1.4 Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện đảm bảo khoảng sáng  29

3.1.5 Kiểm tra hành trình động của bánh xe không xảy ra va đập giữa phần treo  29

3.2 Tính toán dao động của ô tô. 30

3.2.1 Xác định tần số dao động riêng và tần số dập tắt dao động của hệ. 31

3.2.2 Xác định biên độ dao động của khối lượng phần treo và biên độ dao động của  36

3.2.3 Xác định gia tốc dao động của khối lượng phần treo. 37

3.2.4 Xây dựng đặc tính tần số - biên độ dao động. 38

3.3. Tính toán kiểm nghiệm bền. 46

3.3.1. Tính toán kiểm nghiệm bộ phận đàn hồi 46

3.3.2 Quá trình tính toán và kết quả. 46

3.3.3 Tính toán kiểm nghiệm giảm chấn. 48

CHƯƠNG 4. 51

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG TREO.. 51

4.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác sử dụng và bảo dưỡng hệ thống  51

4.1.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác, sử dụng xe. 51

4.1.2. Những vấn đề trong quá trình bảo dưỡng định kỳ. 52

4.2. Một số hư hỏng thường gặp trong hệ thống treo ô tô KAMAZ-5320. 53

4.3. Chuẩn đoán hệ thống treo. 55

4.4. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống treo. 57

4.4.1.Kiểm tra, sử chữa nhíp. 57

4.4.2. Kiểm tra, sửa chữa bộ giẩm chấn. 58

4.4.3. Kiểm tra khớp nối hình cầu của các đón và giá xoay. 58

KẾT LUẬN.. 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 61

LỜI NÓI ĐẦU

Do nền công nghiệp sản xuất ô tô ở nước ta chưa phát triển mạnh mẽ cho nên hiện nay vẫn sử dụng nhiều trang thiết bị của liên xô trong đó ô tô vẫn chiếm một tỷ trọng lớn. Việc nghiên cứu về các loại xe ô tô đòi hỏi mỗi cán bộ kỹ thuật không những phải nắm chắc cấu tạo, nguyên lý làm việc của các cụm, các hệ thống trên xe, công tác bảo dưỡng, sửa chữa mà còn phải biết khai thác, sử dụng sao cho phát huy hết tính năng, tác dụng  của xe nhằm đạt được kinh tế, hiệu quả cao nhất góp phần xây dựng  và phát triển nước nhà theo hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa.

Trên ô tô bao gồm một tổ hợp các cụm, các cơ cấu và các hệ thống có chức năng khác nhau tạo thành. Vì vậy nội dung khai thác sử dụng rất rộng, rất phong phú tùy thuộc  mỗi chủng loại xe cụ thể.

Ở đồ án tốt nghiệp này chỉ xét đến một khía cạnh trong các nội dung trên  và đối với một xe cụ thể. Đó là đề taì:”khai thác hệ thống treo ô tô KAMAZ- 5320 (6x4) “

 Nội dung đề tài gồm:

-  Lời nói đầu

-  Chương 1:Giới thiệu chung về ô tô KAMAZ- 5320 (6x4).

-  Chương 2:Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống treo ô tô KAMAZ- 5320.

-  Chương 3:Tính toán kiểm nghiệm bền hệ thống treo trước .

-  Chương 4:Hướng dẫn sử dụng hệ thống treo.

-  Kết luận

CHƯƠNG 1

 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ KAMAZ

1.1. Giới thiệu chung về ô tô KAMAZ

          Ngành ô tô nước ta hiện nay chủ yếu là khai thác sử dụng các trang thiết bị nhập từ nước ngoài.Trong quân đội ta phần lớn sử dụng xe của Liên Xô (cũ). Ô tô KAMAZ là một chủng loại xe được sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam trong các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Trong quân đội nói riêng nó được sử dụng khá phổ biến. Bởi vì xe có nhiều tính ưu việt đặc biệt mà nhiều loại xe tải khác không có. Đây là loại thuộc nhóm xe nhiều công dụng.Xe KAMAZ do nhà máy Kamxki, Liên Xô (cũ) sản xuất, là một loại xe có tinh năng thông qua cao. Có công thức bánh xe 6x4, được thiết kế dùng để chở hàng và có thể làm việc cùng với rơ moóc. Thùng xe được làm cao, tiện lợi cho việc vận chuyển hàng hoá.Trên xe được lắp động cơ KAMAZ-740 có công suất định mức 154(kw). Xe có sức chở tối đa là 14 tấn, và việc cùng với rơ moóc, chở được 10 tấn.Với tính năng của xe là vừa chở hàng vừa kéo rơ moóc, xe có thể hoạt động trên mọi loại đường từ đường loại 1 đến loại 3. Cabin của xe lật ra phía trước. Khung xe kiểu hai dầm dọc chịu lực, chịu được các ứng suất uốn và xoắn do vậy rất thuận lợi cho việc bố trí các cụm và các hệ thống nói trên.Với kiểu đông cơ KAMAZ-740 được lắp trên xe là một động cơ diesel khá hoàn thiện, hơn hẳn các động cơ khác. Như việc sử dụng khớp thuỷ lực để dẫn động quạt gió, đây là một kết cấu mới có tính ưu việt hơn hẳn so với các phương án dẫn động quạt gió trực tiếp từ trục khuỷu động cơ đã sử dụng phổ biến từ trước như GAZ66,… Hay động cơ còn được bố trí một hệ thống hỗ trợ khởi động bằng phương pháp sấy nóng chất lỏng làm mát và dầu bôi trơn động cơ, đảm bảo việc khởi động động cơ dễ dàng và nhanh chóng khi nhiệt độ môi trường thấp.Các hệ thống quan trọng của động cơ như: bôi trơn, làm mát, lọc khí nạp . đều được bố trí các bộ cảm biến để kịp thời báo cho người sử dụng những sai lệch hư hỏng để có biện pháp khắc phục, tránh được những hư hỏng không đáng có trong quá trình sử dụng. Việc dẫn động cho các bộ phận như máy nén khí bằng dây đai từ tục khuỷu, bơm cao áp, bơm dầu bằng phương pháp dẫn động bánh răng đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ cao.

+ Động cơ : Xe KAMAZ- 5320 sử dụng động cơ Diesel kiểu Kamaz – 740, 4 kỳ , 8 xi lanh, bố trí hình chữ V, công suất lớn nhất 210 mã lực ở số vòng quay trục khuỷu 2600 vg/ph. Mô men xoắn lớn nhất 65 KG.m ở số vòng quay trục khuỷu 1400 – 1700 vg/ph.

          + Hệ thống truyền lực : Kiểu cơ khí, có cấp, bố trí theo sơ đồ thông qua  gồm ly hợp, bộ chia ( hộp số phụ đặt trước hộp số chính ), hộp số chính, truyền động các đăng và cầu chủ động .

-  Ly hợp kiểu ma sát khô, hai đĩa, thường đóng. Đĩa bị động có giảm chấn xoắn, lò xo ép bố trí xung quanh, dẫn động mở ly hợp bằng thuỷ lực (thuỷ tĩnh ) có trợ lực khí nén .

-  Bộ chia hai cấp ( tỷ số truyền 1 và 0,815 ), bố trí trước hộp số chính dẫn động điều khiển bằng khí nén .

-  Hộp số chính cơ khí ba trục dọc, 5 số truyền, đồng tốc quán tính hoàn toàn ở số II –III và IV – V. Dẫn động bằng cơ khí.

-  Truyền động các đăng hở, khớp các đăng dùng ổ thanh lăn kim.

-  Xe có hai cầu chủ động bố trí theo sơ đồ thông qua. Cầu chủ động giữa và sau đều sử dụng truyền lực chính kép bố trí trung tâm gồm có một cặp bánh răng côn xoắn và một cặp bánh răng trụ răng nghiêng, tỷ số truyền là 5,43. Vi sai bánh răng côn có bốn bánh răng vệ tinh. Bán trục giảm tải hoàn toàn.

          + Hệ thống treo : Treo trước kiểu nhíp và có giảm chấn ống. Treo sau là treo cân bằng có phần tử đàn hồi nhíp và 6 thanh giằng.

          + Hệ thống chuyển động : gồm bánh xe và lốp. Lốp loai radial (hướng kính) ký hiệu lốp là 260 – 508P, áp suất trong lốp là 4,3 KG/cm².

          + Các hệ thống điều khiển :

- Hệ thống lái kiểu cơ khí có trợ lực thuỷ lực gồm cơ cấu lái, dẫn động lái, trợ lực lái .

Cơ cấu lái kiểu vít - đai ốc – thanh răng – cung răng tỷ số truyền là 20, có bộ truyền bánh răng côn tỷ số truyền bằng 1. Dẫn động lái cơ khí gồm vành lái , cọc lái, trục lái, các đăng trục lái, đòn quay đứng, cam quay, thanh lái dọc, đòn quay ngang thanh lái ngang và các khớp nối ( rôtuyn ).

-  Hệ thống phanh nhiều dòng độc lập gồm phanh chính, phanh tay, phanh bổ trợ và phanh chậm dần. Phanh chính có cơ cấu phanh kiểu tang trống, 2 guốc phanh, dẫn động kiểu khí nén, 2 dòng độc lập ( cầu trước + cầu giữa và cầu sau ). Phanh rơmoóc kiểu hỗn hợp. Phanh tay có cơ cấu phanh guốc ở bánh xe và dẫn động khí nén. Phanh bổ trợ ( còn gọi là phanh động cơ ) cơ cấu phanh kiểu tiết lưu, dẫn động bằng khí nén và đặt ở ống xả của động cơ.

          + Khung, ca bin, thùng xe :

- Khung xe: kiểu hai dầm dọc, có sáu dầm ngang, phía trước có đòn chắn và phía sau có kết cấu kéo moóc.

-  Ca bin lật , kiểu kín, có 3 chỗ, ghế lái điều chỉnh được .

- Thùng xe kim loại, thành bên và sau có thể lật. Chiều dài thùng xe là 5200mm, chiều cao thành kim loai là 500mm. Diện tích sàn trở hàng là 12,05m². Các thông số kích thước cơ bản của xe được biểu diễn trên hình 1.2

                Hình 1.2. Hình dáng kích thước ô tô KAMAZ-5230

1.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe KAMAZ-5320

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe KAMAZ – 5320.

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO Ô TÔ

KAMAZ-5320

2.1. Công dụng và phân loại hệ thống treo

2.1.1. Công dụng

     Hệ thống treo là tập hợp tất cả những chi tiết tạo nên liên kết đàn hồi giữa bánh xe và thân vỏ hay khung xe nhằm thảo mãn các chức năng chính sau:

          + Đảm bảo yêu cầu về độ êm dịu trong chuyển động, tạo điều kiện nâng cao tích tiện nghi trong sử dụng của ô tô.

+ Tính tiện nghi của ô tô là tập hợp các điều kiện nhằm đảm bảo duy trì sức khỏe và giảm thiểu những vật lý và tâm sinh lý của con người. Các dao động cơ học của ô tô trong quá trình chuyển động bao gồm: biên độ, tần số, gia tốc……

+ Đảm bảo yêu cầu về khả năng tiếp nhận các thành phần lực và moomen tác dụng giữa bánh xe và đường nhằm tăng tối đa sự an toàn trong chuyển động, giảm thiểu sự phá hỏng nền đường của ô tô, trong đó một chỉ tiêu quan trọng là độ bám đường của bánh xe.

Các yêu cầu của hệ thống treo:

+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật yêu cầu (trên đường tốt, trên nhiều loại địa hình khác nhau) đảm bảo tính êm dịu, tiện nghi của con người và hàng hoá trên xe.

+ Bánh xe có khả năng chuyển dịch trong một giới hạn không gian nhất định mà không phá hỏng liên kết đàn hồi của bánh xe với thân xe, đảm bảo khả năng lăn bánh xe trên đường với thời gian tối đa.

+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý và thỏa mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng, nhưng không phá hỏng các quan hệ động lực học và động học của chuyển động bánh xe.

+ Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.

+ Có độ bền cao, giá thành thấp và mức độ phức tạp kết cấu không lớn.

+ Có độ tin cậy lớn, trong điều kiện sử dụng phù hợp với tính năng kỹ thuật, không gặp hư hỏng bất thường.

2.1.2. Phân loại

Hệ thống treo thường được phân loại dựa vào cấu tạo của bộ phận đàn hồi, bộ phận dẫn hướng và theo phương pháp dập tắt dao động.

a) Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng gồm có:

+ Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bánh xe bên phải được liên kết với nhau bằng dầm cầu cứng (kết cấu dầm cầu liền),cho nên khi một bánh xe bị dịch chuyển (trong mặt phẳng thẳng dứng hoặc ngang) 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 đảm bảo độ êm dịu chuyển động cần thiết cho các xe có tốt độ chuyển động không cao lắm. Nếu ở hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi loại nhíp thì nó làm được cả nhiểm vụ của bộ phận dẫn hướng.

+ Hệ thống treo độc lập: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải không có liên kết cứng. Do đó sự dịch chuyển của một bánh xe không gây nên sự dịch chuyển của bánh xe bên kia. Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển của bánh xe mà người 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 thường sử dụng ở xe có kết cấu cầu rời. Ưu điểm là đảm bảo được độ êm dịu cao cho xe, nhưng kết cấu phức tạp, giá thành đắt nên chỉ sử dụng ở cầu trước cho ô tô con.

+ Hệ thống treo cân bằng: dùng ở xe có tính năng thông qua cao với 3 hoặc 4 cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc giữa hai bánh xe ở hai cầu liền nhau.

Trong hệ thống treo độc lập, mỗi bánh xe có thể nối vỏ xe ( hoặc khung ) bằng một hoặc 2 đòn treo. Ở hệ thống treo có 2 đòn treo thì các đường thẳng nối tâm các khớp của các đòn treo trên và dưới tạo nên hình tứ giác với các cạnh khác nhau.

b) Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo phần tử đàn hồi:

+ Phần tử đàn hồi làm bằng kim loại gồm: nhíp lá, lò xo ,thanh xoắn.

+  Phần tử đàn hồi là khí nén: phần tử đán hồi khí nén có bình chứa là cao su kết hợp với sợi vải bọc cao su làm cốt; dạng màng phân chia và màng liên hợp.

+ Phần tử đàn hồi là thủy khí có loại kháng áp và loại không kháng áp.

+ Phần tử đàn hồi là cao su có loại làm việc ở chế độ nén và chế độ xoắn.

c) Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động:

+ Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn và dạng ống.

+ Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong phân tử đàn hồi và trong phân tử hướng.

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống treo trước, treo sau ô tô KAMAZ -5230

2.2.1. Hệ thống treo trước

Xe KAMAZ -5320 sử dụng treo trước là treo phụ thuộc.

+ Phần tử đàn hồi là nhíp lá loại nhíp dọc nửa elip.

+ Phần tử hướng chính là nhíp.

+ Phần tử giảm chấn là giảm chấn ống tác động hai chiều không đối xứng có van giảm tải.

          - Hệ thống treo phụ thuộc: với loại hệ thống treo này thì bánh xe bên trái và bên phải của một cầu được liên kết cứng với nhau bằng dầm cầu liền hoặc vỏ cầu cứng. Khi đó dao động hoặc chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc mặt phẳng thẳng đứng) của bánh xe bên này làm ảnh hưởng, tác động đến bánh xe bên kia và ngược lại.

Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống treo phụ thuộc.

1. Thân xe; 2. Giảm chấn; 3. Dầm cầu; 4. Nhíp.

Hai bó nhíp được đỡ hoặc treo dầm cầu tạo dao động cho xe khi đi vào đường gồ ghề. Đồng thời ở loại này có kết cấu thêm bộ giảm chấn nhằm nhanh chóng dập tắt dao động do nhíp gây nên. Ở hệ thống treo phụ thuộc, nhíp luôn phải làm việc với trạng thái ứng suất phức tạp do tải trọng động lặp lại nhiều lần. Ứng suất uốn do lực thẳng đứng từ mặt đường tác dụng lên bánh xe. Do đó nhíp gồm nhiều tấm lò xo lá xếp chồng lên nhau tạo thành một dầm có tính chống uốn đều. Ưu điểm của loại này là có thể tạo ra khoảng sáng gầm xe cao, nâng cao được tính cơ động của động cơ, đồng thời cũng có cấu tạo đơn giản, độ cứng vững cao. Hệ thống treo này thường được dùng cho các loại xe tải hoặc dùng để treo cầu sau trên một số xe du lịch.

Cấu tạo hệ thống treo trước trên xe KAMAZ-5320:

Hình 2.3. Cấu tạo hệ thống treo trước trên xe KAMAZ-5320

1. Giá nhíp trước; 2. Nhíp; 3. Bu lông bắt giảm chấn trên; 4. Giá trên của giảm chấn; 5. Giảm chấn; 6. Giá nhíp sau; 7. Bu lông bắt giảm chấn dưới; 8. Đệm nhíp; 9. Bu lông chữ U; 10. Giá bắt nhíp (tai nhíp).

Ưu, nhược điểm:

          Đặc trưng kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc là dầm cầu cứng liên kết giữa hai bánh xe. Khi ôtô chuyển động toàn bộ cụm truyền lực của ôtô đặt trong dầm cầu. Trên ôtô các cầu bị động thường dầm cầu được chế tạo bằng thép định hình dùng để liên kết dịch chuyển của hai bánh xe. Trong hệ thống treo phụ thuộc các bánh xe trái và phải nối với nhau bằng một dầm cầu cứng nên khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang thì bánh xe còn lại cũng dịch chuyển theo.

          Nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc: 

          - Khối lượng phần không được treo ( phần liên kết bánh xe) là rất lớn, đặc biệt ở trên cầu chủ động. Khi ôtô di chuyển trên những đường không bằng phẳng, tải trọng sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không được treo với phần được treo, sẽ làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường.

          - Khoảng không gian phía dưới sàn ôtô phải lớn, để đủ bảo đảm cho dầm cầu thay đổi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ôtô sẽ lớn và sẽ làm giảm đi thể tích chứa hàng hóa sau ôtô.

          - Sự nối cứng giữa hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên các trạng thái điển hình về động học, nếu bố trí hệ thống treo này cho cầu trước dẫn hướng, sẽ làm xấu đi tính ổn định trong khi chuyển động trên đường không bằng phẳng.

          Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc: 

          - Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định, do vậy độ mòn lốp xe ít.

          - Khi chịu lực bên (ly tâm, đường ngang, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng làm hạn chế hiện tượng trượt bên của bánh xe.

          - Công nghệ chế tạo đơn giản; Số lượng các chi tiết ít; Dễ tháo lắp, sửa chữa và bảo dưỡng; Giá thành thấp.

          Với những ưu điểm trên, hệ thống treo phụ thuộc thường được dùng chủ yếu ở ôtô tải, ô tô buýt, dùng cho cầu sau của ôtô con. Đối với những ôtô có tính việt dã cao, với tốc độ không lớn lắm thường dùng hệ thống treo phụ thuộc cho cả hai cầu trước và cầu sau.Ở đây hệ thống treo phụ thuộc có phân tử đàn hồi loại nhíp nên nó làm được cả nhiệm vụ của phần tử hướng. Ngoài xe KAMAZ -5320 hệ thống treo phụ thuộc còn được sử dụng ở rất nhiều xe như: GAZ-53; GAZ-66; ZIL-130, 131 (cầu trước); KRAZ; các xe KAMAZ khác,…

2.2.2 Hệ thống treo sau

          Hệ thống treo sau trên xe KAMAZ -5320 là hệ thống treo cân bằng.

Hệ thống treo cân bằng: với loại treo này thì hai bánh xe cùng một phía của hai cầu xe liền nhau có chung phần tử đàn hồi được bố trí xung quanh trục cân bằng.

Hệ thống treo cân bằng thường gặp ở những xe nhiều cầu có tính năng thông qua cao. Những xe đó có ba hoặc bốn cầu trong đó bố trí hai cầu liền nhau. Hệ thống treo của những cầu này thường là hệ thống treo cân bằng phụ thuộc. Ví dụ như cầu giữa và cầu sau của ô tô ZIL-131; URAL-4320; KRAZ-255B; KAMAZ-5320…

Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống treo cân bằng.

          Ở các xe ô tô nhiều cầu, do tải trọng đặt lên các cầu lớn nên thường sử dụng hệ thống treo cân bằng để bảo đảm sự phân bố tải trọng tĩnh lên các cầu là như nhau tuỳ theo giá trị tải trọng chuyên chở khác nhau. Ô tô 3 cầu chủ động dùng trong quân sự thường cầu thứ hai và thứ ba bố trí đặt gần nhau và thường được bố trí chung một hệ thống treo cân bằng. Đối với ô tô bốn cầu thì bố trí hai cầu phía trước gần nhau và hai cầu phía sau gần nhau để dùng với hệ thống treo cân bằng.

          Hệ thống treo của cầu sau và cầu giữa của các ô tô KAMAZ -5320 là hệ thống treo cân bằng trên hai bộ nhíp dọc nửa elip. Hệ thống treo này bảo đảm sự bằng nhau của các tải trọng thẳng đứng trên cầu giữa và cầu sau.

Phân tích hệ thống treo sau của ô tô KAMAZ-5320.  

Hệ thống treo hai cầu sau của ô tô KAMAZ-5320 được thể hiện trên (hình 2.5). Bộ nhíp 1 gồm có 15 lá nhíp được ghép với nhau bằng các đai nhíp. Nhíp 1 có phần giữa nằm trên moay ơ của trục cân bằng và được cố định với nó bằng các bu lông 4 (chữ U). Các đầu của nhíp nằm trong các lỗ của giá đỡ 2 ở trên dầm cầu, chúng có thể trượt trong các lỗ nhíp khi bị uốn. Chuyển dịch của các cầu lên trên bị hạn chế bằng các gối tựa cao su, còn chuyển dịch xuống phía dưới bị hạn chế bởi nhíp. Ở moay ơ trục cân bằng có 2 ống bạc làm bằng hợp kim chống mòn. Để hạn chế dịch dọc trục thì moay ơ được cố định với trục nhờ đai ốc có dạng cắt. Đai ốc này được xiết chặt nhờ bu lông. Những lực ngang tác dụng lên moay ơ được truyền qua các vòng đệm. Ở moay ơ có các lỗ đổ dầu và lỗ xả dầu, vòng bít ngăn dầu dò rỉ ra ngoài. Các lỗ được đóng lại nhờ nút. Bộ nhíp của hệ treo cân bằng truyền các lực thẳng đứng và lực ngang từ cầu lên khung xe. Các lực dọc và mô men phản lực được truyền qua hai thanh giằng cầu ở phía trên và bốn thanh giằng cầu phía dưới các thanh giằng cầu được nối khớp với các giá đỡ cầu xe và giá đỡ trục cân bằng. Các khớp này trong quá trình sử dụng không tháo rời. Khớp gồm có chốt cầu, chụp bảo vệ , nắp và các đệm lót bằng vải được tẩm hợp chất đặc biệt. Nếu các lớp vải này hỏng thì phải thay toàn bộ khớp.

          Khi dùng hệ thống treo cân bằng thì độ dịch chuyển của vỏ xe ít hơn hai lần độ dịch chuyển của bánh xe, nghĩa là hệ thống treo như cứng hơn hai lần. Mặt khác, do ở hệ thống treo cân bằng bánh xe dịch chuyển theo hai chiều khác nhau dễ dàng nên khả năng bám đường tốt hơn, điều này thích hợp cho các xe ô tô quân sự thường xuyên phải chuyển động trên địa hình không bằng phẳng. Tuy nhiên khi đó khả năng va đập vào bộ phận hạn chế hành trình sẽ nhiều hơn.

 Cấu tạo hệ thống treo sau trên xe KAMAZ-5320:

Hình 2.5. Hệ thống treo sau cân bằng của xe KAMAZ-5320

1. Khung xe;2.Cầu chủ động;3. Thanh giằng cầu phía trên;4. Giá bắt thanh giằng cầu;5. Bu long trung tâm bắt nhíp;6.Tấm đệm ốp nhíp;7.Nhíp;8.Thanh giằng cầu phía dưới;9. Giá treo trục cân bằng;10. Quang treo nhíp chữ U.

2.3. Từng bộ phận của hệ thống treo

2.3.1.Bộ phận đàn hồi 

Bộ phận đàn hồi là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thung xe, nhằm đảm bảo giữ êm dịu cho thùng xe khi xe đi trên các loại địa hình mấp mô.Bộ phận đàn hồi có thể là các loại nhíp, lò xo, thanh xoắn,…Trên ô tô KAMAZ-5320 phần tử đàn hồi là nhíp lá, kết cấu của nhíp lá bao gồm cả nhíp chính và nhíp phụ đều là các bó nhíp ghép cứng lại với nhau.Tháo rời bộ nhíp này ra, nhận thấy bán kính cong có quy luật phổ biến: các lá nhíp dài có bán kính cong lớn hơn các lá nhíp ngắn.Khi liên kết chúng lại với nhau bằng các bu lông xiết trung tâm, hay bó lại bằng quang nhíp, một số lá nhíp ép lại, một số lá nhíp khác bị căng ra để tạo thành một bộ nhíp có bán kính cong gần đồng nhất. Điều này thực chất là đã làm cho các lá nhíp chịu tải ban đầu. Khi chịu tải các lá nhíp này có thể tiếp tục chịu tải hay là giảm dần ứng suất dư. Trong kết cấu của các bộ phíp, đều chọn theo kết cấu giảm dần ưng suất dư.

2.3.2. Phần tử hướng

Phần tử hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và mô men từ mặt đường lên khung xe. Động học của phần tử hướng xác định đặc tính dịch chuyển của bánh xe đối với khung xe và ảnh hưởng tới tính ổn định và tính quay vòng của ô tô. Để đảm bảo chức năng, nhiệm vụ này, phần tử hướng cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:

          + Giữ nguyên động học bánh xe khi ô tô chuyển động. Điều này có nghĩa là khi bánh xe chuyển động thẳng đứng, các góc đặt bánh xe, các chiều rộng, chiều dài cơ sở phải giữ nguyên. Dịch chuyển bánh xe theo chiều ngang (thay đổi chiều rộng cơ sở) sẽ làm lốp mòn nhanh và tăng sức cản chuyển động của ô tô trên nền đất mềm. Dịch chuyển bánh xe theo chiều dọc tuy có giá trị thứ yếu nhưng gây nên sự thay đổi động học của chuyển động lái. Thay đổi góc doãng của bánh xe dẫn hướng là điều nên tránh, vì nó kèm theo hiện tượng mô men hiệu ứng con quay, làm cho bánh xe lắc xung quanh trục đứng. Khi bánh xe lăn với góc nghiêng lớn, sẽ làm lốp mòn, sinh ra phản lực ngang lớn làm xe khó bám đường.

          + Với các bánh xe dẫn hướng nên tránh sự thay đổi góc nghiêng vì khi thay đổi làm trụ đứng nghiêng về sau, nên độ ổn định của xe kém đi. Khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng cũng làm thay đổi độ chụm bánh xe (thay đổi góc ), làm thay đổi quĩ đạo chuyển động của ô tô làm cho ô tô không bám đúng đường.

          + Đảm bảo truyền lực ngang, lực dọc, mô men từ bánh xe lên khung xe mà không gây biến dạng rõ rệt, không làm dịch chuyển các chi tiết của bánh xe.

          + Giữ được đúng động học của dẫn động lái, nghĩa là sự dịch chuyển thẳng đứng và sự quay quanh trụ đứng của bánh xe không phụ thuộc vào nhau.

          + Độ nghiêng của thùng xe trong mặt phẳng ngang phải bé. Phần tử  dẫn hướng có ảnh hưởng đến khoảng cách giữa các phần tử đàn hồi (khoảng cách nhíp), tuỳ theo phần tử dẫn hướng mà ta có khoảng cách này lớn hay bé, phần tử dẫn hướng còn ảnh hưởng đến vị trí tâm của độ nghiêng bên.

          + Phần tử dẫn hướng phải đảm bảo bố trí hệ thống treo trên ô tô được thuận tiện.

            + Kết cấu phần tử dẫn hướng phải đơn giản dễ sử dụng, chăm sóc, bảo dưỡng.

          + Trọng lượng phải nhỏ, đặc biệt là phần không được treo.

          Phần tử hướng có thể là nhíp lá, thanh giằng, thanh đòn. Mỗi loại có ưu nhược điểm và thích hợp với một loại xe nhất định.

          Phần tử hướng ở đây là nhíp lá (treo trước) và các thanh giằng (treo sau)

          Với phần tử hướng là nhíp lá có ưu điểm là kết cấu đơn giản, vì nhíp vừa đóng vai trò là phần tử hướng vừa đóng vai trò là phần tử đàn hồi do đó đơn giản trong bảo dưỡng, sửa chữa.

          Với treo sau là treo cân bằng nên phải có phần tử hướng riêng đó là các thanh giằng. Trên xe KAMAZ-5320 sử dụng các thanh giằng với tiết diện tròn và thẳng chúng nối cầu xe với khung xe bằng các khớp bản lề do vậy mà khá đơn giản trong chế tạo, sửa chữa và bảo dưỡng.                                          

2.3.3. Bộ phận giảm chấn 

Giảm chấn trên xe được dùng với mục đích:

- Giảm và dập tắt dao động của thân xe khi bánh xe lăn trên đường không bằng phẳng nhờ vậy mà bảo vệ được hệ thống đàn hồi và tính năng, tiện nghi cho xe và người sử dụng.

- Đảm bảo dao động của phần không treo mức độ nhỏ nhất nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe trên nền đường, nâng cao tính chất chuyển động của xe như khả năng bám đường, khả năng an toàn khi chyển động.

Bản chất quá trình làm việc của giảm chấn là quá trình tiêu hao cơ năng ( biến cơ năng thành nhiệt năng ).

2.3.3.1. Cấu tạo giảm chấn

       Giảm chấn ống thủy lực bao gồm hai lớp vỏ, vỏ trong cùng và ngoài cùng có dạng hình trụ (hình 2.6 )

Cấu tạo giảm chấn thủy lực gồm có: xi lanh công tác 4, piston 7 có van thông qua 10, van trả 8 và cần thủy lực piston 12, ống dẫn hướng của cần đẩy piston có vòng  bít 19, xi lanh ngoài 5 và vỏ chống bụi bẩn 11. Ở đáy xi lanh công tác có van nén 6 và van trả 3. Cần đẩy piston được cố định với thân xe qua tai 22 và bạc cao su.Xi lanh ngoài thông qua tai 1 và bạc cao su ghép nối với dầm cầu (nếu là treo phụ thuộc ) và nối với đòn treo của bộ phận dấn hướng (nếu là treo độc lập ). Toàn bộ không gian bên trong xi lanh chứa đầy dầu giảm chấn. Phấn không gian giữa xi lanh ngoài 5 và xi lanh công tác 4 được gọi là khoang bù và chỉ chứa một ít dầu.

Tuổi thọ của giảm chấn phụ thuộc vào việc làm kín ống dẫn hướng của cần đẩy piston vì giảm chấn làm việc ở điều kiện nặng nề khi có những dịch chuyển lớn của cần đẩy và bụi bẩn thường bám vào cần đẩy. Có hai vòng bít bằng cao su chịu dầu được bố trí trong vỏ và đĩa ép bởi lò xo 16. Khi cần đẩy chuyển động lên thì phần dưới của vòng bít gạt dầu khỏi bề mặt của nó và dầu tụ lại ở các túi dầu. Khi cần piston chuyển động xuống dưới thì nó lại đẩy dầu trở lại xi lanh. Nếu lắp ngược thì dầu sẽ chảy ra khỏi giảm chấn. Phần không gian ở trên ống dẫn hướng nối với khoang bù qua các lỗ khoan. Ở đây áp suất không khí gần với áp suất khí quyển, bởi vậy vòng bít được giảm tải khỏi tác dụng của áp suất dầu cao. Dầu từ khoang làm việc qua cần piston được đổ vào khoang bù qua các lỗ. Để ngăn bụi bẩn không rơi vào xi lanh người ta dùng vòng bít cao su. Nó làm việc tương tự như vòng bít 19 và phớt. Tất cả ba vòng làm kín cho cần đẩy được bố trí trong vỏ bảo đảm sự định tâm của vòng bít. Vỏ được cố định ở phần trên xi lanh ngoài 5 bằng đai ốc và được bao kín bằng các vòng cao su 15,17.

Lực cản của giảm chấn ở hành trình nén nhỏ hơn nhiều so với ở hành trình trả. Lực này được bảo đảm bằng tiết diện lưu thông của các van.

Hình 2.6. Cấu tạo giảm chấn thủy lực

a)Cấu tạo chung, b) Làm việc ở hành trình nén, c) Làm việc ở hành trình trả

1,22.Tai; 2.Đáy; 3.Van nạp; 4.Xi lanh công tác; 5.Xi lanh ngoài; 6.Van nén

7.Pit tông; 8.Van trả; 9.Vòng găng pit tông; 10.Van thông qua; 11.Vỏ; 12.Cần pit tông; 13.Bạc dẫn; 14.Vòng cao su; 15,17.Vòng làm kín; 16.Lò xo vòng làm kín; 18.Đệm thép; 19.Vòng bít; 20.Đẹm nhôm; 21.Các phớp làm kín cần pit tông.

Vỏ trong là một xi lanh thủy lực có độ bóng cao để piston có thể di chuyển được trong ống trụ.Ở đuôi xi lanh thủy lực có một cụm van nén.Bao quanh lớp vỏ trong là lớp vỏ ngoài, không gian giữa hai lớp vỏ là phần bù thể tích chất lỏng. Vỏ ngoài ghép cứng với vỏ trong và đầu dưới có tai để bắt với đòn treo bánh xe. Bên trong vỏ có một piston di động, trên piston có bố trí một cụm van trả và van thông, các lỗ tiết lưu. Piston di chuyển thông qua trục của giảm chấn liên kết với thùng xe. Trục của giảm chấn hàn liền với vỏ bọc ngoài của giảm chấn, piston giảm chấn hoạt động trong dầu và chia phần xi lanh ra làm hai buồng, ở phía nắp của giảm chấn có các vòng bao kín và ống dẫn hướng giảm chấn.

2.3.3.2.Nguyên lý làm việc của giảm chấn

a. Hành trình nén:

+Nén êm:

Khi nén êm (nghĩa là bánh xe và thân xe tiến lại gần nhau ) cần piston trong xi lanh công tác làm piston dịch chuyển xuống dưới (hình 2.6 b). Van thông qua 10 mở, dầu chảy vào khoang trên vì còn cần đẩy xi lanh công tác.Vì vậy phần dầu bằng thể tích chiếm chỗ của cần đẩy piston sẻ chảy sang khoang bù ở van nén 6, làm tăng áp suất khí ở khoang bù lên một chút. Các lỗ tiết lưu tạo ra sức cản thủy lực tỷ lệ với bình phương vận tốc lưu thông của dầu.

+Nén mạnh:

Khi nén mạnh thì dầu không kịp chảy qua lỗ tiết lưu, áp suất trong xi lanh công tác tăng lên và van nén 6 mở. Sau đó lực cản giảm chấn tăng lên một số lần nhưng tốc độ tăng chậm hơn so với khi nén êm.

b. Hành trình trả:

+Trả êm:

Khi trả êm (nghĩa là ở hành trình mà bánh xe và thân xe tách xa nhau ) cần đẩy piston chuyển động lên trên. Khoang dưới piston xi lanh công tác giảm áp suất, còn ở khoang trên piston áp suất dần tăng lên. Do vậy dầu từ khoang trên sẽ qua khe hở ở van thông qua 10 (van trả 8 đóng ) vào khoang dưới piston đồng thời dầu từ khoang bù qua van nạp 3 bổ xung vào khoang dưới piston.

+Trả mạnh :

Khi trả mạnh thì lò xo van trả 8 bị nén và van sẽ mở ra để cho dầu lưu thông qua lỗ tiết lưu của van 8. Độ mở của van trả phụ thuộc vào mức độ đột ngột của hành trình trả, càng trả mạnh thì van mở càng lớn.

2.3.4. Các bộ phận khác

      Ngoài các bộ phận kể trên, hệ thống treo còn có các bộ phận khác: các vấu cao su tăng cứng và các vấu cao su hạn chế hành trình, các gối đỡ cao su

2.3.4.1. Các vấu cao su tăng cứng và vấu cao su hạn chế hành trình

Các vấu cao su có thể chia làm hai loại :

+ Vấu cao su tăng cứng thường đặt trên nhíp lá và tỳ vào hai phần biên dạng của nhíp lá, kết cấu này làm giảm chiều dài biến dạng của nhíp lá khi tăng tải.

+ Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình làm việc của bánh xe là loại lắp ở đầu và cuối hành trình làm việc của bánh xe. Vấu hạn chế hành trình thường được kết hợp với chức năng tăng cứng cho bộ phận đàn hồi. Các vấu hạn chế hành trình này có khi được đặt trong vỏ của giảm chấn.

2.3.4.2. Các gối đỡ cao su

Các gối đỡ cao su làm chức năng liên kết “mềm”. Nó có mặt ở hầu hết các mối ghép với khung vỏ. Ngoài chức năng liên kết, nó còn có tác dụng chống rung truyền từ bánh lên xe, giảm tiếng ồn cho khoang người ngồi. Hệ thống treo có các bộ phận chính với các chức năng riêng biệt như đã nói ở trên, nhưng trong thực tế, trên ô tô một chi tiết hoặc một cụm có thể đảm nhận nhiều chức năng khác nhau. Do vậy khi xem xét các loại hệ thống treo cần phải phân tích một cách toàn diện.

CHƯƠNG 3

 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỀN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC

Nội tính toán kiểm nghiệm gồm:

+ Khảo sát dao động ô tô.

+ Tính toán dao động ô tô.

+ Tính toán kiệm nghiệm bền: bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn.

3.1. Khảo sát dao động ô tô

3.1.1. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo

Dao động của ô tô nhiều cầu được mô tả bằng hệ phương trình tương tự như ở ô tô hai cầu, bởi tăng số lượng lớn hơn hai về nguyên tắc không làm thay đổi trong phương trình chuyển động, nếu ta không kể đến ảnh hưởng của khối lượng không được treo.

a. Xác định hệ số phân bố khối lượng phần treo

        (1)

Trong đó:

                      M_a  - Khối  lượng phần treo ô tô, M = 15500           kg

                      a     - Khoảng cách từ trọng tâm phần treo đến tâm bánh xe cầu trước, trục cân bằng ; theo tài liệu ta có a = 3,190 m; b = 0,660 m;

                      J_y    - Mô men quán tính khối lượng của phần treo đối với trục đi qua trọng tâm phần treo và vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng dọc xe. Ta có công thức tính : J_y = A.M.L²

                   Với :

                        A  - Hệ số kinh nghiệm, lấy A = 0,15

                        L   - Chiều dài cơ sở ô tô (tính đến tâm trục cân bằng),

                        L = 3,850 m.

              Thay vào công thức (1), ta có:

Ta thấy = 1,056 nằm trong khoảng 0,8÷1,2 nên ta có thể coi phần trước và phần sau xe dao động độc lập với nhau.

3.1.2 Xác định hành trình tĩnh của bánh xe

Ta có công thức tính hành trình tĩnh của bánh xe:        

                         (3)

Trong đó:

                   f_t        - Hành trình tĩnh của bánh xe

                   g        - Gia tốc trọng trường

                                   - Tần số dao động riêng của khối lượng phần treo, ta có công thức tính cho treo trước và treo sau là:

Thay các giá trị vào công thức (3), ứng với treo trước và treo sau, ta có:

3.1.3 Xác định hành trình động của bánh xe

Ta có công thức thực nghiệm:

Chọn          

Thay giá trị f_t vào , ứng với treo trước và treo sau, ta có:

3.1.4 Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện đảm bảo khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất:

Với:

      - Khoảng sáng gầm xe ở trạng thái tĩnh của ô tô (m);

  - Khoảng sáng gầm xe sau khi bánh xe dịch chuyển hết hành trình động; , ta lấy   c_min = 0,15 m

                 ;

      Ta thấy: . Như vậy khoảng sáng gầm xe đảm bảo.

3.1.5 Kiểm tra hành trình động của bánh xe không xảy ra va đập giữa phần treo trước và phần không treo trước khi phanh xe cấp tốc:

                                                 (4)

Trong đó:

                 - Hệ số bám lớn nhất của bánh xe với mặt đường, ta lấy  = 0,8

            h_g    - chiều cao trọng tâm ô tô, h_g = 1,35m

             b       - Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm trục cân bằng, b = 1,14 m.

          Thay các giá trị vào công thức (4), ứng với treo trước và treo sau, ta tính được:

                                       [mm]

                                      [mm]

Vậy điều kiện được thỏa mãn

3.2 Tính toán dao động của ô tô

          Các phần ở trên xác định tần số dao động riêng của phần treo, hệ số dập tắt dao động của phần treo, hành trình tĩnh, hành trình động của bánh xe . Các thong số đó chưa đủ để đánh giá được độ êm dịu của chuyển động ô tô nói chung, đồng thời mục trước mới chỉ xét dao động của khối lượng phần treo mà chưa kể đến sự ảnh hưởng của phần không treo đến dao động đó. Để đánh giá đủ độ êm dịu của chuyển động ô tô, phải xét tới một hệ trong đó có cả dao động phần treo và phần không treo.

          Khi tiến hành xét hệ dao động 2 khối lượng cần xác định các thong số của nó như: tần số dao động riêng cao tần và thấp tần, hệ số dập tắt dao động ứng với tần số cao và tần số thấp.Từ những thông số nhận được, xây dựng đường đặc tính tần số biên độ dao động của ô tô. Qua đường đặc tính này có thể xác định được: biên độ dao động của khối lượng phần treo, khối lượng phần không treo, xác định được gia tốc dao động của khối lượng phần không treo đồng thời qua đường đặc tính đánh giá:

          + Ứng với vận tốc nào của ô tô trong vùng vận tốc sử dụng và ứng với sóng mặt đường có chiều dài bước sóng là bao nhiêu sẽ xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

          + Hệ số dập tắt dao động đã phù hợp chưa.

Quá trình tính toán dao động của ô tô ta sử dụng các giả thiết:

+ Dao động của ô tô chỉ xảy ra trong mặt phẳng dọc xe.

+ Dao động của ô tô là dao động ổn định.

+ Nguồn kích tích dao động là sóng mặt đường có dạng:

q = q₀.[1-cos(v.t)]

Trong đó:

q₀- Biên độ lớn nhất của sóng mặt đường;

v - Tần số kích thích của sóng mặt đường, công thức tính là:  ;

t- Thời gian đi hết quãng đường đúng bằng bước sóng mặt đường.  thời gian này bằng thời gian một chu kỳ T.

3.2.1 Xác định tần số dao động riêng và tần số dập tắt dao động của hệ

a. Sơ đồ khảo sát:

Hình 3.1: Sơ đồ khảo sát dao động ô tô

a) Treo trước;       b) Treo sau.

b. Một số thông  số cơ bản

* Hệ số cản quy dẫn của giảm chấn (quy dẫn về tâm bánh xe):

Trong đó:

- Góc nghiêng của giảm chấn so với phương thẳng đứng, ta có = 5⁰;

                                                 = 5100 (Ns/m)

- Tỉ số truyền bố trí giảm chấn loại ống treo phụ thuộc, = 1.

Thay vào công thức, ta có:

+ Với giảm chấn trước:

* Tần số dao động riêng của khối lượng phần treo, như đã tính toán ở phần xác định hành trình tĩnh của bánh xe, ta có:

* Tần số dao động phần không treo khi cố định phần treo, ta có công thức tính:

Ứng với các thông số của treo trước và treo sau, ta có:

* Tần số dao động của khối lượng phần không treo khi cố định phần treo và C_l = 0, ta có công thức tính:

+ Tính cho treo trước và treo sau, ta được:

* Tần số dao động của khối lượng phần không treo khi cố định phần treo và khi C_t = 0, ta có công thức tính:

+Tính cho treo trước và treo sau, ta có:

* Hệ số dập tắt dao động của khối lượng treo khi cố định phần không treo:

- Hệ số cản tương đối = 0,2÷0,3

* Hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần không treo khi cố định phần treo:

* Tần số dao động thấp của hệ, ký hiệu:         

* Tần số dao động cao tần của hệ,ký hiệu:    

* Hệ số dập tắt dao động ứng với tần số thấp của hệ: h

* Hệ số dập tắt dao động ứng với tần số cao của hệ: h_k

c. Quá trình tính toán và kết quả:

          Ta có các phương trình đặc tính dao động:

Bằng cách giải gần đúng liên tiếp ta tiến hành giải các phương trình đặc tính với số lần lặp là 3 lần, ta được kết quả như trong bảng sau:

Bảng 3.1

Ta có công thức tính tần số dao động riêng của hệ:

Thay các giá trị ứng với treo trước và treo sau vừa tính được trong bảng giá trị vào công thức, ta có:

3.2.2 Xác định biên độ dao động của khối lượng phần treo và biên độ dao động của khối lượng phần không treo

* Công thức tính tần số dao động của khối lượng phần treo và không treo khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng ở tần số thấp (khi n = U) là:

Trong đó:

Z_u - Biên độ dao động của khối lượng phần treo khi xảy ra cộng hưởng ở tần số thấp;

x_u - Biên độ dao động của khối lượng phần không treo khi xảy ra cộng hưởng ở tần số thấp;

q₀ - Biên độ sóng mặt đường.

Thay các giá trị đã tính toán được ở phần trên vào, ứng với treo trước và treo sau, ta có:

* Công thức tính ần số dao động của khối lượng phần treo và không treo khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng ở tần số thấp (khi n = V) là:

Trong đó:

Z_u      - Biên độ dao động của khối lượng phần treo khi xảy ra cộng hưởng ở tần số thấp;

x_u      - Biên độ dao động của khối lượng phần không treo khi xảy ra cộng hưởng ở tần số thấp;

q₀      - Biên độ sóng mặt đường.

Thay các giá trị đã tính được vào biểu thức tính, ứng với treo trước và treo sau, ta có:

;                

  ;                  

3.2.3 Xác định gia tốc dao động của khối lượng phần treo

* Gia tốc dao động của khối lượng phần treo khi xảy ra cộng hưởng ở tần số thấp (khi n = U) được xác định theo công thức:

+ Ứng với treo trước và treo sau, ta có:

* Gia tốc dao động của khối lượng phần treo khi xảy ra cộng huowngrowr tần số cao (khi n = V) được xác định theo công thức:

Trong đó:

- Gia tốc dao động của khối lượng phần treo khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng ở tần số thấp và tần số cao;

q₀      - Biên độ sóng mặt đường.

Ứng với treo trước và treo sau ta có:

3.2.4 Xây dựng đặc tính tần số - biên độ dao động

          Đặc tính tần số - biên độ là đường biểu diễn mối liên hệ phụ thuộc giữa biên độ dao động của phần treo, phần không treo, gia tốc dao động của khối lượng phần treo với tần số kích thích của sóng mặt đường.

          Nói cách khác, xây dựng đặc tính tần số- biên độ là xây dựng các đồ thị: : Z_n(n),  x_n(n) và _n(n).

          Ta có các biểu thức sau xác định hàm Z_n(n),  x_n(n) và _n(n) như sau:

Đặc tính tần số - biên độ dao động của ô tô cũng có thể được biểu diễn dưới dạng:   Z_n(S, V_a),  x_n(S,V_a) và _n(S, V_a).

Trong đó:

          S       - Bước sóng mặt đường (m);

          V_a          - Vận tốc chuyển động của ô tô (m/s);

.

Với đặc tính tần số - biên độ, ta có thể đánh giá được:

+ Ứng với vận tốc chuyển động nào của ô tô trong phạm vi vận tốc sử dụng và ứng với sóng mặt đường xác định nào đó sẽ xảy ra hiện tượng cộng hưởng ở tần số thấp và tần số cao.

+ Hệ số dập tắt dao động của hệ thống đã phù hợp chưa.

          Tuy nhiên, với đặc tính tần số - biên độ, ta chưa đủ điều kiện để đánh giá đúng biên độ của khối lượng phần treo, phần không treo, gia tốc phần treo vì theo công thức xác định đã chỉ ra trong mục trên, biên độ dao động và gia tốc dao động còn phụ thuộc vào biên độ của sóng mặt đường. Nếu cho trước một biên độ sóng kích thích mặt đường thì đặc tính tần số - biên độ hoàn toàn xác định.

          Lập bảng biến thiên theo tần số sóng kích thích (sóng mặt đường) ta sẽ được bảng số liệu sau:

Bảng 3.2

Dựa vào bảng số liệu trên ta dựng được đồ thị đặc tính tần số - biên độ dao động của ô tô như sau:

Hình 3.2 Đặc tính tần số -  biên độ dao động (treo trước)

Hình 3.3 Đặc tính tần số - biên độ dao động (treo sau)

3.3. Tính toán kiểm nghiệm bền

3.3.1. Tính toán kiểm nghiệm bộ phận đàn hồi

3.3.1.1 Công thức tính toán

          Ta có công thức xác định ứng suất của bộ nhíp:

Trong đó:

      - Ứng suất bộ nhíp;

P_max   - Tải trọng lớn nhất tác dụng lên lá nhíp, khi coi đường đặc tính của lá nhíp là tuyến tính, ta có: ;

                   Ta có:

                             P_t       - Tải tĩnh tác dụng lên lá nhíp (kG);

                             f_t^’       - Độ võng tĩnh của lá nhíp (cm);

                             f_đ’      - Độ võng động của lá nhíp (cm);

                             l         - Chiều dài lá nhíp (cm);

                             b        - Chiều rộng lá nhíp (cm);

                             z        - Số lá nhíp trong bộ nhíp;

                             h        - Chiều dày lá nhíp (cm).

3.3.2 Quá trình tính toán và kết quả

  a. Tính cho nhíp trước

          + Tải trọng lớn nhất tác dụng lên nhíp trước:

Trong đó:

                     kG

Với G₁ là trọng lượng phần treo phân bố lên cầu trước

                                      f_t1’ = 7,67    cm

                                      f_đ1’ = 9,971 cm

Thay các số vào công thức trên ta tính được tải trọng lớn nhất tác dụng lên nhíp trước :

                                                    kG

+ Ứng suất của bộ nhíp trước:

Với l₁ = 160 cm, b₁ = 9 cm, z₁ = 14, h₁ = 1,1 cm, ta có:

                                         kG/cm

  b. Tính cho nhíp sau

          + Tải trọng lớn nhất tác dụng lên nhíp sau:

          Trong đó:

                                                  kG

          Với G₂ là trọng lượng phần treo phân bố lên cầu sau

                                      G₂ = 11400 kG

                                      f_t2’ = 7,43    cm

                                      f_đ2’ = 9,659 cm

Thay các số vào các công thức trên, ta tính được tải trọng lớn nhất tác dụng lên nhíp sau:

                                                    kG

          + Ứng suất của bộ nhíp sau:

          Với l₂ = 155 cm, b₂ = 11 cm, z₂ = 15, h₂ = 1,6 cm, ta có :

                                   kG/cm²

Sau khi tính được ứng suất trên nhíp trước và nhíp sau, so sánh với giới hạn bền của vật liệu làm nhíp, ta thấy:  và  Dều nằm trong giới hạn bền của vật liệu chế tạo nhíp (thép 50C2 được tăng bền bề mặt bằng phương pháp phun bi, có  = 9000 kG/cm²), do đó nhíp luôn đảm bảo bền trong mọi điều kiện hoạt động của xe.

3.3.3 Tính toán kiểm nghiệm giảm chấn

          Đối với giảm chấn, nhiệt là chỉ tiêu hoạt động quan trọng, do đó trong phần này ta chỉ tính nhiệt cho giảm chấn và kiểm nghiệm khả năng làm việc của giảm chấn.

3.3.3.1 Công thức tính nhiệt cho giảm chấn

Trong đó:

T       - Nhiệt độ thành ống giảm chấn, ⁰C;

t₀            - Nhiệt độ môi trường, ta lấy t₀ = 30⁰C ;

N_t          - Công suất khuếch tán của giảm chấn, kG.m/s ;

S₀      - Diện tích thành ống giảm chấn, m²;

K_τ      - Hệ số truyền nhiệt của thành ống giảm chấn vào không khí.

3.3.3.2 Quá trình tính toán và kết quả

  a. Xác định công suất khuếch tán của giảm chấn

Với:

                 - Hệ số sử dụng năng lượng của cụm treo, ta chọn  = 0,6

                        C_p  - Độ cứng của treo, ta có:

                          C_p1 = 295000 N/m;

                        f    - Tổng hành trình dịch chuyển của bánh xe

                        f = f_t1 + f_đ1 = 0,0767 + 0,1053 = 0,182 m;

                        f_t     - Hành trình tĩnh của bánh xe

                        Z   - số lượng giảm chấn bố trí ở một cụm treo,

                        Z = 2;

                          - Số chu kỳ khuếch tán, ta lấy  = 2;

                       T   - Chu kỳ sao động, T = 0,124 (s).

Thay các thông số vào ta tính được :

                                      Nm/s

b. Xác định diện tích thành ống giảm chấn

          Vì giảm chấn có dạng ống trụ với đường kính D = 52 mm và hành trình làm việc lớn nhất là 240 mm, ta có thể tính được diện tích thành ống giảm chấn:

                                                                    m²

c. Xác định hệ số truyền nhiệt vào không khí của giảm chấn

          Ta có công thức tính hệ số truyền nhiệt của thành giảm chấn vào không khí là:

Với

V_b      - Vận tốc dòng không khí, ta có thể lấy bằng vận tốc ô tô, ta lấy bằng vận tốc trung bình của xe là:

                                V_b = 36km/h = 10 m/s;

D       - Đường kính ngoài xi lanh công tác

                                D = 52 mm.

Thay vào công thức, ta có:

d. Xác định nhiệt độ thành giảm chấn

Thay các giá trị vừa tính toán được vào công thức tính nhiệt, ta được:

                              C

Như vậy nhiệt độ thành giảm chấn hoàn toàn đảm bảo vì nhiệt độ cho phép của thành giảm chấn đến 110÷120 ^oC

Kết luận: Thông qua các thông số đã được kiểm tra thì hệ thống treo ô tô KAMAZ-5320 hoàn toàn đáp ứng trong các điều kiện làm việc.

CHƯƠNG 4

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG TREO

4.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác sử dụng và bảo dưỡng hệ thống treo ô tô KAMAZ-5320

4.1.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác, sử dụng xe

Trong quá trình khai thác sử dụng xe, người lái xe là người trực tiếp kiểm tra, đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống treo, cũng như tiến hành các công việc bảo dưỡng thường xuyên đối với toàn bộ xe nói chung và với hệ thống treo nói riêng để đảm bảo hệ thống treo làm việc ổn định, tin cậy và bền lâu.

          Những nội dung công việc trong bảo dưỡng thường xuyên được thực hiện trước khi xe được đưa vào sử dụng và sau một hành trình làm việc của xe. Nội dung công việc gồm có:

- Trước khi đưa xe vào sử dụng:

+ Kiểm tra bằng mắt tình trạng của các chi tiết trong hệ thống treo như: độ mòn, tình trạng mòn của lá nhíp, quang nhíp, độ kín khít của các phớt chắn dầu giảm chấn và các cụm trong hệ thống treo.

+ Nếu có những biểu hiện bất thường trong hệ thống treo như: chảy dầu giảm chấn, nứt vỡ vấu cao su, các lá nhíp …v.v tuyệt đối không được đưa xe vào sử dụng mà phải đưa xe tới trạm sửa chữa để kiểm tra và khắc phục.

- Sau một hành trình sử dụng xe:

+ Quan sát, đánh giá lại tình trạng của hệ thống treo.

+ Rửa, vệ sinh toàn bộ xe để tránh tình trạng bụi bẩn bám lên bề mặt các chi tiết của hệ thống treo làm giảm khả năng thoát nhiệt cũng như gây ăn mòn cho  các chi tiết đó.

- Trong quá trình xe lưu thông trên đường:

+ Trong quá trình lưu thông trên đường để ý sự êm dịu của xe, nhất là khi lưu thông trên những đoạn đường gồ gề, để ý các tiếng ồn phát sinh từ khu vực của hệ thống treo là những dấu hiệu cho thấy hệ thống treo của xe đã phát sinh những hư hỏng và người lái xe luôn phải chú ý tới điều này để phát hiện và khắc phục kịp thời, tránh những hư hỏng lớn hơn, đảm bảo an toàn cho người và xe.

4.1.2. Những vấn đề trong quá trình bảo dưỡng định kỳ

Bảo dưỡng định kỳ được thực hiện sau một khoảng hành trình hoạt động nhất định của xe bởi  các kỹ thuật viên tại các trạm sửa chữa bảo dưỡng, nhằm kiểm tra, bảo dưỡng các cụm cơ cấu trên xe nói chung và hệ thống treo nói riêng, phát hiện kịp thời những hư hỏng hay những biến xấu của các chi tiết có thể dẫn tới hư hỏng hoặc giảm hiệu quả làm việc của xe.

- Định kỳ kiểm tra tình trạng nhíp, lò xo, giảm chấn, kiểm tra xiết chặt các bu lông và khắc phục những hư hỏng phát hiện được.

- Quan sát sự rạn nứt, mài mòn của nhíp, vặn chặt các mối ghép: quang nhíp, các đầu cố định, di động của nhíp...khắc phục hoặc thay thế mới.

- Bôi trơn cho ắc nhíp.

- Đo độ võng tĩnh của nhíp so sánh với tiêu chuẩn, nếu không đảm bảo phải thay mới.

- Kiểm tra độ mòn của ắc nhíp, bạc ắc nhíp. Để tăng độ căng cho các bạc có thể dùng săm ô tô (cũ) cắt các vòng đệm và đặt vào giữa chúng.

- Đối với giảm chấn phải kiểm tra rò rỉ dầu (với giảm chấn ống, rỉ dầu nhiều phải thay mới), xiết chặt các mối ghép... Khi bảo dưỡng giảm chấn định kỳ, xem xét sự bắt chặt cũng như kiểm tra tình trạng các bạc cao su trong các tai bắt.

- Trong quá trình sử dụng không nên điều chỉnh giảm chấn vì phớt chắn dầu, cần piston, và các chi tiết khác của bộ giảm chấn được chế tạo với độ chính xác rất cao nên khi sử dụng, bảo dưỡng nó cần phải chú ý những điểm sau đây:

+Không được để phần cần piston nằm ngoài xy lanh bị cào xước để chống rò rỉ dầu trong xy lanh. Ngoài ra, cần piston không được dính sơn, dầu.

+ Để tránh làm hỏng phớt chắn dầu do tiếp xúc với van piston, không được quay cần piston và xylanh khi bộ giảm chấn giãn ra hết cỡ.

- Chỉ tiến hành tháo giảm chấn trong các trường hợp:

+ Xuất hiện sự chảy dầu không khắc phục được.

+ Mất lực ở hành trình nén và trả.

+ Cần thay chất lỏng công tác.

          - Ngoài các trường hợp trên tháo giảm chấn là không cần thiết. Phải lau sạch bụi bẩn, rửa sạch , làm khô giảm chấn trước khi tháo.

          - Sau 3000 km chạy hoặc khi xuất hiện chảy dầu qua đệm của thanh đẩy và đệm làm kín. Ta cần xiết chặt lại các đai ốc, nếu chảy dầu vẫn không hết thì tháo giảm chấn , xem xét các đệm kín và lỗ của bạc dẫn hướng của thanh đẩy. Phớt mòn mặt trong, bạc dẫn hướng cũng như thanh đẩy thì phải thay thế.

          - Hiệu quả giảm chấn bị giảm hay không làm việc có thế do kẹt hệ thống van, hỏng các lò xo, nứt vỡ các chi tiết. Trong trường hợp này tháo giảm chấn, rửa sạch các chi tiết, thay thế lò xo gãy và các chi tiết bị hỏng hoặc thay mới thoàn bộ.

4.2. Một số hư hỏng thường gặp trong hệ thống treo ô tô KAMAZ-5320

Bảng 4.1.Bảng các hiện tượng hư hỏng và cách khắc phục

4.3. Chuẩn đoán hệ thống treo

Hệ thống treo được chuẩn đoán thông qua những biểu hiện chung khi xác định toàn xe.

Bằng mắt quan sát:

- Thấy các hiện tượng dập vỡ ụ cao su, nứt lá nhíp, lò xo…. Sự chảy dầu giảm chấn…

- Mài mòn lốp do sai lệch các thông số cấu trúc

          Kiểm tra qua đi thử xe:

- Khi xe tăng tốc hay khi phanh có tiếng ồn khu vực hệ thống treo, chiều cao thân xe giảm.Kiểm tra bộ phận đàn hồi, có thể do bộ phận đàn hồi có độ cứng giảm (có thể do nứt vỡ lá nhíp, lò xo) điều này dẫn tới tăng gia tốc dao động thân xe. Kiểm tra ụ tăng cứng, ụ tỳ hạn chế hành trình, do vỡ các ụ này mà gây va đập, tăng độ ồn trong hệ thống treo. Làm xấu sự êm dịu khi xe đi trên đường xấu.

          -  Xe chuyển động trên đường xấu bị rung xóc mạnh, mất độ êm dịu, khả năng bám dính kém. Kiểm tra các bó nhíp, lò xo, có thể là do bó cứng các lá nhíp, các lá nhíp bị hết bôi trơn.

          - Trong quá trình hoạt động độ êm dịu của xe xấu, vỏ giảm chấn nóng. Cần kiểm tra giảm chấn. Các nguyên nhân có thể xảy ra:

          + Mòn bộ đôi xylanh piston dẫn đến làm xấu khả năng dẫn hướng và bao kín. Khi đó, sự thay đổi thể tích các khoang dầu, ngoài việc dầu lưu thông qua lỗ tiết lưu, còn chảy qua giữa khe hở của piston và xylanh, gây giảm lực cản trong cả hai hành trình nén và trả, mất dần tác dụng dập tắt dao động nhanh.

+ Hở phớt bao kín và chảy dầu của giảm chấn. Hư hỏng này hay xảy ra đối với giảm chấn ống, đặc biệt trên giảm chấn ống một lớp vỏ. Do điều kiện bôi trơn của phớt bao kín và cần piston hạn chế, nên sự mòn là không thể tránh được sau thời gian dài sử dụng, dầu có thể chảy qua khe phớt làm mất tác dụng giảm chấn. Sự thiếu dầu giảm chấn hai lớp vỏ dẫn tới lọt không khí vào buồng bù, giảm tính chất ổn định làm việc. Ở giảm chấn một lớp vỏ, sự hở phớt bao kín dẫn tới đẩy hết dầu ra ngoài và giảm nhanh áp suất. Ngoài ra sự hở phớt còn kéo theo bụi bẩn bên ngoài vào và tăng nhanh tốc độ mài mòn.

+ Thiếu dầu, hết dầu đều xuất phát từ các hư hỏng của phớt bao kín. Khi thiếu dầu hay hết dầu giảm chấn vẫn còn khả năng dịch chuyển thì nhiệt phát sinh trên vỏ rất lớn, tuy nhiên khi đó độ cứng của giảm chấn thay đổi, làm xấu chức năng của nó. Có nhiều trường hợp hết dầu có thể gây kẹt giảm chấn, cong trục.

+ Do quá tải trong làm việc, cần piston giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn.

+ Nát cao su chỗ liên kết có thể phát hiện thông qua quan sát các đầu liên kết. khi bị vỡ nát ô tô chạy trên đường xấu gây nên va chạm mạnh, kèm theo tiếng ồn.

4.4. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống treo

4.4.1.Kiểm tra, sử chữa nhíp

Bộ nhíp thường có các hư hỏng như gãy lá nhíp, biến dạng so với trạng thái nguyên thủy, mất độ đàn hồi, bulong định vị bị gãy, quang nhíp bị gãy, chốt và ống lót ở vấu và giá treo nhíp bị mòn.

Kiểm tra độ đàn hồi của bộ nhíp sau khi lắp bằng cách ép trên bàn thử cho bộ nhíp thẳng ra, sau đó giải phóng lực ép, ép lại rồi giải phóng, thực hiện như vậy vài lần rồi kiểm tra sự thay đổi độ cong bộ nhíp sau khi thử. Nếu độ cong không thay đổi là được

4.4.2. Kiểm tra, sửa chữa bộ giẩm chấn

Bộ giảm chấn kiểu ống thường có các hư hỏng như chảy dầu, kẹt pit tông trong ống xi lanh hoặc lỏng pit tông trong ống xi lanh làm giảm hiệu quả dập tắt dao động. Để khắc phục, sửa chữa các hư hỏng, cần làm sạch bên ngoài bộ giảm chấn rồi tháo ra từng phần hoặc toàn bộ các chi tiết của bộ giảm chấn ra kiểm tra.

4.4.3. Kiểm tra khớp nối hình cầu của các đón và giá xoay

Các đòn xoay của hệ thống treo phía sau thường nối chốt xoay bản lề với khung xe và phần dao động của hệ thống treo. Các chốt bản lề được kiểm tra, sửa chữa tương tự như các chốt xoay hoặc trục trơn thông thường khác.

KẾT LUẬN

   Qua một thời gian nỗ lực cố gắng cùng vứi sự hướng dẫn giúp đỡ tận tình của thầy giáo: ……………. cùng các thầy trong bộ môn Ôtô quân sự em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian, đảm bảo chất lượng. Với nhiệm vụ được giao, đồ án đã thực hiện được các nội dung sau:

1.Tìm hiểu về đặc điểm cấu tạo chung của ô tô KAMAZ-5320

2.Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống treo ô tô KAMAZ-5320

3.Tính toán kiểm nghiệm bền hệ thống treo trước

4. Hướng dẫn sử dụng hệ thống treo

   Qua các nội dung đã được tìm hiểu về hệ thống treo trên ô tô KAMAZ-5320, bản thân em được mở mang thêm nhiều kiến thức bổ ích giúp cho công việc thực tế sau này. Do điều kiện thực tế cũng như khả năng có hạn của bản thân nên đồ án không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự góp ý của các thầy và các bạn đồng nghiệp để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: ………….. cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô quân sự, Khoa Động lực đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

                                                                                    Hà Nội, ngày…..tháng……năm 20…

                                                                                                 Sinh viên thực hiện

                                ………………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên: Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (Tập II) NXB ĐH&THCN- 1971

2. Vũ Đức Lập: Số tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô.

3. Nguyễn Phúc Hiểu: Hướng dẫn đồ án môn học “ Kết cấu và tính toán ô tô quân sự “. Tập VI. Thiết kế hệ thống treo của ô tô. HVKTQS-1986.

4. Vũ Đức Lập: Lý thuyết Ôtô quân sự HVKTQS – 2002.

5. Vũ Đức Lập: Dao động ôtô HVKTQS -1994.

6. Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập: Cấu tạo ôtô quân sự tập 1, 2, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1995