MỤC LỤC
MỤC LỤC....1
LỜI NÓI ĐẦU.. 6
CHƯƠNG 1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE MAZ – 54322. 7
1.1. Khái quát một số đặc điểm và thông số chung xe MAZ – 54322. 7
1.1.1. Giới thiệu chung về xe MAZ – 54322. 7
1.1.2. Các thông số chung của xe MAZ – 54322. 8
1.2. Động cơ và hệ thống truyền lực của xe MAZ – 54322. 10
1.2.1. Động cơ ЯМЗ - 238ФМ. 10
1.2.2. Hệ thống truyền lực xe MAZ – 54322. 13
1.3. Các hệ thống và trang thiết bị khác. 14
1.3.1. Hệ thống lái. 14
1.3.2. Hệ thống treo. 14
1.3.3. Hệ thống phanh. 15
1.3.4. Hệ thống điện. 16
1.3.5. Hệ thống kết nối với rơ mooc. 17
1.3.6. Bán rơ mooc MAZ – 9397. 18
CHƯƠNG 2.PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE MAZ – 54322 19
2.1. Ly hợp xe MAZ – 54322. 20
2.1.1. Công dụng ly hợp. 20
2.1.2. Yêu cầu. 20
2.1.3. Kết cấu ly hợp xe MAZ – 54322. 20
2.2. Hộp số xe MAZ – 54322. 23
2.2.1. Công dụng. 23
2.2.2. Yêu cầu. 23
2.2.3. Kết cấu hộp số xe MAZ – 54322. 24
2.3. Truyền động các đăng. 27
2.4. Cầu chủ động xe MAZ – 54322. 27
2.4.1. Công dụng. 27
2.4.2. Yêu cầu. 28
2.4.3. Kết cấu cầu chủ động xe MAZ – 54322. 28
CHƯƠNG 3.KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA XE MAZ - 54322 ...33
3.1. Khái quát về các mô hình động lực học ô tô bánh lốp. 33
3.1.1. Khái quát về mô phỏng động lực học ô tô. 34
3.1.2. Sơ lược về phần mềm Matlab. 34
3.2. Mô hình toán học khảo sát động lực học chuyển động thẳng của ô tô hai cầu. 35
3.2.1. Các giả thiết xây dựng mô hình. 35
3.2.2. Thành lập phương trình cân bằng lực kéo. 37
3.3. Tính toán động lực học chuyển động thẳng của ô tô. 37
3.3.1. Cơ sở lý thuyết của thuật toán. 38
3.3.2. Chương trình tính toán động lực học chuyển động thẳng xe MAZ – 54322 trên phần mềm MATLAB. 46
3.3.3. Kết quả tính toán động lực học xe MAZ – 54322. 47
CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE MAZ – 54322. 52
4.1. Hướng dẫn khai thác, sử dụng hệ thống truyền lực xe MAZ – 54322. 52
4.1.1. Những chú ý đối với hệ thống truyền lực khi sử dụng xe. 52
4.1.2. Những chú ý khi kiểm tra và chạy rà xe mới 53
4.2. Bảo dưỡng hệ thống truyền lực. 55
4.2.1. Công việc chính trong bảo dưỡng hệ thống truyền lực. 55
4.2.2. Những hư hỏng thường gặp ở hệ thống truyền lực và cách khắc phục. 57
4.2.3. Điều chỉnh và bôi trơn. 61
KẾT LUẬN.. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 71
PHỤ LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong quá trình đẩy mạnh về công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Để đáp ứng yêu cầu, nhiệm vụ của quân đội trong thời kỳ đổi mới, ngành kỹ thuật xe máy quân đội đang từng bước nâng cao chất lượng nghiên cứu khoa học kỹ thuật, đồng thời khai thác sử dụng tốt những trang bị hiện có trong quân đội.
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, các loại ô tô dùng để vận chuyển hàng hóa được sử dụng rất nhiều. Trong quân đội có sử dụng loại xe MAZ - 54322. Xe MAZ - 54322 là loại xe kéo bán rơ mooc đã được quân đội đưa vào khai thác và sử dụng để vận chuyển hàng hóa đường dài liên tỉnh hoặc liên quốc gia. Xe MAZ - 54322 do Liên Xô sản xuất để phù hợp với điều kiện sử dụng của quốc gia này. Do đó để khai thác và sử dụng tốt trong điều kiện ở Việt Nam đòi hỏi các cán bộ ngành kỹ thuật phải nắm chắc đặc tính kỹ thuật, đặc điểm kết cấu để tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa đạt hiệu quả cao nhất.
Đồ án tốt nghiệp “Khảo sát chuyển động thẳng xe MAZ -54322” không nằm ngoài mục đích nâng cao chất lượng nghiên cứu khoa học kỹ thuật, đồng thời khai thác sử dụng tốt những trang bị xe máy. Là cơ sở cho hầu hết các quá trình nghiên cứu tính toán thiết kế cải tiến, kiểm nghiệm xe.
Đối tượng khảo sát cụ thể là ô tô MAZ - 54322 có trong biên chế của quân đội ta, đó là loại xe kéo bán rơ mooc một cầu chủ động, có hệ thống truyền lực cơ khí đơn giản.
Nội dung cơ bản của đồ án gồm:
Chương 1: Giới thiệu chung về xe MAZ - 54322.
Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống truyền lực xe MAZ - 54322.
Chương 3: Khảo sát chuyển động thẳng xe MAZ - 54322.
Chương 4: Hướng dẫn khai thác, bảo dưỡng hệ thống truyền lực xe MAZ - 54322
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE MAZ - 54322
1.1. Khái quát một số đặc điểm và thông số chung xe MAZ - 54322.
1.1.1. Giới thiệu chung về xe MAZ - 54322.
Xe MAZ – 54322 do nhà máy MINSK (Liên Xô cũ) sản xuất năm 1987. Xe MAZ – 54322 cùng với xe MAZ – 64227 được dùng để vận tải hàng hóa liên thành phố và liên quốc gia. Ôtô vận tải ba cầu MAZ – 64227 và ô tô vận tải hai cầu MAZ - 54322 dùng để kéo các loại bán rơ moóc khác nhau trên những loại đường chịu tải tới 10000 kg trên một cầu.
Chất lượng động lực học cao, chỉ tiêu kinh tế nhiên liệu và đặc tính kéo của các ô tô MAZ đời mới được đáp ứng nhờ sử dụng động cơ ЯМЗ - 238ПМ và động cơ ЯМЗ - 238ФМ (động cơ ЯМЗ - 238ФМ lắp cho xe MAZ – 54322).
Li hợp xe là ly hợp đĩa ma sát khô, hai đĩa bị động, dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén, lò xo ép, bố trí xung quanh thành hai hàng.
Hệ thống treo phía trước với bộ nhíp dài hơn làm giảm lực tác dụng lên bộ phận điều khiển.Cơ cấu lái cơ khí có trợ lực thủy lực bảo đảm điều khiển thuận tiện nhẹ nhàng.
1.1.2. Các thông số chung của xe MAZ – 54322.
Các thông số kỹ thuật của xe MAZ – 54322 thể hiện như bảng 1.1.
1.2.Động cơ và hệ thống truyền lực của xe MAZ – 54322.
1.2.1. Động cơ ЯМЗ - 238ФМ.
Trên xe MAZ – 54322, động cơ ЯМЗ - 238ФМ được đặt dưới buồng lái. Động cơ ЯМЗ - 238ФМ là động cơ diesel 4 kỳ, 8 xi lanh. Được bố trí theo hai hàng thành hình chữ V, mỗi hàng có 4 xilanh tạo thành góc 900, làm mát bằng nước. Động cơ sử dụng ống lót xilanh được đúc bằng vật liệu gang đặc biệt, áo nước làm mát ướt.
Trục khuỷu được chế tạo bằng thép 50G.Trên trục khuỷu khoan các lỗ dẫn dầu bôi trơn và làm sạch dầu bôi trơn bằng phương pháp ly tâm.
Bánh đà được chế tạo từ gang xám GX – 15. Mặt ngoài có ép vành răng khởi động, nó được bắt với mặt bích trục khuỷu nhờ các bu lông và chốt định vị.
Pittong được chế tạo từ nhôm.Trên thân pittong có 5 xéc măng, 3 xéc măng khí ở trên và 2 xéc măng dầu ở dưới.
Nắp máy được đúc từ hợp kim gang, trên đó bố trí các đường ống nước làm mát và cơ cấu phân phối khí.
Các thông số chính của động cơ ЯМЗ - 238ФМ thể hiện như bảng 2.2.
1.2.2. Hệ thống truyền lực xe MAZ – 54322.
Sơ đồ hệ thống truyền lực xe MAZ – 54322 thể hiện như hình 2.1.
1.3. Các hệ thống và trang thiết bị khác.
1.3.1. Hệ thống lái.
Hệ thống lái xe MAZ – 54322 được bố trí ở cầu trước. Hệ thống lái cơ khí trợ lực thủy lực, cơ cấu lái kiểu trục vít – bi – thanh răng – cung răng giữa.
1.3.2. Hệ thống treo.
Phần tử đàn hồi của hệ thống treo trước và treo sau xe MAZ – 54322 đều sử dụng nhíp lá. Phần tử giảm chấn của treo trước sử dụng giảm chấn ống thủy lực, được đặt thẳng đứng.
1.3.3. Hệ thống phanh.
Hệ thống phanh xe MAZ – 54322 được dẫn động bằng khí nén, được bố trí trên tất cả các bánh xe. Hệ thống phanh bao gồm hệ thống phanh chính, phanh dừng, phanh dự trữ và phanh bổ trợ. Cơ cấu phanh dạng cơ cấu phanh guốc.
1.3.5. Hệ thống kết nối với rơ mooc.
Mâm xoay của xe bán rơ mooc có tác dụng gắn bán rơ mooc với xe đầu kéo.
Hệ thống mâm xoay của xe MAZ – 54322 được gắn với khung xe nhờ các bu lông. Toàn bộ mâm xoay được xoay trên hai khớp bản lề. Đế mâm xoay được kết nối với giá đỡ bằng hai trục nhằm chống lại sự dịch chuyển của yên mâm xoay. Với kết cấu như vậy có thể giảm đáng kể tải trọng động tác dụng lên khung xe và tạo thành độ dốc của yên mâm xoay lên đến 3 độ.
Kết cấu của mâm xoay xe MAZ – 54322 được thể hiện trên hình 1.13.
1.3.6. Bán rơ mooc MAZ – 9397.
Các thông số chính của bán rơ mooc MAZ - 54322 thể hiện như bảng 2.3.
CHƯƠNG 2.
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE MAZ – 54322
Hệ thống truyền lực của xe là tổ hợp các cụm, các cơ cấu sắp xếp theo một quy luật xác định và hợp lý để thực hiện các nhiệm vụ sau đây:
Truyền mô men xoắn từ động cơ đến các bánh xe chủ động.
Thay đổi lực kéo ở các bánh xe chủ động khi xe chuyển động để khắc phục sức cản của đường.
Cắt, nối nguồn động lực từ động cơ đến các bánh xe chủ động.
Thay đổi tốc độ của xe (khởi hành, tăng tốc).
Là cơ cấu an toàn cho cả hệ thống.
Để thực hiện các nhiệm vụ trên thì hệ thống truyền lực phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Có tỷ số truyền hợp lý để đảm bảo chất lượng kéo tốt.
Hiệu suất truyền lực cao, làm việc không ồn.
Kích thước và trọng lượng nhỏ, thuận tiện cho bố trí chung.
Điều khiển thuận tiện, nhẹ nhàng.
Có tính công nghệ cao, dễ chăm sóc bảo dưỡng và sửa chữa.
Việc bôi trơn các cụm, các chi tiết trong hộp số chính và hộp số phụ được thực hiện nhờ bơm dầu và các rãnh thông qua hai vỏ hộp số.
Kết cấu hệ thống truyền lực của xe MAZ – 54322 có đặc điểm như sau:
2.1. Ly hợp xe MAZ – 54322.
2.1.1. Công dụng ly hợp.
Ly hợp là cụm đầu tiên và quan trọng của hệ thống truyền lực. Ly hợp dùng để truyền mô men xoắn của trục khuỷu động cơ đến các cụm tiếp theo của hệ thống truyền lực : tách, nối ( đóng, cắt ) giữa động cơ với hệ thống khi khởi hành, sang số, phanh xe.
2.1.3. Kết cấu ly hợp xe MAZ – 54322.
Ly hợp của xe MAZ – 54322 là loại ly hợp ma sát khô, thường đóng, có hai đĩa bị động, dẫn động điều khiển cơ khí có trợ lực khí nén. Lò xo ép hình trụ, bố trí xung quanh thành hai hàng.
Kết cấu ly hợp xe MAZ – 54322 gồm ba phần chính: Phần chủ động, phần bị động và cơ cấu mở.
Phần chủ động: Là phần luôn quay cùng vận tốc với trục khuỷu động cơ.
Bao gồm: Bánh đà 24; vỏ ly hợp 19; đĩa ép 22; đĩa ép trung gian 26; các lò xo ép 20.
Phần bị động: là những chi tiết luôn quay cùng với trục của ly hợp (trục sơ cấp của hộp số). Bao gồm : Đĩa bị động 25; trục bị động.
Cơ cấu mở gồm : Đòn mở 6; bạc mở 11; lò xo hồi vị của bạc mở.
Dẫn động điều khiển ly hợp xe MAZ – 54322 là dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén. Kết cấu dẫn động được thể hiện trên hình 2.3.
Cấu tạo van phân phối:
Qua phân tích kết cấu ly hợp và dẫn động điều khiển ly hợp ta thấy :
Ly hợp có cấu tạo đơn giản, dễ chăm sóc bảo dưỡng, sửa chữa, vật liệu chế tạo đủ bền nên tuổi thọ làm viêc cao, làm việc tin cậy và chắc chắn. Mặc dù có hai đĩa bị động song nhờ có cơ cấu mở nhanh nên ly hợp vẫn mở dứt khoát, hạn chế sự trượt và tính thoát nhiệt tốt, tránh và dập tắt dao động cộng hưởng.
2.2. Hộp số xe MAZ – 54322.
2.2.1. Công dụng.
- Thay đổi tỷ số truyền của hệ thống truyền lực nhằm thay đổi lực kéo bánh xe chủ động và tốc độ của ô tô phù hợp với điều kiện chuyển động bảo đảm tính kinh tế kỹ thuật.
- Đảm bảo cho ô tô có khả năng chuyển động lùi.
2.2.2. Yêu cầu.
- Có tỷ số truyền và số cấp số truyền đảm bảo tính chất động lực và kinh tế khi vận hành.
- Làm việc êm dịu, chắc chắn, hiệu suất truyền động cao.
2.3. Truyền động các đăng.
Truyền động các đăng dùng để truyền moment xoắn từ trục thứ cấp của hộp số phụ tới trục của bánh răng chủ động truyền lực chính mà các đường tâm trục luôn luôn thay đổi vị trí tương quan với nhau.
Kết cấu của các đăng xe MAZ – 54322 được thể hiện trên hình 2.8.
2.4. Cầu chủ động xe MAZ – 54322.
2.4.1. Công dụng.
Cầu chủ động của ô tô bao gồm các bộ phận: Truyền lực chính, bộ vi sai, bán trục và dầm cầu. Các bộ phận trong cầu chủ động có những công dụng sau:
Truyền lực chính dùng để tăng mô men xoắn và truyền mô men xoắn qua cơ cấu vi sai đến các bán trục đặt dưới một góc nào đó đối với trục dọc của ô tô (thường là 900)
Dầm cầu chủ động dùng để gá lắp các chi tiết của truyền lực chính, bộ vi sai, bán trục và các bánh xe chủ động, đồng thời dầm cầu là bộ phận dùng để đỡ phần trọng lượng được treo của ô tô tác dụng lên các cầu chủ động.
2.4.2. Yêu cầu.
- Hiệu suất truyền động cao.
- Truyền động êm dịu, dễ điều chỉnh trong sử dụng, dễ bảo dưỡng sửa chữa.
2.4.3. Kết cấu cầu chủ động xe MAZ – 54322.
Xe MAZ – 54322 chỉ có một cầu chủ động và được bố trí ở cầu phía sau.
Dưới đây là kết cấu của cầu chủ động xe MAZ – 54322.
a. Truyền lực chính.
Truyền lực chính xe MAZ – 54322 là loại truyền lực chính đơn ( chỉ gồm một cặp bánh răng côn răng xoắn ). Tỷ số truyền của truyền lực chính chính là tỷ số truyền của cặp bánh răng này. Với kết cấu đơn giản, việc chăm sóc bảo dưỡng truyền lực chính khá đơn giản, độ tin cậy và tuổi thọ làm việc cao.
Cấu tạo của cầu chủ động xe MAZ – 54322 được thể hiện trên hình 2.9.
b. Vi sai.
Công dụng:
Vi sai là một cơ cấu truyền lực, nó đảm bảo cho các bánh xe chủ động quay được với tốc độ khác nhau. Đồng thời, dùng phân chia mô men xoắn cho các bánh xe trong một cầu chủ động hoặc cho các cầu chủ động của một xe.
Xe MAZ – 54322 sử dụng vi sai bánh răng côn đối xứng.
Đặc điểm cấu tạo:
Vỏ vi sai 2 gồm hai phần chúng được lắp ghép cố định với nhau qua bánh răng trụ bị động bằng các bu lông 8, đai ốc 9 và chốt chẻ 10. Tại mặt phẳng phân chia vỏ vi sai đặt trục chữ thập 11 mà ở mỗi đầu của trục này đều có lắp bánh răng hành tinh 4 (có 4 bánh răng hành tinh), các bánh răng hành tinh đồng thời ăn khớp với hai bánh răng côn bán trục 12.
Để giảm mài mòn giữa các bề mặt lưng của các bánh răng hành tinh và bánh răng bán trục 12 với vỏ vi sai, người ta đặt các đệm 5 và 3. Moay ơ bánh răng bán trục 12 được gia công then hoa để lắp ghép với then hoa của đầu hai bán trục. Như vậy vỏ vi sai và trục chữ thập làm nhiệm vụ giá của các bánh răng hành tinh, các bánh răng bán trục 12 làm nhiệm vụ bánh răng mặt trời và bánh răng ngoại luân.
c. Bán trục.
Bán trục dùng để truyền môm men xoắn từ vi sai đến các bánh xe chủ động. Trên xe MAZ – 54322 sử dụng bán trục giảm tải hoàn toàn.
CHƯƠNG 3
KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA XE MAZ - 54322
3.1. Khái quát về các mô hình động lực học ô tô bánh lốp
Nghiên cứu động lực học xe là khảo sát quan hệ giữa các yếu tố đặc trưng của chuyển động (chuyển vị, vận tốc, gia tốc…) với các yếu tố khối lượng (giá trị, sự phân bố) và các yếu tố lực tác dụng lên xe. Việc nghiên cứu động lực học xe cho phép ta nắm được các quy luật hoạt động của xe, quy luật ứng xử của các kết cấu của xe dưới tác động chủ động của người lái (qua các cơ cấu điều khiển: chân ga, tay lái, chân phanh), tác động của môi trường (điều kiện địa hình, tốc động của gió…)
Nghiên cứu động lực học chuyển động của ô tô một cách tổng quát nhất phải tiến hành trên mô hình không gian. Nếu xem ô tô như một vật rắn chuyển động trong hệ toạ độ không gian ba chiều cố định OXYZ thì chuyển vị của trọng tâm ô tô được xem xét bởi sáu thành phần, gồm chuyển vị dọc theo 3 trục và quay quanh 3 trục. Tùy theo mục đích nghiên cứu mà có thể xem xét các chuyển vị này là đồng thời hay độc lập đối với nhau. Mô hình không gian đơn giản khảo sát động lực học ô tô có sơ đồ như hình 3.1.
3.1.1. Khái quát về mô phỏng động lực học ô tô
Hiện nay có nhiều định nghĩa về mô phỏng, trong lĩnh vực kỹ thuật có thể hiểu mô phỏng là sự nghiên cứu hệ thống thực thông qua mô hình trạng thái, đảm bảo tính tương tự giữa kết quả khảo sát trên mô hình và kết quả của hệ thống thực trong cùng một điều kiện khảo sát với một sai số có thể chấp nhận được.
Mô phỏng gắn liền lý thuyết với thực nghiệm và có ý nghĩa rất lớn trong quá trình nghiên cứu thiết kế. Nhằm để giảm bớt các thí nghiệm, thử nghiệm thực tế, giảm thời gian và chi phí nghiên cứu.
3.1.2. Sơ lược về phần mềm Matlab
Matlab là một chương trình viết cho máy tính cá nhân của hãng MathWorks nhằm hỗ trợ cho các tính toán khoa học kỹ thuật với các phần tử cơ bản là ma trận. Được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật như : điều khiển tự động, thống kê xác suất, xử lý số các tín hiệu, phân tích dữ liệu, dự báo quan sát…Các lệnh hay bộ lệnh của Matlab ngày càng được phát triển mở rộng nhờ các TOOLS BOX (là các thư viện trợ giúp) hay thông qua các hàm ứng dụng được xây dựng từ người sử dụng.
3.2. Mô hình toán học khảo sát động lực học chuyển động thẳng của ô tô hai cầu.
3.2.1. Các giả thiết xây dựng mô hình.
a. Các giả thiết.
Các mô hình vật lý đơn giản chỉ kể đến các tương tác cơ học giữa xe với môi trường thường sử dụng trong khảo sát động lực học ô tô là:
- Mô hình không gian.
- Mô hình phẳng.
Trong phạm vi của đồ án chỉ xây dựng mô hình toán học cho việc nghiên cứu mô hình phẳng của xe trong chuyển động thẳng, với các giả thiết sau:
- Bài toán được giải ở dạng mô hình phẳng, khảo sát chuyển động của thân xe như một chất điểm có khối lượng đặt tại trọng tâm xe.
- Biến dạng của đường và của lốp được kể đến khi xác định lực cản lăn, lực kéo. Trên sơ đồ không mô tả sự biến dạng này.
- Xe không kéo moóc và chuyển động trên đường bằng.
- Mô hình khi thiết lập ở dạng mô hình phẳng, coi kết cấu là đối xứng qua mặt phẳng dọc giữa xe.
b. Sơ đồ mô hình phẳng động lực học chuyển động thẳng của ô tô.
Bằng việc đưa ra các giả thiết tương ứng, ta thành lập mô hình phẳng động lực học chuyển động thẳng của ô tô có sơ đồ ngoại lực và mô men ngoại lực tác dụng lên ô tô như hình 3.2.
Trong đó :
G : Trọng lượng ô tô.
Pmk : Lực cản kéo moóc.
Pw : Lực cản không khí.
Pi : Lực cản lên dốc.
Pf : Lực cản lăn.
Mf1, Mf2: Mô men cản lăn.
Pj : Lực quán tính.
R1, R2 : Phản lực pháp tuyến của đường.
Pk : Lực kéo tiếp tuyến (phản lực tiếp tuyến của đường).
Sơ đồ khảo sát đặt trong hệ trục toạ độ XOZ, trục OX song song với mặt đường, trục OZ vuông góc với mặt đường và đi qua trọng tâm của xe. Trong đó xem ô tô là một hình phẳng có khối lượng và chịu các lực tác dụng tại từng thời điểm.
3.2.2. Thành lập phương trình cân bằng lực kéo.
Chiếu các lực lên trục OX ta được phương trình cân bằng lực kéo :
Pk = Pf± Pi± Pj + Pw + Pmkx (3.1)
Như vậy ở đây, tính toán động lực học của ô tô trong trường hợp chuyển động thẳng thực chất là bài toán giải phương trình cân bằng lực kéo trong điều kiện đường cụ thể, với một xe cụ thể, để xác định được lực kéo của xe trong những điều kiện chuyển động đó.
Việc xác định các đặc tính tăng tốc (đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc) của xe không giải được bằng phương pháp giải tích vì không tìm được quan hệ giải tích chính xác giữa gia tốc j với vận tốc v cũng như giữa vận tốc v và thời gian tăng tốc t.
3.3. Tính toán động lực học chuyển động thẳng của ô tô.
Tính toán động lực học của ô tô trong trường hợp chuyển động thẳng thực chất là bài toán giải phương trình cân bằng lực kéo trong điều kiện đường cụ thể, với một xe cụ thể, để tìm ra khả năng hoạt động của nó trong điều kiện đó.
3.3.1. Cơ sở lý thuyết của thuật toán.
Quan hệ Me = f (ne) nhận được khi thử nghiệm động cơ thường thể hiện dưới dạng đồ thị (hình 3.3).
Trong (3.2) MeN, neN là môm men xoắn và số vòng quay tại thời điểm đạt công suất cực đại; a, b,c là các hệ số phụ thuộc đặc tính ngoài của từng động cơ cụ thể.
Để xác định các hệ số a, b, c ta có thể sử dụng công thức nội suy Lagrang để biểu diễn quan hệ giải tích y = f (x).
Trên đặc tính thực t chọn 3 điểm đặc biệt có giá trị tọa độ như sau:
Điểm 1(nemin; Memin); Điểm 2(neM; Memax); Điểm 3 (neN; MeN).
Sau khi biến đổi (3.5) ta nhận được biểu thức xác định a, b, c như sau:
a = A1.x2.x3 + A2.x1.x3 + A3.x1.x2
b = -[A1.(x2 + x3) + A2.(x1 + x3) + A3.(x1 + x2)]
c = A1 + A2 + A3
Trong trường hợp không đủ số liệu về đặc tính ngoài động cơ, mà chỉ có thông số của hai điểm trên đặc tính là : neM; Memax; neN; Nemax. Các giá trị này thường có trong tài liệu kĩ thuật của xe.
Mặt khác khi ne = neN thì Ne = Nemax , theo công thức Lây đéc man viết cho công suất Ne = f(ne) ta nhận được: a + b – c = 0
3.3.1.2. Tính toán động lực học chuyển động thẳng của ô tô
Ta có:
Ma : Khối lượng toàn bộ ô tô (N.s2/m).
s : Hệ số khối lượng quay.
Pk : Lực kéo ở bánh xe chủ động (N).
Pf : Lực cản lăn của đường (N).
Pi : Lực cản lên dốc (N).
Pw : Lực cản không khí (N).
i = 1, 2, 3 ... n; n – số lượng số truyền.
Trong đó: ai, bi, ci – các hệ số tương ứng với từng số truyền i.
vNi = 0,105.neN.rk/itli (m/s2);
Với:
neN : số vòng quay trục khuỷu động cơ ở Nemax (vg/ph).
Rk, rd : bán kính động học và bán kính động lực học bánh xe (m).
G : trọng lượng toàn bộ ô tô (N).
MeN : môm men xoắn của trục khuỷu động cơ ở neN (KG.m).
itli : tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở số truyền i.
ηtli : Hiệu suất của hệ thống truyền lực ở số truyền i.
Kp : hệ số kể đến tổn hao ở thiết bị động lực. Lấy Kp = 0,85 – 0,95
Kb : hệ số cản không khí (N.s2.m-4).
f0 : hệ số cản lăn của đường khi vận tốc chuyển động nhỏ.
Kf : hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc tới hệ số cản lăn.
Lấy Kf = 7.106.
F : diện tích cản chính diện của ô tô (m2).
Thay vni = 0,105.neM.rk/itli vào (3.16) ta được biểu thức xác định lực kéo phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của xe như sau:
Pki = Ai.V2 + Bi.V + Ci (3.17)
i = 1, 2, ...n; n – số lượng số truyền.
e. Xác định vận tốc chuyển động lớn nhất của ô tô.
Vận tốc chuyển động lớn nhất của ô tô được xác định ở số truyền cao khi xe chuyển động trên đường tốt (có lớp phủ nhựa asphal, bê tông hoặc bê tông nhựa). Khi đó ô tô chuyển động ổn định : J = dv/dt = 0. Phương trình (3.13) sẽ có dạng sau:
ai.v2 + bi.v + ci = 0 (3.21)
Bởi vì ai< 0 và bi< 0 nên ta lấy giá trị Vmax tương ứng với dấu (-) trước biểu thức có dấu căn. Các giá ci có thể dương hoặc âm, nên nếu biểu thức trong căn có giá trị âm thì sẽ nhận được nghiệm phức.
f. Xác định các thông số đặc trưng cho khả năng tăng tốc của ô tô.
Các thông số đặc trưng cho khả năng tăng tốc của ô tô được xác định từ phương trình (3.13), trong trường hợp xe chuyển động trên đường bằng phẳng (độ dốc: i = sin α = 0).
Gia tốc chuyển động lớn nhất ở từng số truyền (Jmaxi).
Gia tốc chuyển động lớn nhất ở từng số truyền xác định theo điều kiện tìm giá trị cực đại của đường cong J = f(V). Khi đạt giá trị lớn nhất thì đạo hàm của gia tốc theo vận tốc bằng 0.
Chú ý:
Khi xác định thời gian và quãng đường tăng tốc, ở số thấp có thể lấy giá trị V1i = 0 và vận tốc V2i = VNi. Đối với số truyền cao lấy: V2n = 0,95.Vmax.
Khi xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của cả ô tô từ Vmin đến Vmax , cần thiết xác định vận tốc ở thời điểm sang số V2i và vận tốc bắt đầu tăng tốc ở số truyền tiếp theo V1(i+1). Nếu bỏ qua sự giảm vận tốc trong quá trình sang số, ta có thể lấy: VNi = V2i = V1(i+1)
PTP0 : là lực cản trong hệ thống truyền lực ứng với V = 0.
KTP: hệ số kể tới ảnh hưởng của vận tốc tới ma sát trong hệ thống truyền lực.
Khi vận tốc chuyển động không lớn có thể bỏ qua PTP và bỏ qua lực cản không khí.
j. Xác định khả năng vượt dốc lớn nhất.
Khi khắc phục dốc, thường vận tốc chuyển động của xe không lớn lắm cho nên có thể bỏ qua lực cản không khí và xem rằng f = f0.
Với góc nhỏ có thể xem: sinα α = 1; cosα = 1.
Đối với ô tô quân sự có tính năng thông qua cao, ta xác định αmax trong trường hợp gài số truyền thấp. Để tìm được αmax ta giải phương trình lượng giác (3.42) bằng phương pháp gần đúng liên tiếp.
Bước 1: cho cosα = 1, thay vào (3.42) để tìm sinα1 và α1.
Bước 2: cho cosα = cosα1, thay vào (3.42) để tìm sinα2 và α2.
Bước 3: cho cosα = cosα2, thay vào (3.42) để tìm sinα3 và α3.
αmax chính là giá trị α3 tìm được.
3.3.3. Chương trình tính toán động lực học chuyển động thẳng xe MAZ – 54322 trên phần mềm MATLAB.
Thông số đầu vào chương trình tính toán chuyển động thẳng xe MAZ - 54322 thể hiện như bảng 3.1.
Chương trình tính toán được thể hiện trong phụ lục.
3.3.3. Kết quả tính toán động lực học xe MAZ – 54322.
- Đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ xe MAZ – 54322.
- Đồ thị lực kéo xe MAZ – 54322...
* Nhận xét kết quả khảo sát chuyển động thẳng:
Ứng với chế độ khảo sát đã nêu ta có kết quả khảo sát như sau:
- Vận tốc lớn nhất đạt được: Vmax = 75,6 km/h
- Gia tốc lớn nhất đạt được: Jmax = 1,29 m/s2, tại thởi điểm t = 4s khi xe sang tay số 3.
- Lực kéo lớn nhất đại được: Pkmax = 12810 N tại tay số 1.
- Thời gian xe đạt vận tốc lớn nhất: t = 300 s.
- Tại tay số 3:
+ Vận tốc lớn nhất xe đạt được là 20,8 km/h.
+ Gia tốc lớn nhất đạt được của xe là: 1,29 m/s2 tại t = 4 s;
- Tại tay số 4:
+ Vận tốc lớn nhất xe đạt được là 29,3 km/h.
+ Gia tốc lớn nhất đạt được của xe là: 1,15 m/s2 tại t = 6 s;
- Tại tay số 5:
+ Vận tốc lớn nhất xe đạt được là 41,5 km/h.
+ Gia tốc lớn nhất đạt được của xe là: 0,93 m/s2 tại t = 9 s;
- Tại tay số 8:
+ Vận tốc lớn nhất xe đạt được là 75,6 km/h.
+ Gia tốc lớn nhất đạt được của xe là: 0,51 m/s2 tại t = 250 s;
Khả năng vượt dốc của xe khảo sát lớn hơn so với thông số nhà sản xuất là do trong điều kiện khảo sát các yếu tố tác động của ngoại cảnh, cũng như nhiều yếu tố ảnh hưởng khác không thể tính hết được và bị lược bỏ đi.
* Kết luận:
Các kết quả khảo sát thu được tương đối phù hợp với thông số nhà sản xuất. Xe hoạt động phù hợp với điều kiện địa hình Việt Nam, đáp ứng được những yêu cầu nhiệm vụ hoạt động thường xuyên của xe quân sự.
CHƯƠNG 4
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE MAZ – 54322
4.1. Hướng dẫn khai thác, sử dụng hệ thống truyền lực xe MAZ – 54322.
4.1.1. Những chú ý đối với hệ thống truyền lực khi sử dụng xe
Khi khởi hành xe: Khi bắt đầu khởi hành xe chỉ được phép cho xe khởi hành nếu chắc chắn động cơ đã làm việc bình thường, các đồng hồ cảnh báo chỉ báo trạng thái bình thường. Trước khi khởi hành cần nhả van phanh tay, đèn báo hiệu phanh tay tắt, nhả từ từ bàn đạp ly hợp đồng thời ấn bàn đạp ga phù hợp cho xe lăn bánh từ từ.
Khi xe đang hoạt động: Cần chú ý lắng nghe phát hiện các tiếng gõ, âm thanh khác thường và sự hoạt động của động cơ và các bộ phận của hệ thống truyền lực. Nếu thấy có hiện tượng khác thường cần dừng xe và phát hiện khắc phục triệt để nguyên nhân gây ra sự cố.
+ Khi xe đang chuyển động không được đặt chân thường xuyên lên bàn đạp ly hợp. Không được thao tác chuyển số mà không đạp bàn đạp ly hợp.
+ Khi sang số cần đạp nhanh bàn đạp ly hợp đến hết hành trình, khi nhả cần nhả từ từ.
4.1.2. Những chú ý khi kiểm tra và chạy rà xe mới
a. Kiểm tra xe mới
Trước khi xuất xưởng hầu hết các xe mới đều đã qua kiểm tra, tuy nhiên trong quá trình lắp ráp, vận chuyển một số chi tiết nào đó có thể bị nới lỏng hoặc hư hỏng vì vậy các xe mới trước khi đưa vào sử dụng đều phải kiểm tra để bảo đảm an toàn cho người sử dụng.
Công việc kiểm tra bao gồm:
- Kiểm tra tình trạng liên kết và bắt chặt các bộ phận, đặc biệt là hệ thống truyền lực.
- Kiểm tra mức dầu bôi trơn hộp số, cầu sau.
b. Chạy rà xe mới
Hành trình xe chạy rà trơn là 2500 km. Trong hành trình 2500 km rà trơn cần tuân thủ chặt chẽ các yêu cầu kỹ thuật qui định sau:
- Xe hoạt động trên mặt đường có độ bằng phẳng tốt, tránh sự thay đổi lớn hoặc đột ngột đối với hệ thống truyền lực.
- Vận tốc chuyển động của xe đối với từng tay số không được quá các trị số giới hạn.
- Trong 200 km đầu tiên cần cho xe chạy không tải. Trong khoảng từ km 200 đến km 1500 tải của xe không được quá 70% định mức. Trong khoảng từ km 1500 đến km 2500 tải của xe không được vượt quá 90% định mức.
- Trong thời kỳ rà trơn không được cho xe kéo moóc hoặc chuyển động với vận tốc lớn.
c. Sau chạy rà xe mới
- Thay dầu hộp số, cầu chủ động, rửa sạch, thông các nút thông khí.
- Tháo trục các đăng cầu sau, tiến hành kiểm tra và vặn chặt các đai ốc bắt giữ bánh răng chủ động động của truyền lực chính và các đai ốc bắt giữ trục các đăng trung gian.
4.2. Bảo dưỡng hệ thống truyền lực
4.2.1. Công việc chính trong bảo dưỡng hệ thống truyền lực
a. Ly hợp
Công việc chính trong bảo dưỡng thể hiện như bảng 4.1.
Những hư hỏng của bộ ly hợp gây trở ngại cho việc điều khiển ô tô, làm người lái không tập trung việc quan sát đường, làm trở ngại giao thông của các phương tiện vận tải khác, và gây mất cảm giác cho người lái, trong nhiều trường hợp còn gây mất an toàn giao thông.
b. Hộp số
Hộp số là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền lực, ảnh hưởng lớn đến tính năng thông qua của xe quân sự, trong quá trình sử dụng cần tuân thủ đúng qui trình bảo dưỡng nhằm đạt được hiệu quả sử dụng lớn nhất và an toàn cho con người trong quá trình sử dụng xe.
4.2.2. Những hư hỏng thường gặp ở hệ thống truyền lực và cách khắc phục
a. Ly hợp.
- Ly hợp bị trượt: đây là hiện tượng khá phổ biến, nếu không khắc phục sửa chữa sẽ làm các tấm ma sát, đĩa ép nhanh mòn, không truyền được hết môm men xoắn, nhiệt độ các chi tiết tăng cao làm ảnh hưởng tới tuổi thọ của chúng và khả năng kéo, chở của xe giảm.
- Ly hợp có thể bị trượt do các lò xo ép yếu. Do làm việc lâu ngày, lò xo ép bị mất tính đàn hồi, độ cứng giảm do nhiệt của ly hợp tăng lên khi bị trượt, nếu lò xo yếu phải thay. Khi thay cần chú ý tới sự đồng đều về độ cứng, chiều cao và tính đàn hồi cũng như các bước của lò xo.
- Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp quá lớn. Khi đó hành trình làm việc quá nhỏ nên ly hợp không ngắt hoàn toàn. Vì vậy ta điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp.
b. Hộp số.
Hộp số xảy ra hiện tượng nhảy số khi xe đang hoạt động, gài hai số một lúc, hoặc cảm thấy khó gài số, xuất hiện tiếng kêu lạ trong hộp số, bánh răng hộp số bị sứt mẻ.
* Nguyên nhân và khắc phục:
- Răng bánh răng bị sứt mẻ hoặc vỡ là doô tô tải nặng và chuyển bánh đột ngột, khi gài số không có kỹ thuật hoặc hư hỏng phát sinh từ bộ ly hợp. Không được cho hộp số làm việc khi các răng bánh răng bị vỡ, vì vậy có thể dẫn tới phá hủy toàn bộ hộp số. Khắc phục bằng cách thay mới bánh răng bị vỡ, mẻ nhiều.
- Tự trả số có thể do các bánh răng và khớp nối của bộ đồng tốc bị mòn không đều các bánh răng không ăn khớp hoàn toàn, cơ cấu định vị bị mòn. Khắc phục bằng cách thay các chi tiết mòn.
- Gài hai số cùng một lúclà do các con trượt hoặc chốt khóa bị mòn. Khắc phục bằng thay mới chi tiết mòn.
- Khó gài số là do các lỗ con trượt bị tắc hoặc han gỉ, các bi bị kẹt trong các rãnh chốt định vị, vòng bi và moay ơ các bánh răng bị mòn, những hiện tượng ấy làm cho các số bị lệch. Khắc phục bằng cách thay mới chi tiết mòn.
d. Truyền lực chính.
Quá trình sử dụng xuất hiện những dấu hiệu bất thường như: các bánh răng hoạt động phát ra tiếng ồn lớn, chảy dầu ở vỏ cầu, trục các đăng bị đảo, xe không thể chuyển động.
* Nguyên nhân và khắc phục:
- Răng bánh răng bị mòn hoặc sứt mẻ, do quá tải và người điều khiển không đúng kỹ thuật khiến xe bị giật gây va đập đầu răng các bánh răng. Nếu mòn ít thì khắc phục bằng cách điều chỉnh các ổ bi, nếu hư hỏng nặng cần tiến hành sửa chữa hoặc thay mới chi tiết hỏng.
- Vòng chắn dầu bị mòn hoặc hư hỏng phải tiến hành thay thế.
- Dầu rò chảy ở các chỗ nối của các te cầu sau, khắc phục bằng thay đệm.
4.2.3. Điều chỉnh và bôi trơn
a. Ly hợp
Kiểm tra và điều chỉnh
Sau mỗi 8000 km của ly hợp cần điều chỉnh hành chỉnh tự do của ly hợp. Trị số điều chỉnh 30 ~ 40 mm.
Cách kiểm tra: đạp nhẹ lên bàn đạp ly hợp và đo hành trình của bàn đạp, nếu không đạt trị số qui định cần tiến hành điều chỉnh.
b. Trục các đăng
Kiểm tra và điều chỉnh
Sau 8000 km vận hành cần kiểm tra khe hở hướng trục của ổ đỡ trung gian của trục truyền.
Cách kiểm tra: dựng tay lắc, đẩy trục theo chiều dọc nếu cảm nhận thấy rõ rệt khe hở (khi đó khe hở hướng trục vượt quá 0,30 mm) thì phải tiến hành điều chỉnh.
c. Ổ đỡ trung gian
Lắp ổ đỡ trung gian: khi ép ổ bi vào đầu trục truyền chú ý sao cho vòng trong ổ bi không bị vênh, lệch. Xiết chặt đai ốc giữ mặt bích với mô men xiết 250 Nm rồi hãm bằng chốt chẻ.
Bôi trơn
Khi lắp tổng thành ổ đỡ trung gian phải nhét mỡ gốc L số hiệu 2 qua chỗ khuyết trờn miệng của vòng chắn mỡ tới khoảng 1/2 không gian bên trong giữa ổ bi và vòng chắn mỡ.
e. Truyền lực chính
Kiểm tra điều chỉnh
Ta kiểm tra vết ăn khớp của các cặp bánh răng, vì vết ăn khớp liên quan tới áp suất tiếp xúc mặt răng, ảnh hưởng tới tải trọng động tác dụng lên răng.
Kiểm tra và điều chỉnh sự ăn khớp của cặp bánh răng côn ta tiến hành điều chỉnh ổ bi đỡ bộ vi sai sau đó tiến hành điều chỉnh vết ăn khớp của cặp bánh răng côn và cặp bánh răng trụ bị động như hình 4.8.
* Ngoài bảo dưỡng hệ thống truyền lực, đối với xe MAZ - 54322 nội dung của quá trình bảo dưỡng định kỳ các hệ thống khác còn bao gồm các nội dung sau:
1. Công tác làm sạch, kiểm tra, chẩn đoán, bôi trơn.
- Làm sạch, xả dầu và nước trong bầu chứa hơi phanh.
- Kiểm tra đèn, biển số, xích an toàn, hiệu quả đèn tín hiệu và đèn phanh, thành bệ.
- Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật tổng thể rơ moóc, nửa rơ moóc.
3. Đối với hệ thống phanh.
- Kiểm tra tác dụng của hệ thống phanh. Kiểm tra tình trạng và sự rò rỉ của các ống dẫn, đầu nối và các bộ phận của hệ thống phanh.
- Kiểm tra xiết chặt quang bắt giữ bệ, thành bệ, ván sàn và bản lề thành cửa.
- Tháo rửa moay ơ và tang trống. Kiểm tra trạng thái kỹ thuật moay ơ, tang trống, má phanh, lò xo hồi vị, bi, cổ trục. Thay mỡ và điều chỉnh đạt yêu cầu kỹ thuật.
4. Đối với bán rơ moóc
Kiểm tra, chẩn đoán tình trạng kỹ thuật trục chuyển hướng, mâm xoay, mâm đỡ, chốt an toàn, cơ cấu chân chống, cơ cấu bắt nối bán rơ moóc với đầu kéo.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian nỗ lực cố gắng cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: TS …………… cùng các thầy trong Bộ môn Ôtô quân sự em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian, đảm bảo chất lượng. Nội dung đồ án đã thực hiện được như sau:
- Tìm hiểu chung về toàn bộ các hệ thống trên xe MAZ – 54322.
- Phân tích hệ thống truyền lực, các cơ cấu dẫn động trong hệ thống truyền lực của xe MAZ – 54322.
- Thiết lập mô hình chuyển động thẳng của ô tô hai cầu.
- Sử dụng phần mềm MATLAB để tính toán chuyển động thẳng của xe.
Do thời gian có hạn nên trong phần lấy số liệu và các bản vẽ kết cấu các cụm truyền lực của xe chưa đạt độ chính xác cao. Quá trình thu thập tài liệu còn hạn chế nên nội dung phân tích kết cấu hệ thống truyền lực của xe còn nhiều thiếu sót. Mặt khác do điều kiện thực tế cũng như khả năng có hạn của bản thân nên đồ án sẽ không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự góp ý của các thầy và các đồng chí để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện. Hướng phát triển của đồ án là :
- Khảo sát động lực học quay vòng của xe.
- Khảo sát động lực học của xe trong quá trình phanh xe.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : TS …………… cùng các thầy trong Bộ môn Ôtô quân sự, Khoa Động lực đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
1. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên (1985), Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (tập 2,3), Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
2. Phan Nguyên Di (1988), Cơ học hệ nhiều vật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
3. Khoa Động lực – Học viện Kỹ thuật Quân sự (2002), Lý thuyết ô tô quân sự, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, Hà Nội.
4. Vũ Đức Lập (2001), Ứng dụng máy tính trong tính toán xe quân sự, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, Hà Nội.
Tiếng Nga:
Автомобили МАЗ-64227, МАЭ-54322: Устройство, техническое обслуживание, ремонт - М. С. Высоцкий, Л. X. Гилелес, Л. И. Кадолко
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"