MỤC LỤC
Mục lục......................................................................................01
Lời nói đầu ............................................................................................02
Chương 1. Tổng quan về hệ thống treo............................................ 03
1.1. Hệ thống treo............................................................................ 03
1.1.1. Công dụng. Phân loại....................................................... 03
1.1.2. Yêu cầu ........................................................................... 04
1.1.3. Các phần tử cơ bản của hệ thống treo.............................. 06
1.2. Hệ thống treo độc lập .............................................................. 08
1.2.1. Các phương án kết cấu treo độc lập................................ 08
1.2.2. Vai trò phần tử hướng trong hệ thống treo độc lập.......... 17
1.2.2. Kết cấu phần tử hướng trong hệ thống treo độc lập hai đòn ngang 24
Chương 2. Động học và động lực học hệ thống treo........................ 27
2.1. Động học hệ thống treo ........................................................... 27
2.1.1. Khái niệm động học hệ thống treo.................................... 27
2.1.2. Tâm quay tức thời và tâm nghiêng ngang ........................ 29
2.1.3. Tỷ số truyền động học và phương pháp xác định............ 30
2.1.4. Xác định các kích thước cơ bản của phần tử hướng.......... 34
2.2. Động lực học hệ thống treo ..................................................... 38
2.2.1. Lực tác dụng lên các chi tiết.............................................. 40
2.2.2. Tỷ số truyền lực học......................................................... 40
Chương 3. Khảo sát động học và động lực học hệ thống treo độc lập hai đòn ngang ……………..43
3.1. Kêt cấu hệ thống treo trước trên xe Moskvich........................ 43
3.2. Các thông số vào để khảo sát động học và động lực học hệ thống treo trước trên xe Moskvich........... 48
3.3. Khảo sát động học hệ thống treo trước trên xe Moskvich...... 52
3.3.1. Xác định họa đồ động học của hệ thống treo trước trên xe Moskvich.. 52
3.3.2. Xác định tỷ số truyền động học ................................................................ 55
3.3.3. Xây dựng các mối quan hệ Δh và δ, Δy..................................................... 56
3.4. Động lực học hệ thống treo trước trên xe Moskvich............... 56
3.4.1. Trường hợp xe chỉ chịu tải trọng động theo phương thẳng đứng........... 57
3.4.2. Trường hợp có lực kéo hay lực phanh cực đại........................ 60
3.4.3. Trường hợp chịu lực ngang cực đại......................................... 64
Kết luận.............................................................................................. 67
Tài liệu tham khảo............................................................................. 68
LỜI NÓI ĐẦU
Trong xã hội hiện nay, ôtô là một trong những phương tiện quan trọng để vận chuyển hành khách và hàng hoá. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngành sản xuất chế tạo ô tô trên thế giới cũng ngày càng phát triển và hoàn thiện hơn đáp ứng khả năng vận chuyển, đảm bảo tốc độ, sự an toàn, sự chuyển động êm dịu, tiện nghi thoải mái cho người sử dụng cũng như đạt hiệu quả kinh tế cao.
Ô tô là phương tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vì nó có những ưu điểm đặc biệt hơn hẳn các loại phương tiện vận tải khác: thông dụng, đơn giản, dễ sử dụng và có tính cơ động cao...được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực dân sự cũng như quốc phòng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nền công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển ngày càng cao, đã cho ra đời nhiều loại xe ô tô hiện đại phục vụ cho nhu cầu và mục đích sử dụng của con người. Việc thiết kế các hệ thống, các cụm chi tiết trên ôtô, cũng như đánh giá khảo sát chất lượng làm việc của chúng ngày càng được quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng của ôtô.
Khi ô tô ngày cành hoàn thiện thì tiêu chí đánh giá ảnh hưởng của các kết cấu ngày càng được quan tâm đúng mức. Nghiên cứu để hoàn thiện các kết cấu của ô tô nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động, an toàn chuyển động và thân thiện với môi trường là một nhu cầu cấp thiết. Trong đó đánh giá đúng về chất lượng động học và động lực học hệ thống treo là một vấn đề quan trọng, nhất là với điều kiện đường xá ở Việt Nam. Hệ thống treo là một trong các hệ thống rất quan trọng trên ôtô, nó góp phần tạo nên độ êm dịu, ổn định và tính tiện nghi của xe, giúp người ngồi có cảm giác thoải mái dễ chịu.
Để góp phần thực hiện công việc trên và cũng là đúc rút lại những kiến thức sau năm năm học tập tại mái trường 'Học viện Kĩ thuật Quân sự' tôi đã được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:
"Khảo sát động học và động lực học hệ thồng treo độc lập hai đòn ngang".
Nội dung chính của đồ án bao gồm:
· Phân tích kết cấu hệ thống treo độc lập hai đòn ngang trên xe du lịch.
· Động học và động lực học hệ thống treo độc lập hai đòn ngang.
· Khảo sát động học và động lực học hệ thống treo độc lập hai đòn ngang trên xe du lịch.
Với sự hướng dẫn của thầy : TS...................... cùng các thầy giáo của bộ môn Ôtô quân sự, Khoa Động Lực HVKTQS tôi đã thực hiện đồ án này. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không khỏi có những chỗ còn thiếu sót, tôi rất mong được sự đóng góp chỉ bảo của thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20….
Sinh viên thực hiện
………………
Chương 1
TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ
1.1. Hệ thống treo
1.1.1. Khái quát chung
a. Công dụng.
Hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi 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 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 ).
b. Phân loại
Hệ thống treo có thể được phân loại như sau.
- Hệ thống treo phụ thuộc hình 1.1a: Các bánh xe được đặt trên 1 dầm cầu cứng, khi bánh xe bên này dao động sẽ gây nên một chuyển vị nào đó ở bánh bên kia. Bộ phận đàn hồi của hệ treo này thường là nhíp lá hoặc lò xo.
- Hệ thống treo độc lập hình 1.1b: Các bánh xe đặt trên 1 dầm cầu rời dao động độc lập với nhau. Bộ phận đàn hồi của hệ treo này thường là thanh xoắn hoặc lò xo.
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:
+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên đường tốt hay chạy trên các loại đường khác nhau).
+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.
+ Có độ dập tắt dao động hợp lý.
+ Đảm bảo khi quay vòng hoặc khi phanh, vỏ ô tô nghiêng không quá 5o.
+ Đảm bảo chiều rộng cơ sở và các góc đặt của các trụ đứng của bánh xe dẫn hướng thay đổi trong giới hạn cho phép.
+ Đảm bảo sự tương thích giữa động học bánh xe dẫn hướng và động học của dẫn động lái.
1.1.3. Các bộ phận cơ bản của hệ thống treo
Hệ thống treo nói chung gồm các bộ phận chính: Bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng, bộ phận giảm chấn. Ngoài ra, trong một số hệ thống treo có sử dụng thêm các bộ phận khác như: các thanh ổn định, các vấu cao su, các cơ cấu điều chỉnh, …Trên hình 1.2 là các phần tử cơ bản của hệ thống treo ô tô.
* Các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn. Vấu cao su vừa tăng cứng hạn chế hành trình làm việc của bánh xe.
Hệ thống treo đảm nhận mối liên kết giữa bánh xe và thùng vỏ, do vậy trên hệ thống treo có thêm các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe. Các cơ cấu này rất đa dạng nên ở mỗi loại xe lại có các loại khác nhau và cách bố trí cũng khác nhau.
1.2. Hệ thống treo độc lập
Trong hệ thống treo độc lập, các bánh xe trên dầm cầu rời dao động độc lập với nhau. Sự chuyển dịch của 2 bánh xe không phụ thuộc vào nhau (nếu như coi thân xe đứng yên).
Mỗi bên bánh xe được liên kết như vậy sẽ làm cho khối lượng phần không được treo nhỏ như vậy mô men quán tính nhỏ do đó xe chuyển động êm dịu.
1.2.1. Các phương án bố trí hệ thống treo độc lập
a. Dạng treo hai đòn ngang:
Hệ treo trên hai 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.
Hệ thống treo với bộ phận hướng hai đòn ngang được thực hiện theo hai phương án: hai đòn có kích thước bằng nhau (hình 1.4.a) và hai đòn có kích thước không bằng nhau (hình 1.4.b).
b. Dạng treo Mc.Pherson:
Hệ treo này chính là biến dạng của hệ treo hai đòn treo ngang. Với đòn treo 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.
c. Dạng treo đòn dọc:
Hệ treo đòn dọc (Hình 1.6) là hệ treo độc lập mà mỗi bên có một đòn dọc (4). 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 dẫn hướng. Do phải chịu tải trọng lớn nên nó thường được làm có độ cứng vững cao.
d. Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết:
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. 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. Ơ 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.
Cũng giống như các hệ treo độc lập khác, hệ treo đòn dọc có thanh liên kết bộ phận đàn hồi của nó có thể là lò xo trụ xoắn. Lò xo được đặt giữa khung và đòn dọc. Để tiết kiệm không gian, lò xo thường được lồng và giảm chấn.
1.2.2. Vai trò phần tử hướng trong hệ thống treo độc lập
Phần tử hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và mô men từ mặt đường lên khung xe. Phần tử hướng quyết định đến động học hệ thống treo. Động học của hệ thống treo xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung xe và có ảnh hưởng nhiều 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.
- 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.
1.2.3 Cấu tạo phần tử hướng của hệ thống treo độc lập hai đòn ngang.
Bộ phận dẫn hướng của hệ treo rất đa dạng, nó bao gồm: Thanh đòn liên kết và các khớp trụ,khớp cầu.
* Đòn treo: Hình dạng của các thanh đòn liên kết tùy thuộc vào việc truyền lực và không gian bố trí, ở các hệ treo khác nhau hình dạng của thanh đòn tùy thuộc kết cấu cụ thể.
- Phương pháp chế tạo: Ngày nay các thanh liên kết còn được chế tạo phổ biến bằng phương pháp dập,hàn,có thiết diện hợp. Phương pháp này rẻ tiền,trọng lượng kết cấu nhỏ. Một vài dạng thanh có hình dạng tiết diện phức tạp
- Hình dạng kích thước: Đối với hệ treo có đòn liên kết, đòn ngang quyết định độ cứng liên kết giữa hai bên. Bởi vậy các tiết diện cần hợp lí,vị trí bố trí đòn ngang liên kết được xem xét trên cơ sở đảm bảo liên kết “mềm” giữa hai bên bánh xe theo cá quan hệ động học tối ưu.
Chương 2
ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TREO
ĐỘC LẬP KIỂU HAI ĐÒN NGANG
2.1. Động học hệ thống treo độc lập kiểu hai đòn ngang
2.1.1. Khái niệm động học hệ thống treo
Động học hệ thống treo nghiên cứu mối quan hệ động học giữa bánh xe với khung xe khi bánh xe thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng.
Các thông số chính được xem xét trong động học hệ thống treo là : sự dịch chuyển (chuyển vị ) của bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh xe thay đổi theo phương thẳng đứng. Các dịch chuyển này ảnh hưởng đáng kể đến khả năng truyền các lực và các mômen khi bánh xe ở các vị trí khác nhau.
Các kết cấu hiện nay rất đa dạng về kích thước, hình dáng và vị trí bố trí các đòn treo, bởi vậy quan hệ động học của chúng rất khác nhau .
2.1.2. Tâm quay tức thời và tâm nghiêng ngang
* Tâm quay tức thời của bánh xe là một khái niệm trừu tượng, được dùng trong khi xem xét động học của hệ treo. Người ta sử dụng khái niệm này nhằm xác định khả năng chuyển vị của bánh xe trong không gian.
Tâm quay tức thời thay đổi khi bánh xe dẫn hướng dịch chuyển theo phương thẳng đứng.
Trên hình 2.3 là sơ đồ xác định vị trí tâm nghiêng ngang (S)của hệ treo hai đòn ngang.
2.1.3. Tỷ số truyền động học và phương pháp xác định
* Khái niệm:
Khi xây dựng mô hình dao động ô tô ta coi các phần tử đàn hồi và giảm chấn là đặt tại bánh xe. Trên thực tế, các phần tử đó là có khoảng cách nhất định với bánh xe. Vì vậy, ta cần xác định tỷ số truyền lực học và tỷ số truyền động học từ bánh xe đến các phần tử đó.
Hoạ đồ vận tốc được xây dựng trên cơ sở hoạ đồ cơ cấu theo các bước sau:
- Bước 1: Trước tiên ta vẽ một véctơ pb có chiều là chiều của AB quay đi 90 độ theo chiều quay của w1.
- Bước 2: Dựng được các véctơ trên hình vẽ biểu diễn các vận tốc vCB, vDC qua b và p ta lần lượt kẻ các đường vuông góc với CB và với DC.
2.1.4 Xác định các kích thước cơ bản của phần tử hướng.
Các kích thước này được xác định trên cơ sở các số liệu đầu vào Theo Bảng 2.1, trong phần này trình bày phương pháp xác định các kích thước nà đối với hệ thống treo độc lập hai đòn ngang. Đối với hệ treo loại này thì các kích thước cơ bản sẽ được xác định khi biết chiều dài các đòn treo trên dưới và vị trí các khớp.
- Chiều rộng cơ sở của xe ở cầu trước: B .
- Góc nghiêng ngang trụ đứng(góc Kingpin): d.
- Sự thay đổi góc nghiêng ngang trụ đứng: Dd.
- Khoảng sáng gầm xe: Hmin.
- Độ võng tĩnh: ft.
- Độ võng động: fđ.
- Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải: f0t.
- Chiều dài trụ đứng: Kr.
- Bán kính bánh xe: rbx
Dựng bằng phương pháp hình học (Vẽ trên giấy A0 với tỷ lệ 1:2)
- Kẻ đường nằm ngang biểu diễn mặt phẳng đường: dd
- Vẽ đường trục đối xứng ngang của xe Aom: Aom ^ dd.
Trên Aom đặt: AoA1 = Hmin.
A1A2 = fđ.
A2A3 = fT.
A3A4 = f0T.
- Trên Aod đặt AoBo = B/2. Bo là điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường ở trạng thái không tải.
- Tại Bo dựng Boz ^ dd.
- Trên đoạn AoBo đặt BoCo
- Tại Co dựng Con tạo với phương thẳng đứng một góc do.
Bằng cách tương tự ta sẽ tìm được vị trí khớp ngoài của đòn ngang ở vị trí đầy tải như sau: Khi hệ treo biến dạng lớn nhất, nếu coi thùng xe đứng yên thì bánh xe sẽ dịch chuyển tịnh tiến lên tới điểm B1. Khi đó:
B0B2 = A1A4 = fđ + ff – f0t .
- Từ B2 kẻ B2q // dd. Trên B2q đặt B2D1 = B0C0 = | R0 |.
- Từ D1 dựng D1n’ tạo với phương thẳng đứng một góc d’ = d0 + Dd
- Trên D1n’ đặt D1D2 = C0C1; D2D3 = C1C2.
- Nối C1D2, C2 D3.
- Kẻ đường trung trực KK và K1K1 của C1D2 và C2D3
- Từ A4 kẻ đường tt song song với dd
- Xác định giao điểm O1 của tt với KK. O1 chính là tâm khớp trụ trong của đòn ngang dưới. Khoảng cách từ đường O1 tới đường đối xứng ngang của xe phải sao cho có thể bố trí khoang chứa hàng hoặc cụm máy.
2.2. Động lực học hệ thống treo.
Động lực học của hệ thống treo, được hiểu là mối quan hệ giữa các lực tác dụng lên hệ thống. Các lực này bao gồm các phản lực từ mặt đường tác dụng lên hệ thống treo thông qua điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Chúng gồm có: Phản lực thẳng đứng, phản lực ngang, và lực kéo, lực phanh. Các lực tác động từ thân xe : Các phản lực ở các khớp bản lề, các lực của phần tử đàn hồi và giảm chấn
2.2.1. Các lực tác dụng lên các chi tiết của hệ thống treo độc lập hai đòn ngang.
Động lực học hệ thống treo có nhiệm vụ xác định các lực đặt lên các phần tử , chi tiết của hệ thống và tỉ số truyền lực từ mặt đường lên các đầu đòn treo nhằm tính bền cho các chi tiết này..
2.2.2. Tỷ số truyền lực học
Sơ đồ xác định tỷ số này thể hiện trên hình 2.8
* Phương pháp xác định
Xác định tỷ số truyền lực học với trường hợp lực thẳng đứng.
Từ sơ đồ (2.8) ta viết phương trình cân bằng lực theo phương ngang, phương thẳng đứng và phương trình cân bằng mômen tại điểm A.
Mặt khác ta có:
Cy = tg(α).Cx (2.10)
By = tg(β).Bx (2.11)
Từ (2.7), (2.8), (2.10) rút ra được:
Z1 = -tg(α).Bx - By (2.12)
Chương 3
KHAO SÁT ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP KIỂU HAI ĐÒN NGANG
3.1. Kêt cấu hệ thống treo trước trên xe Moskvich
Trên hệ thống treo trước xe Moskvich sử dụng hệ thống treo độc lập hai đòn ngang. Sơ đồ bố trí chung hệ thống treo trước xe Moskvich được thể hiện trên hình 3.1. Kết cấu của nó thể hiện trên hình 3.2
Kết cấu hệ thống treo trước trên xe Moskvich gồm: Thanh ngang (1) lắp với khung xe bằng các đòn có đệm cao su. Đòn treo trên (5) lắp với giá hai phía trên thanh ngang bằng bu lông (8) hình 3.3; 3.4. Giữa trục và các đệm điều chỉnh có các đệm. Sự thay đổi số lượng các đệm điều chỉnh thì sẽ thay đổi được góc nghiêng ngang của trụ đứng, thay đổi số lượng các đệm thì có thể làm thay đổi độ doãng của bánh xe. Liên kết của trụ đứng (13) với thanh đòn dưới được liên kết với khớp cầu điều chỉnh được.
Kết cấu của các chốt quay thể hiện trên hình 3.5 và 3.6. Kết cấu giảm chấn thẻ hiện trên hình 3.7.
3.2. Các thông số vào để khảo sát động học và động lực học hệ thống treo trước trên xe Moskovich 2140-2138
3.2.1. Các thông số kĩ thuật xe Moskvich 2140-2138.
Các thông số này được lấy từ đặc tính kỹ thuật sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô của hệ thống treo được lấy dựa trên cơ sở của xe Moskvich -2138.
+ Khối lượng của toàn bộ khi không tải G0: G0 = 1080 (kg).
+ Khối lượng của toàn bộ khi đầy tải GT: GT =1480 (kg).
+ Khối lượng đặt lên cầu trước khi không tải G01: G01 = 590 (kg).
+ Khối lượng đặt lên cầu sau khi không tải G02: G02 = 490 (kg).
+ Khối lượng đặt lên cầu trước khi đầy tải GT1: GT1 = 682 (kg).
+ Khối lượng đặt lên cầu sau khi đầy tải GT2: GT2 = 798 (kg).
+ Chiều dài cơ sở của xe L: L = 2400 (mm).
+ Chiều cao trọng tâm xe khi đầy tải Hg: Hg = 500 (mm).
+ Khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu sau b: b = 1311 (mm).
3.2.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo:
a. Xác định độ cứng của hệ thống treo
Mt - Khối lượng được treo của cầu trước.
Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là:
Mt01 = G01 - Mkt1 (3.3)
Với: Mkt1 - Khối lượng không được treo của cầu trước,
Mkt1 = mkt1 + 2mbx = 77 + 2.14,5 = 106 (kg) (3.4)
Vậy suy ra: Mt01 = 590 - 106 = 444 (kg).
Khi xe ở trạng thái đầy tải thì khối lượng của phần được treo là: MtT1 = GT1 - Mkt1 = 682 - 106 = 576 (kg).
Thay số vào công thức 2.1 được độ cứng của 1 bên hệ treo trước khi không tải và khi đầy tải là:
C01 = 15553 (N/m).
CT1 = 20176 (N/m).
Như vậy độ cứng của 1 bên hệ treo được lấy từ giá trị trung bình:
C1 = 17865 (N/m) (3.5)
b. Xác định độ võng của hệ thống treo:
Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở chế độ đầy tải:
ft =0,140 m = 140 (mm) (3.6)
Độ võng động của hệ thống treo được tính theo công thức:
fđ = (0,7 - 1,0)ft (3.7)
Vậy theo công thức 3.7 thì lấy fđ = 0,85ft = 0,85.140 = 119 (mm).
c. Xác định khoảng sáng gầm xe H0:
Để đảm bảo cho xe khi dao động đầu xe không bị đập vào nền đường thì độ võng động của xe phải thỏa mãn:
fđ > H0 - Hmin (3.9)
H0 > fđ + Hmin = 119 + 173 = 292 (mm).
Vậy suy ra H0 = 292 (mm).
f. Các thông số hình học của hệ thống treo:
+ Góc nghiêng đòn treo trên α = 4o
+Góc nghiêng đòn treo dưới β = 3o
+ Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r0: r0 = 150 (mm).
+ Độ võng tĩnh ft: ft = 140 (mm).
+ Độ võng động fđ: fđ = 119 (mm).
+ Độ võng tĩnh tĩnh của hệ treo khi không tải f0t: f0t = 108 (mm).
+ Khoảng cách từ tâm quay bánh xe tới đòn dưới kc: kc = 59 (mm).
+ Khoảng cách từ mặt đường tới tâm quay trụ đứng hO2: hO2 = 129(mm).
3.1. Khảo sát động học hệ thống treo trước trên xe Moskvich
3.3.1. Kiểm nghiệm họa đồ động học của hệ thống treo trước trên xe Moskvich
Để xác định động học của hệ thống treo ta dùng phương pháp đồ thị (họa đồ) theo các bước như ở chương 2 với các số liệu ở phần 3.2. Kết quả thể hiện trên hình 3.8.
Dựa vào họa đồ động học đã xây dựng trên hình 3.8 và mối quan hệ động học của hệ thống treo hai đòn ngang ta đi xây dựng mối quan hệ hình học giữa dịch chuyển thẳng đứng của bánh xe với sự thay đổi của góc nghiêng ngang của trụ đứng và độ dịch ngang của bánh xe như trên hình 3.9
3.3.2. Xác định tỷ số truyền động học và lực học
a. Xác định tỷ số truyền động học
Trên hình 2.3 họa đồ xác định được tỷ số truyền động học ta xác định được:
CD = 212,6 ; ef = 24,4 ; EF = 105,36 ; cp = 378
=> ix = 0,13
b. Xác định tỷ số truyền lực học
Vậy tỷ số truyền lực học là: iy= 0,64
3.3. Xác định các lực tác dụng lên đòn ngang trên và dưới.
3.3.1. Trường hợp xe chỉ chịu Khối lượngđộng theo phương thẳng đứng.
Các lực tác dụng lên bánh xe và đòn quay đứng.
Giả sử chỉ có lực z thì phản lực này sẽ chuyển về trục AB và ta sẽ có:
Z=Zt.Kd
Zt: Khối lượngtĩnh tác dụng lên bánh xe.
Kd: Hệ số động.
Kd = 1,8 42,5. Ta chọn Kd = 1,8.
Z = Kd . Zt = 3345,2.1,8=6021,4(N)
a. Các lực tác dụng lên đòn ngang dưới.
Tại đầu ngoài có : Fz = Zab và cân bằng với Zlx .
Có: Llx = 200 (mm)
Ta có: ld = 378 (mm)
Chọn d1 = d2 =142,5 (mm)
GFZ = (11380,4 – 6021,4).0,5 = 2697,5 (N)
b. Các lực tác dụng lên đòn ngang trên.
Chọn t1 = t2 = 124(mm)
Tại Dy và Ey ta có : Ey = 1254,2 (N)
3.4.2. Trường hợp có lực kéo hay lực phanh cực đại
Ztt : Là Khối lượngthẳng đứng tính toán cho một bên bánh xe.
mP1: Hệ số phân bố Khối lượngkhi phanh gấp. mP1 = 1,4 4 1,5.
G1: Khối lượngtĩnh tác dụng lên cầu trước. G1 = Glt.g = 682.9,81 = 6690,4(N)
Gbx: Trọng lượng cụm bánh xe, Thông thường gồm: trọng lượng bán xe, vành, cụm cơ cấu phanh: Gbx = 300(N)
Thay số được: Z = 4717,8N
Lực dọc cực đại:
X = XMax = Ztt.j
Vậy ta có : X = XMax = 4717,8.0,8 = 3774,2(N)
a. Đòn ngang dưới chịu các lực.
Khi chuyển lực Z về trụ xoay đứng thì :
Zab = Z = 4717,8 (N)
Và sinh ra mô men Mz: MZ = X.R0 = 3774,2.150 = 566130 (N)
MX = Z.R0 = 4717,8.150 = 707670(N)
Tìm Fy :
Fy = 1108.,8 (N)
Tìm GFZ = HFZ
GFZ = 3801,1(N)
GFy = 1108.,8.0,5 = 554,4 (N)
Tìm :
[ GFy + GFz] = [554,4 + 3801,1] = 4355,5(N)
[ HFy - HFz] = [-554,4 + 3801,1] = 3246,7(N)
b. Lực trên đòn ngang trên.
Tại đầu C :
[ CY ] = [Amz + As]
Trong đó: Amz = 2509(N)
Vậy CY = 2509 + 3450 =5960 (N).
(Dcx, Ecx, do các lực Cx gây lên)
DX, EX, là các lực dọc gối tự phân bố phụ thuộc vào chế độ lắp ráp.
Từ đây ta có:
DCy+DCx = 2980 + 786,5= 3766,5(N)
3.4.3. Trường hợp chịu lực ngang cực đại
Lực Y không trừ đi Gbx là do lực bệ gây lên bởi toàn bộ Khối lượngkể cả bánh xe.
Lực Y gây lên phản lực tại A và B.
a. Các lực tác dụng lên đòn ngang dưới.
Phản lực Z của đường được chuyển về trục AB và như vậy ta có :
Z = ZAB và MZ = Z.R0.
Z = ZAB = 6021,4 (N)
MZ = 6021,4.150 = 903210(N)
Tính GFz và HFz.
Ta có : GFz = HFz
=> GFz = 2679,5N
Tính GFy = HFy.
=> GFy = 1143,7 N
b. Tính lực tácdụng vào đòn trên.
Tại đầu C ta có : Cy = 714,8 N
Tại đầu D và E ta có :Ecy =Dcy = 357,4 N
KẾT LUẬN
Sau thời gian cố gắng nghiên cứu tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo : TS.……………… cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự tôi đã hoàn thành đúng thời hạn đồ án tốt nghiệp của mình. Với nhiệm vụ được giao trong đồ án tôi đã thực hiện được các công việc sau:
* Tìm hiểu kết cấu hệ thống treo độc lập hai đòn ngang.
* Động học và động lực học hệ thống treo độc lập hai đòn ngang.
* Khảo sát động học và động lực học hệ thống treo độc lập hai đòn ngang trên xe.
Mặc dù còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được trong đồ án này do hạn chế về thời gian, nhưng đồ án này đã giúp tôi củng cố lại kiến thức chuyên nghành,giúp tôi tiếp cận và giải quyết nhiều vấn đề không những trong qúa trình làm đồ án mà cả trong cuộc sống. Đồ án không thể tránh được những chỗ còn thiếu sót, tôi rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn.
Một lần nữa tôi xin cảm ơn thầy giáo : TS.……………… cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ôtô quân sự, khoa Động lực đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình làm đồ án này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng dẫn đồ án môn học ô tô ‘’ Lý thuyết kết cấu và tính toán ô tô quân sự ’’. (Tập V)
Trường Đại học kỹ thuật quân sự – 1977
2. Nguyễn Khắc Trai.
Gầm xe con
NXB Giao thông vận tải
3. Nguyễn Hữu Cẩn , Dư Quốc Thịnh
Thiết kế tính toán ôtô máy kéo
NXB Khoa học và Kỹ thuật. - 2005
4. Nguyễn Phúc Hiểu, Võ Văn Hường.
Lý thuyết ôtô quân sự
Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1983
5. Phạm Vỵ - Dương Ngọc Khánh
Bài giảng cấu tạo ôtô
Đại Học Bách Khoa Hà Nội -2004
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"