MỤC LỤC

MỤC LỤC……4

LỜI  NÓI ĐẦU....5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO.. 7

1.1. Công dụng,  yêu cầu của hệ thống treo. 7

1.1.1.Công dụng. 7

1.1.2. Yêu cầu. 7

1.2. Các bộ phận chính của hệ thống treo. 8

1.2.1. Bộ phận đàn hồi 8

1.2.2. Bộ  phận dẫn hướng. 9

1.2.3. Bộ phận giảm chấn. 9

1.2.4. Thanh ổn định. 9

1.2.5. Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình. 10

1.2.6. Các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe. 10

1.3. Các thông số tương đương và mô phỏng hoạt động. 10

1.3.1. Các thông số tương đương. 10

1.3.2.  Mô phỏng hoạt động. 11

CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.. 12

2.1. Hệ thống treo phụ thuộc. 12

2.2. Hệ thống treo độc lập. 14

2.2.1. Dạng treo 2 đòn ngang. 15

2.2.2. Dạng treo Mc.Pherson. 15

2.2.3 Hệ treo đòn dọc. 16

2.2.4 Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết 17

2.2.5..Hệ treo đòn chéo. 18

2.2.6. Hệ thống treo điều khiển bằng điện tử trên ôtô. 19

2.3. Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo (HTT). 20

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TẢI PUMA 2,5 TẤN

3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán hệ thống treo. 22

3.1.1 Phương trình tính toán bộ phận đàn hồi 22

3.1.2 Phương trình tính toán bộ phận giảm chấn. 23

3.2 Tính toán treo trước. 30

3.2.1 Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu. 34

3.2.2 Tính toán nhíp trước. 38

3.2.3 Kiểm tra nhíp trước. 43

3.2.4 Tính toán giảm chấn trước. 48

3.3 Tính toán treo sau. 54

3.3.1 Tính toán nhíp sau. 60

3.3.2 Tính toán giảm chấn sau. 65

CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO........ 70

4.1. Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo trước........ 70

4.1.1.Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng.......... 70

4.1.2. Trình tự tháo hệ thống treo trước............... 71

4.1.3.Bảo dưỡng và sửa chữa............ 72

4.1.4.Lắp hệ thống treo trước......... 72

4.2. Tháo lắp,bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo sau............. 73

4.2.1. Quy trình tháo hệ thống treo sau........... 74

4.2.2. Quy trình lắp hệ thống treo sau......... 76

KẾT LUẬN.. 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 78

LỜI NÓI ĐẦU

Khi ôtô ngày càng hoàn thiện, xã hội ngày càng phát triển về mặt văn hoá, kinh tế và xã hội thì các tiêu chí đánh giá ảnh h­ưởng của dao động cũng cần đ­ược xem xét một cách nghiêm túc. Đối với xe tải, ngoài yêu cầu về độ êm dịu, ngày nay ng­ười ta buộc phải chú ý đến các tiêu chí khác nh­ư: an toàn hàng hoá, ảnh h­ưởng của tải trọng động đến đường (áp lực đ­ường), và mức độ giảm tải trọng, do vậy làm giảm khả năng truyền lực khi tăng tốc và khi phanh.Trong vận tải ôtô máy kéo, ng­ười lái là ng­ười quyết định chủ yếu cho an toàn chuyển động. Nếu hệ thống treo  của xe có dao động nằm ngoài phạm vi cho phép (90¸120 lần/phút) thì sẽ làm tăng lỗi điều khiển của ng­ười lái, gây ra  những nguy hiểm đến tính mạng của con ng­ười và hàng hoá.

Khi ôtô chạy trên đ­ường th­ường phát sinh ra các lực và mômen tác động lên hệ thống treo chúng tạo ra những dao động. Các dao động này th­ường ảnh h­ưởng xấu tới hàng hoá, tuổi thọ của xe và đặc biệt ảnh h­ưởng  ng­ười lái và hành khách ngồi trên xe. Ng­ười ta cũng tổng kết rằng, những ôtô chạy trên đ­ường xấu, ghồ ghề so với ôtô chạy trên đ­ường tốt, bằng phẳng thì tốc độ trung bình giảm 40¸50%, quãng đ­ường chạy giữa hai chu kỳ đại tu giảm từ 35¸40%, năng suất vận chuyển giảm từ 35¸40%.          

Điều đặc biệt nguy hiểm là nếu con ng­ười chịu lâu trong tình trạng xe bị rung, xóc nhiều sẽ gây mệt mỏi. Một số nghiên cứu gần đây về dao động và ảnh h­ưởng của nó tới sức khoẻ con ng­ười  đều đi tới kết luận: Nếu con ng­ời bị ảnh h­ưởng một cách th­ường xuyên của dao động thì sẽ mắc phải bệnh thần kinh và não.

Ở những n­ước phát triển, hệ thống treo của ôtô đ­ược quan tâm đặc biệt. Chúng được nghiên cứu đến mức tối ­ưu làm giảm đến mức thấp nhất những tác hại của nó đến con ng­ười đồng thời làm tăng tuổi thọ của xe cũng như­ các bộ phận đ­ược treo.

Ở n­ước ta hiện nay, công nghệ sản xuất xe hơi cũng không ngừng đ­ược cải tiến với sự trợ giúp về khoa học kỹ thuật của các n­ước tiên tiến. Ngành xản suất ôtô đã từng bước trở thành mũi nhọn của nền kinh tế, đ­ưa đất n­ước ngày càng vững b­ước đi lên Chủ Nghĩa Xã Hội. Tuy nhiên nền kinh tế Việt Nam vẫn còn yếu so với các n­ước trên khu vực và trên thế giới. Trong ngành giao thông vận tải vẫn còn cho phép l­ưu hành những xe kém về chất lượng cũng như­ không còn đảm bảo về độ bền. Khả năng làm việc của xe và đặc biệt là hệ thống treo của những xe này có dao động quá lớn nằm ngoài phạm vi cho phép có thể ảnh h­ưởng lớn đến sức khoẻ con ng­ười. Vì vậy vấn đề đặt ra là làm sao thiết kế  được những xe này đạt tiêu chuẩn cho phép.

Mục tiêu của ngành Công nghiệp ôtô n­ước ta trong những năm tới là nội địa từng phần và tiến tới nội địa toàn phần sản phẩm ôtô. Không chỉ dừng lại ở đó, chúng ta đã bắt đầu quan tâm đến tính êm dịu chuyển động, tính an toàn chuyển động...hay nói cách khác là tính năng động lực học ôtô, từ đó có những cải tiến hợp lý với điều kiện sử dụng của n­ước ta. Để hoàn thành đ­ược mục tiêu này, chúng ta phải thiết kế các cụm, các chi tiết sao cho phù hợp với điều kiện sử dụng mặt khác còn phải đảm bảo tính công nghệ tại Việt Nam.

     Tr­ước những yêu cầu thực tế đó trong đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ôtô  em đ­ược

giao nhiệm vụ: “Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 2,5 tấn VEAM PUMA“.

Với sự giúp đỡ tận tình của thầy: TS.................... em đã hoàn thành xong đồ án của mình nh­ưng do năng lực bản thân còn hạn chế và kinh nghiệm thiết kế còn ch­ưa có nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy thông cảm và đóng góp ý kiến để em có thể làm tốt hơn trong t­ương lai.

Em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                    Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                Sinh viên thực hiện

                                                                            ………………

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO

1.1. Công dụng,  yêu cầu của hệ thống treo

1.1.1.Công dụng

Hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mỗi liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau:

+ 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 ).

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 xe chạy trên các loại đường khác nhau).

+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.

* Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau :

+ Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.

+ Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt

+ Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển  chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng.

1.2. Các bộ phận chính của hệ thống treo

1.2.1. Bộ phận đàn hồi

Chức năng: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người (60-80 lần/phút). Bộ phận đàn hồi có thể bố trí khác nhau trên xe nhưng nó cho phép bánh xe có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng.

Các bộ phận đàn hồi thường được sử dụng:

- Bộ phận đàn hồi nhíp lá

- Bộ phận đàn hồi lò xo trụ

* Nhíp:

Nhíp được làm từ các lá thép mỏng, có độ đàn hồi cao, các lá thép có kích thước chiều dài nhỏ dần từ lá lớn nhất gọi là lá nhíp chính. Hai đầu của nhíp chính được uốn lại thành hai tai nhíp dùng để nối với khung xe. Giữa bộ nhíp có các lỗ dùng để bắt bulông siết các lá nhíp lại với nhau.

* Lò xo:

Lò xo chỉ có chức năng là một cơ cấu đàn hồi khi bộ phận chịu lực theo phương thẳng đứng. Còn các chức năng khác của hệ thống treo sẽ do bộ phận khác đảm nhiệm. Lò xo chủ yếu được sử dụng trong hệ thống treo độc lập, nó có thể đặt ở đòn trên hay đòn dưới của bộ phận dẫn hướng. (thường sử dụng phổ biến trên hầu hết các dòng xe con như Hyundai Grand i10,…)

* Thanh xoắn:

 Thanh xoắn giống như lò xo xoắn loại này cũng chỉ có chức năng đàn hồi khi chịu lực tác dụng theo phương thẳng đứng còn lại chức năng khác do bộ phận khác của hệ thống treo đảm nhận.

* Khí nén: dùng cho những dòng xe cần tải lớn và độ êm dịu cao như xe khách trên 29 chỗ, xe bus,.. Bên cạnh đó, hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử còn được ứng dụng trên những dòng xe sang đầu bảng như Mercedes S-Class, BMW 7-series,…)

1.2.2. Bộ  phận dẫn hướng

Cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở mỗi vị trí của nó so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực đầy đủ. Bộ phận dẫn hướng phải thực hiện tốt chức năng này. Trên mỗi hệ thống  treo thì bộ phận dẫn hướng có cấu tạo khác nhau. Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng  được gọi là quan hệ động học.

1.2.3  Bộ phận giảm chấn

1.2.3.1 Nhiệm vụ, phân loại bộ phận giảm chấn

- Nhiệm vụ :

+ Bộ phận giảm chấn dập tắt dao động do nhíp gây ra, bảo vệ bộ phận đàn hồi của hệ thống treo và tăng tính tiện nghi sử dụng.

+ Đảm bảo dao động của phần khung treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.

+ Nâng cao tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc,khả năng an toàn khi chuyển động.

1.2.3.2  Cấu tạo và nguyên lý làm việc

a. Giảm chấn ống có hai lớp vỏ

- Cấu tạo : (hình 1.8)

Lớp vỏ trong của giảm chấn là xi lanh, bên trong xi lanh có piston. Piston được bắt chặt với cần đẩy. Bộ giảm chấn có hai cụm van:

- Cụm van trên piston gồm van thoát phía trên và van hút (dầu về) phía dưới. Các van này đóng, mở các lỗ dầu trên đầu piston.

- Cụm van lắp dưới xi lanh là cụm van bù gồm van hút ( dầu về ) và van thoát cùng với lò xo. Các van này cũng đóng mở các lỗ trên đế của cụm van.

* Nén mạnh:

Khi vận tốc tương đối của pittông ở hành trình nén tăng đến một giá trị giới hạn, thì áp suất ở khoang dưới pittông cũng tăng đến giá trị giới hạn. 

-  Hành trình trả:

* Trả nhẹ:

Hành trình trả nhẹ tương ứng với khi pittông giảm chấn đi lên. Khi pittông giảm chấn đi lên, áp suất dầu trong khoang làm việc phía trên pittông sẽ tăng còn áp suất dầu trong khoang phía dưới pittông sẽ giảm.

* Trả mạnh:

Khi vận tốc tương đối của pittông ở hành trình trả tăng đến một giá trị giới hạn, thì áp suất ở khoang trên pittông cũng tăng đến giá trị giới hạn. Điều này không có lợi cho giảm chấn nói riêng và đặc tính của hệ thống treo nói chung. Vì vậy khi đạt giá trị áp suất tới hạn van giảm tải khi trả sẽ ép lò xo van để mở rộng cửa lưu thông của dầu từ khoang làm việc phía trên pittông sang khoang phía dưới pittông.

1.2.4. Thanh ổn định

Trên  xe con thanh ổn định hầu như đều có. Trong trường hợp xe chạy trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực li tâm phản lực thẳng đứng của 2 bánh xe trên một cầu thay đổi sẽ làm cho tăng độ nghiêng thùng xe và làm giảm khả năng truyền lực dọc, lực bên của bánh xe với mặt đường. 

1.2.6. Các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí 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 cách bố trí khác nhau, các loại khác nhau.

1.3. Các thông số tương đương và mô phỏng hoạt động

1.3.1. Các thông số tương đương

- Phần được treo: Là bộ phận chủ yếu của ôtô bao gồm: khung, thùng, hệ thống động cơ và các chi tiết bộ phận khác gắn trên thùng xe hoặc khung xe. Toàn bộ khối lượng của các bộ phận này được đỡ trên hệ thống treo.

- Phần không được treo gồm có: Cầu, dầm cầu, hệ thống chuyển động (cụm  bánh xe ), cơ cấu dẫn động lái. Các bộ phận này đặt dưới hệ thống treo.

1.3.2. Mô phỏng hoạt động

+ M - Khối lượng phần được treo.

+ K_t  , K_s - Hệ số độ cứng của bộ phận đàn hồi phía trước và sau.

+ C_t , C_s - Hệ số độ cứng của bộ phận giảm  chấn phía trước và phía sau.

+ m_t , m_s - Khối lượng của những phần không được treo.

CHƯƠNG 2

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Hiện nay ở trên xe ôtô hệ thống treo bao gồm 2  nhóm chính.

2.1. Hệ thống treo phụ thuộc

Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu cứng. Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực.

* Nhược điểm:

- Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không được treo) lớn, đặc biệt là ở cầu chủ động. Khi xe chạy trên đường  không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động. 

- Khoảng không gian phía dưới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu có thể thay đổi vị trí, do vậy chỉ có thể lựa chọn là chiều cao trọng tâm lớn.

* Ưu điểm:

- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra hiện tượng mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập.

- Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đường nghiêng), 2 bánh xe liên kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe.

2.2. Hệ thống treo độc lập

* Đặc điểm:

- Trên hệ thống treo độc lập dầm  cầu được chế tạo rời, giữa chúng liên kết với nhau bằng khớp nối, bộ phận đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chấn là giảm chấn ống. 

* Ưu điểm của hệ thống treo độc lập:

+ Khối lượng phần không được treo nhỏ, đặc tính bám đường của bánh xe tốt vì vậy sẽ êm dịu khi chuyển động và có tính ổn định tốt.

+ Các lò xo chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ôtô mà không phải làm nhiệm vụ dẫn hướng nên có thể làm lò xo mềm hơn nghĩa là tính êm dịu tốt hơn.

2.2.1. Dạng treo 2 đòn ngang

* Đặc điểm:Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, một đòn ngang dưới. Các đầu trong được liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu ngoài được liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. 

Hệ treo trên 2 đòn ngang được sử dụng nhiều trong các giai đoạn trước đây nhưng hiện nay hệ treo này đang  có xu hướng ít dần do kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian quá lớn.

2.2.2. Dạng treo Mc.Pherson

* Đặc điểm:

Hệ treo này chính là biến dạng của hệ treo 2 đòn ngang. Coi đòn ngang trên có chiều dài bằng 0 và đòn ngang dưới có chiều dài khác 0. Chính nhờ cấu trúc này mà ta có thể có được khoảng không gian phía trong để bố trí hệ thống truyền lực hoặc khoang hành lý. 

2.2.3. Hệ treo đòn dọc

* Đặc điểm: Hệ treo hai đòn dọc  là hệ treo độc lập mà mỗi bên có một đòn dọc. Mỗi đầu của đòn dọc được gắn cứng với trục quay của bánh xe, một đầu liên kết với khung vỏ bởi khớp trụ. Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòn dọc và khung. Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc, và là bộ phận hướng dẫn. Do phải chịu tải trọng lớn nên nó thường được làm có độ cứng vững tốt

2.2.4. 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.

Hệ treo đòn dọc có thanh liên kết hiện nay cũng dược dùng rộng rãi trên một số ôtô có vận tốc cao vì nó có những ưu điểm sau:

- Kết cấu của hệ treo khá gọn, khối lượng nhỏ, có thể sản xuất hàng loạt và khả năng lắp rắp nhanh, chính xác, điều này có lợi cho việc làm giảm giá thành, đặc biệt đối với hệ treo có bộ phận đàn hồi là thanh xoắn.

- Giảm nhẹ được lực tác dụng lên đòn ngang và các khớp quay do có thanh liên kết nên có thể san bớt lực tác dụng ngang cho cả hai khớp trụ ở hai bên, do đó mỗi bên khớp trụ sẽ chịu một lực nhỏ hơn, các khớp trụ sẽ có độ bền cao hơn.

2.2.5. Hệ treo đòn chéo

Hệ thống treo trên đòn chéo là cấu trúc mang tính trung gian giữa hệ treo đòn ngang và hệ treo đòn dọc. Bởi vậy sử dụng hệ treo này cho ta tận dụng được ưu điển của hai hệ treo trên và khắc phục được một số nhược điểm của chúng. Đặc điểm của hệ treo này là đòn đỡ bánh xe quay trên đường trục chéo và tạo nên đòn chéo trên bánh xe

2.3. Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo.

Hiện nay trên thị trường trong nước và thế giới đang sử dụng nhiều loại hệ thống treo rất đa dạng và phong phú, với đủ kiểu mẫu và chủng loại .Nhưng đối với ôtô tải  hiện đại ngày nay người ta thường hay sử dụng các loại hệ thống treo độc lập như:

- Hệ thống treo hai đòn ngang

- Hệ thống treo Mc.Pherson

- Hệ thống treo đòn dọc

Ở đồ án này với một khoảng thời gian ngắn và trình độ hạn chế em chỉ đi sâu vào nghiên cứu và thiết kế hệ thống treo độc lập cho xe tải VEAM Puma 2,5 tấn.

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TẢI PUMA 2,5 TẤN

3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán hệ thống treo

3.1.1 Phương trình tính toán bộ phận đàn hồi

3.1.1.1 Các thông số cơ bản      

- Đối với oto con                                     0,8  –  0,9;

- Đối với oto tải và oto chở khách          1,0  – 1,2.

3.1.1.2 Đặc tính đàn hồi

Độ cứng của hệ thống treo khi xét đến tổn thất về lực do ma sát:  C = tgw

3.1.2 Phương trình tính toán bộ phận giảm chấn

3.1.2.1 Hệ số giảm chấn

Đối với các oto hiện nay W=0,15-0,3 (W càng lớn thì hệ thống treo càng cứng)

Từ cách bố trí giảm chấn trong hệ thống treo, chẳng hạn ở hệ thống treo độc lập hai đòn hình thang với giảm chấn được đặt trong lồng lò xo.

Vậy, trong trường hợp tổng quát lực cản của giảm chấn có thể được viết dưới dạng sau: P =k.V

3.1.2.2 Lực cản giảm chấn

Vận tốc làm việc tối đa của giảm chấn thường không vượt quá 0,6 m/s. 

3.1.2.4 Công và công suất tiêu thụ

Từ đó, chế độ nhiệt của giảm chấn sau 1 giờ làm việc.

Với  [T] = 393 - 403⁰K.

Thông số kỹ thuật ôtô Puma 2,5 tấn như bảng 2.1.

Trọng lượng bánh xe :

+ Cầu trước : 62 (kg)     

+ Cầu sau : 124 (kg)

3.2 Tính toán treo trước

3.2.1 Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu

- Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra. Hiện nay có nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao

động, gia tốc dao động, vận tốc dao động...

- Trong đồ án tốt nghiệp, ta chỉ lựa chọn theo một chỉ tiêu, đó là chỉ tiêu tần số dao động.

- Tuy nhiên khi tính toán hệ thống treo ô tô người ta thường dùng thông số:

Số lần dao động trong 1 phút n: n = 90 -120 lần/phút.

- Chọn sơ bộ: n = 100 lần/ phút.

3.2.2 Tính toán nhíp trước

3.2.2.1 Trọng lượng được treo

Zt: tính trên một bánh xe hay một bán trục: Zt= 9815 N

3.2.2.2 Trọng lượng không được treo

Thiết kế hệ thống treo phải đảm bảo độ êm dịu theo các tiêu chuẩn đề ra. Hiện nay, có rất nhều tiêu chuẩn để đánh giá độ em dịu chuyển động. Như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động…

Trong đồ án tốt nghiệp này em chỉ chọn tần số dao động là chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu của xe. Chỉ tiêu này được lựa chọn như sau. Chọn tần số dao động của xe với n = 90 -120 (dao động/phút) . 

3.2.2.3 Tính độ võng của hệ thống treo

Ta nhận thấy:

Với n < 90 thì độ võng tĩnh của nhíp sẽ lớn , đồng thời độ cứng vững cũng

không được đảm bảo với xe tải.

Với n > 120 thì độ võng tĩnh nhỏ, đảm bảo độ cứng vững nhưng dao động quá

nhiều ảnh hưởng tới thần kinh của người lái và hàng hóa.

Như vậy dao động tốt nhất của xe nằm trong khoảng từ 90 đến 120 dao động/ phút.

Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo là n=100 (dao đông /phút).

3.2.2.5 Chọn chiều dài của lá nhíp chính

L =0,832 - 1,12 (m)                

Ta chọn L=1 (m)

Số lá  nhíp chính là một lá

3.2.2.7 Xác định bề dầy của lá nhíp

Vậy ta có : h = 0, 64(cm) chọn h= 0,7 (cm)

Các lá nhíp có bề dày bằng nhau.

3.2.2.8 Tính bề rộng lá nhíp

Để đơn giản ta coi các lá nhíp có cùng bề rộng và cùng chiều dày: từ đó ta có mối quan hệ như sau. Chọn b=6,5 (cm)

3.2.2.11 Xác định bán kính cong ở trạng thái tự do của nhíp

Nhận thấy rằng nửa số lá nhíp trên phải có bán kính trong lớn hơn R₀ và bán kính này tăng dần, tức là e< 0 theo chiều hướng là chiều trên âm (-) nhiều nhất.

Nửa số là nhíp này nhỏ dần theo số lá nhíp đến là nhíp thứ 6 thì bán kính cong nhỏ nhất và theo thứ tự đó ta có e> 0

3.2.3 Kiểm tra nhíp trước

3.2.3.1 Kiểm tra độ cứng và độ võng của nhíp

Như vậy ta tính được các giá trị của y :

y₁= 5,4 cm^-4

y₂ = 2,7 cm^-4

y₃ = 1,8 cm^-4

y₄= 1,346cm^-4

y₅ = 1,076 cm^-4

y₆= 0,897 cm^-4

Chọn dao động của hệ thống treo trước là 90-120(dao động/phút). Như vậy, với n=103 (dao động/phút) thì có thể thấy hệ thống treo hoạt động tốt khi đủ tải.

3.2.3.2 Xác định ứng suất trong lá nhíp

Với nhíp ½ elip như trên ta coi nhíp bị ngàm chặt ở giữa ta chỉ cần tính một nửa lá nhíp.Coi như là ¼ elip. Một đầu ngàm chặt một đầu chịu lực.

Bán kính cong của các lá nhíp như nhau, các lá nhíp chỉ tiếp xúc nhau ở các đầu mút và chỉ truyền lực qua các đầu mút này.

Biến dang ở các vị trí tiếp xúc giữa hai lá nhó gần nhau thì bằng nhau.

Biểu đồ ứng suất:

Mô men tại điểm A:

M_A = X_k(l_k – l_k+1)

Mô men tại điểm B:

M_B = X_kl_k - X_k+1l_k+1                       

* Kết luận: Sau khi có các giá trị momen ta tính ra ứng suất và so sánh với ứng suất cho phép , với vật liệu là thép hợp kim có hàm lượng cacbon cao ,ứng suất cho phép có giá trị  ở chế độ tải động, ta thấy các lá nhíp đảm bảo đủ bền.

3.2.3.3 Tính bền tai nhíp

Tai nhíp chịu tác dụng của lực kéo P_k hay lực phanh P_p. Trị số của lực này được

xác định theo công thức sau:

P_kmax=P_pmax=j Z_bx

Trong đó:

j: hệ số bám của bánh xe với đất; Lấy j = 0,7

Z_bx: phản lực của đất lên bánh xe;  Z_bx=10125 (N)

Ta có   P_kmax=0,7.10125=7087,5 (N)

3.2.3.4 Tính bền chốt nhíp

Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp D_chốt=4(cm)=40(mm).

Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim có thành phần các bon thấp (20X) thấm các bon trước khi tôi thì ứng suất chèn dập cho phép [s_{chèn dập} ]= 750¸900

(N/cm²).

 Như vậy ứng suất chèn dập sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu,

s_{chèn dập} <[s_{chèn dập} ]. Vậy chốt đảm bảo bền.

3.2.4 Tính toán giảm chấn trước

3.2.4.1   Xác định hệ số cản của giảm chấn K_g

Hệ số cản của hệ thống treo K góp phần quan trọng, nó tạo ra độ êm dịu của xe. Tương tự bộ phận đàn hồi, tùy thuộc cách lắp giảm chấn trên xe. Hệ số cản của giảm  chấn K_gcó thể bằng hoặc không bằng hệ số cản của hệ thống treo.

Với giảm chấn, lực cản ở hành trình trả th­ường lớn hơn ở hành trình nén với mục đích, khi bánh xe đi qua chỗ gồ ghề thì giảm chấn bị nén nhanh cho nên không truyền lên khung xe những xung lực lớn ảnh h­ưởng đến độ bền khung xe và sức khoẻ ng­ười trong xe. Do đó năng l­ượng đ­ược hấp thụ vào chủ yếu là ở hành trình trả. 

- Giải hệ ph­ương trình trên, ta đ­ược:

K_n = 2562,67 Ns/m

K_tr =  7047,33 (Ns/m)

Với giảm chấn, lực cản ở hành trình trả th­ường lớn hơn ở hành trình nén với mục đích, khi bánh xe đi qua chỗ gồ ghề thì giảm chấn bị nén nhanh cho nên không truyền lên khung xe những xung lực lớn ảnh h­ưởng đến độ bền khung xe và sức khoẻ ng­ười trong xe. Do đó năng l­ượng đ­ược hấp thụ vào chủ yếu là ở hành trình trả.

- Giải hệ ph­ương trình trên, ta đ­ược:

K_n = 2562,67 Ns/m

K_tr =  7047,33 (Ns/m)

3.2.4.2 Xác định các kích thước của giảm chấn

Xác định đường kính, hành trình pistol

Chế độ làm việc căng thẳng đ­ược xác định là V = 0, 3 (m/s).

Công suất tỏa nhiệt của một của một vật thể kim loại có diện tích tỏa nhiệt là F đ­ược tính nh­ư sau:

N_t = 427. a. F. (T_max - T_min)

Nếu lấy đ­ường kính pittông d làm thông số cơ bản, các thông số khác đ­ược xác định:

D = 45 mm;   d = 35 mm;    d_c = 10 mm;   d_n = 38 mm

L_P = 35 mm; L_d = 50 mm;  L_m = 50 mm; L_v = 30 mm.

L_G = 300 mm.

Do đó: L = L+ L+ L+ L= 415 (mm) > 413 (mm).

Thỏa mãn điều kiện nhiệt.

 Xác định kích th­ước lỗ van trả:

Chọn số lỗ van n = 4 Þ d = 1,31 (mm).

* Xác định kích th­ước lỗ van giảm tải hành trình nén:

Tổng diện tích lỗ van giảm tải trong hành trình nén:

F_vm = F^’_vn –F_vn =17,2 – 9 = 8,2( mm²)

Chọn số lỗ van n = 4 Þ d = 1,61 (mm).

3.3 Tính toán treo sau

3.3.1 Tính toán nhíp sau

Tương tự với phần tính toán nhíp trước, ta có thể tính toán nhíp sau với cách làm như tính toán đối với nhíp trước.

Bề rộng và chiều dày của các lá nhíp ta coi bằng nhau, với bề rộng b=6,5 (cm) và chiều dày h=0,8 (cm)

Số lượng lá nhíp : n=7 (lá)

Ta có bảng các giá trị bao gồm: momen chống uốn W_u, ứng suất uốn trên lá nhíp,

lực tác dụng lên ½ lá nhíp, chiều dài là nhíp L.

Từ đó ta có : C=1158,3 (N/cm)

f₁=11,1 (cm)

Đường kính trong tai nhíp: D = 40 (mm)

Ứng suất tổng hợp của tai nhíp : s_thmax= 34981 (N/cm²)=> tai nhíp đủ bền.

Ứng uất chèn dập của chốt nhíp : s_{chèn dập}= 637,32 (N/cm²)=> chốt nhíp đủ bền.

3.3.2 Tính toán giảm chấn sau

3.3.2.1 Xác định hệ số cản của giảm chấn K_G

* Hệ số cản của hệ thống treo :

=>  Hệ số cản của hệ thống treo đ­ược xác định bằng công thức: K_treo = 490 Ns/m

* Xác định hệ số cản của giảm chấn:

Giải hệ ph­ương trình trên, ta đ­ược:

=> K_n = 2781 (Ns/m)

K_tr =  7648 (Ns/m)

* Xác định lực cản của giảm chấn:

Lực cản của giảm chấn trong hành trình nén:

P_n = K_n. V_g

Lực cản của giảm chấn khi nén mạnh:

P_nmax = P_n + K^’_n. (V_gmax-V_g)

Trong đó:

V_gmax : Tốc độ piston khi nén mạnh, V_gmax = 0,6 (m/s).

K^’_n :Hệ số cản của giảm chấn khi nén mạnh, K^’_n= 0,6.K_n

P_nmax = 834,3 + 0,6.2781.(0,6-0,3) = 1335 (N).

Lực cản của giảm chấn trong hành trình trả:

P_tr = K_tr. V_g

P_tr = 2294,4 + 0,6.7648.(0,6-0,3) = 3671,04 (N)

3.3.2.2 Xác định các kích thước của giảm chấn

* Xác định đường kính, hành trình Pistol:         

Chế độ làm việc căng thẳng đ­ược xác định là V = 0, 3 m/s.

Cân bằng ph­ương trình nhiệt ta có:

469,3  = 427. 0,13. F. (140-20)

=> F = 0,070453 m_‑² = 70453 (mm²)

mà F = pD_n.L = 70453 (mm²_­)

Chọn D_n = 60 mm

= >  L ³ = 373,5 (mm)

Kích th­ước sơ bộ của giảm chấn bao gồm chiều dài của các bộ phận:

L_d là chiều dài phần đầu giảm chấn; L_m là chiều dài bộ phận làm kín; L_P là chiều dài piston giảm chấn; L_v là chiều dài phần đế van giảm chấn; L_G là hành trình làm việc cực đại của giảm chấn, L_G phải lớn hơn khoảng dịch chuyển của bánh xe từ điểm hạn chế trên đến điểm hạn chế d­ưới.   

* Xác định kích th­ước lỗ van giảm tải hành trình nén:

Tổng diện tích lỗ van giảm tải trong hành trình nén:

F_vm = F^’_vn –F_vn = 25,2 – 16 = 9,2 (mm²)

Chọn số lỗ van n = 4 Þ d = 1,7 (mm).

Chiều dài của lò xo khi van mở hoàn toàn được xác định như sau:

H_m = n.d + d.n₀ = 5.2,5 + 0,8.6 = 17,3 (mm)

Chiều dài của lò xo khi van ở trạng thái đóng:

H_d = H­_m + h = 17,3 + 2 = 19,3 (mm).

Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:

H_td = H_d + l = 19,3 + 3,6= 22,9 (mm).

Bước của lò xo:  t =4,23 (mm)

CHƯƠNG 4

BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO

4.1. Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo trước

4.1.1 Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng

a. Cơ cấu treo hoạt động có tiếng ồn

* Hiện tượng: Khi ôtô hoạt động nghe tiếng ồn khác thường ở cụm cơ cấu treo, tốc độ càng lớn tiếng ồn càng tăng.

* Nguyên nhân:

- Các lá nhíp mòn nhiều, nứt gãy, giảm độ đàn hồi, khô mỡ bôi trơn;

- Chốt, bạc chôt nhíp mòn, khô mỡ bôi trơn;

b. Ô tô vận hành không ổn định

* Hiện tượng: Khi ôtô vận hành, khung xe và thùng xe rung không ổn định, tốc độ càng lớn sự rung không ổn định càng tăng

* Nguyên nhân:

- Gía lắp nhíp, quang nhíp gãy đứt;

- Ốp nhíp, bulông định vị: gãy, đứt làm các lá nhíp xô lệch;

4.1.2. Trình tự tháo hệ thống treo trước

Trình tự tháo hệ thống treo trước như bảng 4.2

4.1.3. Bảo dưỡng sửa chữa

a. Bảo dưỡng:

- Tháo rời bộ nhíp;

- Dùng dung dịch rửa, bơm hơi, giẻ sạch để làm sạch, khô bên ngoài các chi tiết;

b. Sửa chữa

* Chốt, bạc nhíp và giá lắp nhíp

* Kiểm tra : Dùng pan me và đồng hồ so để đo độ mòn bạc và chốt nhíp (độ mòn không lớn hơn 0,5 mm)  và dùng kính phóng đại để kiểm tra các vết nứt.

4.2. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo sau

4.2.1. Quy trình tháo hệ thống treo sau

Quy trình tháo toàn bộ hệ treo sau được tiến hành theo trình tự sau.

1. Tháo hai ê cu hai đầu giảm chấn với lực xiết 45 Nm (hình 3.6).

3. Dùng kích và thiết bị nâng, đỡ dầm xe và trục xe(hình 4.3, 4.4).

Tháo 4 ê cu đầu bu lông chữ U để tháo rời tấm kẹp lá nhíp.

6. Tháo rời núm cao su hạn chế hành trình, tháo rời bu lông chữ U và các tấm kẹp, tấm đệm bó nhíp như (hình 4.7).

4.2.2 Quy trình lắp hệ thống treo sau

Quy trình lắp hệ thống treo sau được tiến hành ngược lại, nhưng phải lưu ý những vấn đề sau:

- Thay mới tất cả các núm cao su, bạc cao su.

- Thay thế mới các lá nhíp bị nứt, vỡ hoặc toàn bộ bó nhíp nếu độ võng quá độ võn cho phép.

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

* Kết luận :

 Sau hơn 3 tháng làm đồ án đến nay đồ án của em đã được hoàn thành. Với đề tài được giao là : “Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 2,5 tấn VEAM PUMA“. Việc thiết kế dựa vào các kiến thức đã học, tài liệu tham khảo cộng với sự tham khảo của một số xe có sẵn và  được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo  Nguyễn Văn Chót  do đó đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành tốt đẹp. Phần thuyết minh ở trên bao gồm những nội dung cơ bản nhất của công việc tính toán thiết kế hệ thống treo.

 Hệ thống treo phụ thuộc với bộ phận đàn hồi là nhíp lá và giảm chấn đã thoả mãn những yêu cầu cơ bản :

-  Đảm bảo sự êm dịu chuyển động của xe hoạt động trên đường tốt cũng như đường xấu. Tần số dao động cho phép giúp lái xe cũng như hàng hóa ít bị ảnh hưởng.

-  Hoạt động của giảm chấn có đặc tính thích hợp trên xe và phù hợp với lực kích động của mặt đường đảm bảo dập tắt dao động tương đối tốt. Tạo ra ổn định cho vỏ xe trong mặt phẳng dọc khi phanh hoặc khi tăng tốc.

- Các lá nhíp được thiết kế sao cho ứng suất trong mỗi lá nhíp là như nhau ở mọi điểm do đó tăng độ bền của nhíp cũng như khả năng làm việc.

-  Đảm bảo độ an toàn tối đa cho xe khi chạy ở mọi tốc độ.

-  Đảm bảo độ bền cũng như độ bền lâu phù hợp với chu kỳ sửa chữa.

- Các chi tiết của hệ thống treo đã được kiểm bền đầy đủ đạt khả năng an toàn cho xe.

   - Nắm rõ được quy trình tháo lắp hệ thống treo, nhận biết và chuẩn đoán hư hỏng để bảo dưỡng sửa chữa.

* Khuyến nghị :

Với sự phát triển không ngừng hướng đến sự tiện nghi và an toàn của ô tô hiện nay, trong khi ở nước ta việc đổi mới và cải tiến kết cấu của những hệ thống ảnh hưởng trực tiếp đến sự êm dịu và an toàn như hệ thống treo vẫn chưa bắt kịp được với công nghệ hiện tại. Qua quá trình nghiên cứu và tính toán hoàn thành đồ án này, em có đưa ra những đề nghị về sự thay đổi kết cấu của các chi tiết của hệ thống treo áp dụng những công nghệ mới như ‘‘Giảm chấn từ trường MagneRide’’ phù hợp với nhiều điều kiện làm việc, điều kiện đường xá và tình trạng sử dụng ô tô, đặc biệt là ô tô tải và ô tô chở khách.

Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn (1966),  Lý thuyết ôtô máy kéo,NXB Khoa học và Kỹ thuật.

[2]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên(1978), Thiết Kế Tính Toán Ôtô Máy Kéo, NXB Đại Học vàTHTN Hà Nội3.

[3]. Nguyễn Trọng Hoan (2011), Tập Bài Giảng Thiết Kế Tính Toán Ô Tô,NXB Bách Khoa-Hà Nội.

[4]. Trần Văn Địch(1999), Sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 1+2), NXB Khoa học và Kỹ thuật.

[5]. Nguyễn Trọng Hoan - Nguyễn Khắc Trai - Hồ Hữu Hải - Phạm Huy Hường-Nguyễn Văn Chưởng - Trịnh Minh Hoàng, NXB Bách Khoa-Hà Nội

[6]. Trần Văn Địch chủ biên (1998), Công nghệ chế tạo máy (tập 1+2)

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"