MỤC LỤC
MỤC LỤC.
LỜI NÓI ĐẦU.
Chương 1. ĐẶT VẤN ĐỀ.
1.1. Khái quát chung về đề tài thiế kế.
1.1.1. Hệ thống treo huy động.
1.1.2. Hệ thống treo tích cực.
1.1.3. Hệ thống treo điều chỉnh.
1.1.4. Các hệ thống treo bán tích cực.
1.1.5. Nguyên tắc và vai trò hệ thống treo.
1.2. Phân loại hệ thống treo.
1.2.1. Theo cấu tạo phần tử hướng.
1.2.2. Theo cấu tạo phần tử đàn hồi.
1.2.3. Theo phương pháp giạp tắt dao động.
1.3. Yêu cầu.
1.4. Hệ thống treo sau xe Matiz.
1.4.1. Đặc điểm kết cấu của một số chi tiết thuộc hệ thống treo xe Matiz.
1.5. Xác định thông số đàu vào.
Chương 2. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
2.1. Mục đích yêu cầu thiết kế.
2.2. Các phương án thiết kế.
2.3. Chọn phương án thiết kế.
2.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO.
3.1. Xác định thông số cơ bản của hệ thống treo.
3.2. Khảo sát dao động.
3.3. Tính toán thiết kế các bộ phận của hệ thống treo.
KẾT LUẬN.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay trong công cuộc đổi mới đất nước, công nghiệp hoá và hiện đại hoá là nhu cầu tất yếu của một nước phát triển. Cùng với sự phát triển của các lĩnh vực, lĩnh vực giao thông cũng nắm vai trò chủ đạo, đặc biệt trong vấn đề vận chuyển và đi lại. Trong các phương tiện giao thông, ô tô được sử dụng phổ biến nhất để phục vụ các nhu cầu của con người trong cuộc sống như vận tải hàng hoá, du lịch...Do đó đòi hỏi ngành ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hoá về mặt kỹ thuật, hoàn thiện hơn về mặt công nghệ, để nâng cao tính hiện đại, tính kinh tế, trong quá trình vận hành.
Đối với các sinh viên, đồ án môn học nói chung và đồ án kết cấu tính toán ô tô nói riêng nhằm giúp sinh viên có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, phát huy khả năng tư duy và sáng tạo trong quá trình nghiên cứu và công tác về sau này .
Được sự hướng dẫn của thầy giáo hướng dẫn:……………., các thầy giáo trong bộ môn, sự góp ý thực tế của các bạn và sự cố gắng của bản thân trong thời gian cho phép em đã hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất. Tuy đây không phải là đồ án đầu tiên, nhưng do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế, sự tiếp xúc với thực tế còn ít nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, mong được các thầy cô và các bạn góp ý để đồ án sau được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Khái quát chung về đề tài thiết kế.
Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết các bánh xe với khung xe (hoặc vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu chuyển động và an toàn chuyển động trên cơ sở tạo các dao động của thân xe và của các bánh xe theo ý muốn và giảm các tải trọng va đập cho xe khi chuyển động trên địa hình không bằng phẳng. Ngoài ra hệ thống treo còn dùng để truyền các lực và mômen tác động giữa bánh xe và khung xe (vỏ xe).
1.1.1 Hệ thống treo bị động.
Hệ thống treo bị động là một hệ thống mà các đặc tính của các thành phần (nhíp và giảm chấn) là cố định. Các đặc tính này được xác định bởi các nhà thiết kế hệ thống treo, theo mục đích thiết kế và ứng dụng mong muốn. Thiết kế hệ thống treo bị động là sự tối ưu hoá giữa độ ổn định và êm dịu chuyển động.
1.1.2 Hệ thống treo tích cực.
Trong hệ thống treo tích cực, cả giảm chấn và nhíp bị động được thay thế bằng một bộ kích thích lực.
Bộ kích thích lực có thể cung cấp thêm hoặc tiêu tán bớt năng lượng cho hệ thống (không giống với giảm chấn bị động chỉ có thể tiêu tán năng lượng). Với một hệ thống treo tích cực, bộ kích thích lực có thể tác dụng lực mà không phụ thuộc vào dịch chuyển hoặc vận tốc của khối lượng treo và không treo.
1.1.4 Các hệ thống treo bán tích cực.
Các hệ thống treo bán tích cực được đề cập lần đầu tiên vào đầu những năm 70. Trong loại hệ thống này, phần tử đàn hồi truyền thống được giữ lại, nhưng phần tử giảm chấn được thay thế bằng giảm chấn điều khiển. Trong khi hệ thống treo tích cực yêu cầu một nguồn năng lượng ngoài nhằm cung cấp các kích thích để điều khiển xe, thì hệ thống treo bán tích cực chỉ dùng năng lượng ngoài để điều chỉnh các mức độ cản, và làm cho bộ điều khiển ghi cùng các cảm biến làm việc. Bộ điều khiển xác định mức độ cản và tự động điều chỉnh để thu được cản đó (cản thích hợp).
1.2 Phân loại hệ thống treo.
1.2.1 Theo cấu tạo của phần tử hướng.
Có các loại như sau:
Hệ thống treo phụ thuộc là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải 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 thẳng đứng) của bánh xe bên này làm ảnh hưởng, tác động đến bánh xe bên kia và ngược lại.
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 thứ hai và thứ ba của ôtô ZIL-131; URAL-4320; KRAZ-255B,...
1.2.2 Theo cấu tạo của phần tử đàn hồi.
Có các loại như sau:
- Phần tử đàn hồi là kim loại gồm: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn. Đây là loại phổ biến nhất ở các ôtô quân sự và xe bọc thép bánh hơi.
- Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi là khí nén có bình chứa là cao su kết hợp sợi vải bọc cao su làm cốt, dạng màng phân chia và dạng liên hợp.
1.2.3 Theo phương pháp dập tắt dao động.
Gồm có:
- Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn (mà chủ yếu là các giảm chấn thuỷ lực dạng đòn và dạng ống).
- Dập tắt dao động nhờ ma sát giữa các chi tiết của phần tử đàn hồi và trong phần tử hướng. Hệ thống treo này sẽ không được trang bị giảm chấn nên hiệu quả dập tắt dao động sẽ kém hơn so với trường hợp có giảm chấn.
1.3 Yêu cầu.
- Có tần số dao động riêng thích hợp với từng loại ôtô để đảm bảo độ êm dịu cần thiết.
- Có độ võng động đủ để không sinh ra va đập lên các ụ đỡ;
- Có hệ số cản thích hợp để dập tắt dao động giữa vỏ xe v_ cầu xe;
- Khi quay vòng hoặc khi phanh thì vỏ ôtô không bị nghiêng quá giới hạn cho phép
- Đảm bảo sự tương ứng giữa động học của các bánh xe với động học của dẫn động lái.
CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Mục đích, yêu cầu thiết kế.
2.1.1 Mục đích.
Hệ thống treo là một phần tử không thể thiếu trong hệ thống chuyển động của ô tô. Nếu không có nó thì các bộ phận trên xe sẽ phải chịu lớn lực va đập, mô men xung lượng của lực xung kích, mô men lực quán tính trong những thời điểm khác nhau khi vận hành ô tô. Ví dụ: Khi mặt đường mấp mô.
2.1.2 Yêu cầu thiết kế hệ thống treo.
Đảm bảo cho ô tô có tính năng êm dịu tốt khi chạy trờn đường cứng và bằng phẳng.
Đảm bảo cho ô tô chạy với tốc độ giới hạn khi xe chạy trên đường mà khung có va đập lớn ụ đỡ.
Đảm bảo động học đúng cách của bánh xe dẫn hướng khi chúng dao động trong mặt phẳng thẳng đứng.
2.2 Các phương án thiết kế.
Thiết kế hệ thống treo có thể dựa trên các tiêu chí sau đây.
2.2.1 Theo kết cấu
a. Hệ thống treo phụ thuộc :
Hệ thống treo phụ thuộc là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải 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 thẳng đứng) của bánh xe bên này làm ảnh hưởng, tác động đến bánh xe bên kia và ngược lại. Hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng ở rất nhiều xe như: GAZ-53, GAZ-66,...
- Ưu nhược điểm
+ Ưu điểm
- Cấu tạo đơn giản.
- Rẻ tiền.
+ Nhược điểm
- Đảm bảo độ êm dịu chuyển động cần thiết cho các xe có tốc độ chuyển động không cao.
- Cần bôi trơn, dễ bị bụi bắm bám vào.
c. Hệ thống treo cân bằng:
Hệ thống treo cân bằng là 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.
2.2.2 Theo cấu tạo phần tử đàn hồi.
Phần tử đàn hồi làm kim loại gồm:
Nhíp lá: thường sử dụng cho xe chở khách loại lớn, xe tải, xe chuyên chở…
Lũ xo, thanh xoắn: sử dụng cho xe du lịch,xe con...
Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi khớ nộn cú bỡnh chứa là cao su kết hợp sợi vải bọc cao su làm cốt; dạng màng phừn chia và dạng liên hợp.
2. 3. Chọn phương án thiết kế.
Qua phân tích kết cấu của hệ thống treo treo ở trên, từ nhiệm vụ đề tài được giao là: “Thiết kế hệ thống treo sau cho ô tô con” và có tham khảo một số loại xe con. Tôi chọn phương án thiết kế như sau:
Hệ thống treo của xe thiết kế là loại hệ thống treo phụ thuộc.
Phần tử đàn hồi là lò xo trụ, phần tử hướng là đũn treo dọc xe.
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
3.1 Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo.
3.1.1 Xác định hệ số phân bố khối lượng phần treo.
Ta có:
M - Khối lượng phần treo ô tô, M = 346 (kg)
a - Khoảng cách từ trọng tâm phần treo đến tâm bánh xe cầu trước, cầu sau; Ta có: a=1,23 (m), b=1,11 (m)
Jy - Mômen quán tính khối lượng của phần treo đối với trục ngang đi qua trọng tâm phần treo.
Ta có công thức tính: Jy =A.M.L2
Với:
A - Hệ số kinh nghiệm, lấy A = 0,11
L - Chiều dài cơ sở ô tô, L=2,340 (m)
3.1.7 Xác định hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần treo.
+ h0: hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần treo (rad/s).
+ y: hệ số cản tương đối. y = 0,2 - 0,3 (theo [3]), Chọn y = 0,25.
+ w: tần số dao động riêng của khối lượng phần treo (rad/s).
3.2 Khảo sát dao động.
3.2.1 Mô hình động lực học.
Ta sử dụng các ký hiệu ở trên cùng với những ký hiệu sau đây trong suốt quá trình tính toán:
z - chuyển dịch thẳng đứng của trọng tâm thân xe theo trục Z.
x - chuyển dịch của khối lượng phần không treo.
q- kích thích động học lên bánh xe.
3.2.2 khảo sát dao động.
Trong mục này sẽ khảo sát dao động ô tô lần lượt theo trình tự sau:
- Thiết lập hệ phương trình vi phân.
- Xây dựng đặc tính tần số biên độ.
Chỉ khảo sát đối với chế độ tải trọng là đầy tải, và chế độ chuyển động như sau:
- Coi xe chuyển động đều trên đường với vận tốc: V = 50 (km/h).
- Biên dạng đường hình sin có biên độ: q0=30 (mm).
- Bước sóng mặt đường là hằng số: S = 4000 (mm).
3.2.4 Xây dựng đặc tính tần số biên độ.
Để xây dựng các đặc tính tần số biên độ của các lượng ra, ta dùng toán tử Laplace, đưa các ẩn của hệ phương trình vi phân về dạng hàm ảnh và biến đổi tiếp để đưa hệ phương trình vi phân về dạng hệ phương trình đại số có các ẩn là hàm truyền, sau đó giải hệ phương trình đại số để tìm các hàm truyền Laplace. Hàm truyền tần số nhận được bằng cách thay p trong hàm truyền Laplace bằng j.w - với w là tần số kích thích. Sau khi đã có các hàm truyền tần số, ta xây dựng các đặc tính tần số biên độ.
3.3.2 Tính giảm chấn.
Giảm chấn có công dụng dập tắt một cách nhanh chóng dao động của các khối lượng được treo bằng cách biến năng lượng do động thành nhiệt và toả ra môi trường xung quanh.
Nguyên lý làm việc giảm chấn thuỷ lực: chất lỏng bị dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác qua các van tiết lưu rất bé nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động rất lớn. Sức cản làm dập tắt nhanh các chấn động và năng lượng dao động dao động bị mất biến thành nhiệt năng nung nóng chất lỏng chứa trong giảm chấn.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học và tính toán nội dung của đồ án, đồng thời được sự hướng dẫn kiểm tra tận tình, chu đáo, tỉ mỉ của thầy giáo:…………….. cùng với sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn ô tô và các bạn trong lớp cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của tôi đã hoàn thành được các nội dung sau:
1. Phân tích đặc điểm kết cấu các loại hệ thống treo và đã tiến hành lựa chọn các phương án thiết kế phù hợp với từng loại xe.
2. Trên cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế hệ thống treo đã xây dựng được công thưc tính toán.
- Tính toán, thiết kế hệ thống treo sau xe Matiz (treo phụ thuộc).
- Tính toán, thiết kế giảm chấn (thuỷ lực).
- Kiểm nghiệm hệ thông treo sau xe Matiz.
3. Đã ứng dụng phần mềm để tính toán, thiết kế hệ thống treo cho xe có trọng tải khác nhau và kiểm nghiệm hệ thống treo sau của xe ô tô Matiz.
Mặc dù nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của các thầy. Nhưng do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn ít. Cho nên trong quá trình tính toán thiết kế và thực hiện các bản vẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong được sự giúp đỡ của các thầy giáo và các bạn để tôi có thể rút kinh nghiệm cho những lần sau.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
....., ngày.... tháng ... năm 20.....
Học viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Đức Lập. CẤU TẠO ÔTÔ QUÂN SỰ-TẬP2. Học viện kỹ thuật quân sự-1995
2. Vũ Đức Lập. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ MÔN HỌC-TẬP 5. Học viện kỹ thuật quân sự-1998
3. Ngô Hắc Hùng. KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN ÔTÔ. NXB Giao Thụng Vận Tải-2008
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"