MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................1
Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO.........................................................3
1.1. Lịch sử hình thành............................................................................................3
1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo.............................................................3
1.2.1. Công dụng.....................................................................................................3
1.2.2. Phân loại........................................................................................................4
1.3. Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo..................................................6
1.3.1. Các phương án bố trí.....................................................................................6
1.3.2. Phân tích ưu, nhược điểm chung của các phương án bố trí.........................6
1.4. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi....................................................8
1.5. Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn............................................................10
1.6. Nội dung và phương pháp nghiên cứu của đồ án...........................................11
Chương II: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO.........................................................12
2.1. Các thông số kỹ thuật của xe tính toán...........................................................12
2.2. Tính toán hệ thống treo sau............................................................................13
2.2.1. Tính toán nhíp..............................................................................................13
2.2.2. Tính toán giảm chấn cầu sau.......................................................................31
Chương III: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC.....45
3.1. Hư hỏng thường gặp.......................................................................................46
3.1.1. Bộ phận đàn hồi ..........................................................................................46
3.1.2. Bộ phận giảm chấn.......................................................................................46
3.2. Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo...................................................................48
KẾT LUẬN..............................................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................50
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là phương tiện quan trọng trong mạng lưới giao thông của các quốc gia, đặc biệt trong các quốc gia phát triển. Vận tải bằng ô tô chiếm khoảng 80% tỷ trọng của ngành vận tải, nhu cầu vận tải lại không ngừng gia tăng cùng khả năng vận chuyển hàng hóa, con người một cách linh hoạt đa dạng, kể cả ở thành phố và nông thôn . Điều đó chứng tỏ sự cấp thiết của phương tiện này, đòi hỏi sự quan tâm mạnh mẽ của mọi quốc gia.
Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và đã vươn lên trở thành quốc gia có thu nhập trung bình. Với việc mở cửa kêu gọi đầu tư, các khu công nghiệp, chế xuất ngày càng nhiều và mở rộng khắp cả nước cùng với hệ thống giao thông đường bộ đang dần hoàn thiện đòi hỏi sự luân chuyển vận tải hàng hóa phải nhanh chóng, kịp thời, giá thành rẻ. Chính vì vậy, em nhận thấy dòng xe tải có tải trọng trung bình là phù hợp với bối cảnh nước ta hiện nay.
Mặc khác, ô tô cũng đòi hỏi sự an toàn, bền bỉ và tính tiện nghi ngày càng cao, vì vậy tính êm dịu chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng của xe. Với những kiến thức được học trong nhà trường, cùng với sự tìm hiểu thực tiễn cùng chủ trương nội địa hóa, em đã chọn đề tài: Thiết kế hệ thống treo trên xe tải 6,5 tấn.
Trong quá trình làm đồ án, mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn : TS……………. và các thầy cô khác trong Bộ môn Ô tô nhưng do trình độ của em còn có hạn, lại thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án chắc chắn còn nhiều 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 I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
1.1. Lịch sử hình thành
Sự phát triển của xã hội loài người gắn liền với sự phát triển của các loại phương tiện giao thông vận tải. Con người đã sử dụng sức kéo của động vật trong các loại xe kéo, và đến khi ô tô được phát minh ra thì bánh xe cũng chỉ được liên kết cứng với thân xe và bánh xe không thể đàn hồi được. Điều này đã gây khó khăn lớn cho phương tiện khi hoạt động, đó là sự hạn chế về tốc độ di chuyển; cũng như gây nguy hiểm do xuất hiện dao động mạnh của hàng hóa và người trên xe. Do đó vấn đề dao động rất được quan tâm và là vấn đề quan trọng trên các phương tiện vận tải nói chung và đặc biệt trên ô tô.
1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo
1.2.1. Công dụng
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe, có tác dụng làm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe.
Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng của hệ thống treo.
Để đảm bảo công dụng như đã nêu ở trên hệ thống treo thường có 3 bộ phận chủ yếu:
- Bộ phận hướng.
- Bộ phận đàn hồi.
- Bộ phận giảm chấn.
* Bộ phận đàn hồi: Nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại. Bộ phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm nhi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo xoắn, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo bằng khí hoặc thuỷ khí).
* Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức là đảm bảo cho bánh xe chỉ dao động trong mặt phẳng đứng, bộ phận hướng còn làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe.
1.2.2. Phân loại
Hệ thống treo ôtô thường được phân loại dựa vào cấu tạo của bộ phận đàn hồi, bộ phận dẫn hướng và theo phương pháp dập tắt dao động.
a. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng
* Hệ thống treo phụ thuộc: Là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải được liên kết với nhau bằng dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), cho nên khi một bánh xe bị chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc thẳng đứng) thì bánh xe bên kia cũng bị dịch chuyển. Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là cấu tạo đơn giản. rẻ tiền, và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho các xe có tốc độ chuyển động không cao lắm. Nếu ở hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi là nhíp thì nó làm được cả nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng.
b. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo của phần tử đàn hồi
- Phần tử đàn hồi là kim loại: Nhíp lá, lò xo
* Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: Phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa là cao su kết hợp sợi vải bọc làm cốt; dạng màng phân chia và dạng liên hợp.
* Phần tử đàn hồi là thủy khí : Có loại kháng áp và không kháng áp.
- Phần tử đàn hồi là cao su : Có loại làm việc ở chế độ nén và làm việc ở chế độ xoắn.
1.3. Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo
1.3.1. Các phương án bố trí
Các phương án bố trí hệ thống treo được thể hiện như hình 1.2.
1.3.2. Phân tích ưu, nhược điểm chung của các phương án bố trí
a. Ưu điểm của hệ theo phụ thuộc
Khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách hai bánh xe (được nối cứng) không thay đổi. Điều này làm cho mòn lốp giảm đối với trường hợp treo độc lập.
Do hai bánh xe được nối cứng nên khi có lực bên tác dụng thì lực này được chia đều cho hai bánh xe làm tăng khả năng truyền lực bên của xe, nâng cao khả năng chống trượt bên.
b. Nhược điểm của hệ treo phụ thuộc
Do đặc điểm kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc nên chúng có khối lượng không được treo rất lớn. Trên cầu bị động khối lượng này bao gồm khối lượng dầm thép, khối lượng cụm bánh xe, một phần nhíp hoặc lò xo và giảm chấn.
Nếu là cầu chủ động thì nó gồm vỏ cầu và toàn bộ phần truyền lực bên trong cầu cộng với một nửa khối lượng đoạn các đăng nối với cầu.
d. Nhược điểm của hệ thống treo độc lập
Ở hệ thống treo độc lập các bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng là riêng biệt nên không tránh khỏi sự phức tạp về mặt kết cấu. Sự phức tạp trong kết cấu cũng gây khó khăn cho việc bố trí các hệ thống khác trên ôtô. Hệ thống treo độc lập dầm cầu thường là dầm cầu rời nên khi xe chuyển động trên các đoạn đường gồ ghề rất dễ làm thay đổi các góc đặt bánh xe, dẫn đến sự mất ổn định của xe.
1.4. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi
* Bộ phận đàn hồi kim loại: Bộ phận đàn hồi kim loại thường có 3 dạng chính để lựa chọn: nhíp lá, lò xo xoắn và thanh xoắn.
- Nhíp lá thường được dùng trên hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăng bằng. Khi chọn bộ phận đàn hồi là nhíp lá, nếu kết cấu và lắp ghép hợp lý thì bản thân bộ phận đàn hồi có thể làm luôn nhiệm vụ của bộ phận hướng. Điều này làm cho kết cấu của hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng. Vì thế nhíp lá được sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe kể cả xe du lịch. Nhíp lá ngoài nhược điểm chung của bộ phận đàn hồi kim loại còn có nhược điểm là khối lượng lớn.
- Lò xo xoắn thường được sử dụng trên nhiều hệ thống treo độc lập. Lò xo xoắn chỉ chịu được lực thẳng đứng do đó hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải có bộ phận hướng riêng biệt. So với nhíp lá, lò xo xoắn có trọng lượng nhỏ hơn.
* Bộ phận đàn hồi bằng khí: Loại này có ưu điểm là độ cứng của phần tử đàn hồi (lò xo khí) không phải là hằng số do vậy có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến rất thích hợp khi sử dụng trên ôtô. Mặt khác tuy theo tải trọng có thể điều chỉnh độ cứng của phần tử đàn hồi (bằng cách thay đổi áp suất của lò xo khí) cho phù hợp. Vì thế hệ thống treo loại này có độ êm dịu cao.
* Lựa chọn: Trong xu thế phát triển kinh tế chung hiện nay, nhu cầu nội địa hóa ngành ôtô ngày càng được chú trọng. Yêu cầu đặt ra cho người thiết kế trước hết phải nhắm vào mục tiêu này. Một vấn đề không kém phần quan trọng đó là giá thành của một chiếc xe bán ra, một mức giá phù hợp nhưng phải đảm bảo tối ưu các yêu cầu kỹ thuật. Đây chính là 2 tiêu chí cơ bản cho việc tính chọn và thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô.
1.6. Nội dung và phương pháp nghiên cứu của đồ án
Xuất phát từ nhu cầu thực tế ở nước ta hiện nay cần nhiều loại xe tải 6.5 tấn để chuyên chở các loại vật liệu xây dựng như cát, đá, sỏi…thường được khai thác ở các công trường xây dựng, nơi khai thác mỏ hoặc vận tải các loại hàng hóa khác. Do điều kiện làm việc nặng nhọc, đường xấu, vận chuyển các loại hàng nặng, điều kiện môi trường không thuận lợi nên hệ thống treo của xe thường xảy ra hư hỏng do đó việc thiết kế, chế tạo hệ thống treo hoạt động tốt và hiệu quả, đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển đóng vai trò rất quan trọng.
Phương pháp nghiên cứu của đồ án là tiến hành các nghiên cứu lý thuyết về tính toán hệ thống treo. Kết hợp với sử dụng các số liệu thực tế của xe tải 6.5 tấn ở các tài liệu xuất bản trong và ngoài nước. Để hoàn thiện hướng nghiên cứu của dồ án cần kết hợp với hoạt động của các hệ thống khác trên ô tô và các thí nghiệm thực tế để đánh giá đầy đủ chất lượng của hệ thống đuoẹc thiết kế.
Chương II: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO
2.1. Các thông số kỹ thuật của xe tính toán
- Phương án lựa chọn là nhíp kép và phải là hệ thống treo phụ thuộc vì tải trọng lớn cần độ cứng vững cao và chịu được tải trọng lớn.
- Hệ thống treo với nhíp kép mục đích thiết kế nhíp kép là muốn khi xe chạy không tải chỉ có nhíp chính làm việc để xe chạy được êm dịu hơn.
- Và muốn khi tới tải nào đó nhíp phụ làm việc lúc đó độ cứng của hệ thống treo sẽ tăng lên để chịu được tải trọng tăng lên.
- Với kết cấu như trên thì kết cấu đơn giản độ cứng vững cao nhưng xe chuyển động không đạt độ êm dịu cao.
2.2. Tính toán hệ thống treo sau
2.2.1. Tính toán nhíp
2.2.1.1. Tính toán và chọn thông số chính
Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính toán hệ thống treo ta chỉ cần tính toán cho một bên. Tải trọng tác dụng lên một bên của hệ thống treo :
Trọng lượng được treo (Gdt):
Trọng lượng không được treo (Gkt):
Gkt=gc+ngbx
+ gc : là trọng lượng cầu xe:= 4550(N)
+ gbx: là trọng lượng bánh xe =800(N)
+ n : là số bánh xe mỗi cầu: n=4
Gkt=4550 + 4.800 =7750 (N)
Vậy Gdt = 3000 (N)
2.2.1.2. Tính toán nhíp chính
a. Chọn sơ bộ các thông số cơ bản
Chiều dài lá nhíp cơ sở:
L = (0,35 - 0,45)L0
Với : L0 : là chiều dài cơ sở của xe L0 =4300 (mm). Chọn L = 0,38 L =1640 (mm)
Chọn chiều rộng quang nhíp a = 200 (mm).
Sau khi xác định chiều dài lá nhíp cơ sở ta cần xác định số lượng và chiều dày lá nhíp theo điều kiện sau:
Độ êm dịu của ôtô phụ thuộc nhiều vào độ võng tĩnh và độ võng động của nhíp. Khi xác định các đại lượng này để thiết kế hệ thống treo với việc kể đến tần số dao động cần thiết của nhíp và bắt chúng vào cầu, người ta chuyển sang xác định kích thước chung của nhíp và các lá nhíp.
Nếu chiều rộng của lá nhíp quá nhỏ thì nhíp sẽ không đủ bền, còn nếu chiều rộng của lá nhíp quá lớn thì khi thân ôtô bị nghiêng ứng suất xoắn ở lá nhíp chính và các lá tiếp theo sẽ tăng lên.
Chọn số lá nhíp là 11; chiều rộng b = 90mm; chiều dày h = 10mm
* Xác định chiều dài các lá nhíp:
Mà = 72 (cm) l2=66 ; l3=60
l4=54 ; l5=48
l6=42 ; l7=36
l8=30 ; l9=23,5
l10=17 ; l11=10 (cm)
Với Lk =2lk +ak (ak là khoảng cách quang nhíp). Chọn a =20 (cm).
b. Tính độ cứng thực tế của nhíp:
E=2,1.107(N/mm2)
a: là hệ số thực nghiệm lấy trong khoảng (0,83 - 0,87) chọn a =0,85
ak=(l1-lk)
li: là chiều dài hiệu dụng lá nhíp thứ i I1=j1;I2=j1+j2;Ik=j1+j2+...+jk
jk: là tổng mô men quán tính của mặt cắt ngang từ lá nhíp thứ nhất đến lá nhíp thứ k jk= (cm4)
c. Kiểm tra bền các lá nhíp
Khi tính toán chỉ tính cho 1/2 lá nhíp nên có các giả thiết:
- Coi nhíp là loại 1/4 elíp với 1 đầu được gắn chặt, một đầu chịu lực
- Bán kính cong của các lá nhíp bằng nhau, các lá nhíp chỉ tiếp xúc với nhau ở các đầu mút và lực chỉ truyền qua các đầu mút.
Sử dụng công thức trên để tính biểu thức biến dạng tại các điểm tiếp xúc giữa 2 lá nhíp và cho chúng bằng nhau từng đôi một ta sẽ đi đến 1 hệ n-1 phương trình với n-1 ẩn là các giá trị X ,…X .
* Tính ứng suất nhíp chính sau :
Mômen tại điểm A: MA = Xk(lk - lk+1)
Mômen tại điểm B: MB = Xklk -Xk+1lk+1
Wu: môđun chống uốn tại điểm tiết diện tính toán Wu = 1,5 (cm3)
Với vật liệu nhíp là 65T, ứng suất cho phép là: [ϭ] = 600 N/mm2.
Vậy các lá nhíp đủ bền.
e. Tính kiểm tra chốt nhíp
Đường kính chốt nhíp được chọn :
Dchốt=3(cm)=30(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 [schèn dập ]= 750 - 900(N/cm2).
Chốt nhíp được kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập:
Thay số ta có: schèn dập = 678 (N/cm2)
Như vậy ứng suất chèn dập sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu, schèn dập <[schèn dập ]. Vậy chốt đảm bảo bền.
2.2.1.3. Tính toán nhíp phụ
a. Chọn thông các số chính:
Theo kinh nghiệm ta chọn chiều dài lá gốc của nhíp phụ là L =110 (cm)
Chọn tất cả các lá nhíp có bề rộng bằng nhau và trong khoảng:
6h≤b≤10h .Chọn b =7(cm) , h = 0,9 (cm).
Nếu chiều rộng của lá nhíp quá nhỏ thì nhíp sẽ không đủ bền, còn nếu chiều rộng của lá nhíp quá lớn thì khi thân ôtô bị nghiêng ứng suất xoắn ở lá nhíp chính và các lá tiếp theo sẽ tăng lên.
Chọn số lá nhíp là 8, chiều rộng b = 7 cm; chiều dày các lá bằng 0,9cm
Mà = 45 (cm) l2= 40; l3=35; l4=30; l5=25 ; l6=19 ; l7=13; l8=7 (cm)
Với Lk =2lk +ak (ak là khoảng cách quang nhíp). a =20 (cm).
b. Tính độ cứng thực tế của nhíp :
E=2,1.107(N/cm2)
a: là hệ số thực nghiệm lấy trong khoảng (0,83 - 0,87) ,chọn a =0,85
ak=(l1-lk)
li: là chiều dài hiệu dụng lá nhíp thứ i
Ct = Cnc + Cnp = 1814 + 2905,8 = 4719,8 (N/cm)
Khi đầy tải tần số dao động của hệ thống treo là: n = 118 (lần/phút)
c. Kiểm tra bền các lá nhíp
* Xác định các phản lực :
Khi tính toán chỉ tính cho 1/2 lá nhíp nên có các giả thiết:
- Coi nhíp là loại 1/4 elíp với 1 đầu được gắn chặt, một đầu chịu lực
- Bán kính cong của các lá nhíp bằng nhau, các lá nhíp chỉ tiếp xúc với nhau ở các đầu mút và lực chỉ truyền qua các đầu mút.
- Biến dạng ở vị trí tiếp xúc giữa 2 lá nhíp cạnh nhau thì bằng nhau.
* Tính ứng suất nhíp chính sau :
Mômen tại điểm A: MA = Xk(lk - lk+1)
Mômen tại điểm B: MB = Xklk -Xk+1lk+1
Wu: môđun chống uốn tại điểm tiết diện tính toán Wu = 0,945 (cm3)
Với vật liệu nhíp là 65 ứng suất cho phép nhíp đủ bền.
2.2.2. Tính toán giảm chấn cầu sau.
2.2.2.1. Tính toán hệ số cản của giảm chấn
Lực cản chấn động Zg do giảm chấn sinh ra phụ thuộc vào vận tốc tương đối Zt của các dao động thùng xe đối với bánh xe.
Zg= KZnt
Tuỳ theo giá trị của số mũ n mà đường đặc tính của giảm chấn có thể là tuyến tính: là đường thẳng nếu n = 1
Đường cong lõm nếu n > 1
Đường cong lồi nếu n <1
Hệ số cản trung bình của giảm chấn: Kgc=Ktr=5257 (Ns/m)
=> Kn= 2628,5(Ns/m)
Ktr=7885,5(Ns/m)
2.2.2.2. Xác định kích thước các van.
Khi giảm chấn làm việc có những trường hợp sau:
- Trường hợp trả nhẹ
- Trường hợp trả mạnh
- Trường hợp nén nhẹ
- Trường hợp nén mạnh
a. Xác định kích thước van trả.
* Xác định kích thước van trả nhẹ:
Van trả nhẹ làm việc một mình khi vận tốc piston v≤0,3(m/s). Khi xe làm việc ở điều kiện đường xá tương đối tốt mặt đường không gồ ghề lắm, lúc này lực kích động mặt đường nhỏ giảm chấn làm việc ở chế độ tải nhẹ tức là lúc này áp suất dầu không cao lắm. Với vận tốc v≤0,3(m/s) thì chất lỏng chỉ đi qua các lỗ van thông qua chứ chưa đủ áp suất làm thay đổi diện tích lưu thông và với vận tốc lưu thông như thế thì diện tích lưu thông là hằng số.
=> Ft=9,42.10-4(m2)
- Lực cản của giảm chấn trong hành trình trả nhẹ:
Ztn=Kt.v
Trong đó:
Kt: là hệ số cản trong hành trình trả nhẹ. Kt=7888,5 (Ns/m)
v: là vận tốc tương đối piston và xilanh.v=0,3(m/s)
=> Ztn=7888,5.0,3=2366,55(N)
- Độ chênh áp suất của dòng chất lỏng là: Ap = 2512261 (N/m2)
Chọn số lỗ van trả nhẹ là 6 lỗ.
Đường kính một lỗ là: d = 1,4 (mm)
Vậy van trả nhẹ có 6 lỗ đường kính một lỗ là d=1,4(mm).
* Xác định kích thước van trả mạnh:
Van trả mạnh làm việc khi vận tốc piston v>0,3(m/s). Khi xe làm việc ở điều kiện đường xá gồ ghề, mặt đường xấu, lúc này lực kích động mặt đường lớn giảm chấn làm việc ở chế độ tải nặng làm giảm chấn bị kéo ra rất mạnh, lúc này áp suất dầu tăng một cách đột ngột. Với vận tốc v>0,3(m/s) thì chất lỏng lúc này có áp suất rất cao làm mở hết các van trả, tức là diện tích lưu thông là tối đa và ở vận tốc trên thì tiết diện lưu thông là không đổi vì nó không thể mở rộng hơn được nữa, như thế diện tích lưu thông là hằng số.
Lực cản trong trường hợp trả mạnh bằng lực cản trong hành trình trả nhẹ cộng thêm một lượng do sự gia tăng về diện tích và nó bằng:
Ztm=Ztn+kKt(v2-v1)
=> Ztm=2366,55+0,5.7888,5.0,2=3155,4 (N).
Vậy tổng diện tích lỗ van trả mạnh là:
Zfvm = 13.10-6-9.10-6=4.10-6(m2)
Chọn số lỗ van trả mạnh là 6 lỗ.
Đường kính một lỗ là: d = 1mm
Vậy van trả mạnh có 6 lỗ đường kính một lỗ là d=1(mm).
b. Xác định kích thước van nén.
* Xác định kích thước van nén nhẹ:
Van nén nhẹ làm việc một mình khi vận tốc piston v≤0,3(m/s). Khi xe làm việc ở điều kiện đường xá tương đối tốt mặt đường không gồ ghề lắm, lúc này lực kích động mặt đường nhỏ giảm chấn làm việc ở chế độ tải nhẹ tức là lúc này áp suất dầu không cao lắm.
Với: dp: là đường kính piston. dp=0,04(m)
=> Fn=12,6.10-4(m2)
- Lực cản của giảm chấn trong hành trình nén nhẹ:
Znn=Knv
=> Znn=2628,5.0,3=788,55(N)
- Độ chênh áp suất của dòng chất lỏng là: Zp = 625883 (N/m2)
Chọn số lỗ van nén nhẹ là 6 lỗ.
Đường kính một lỗ là: d=2,2(mm)
Vậy van nén nhẹ có 6 lỗ đường kính một lỗ là: d=2,2(mm)
* Xác định kích thước van nén mạnh:
Van nén mạnh làm việc khi vận tốc piston v>0,3(m/s). Khi xe làm việc ở điều kiện đường xá gồ ghề, mặt đường xấu, lúc này lực kích động mặt đường lớn giảm chấn làm việc ở chế độ tải nặng làm giảm chấn bị nén rất mạnh, tức là lúc này áp suất dầu rất cao. Với vận tốc v>0,3(m/s) thì chất lỏng lúc này có áp suất rất cao làm mở hết các van nén, tức là diện tích lưu thông là tối đa và ở vận tốc trên thì thiết diện lưu thông là không đổi vì nó không thể mở rộng hơn được nữa, như thế diện tích lưu thông là hằng số.
Lực cản trong trường hợp nén mạnh bằng lực cản trong hành trình nén nhẹ cộng thêm một lượng do sự gia tăng về diện tích và nó bằng:
Znm=Znn+kKn(v2-v1)
Trong đó:
Znn: là lực cản trong hành trình nén nhẹ. Znn=788,55 (N)
k: là hệ số kể đến sự gia tăng về vận tốc. k=0,5
Kn: là hệ số cản trong hành trình nén . Kn=2628,5 (Ns/m)
v1: là vận tốc tương đối piston và xilanh khi nén nhẹ.v1=0,3(m/s)
v2: vận tốc tương đối piston và xilanh khi nén mạnh. Xét tại vận tốc v2=0,5(m/s).
=> Znm=788,55+0,5.2628,5.0,2=1051,4 (N).
2.2.2.3. Kiểm tra điều kiện bền
a. Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn:
* Nhiệt lượng lớn nhất tỏa ra khi giảm chấn làm việc trong một giờ được xác định theo công thức:
Qmax=aF(Tmax-T0)t
=> Qmax=68.2.P.0,02.(0,02+0,37).(130-30)=334(kcal).
- Công suất toả nhiệt lớn nhất theo kích thước của vỏ giảm chấn: Nmax = 396,16 (Nm/s)
b. Kiểm tra điều kiện bền của đường kính thanh đẩy:
Kiểm tra điều kiện bền của đường kính thanh đẩy dưới tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe. Khi làm việc bánh xe chịu tác động của tải trọng động, giá trị lớn nhất của tải trọng động bằng khoảng hai lần tải trọng tĩnh, như vậy tải trọng động bằng:
Zđmax =2Zbx =2.31850=63700(N)
2.2.2.4. Xác định kích thước một số chi tiết khác của giảm chấn
* Lò xo van trả mạnh:
Lò xo tính toán là loại lò xo hình trụ bước ngắn.
=> d=1,6.10-3(m)=1,6(mm)
Lò xo van trả mạnh có đường kính d=1,6(mm)
* Lò xo van nén mạnh:
Lò xo tính toán là loại lò xo hình trụ bước ngắn.
=> d=1,7.10-3(m)=1,7(mm)
Lò xo van nén mạnh có đường kính d=1,7 (mm)
* Chiều dày thành xilanh:
a: là bán kính trong của xilanh(cm). a=2(cm)
b: là bán kính ngoài của thành xilanh(cm)
[sk]: là ứng suất giới hạn kéo của vật liệu. Gang [sk]=30(MN/m2)
pa: là áp suất môi trường. (vì rất nhỏ so với pa nên ta bỏ qua)
Vậy bán kính ngoài thành xilanh được xác định theo công thức: b = 2,22 (cm)
Như vậy chiều dày thành xilanh: D=b-a=2,22-2=0,22(cm) = 2,2(mm)
Để tăng bền ta lấy chiều dày thành xilanh D=3(mm).
Chương III: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
3.1. Hư hỏng thường gặp
3.1.1. Bộ phận đàn hồi
Khi hỏng bộ phận đàn hồi thì tần số dao động riêng của ô tô sẽ thay đổi vì vậy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của ô tô như độ ồn, độ êm dịu… Các hư hỏng thường gặp trên hệ thống treo sử dụng nhíp lá:
- Giảm độ cứng: hậu quả của nó là làm giảm chiều cao của thân xe, tăng khả năng va đập cứng khi phanh hay tăng tốc, đồng thời làm tăng gia tốc động thân xe, làm xầu khả năng dao động êm dịu của thân xe khi di chuyển trên đường xấu.
- Bó kẹt nhíp: làm tăng độ cứng do hết mỡ bôi trơn, hậu quả của việc bó cứng nhíp là làm ô tô rung động mạnh khi di chuyển trên đường xấu, mất êm dịu khi chuyển động, tăng lực tác dụng lên thân xe, giảm khả năng bám dính, làm giảm tuổi thọ của giảm chấn
- Rơ lỏng các liên kết: liên kết quang nhíp, đai kẹp… khi bị rơ lỏng đều gây ồn, xo lệch cầu ô tô, khó điều khiển, nặng tay lái, dễ gây tai nạn giao thông.
3.1.2. Bộ phận giảm chấn
Bộ phận giảm chấn cần thiết phải làm việc với lực cản hợp lý nhằm nhanh chóng dập tắt dao động thân xe. Hư hỏng giảm chấn dẫn đến thay đổi lực cản này, tức là làm giảm khả năng dập tắt dao động của thân xe, đặc biệt gây nên giảm mạnh độ bám dính với nền đường.
- Hở phớt bao kín và chảy dầu của giảm chấn: do điều kiện bôi trơn của phớt bao kín và cần piston hạn chế, nên sự mòn là không thể tránh được sau thời gian dài sử dụng, cần piston cũng có thể bị xước, dầu có thể bị chảy ra ngoài làm mất tác dụng của giảm chấn. Sự thiếu dầu ở giảm chấn 2 lớp dẫn tới lọt khí vào buồng bù, giảm tính ổn định làm việc. Ngoài ra sự hở phớt còn kéo theo bụi bẩn bên ngoài vào làm tăng nhanh tốc độ mài mòn.
3.2. Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo
- Quan sát sự rạn nứt của nhíp, vặn chặt các mối ghép: quang nhíp, các đầu cố định, di động của nhíp…
- Bôi trơn cho ắc nhíp
- Đo đọ võng tĩnh của nhíp, so sánh với tiêu chuẩn, nếu không đảm bảo phải thay mới.
KẾT LUẬN
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe, có tác dụng làm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe. Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng của hệ thống treo.
Đồ án tốt nghiệp mà em đã trình bày “Thiết kế hệ thống treo xe tải có tải trọng 6.5 tấn” đã giải quyết được vấn đề cơ bản của hệ thống treo đặt ra, đó là về tính êm dịu (đặc trưng bởi tần số dao động), khả năng dập tắt các dao động (đặc trưng bởi hệ số cản giảm chấn) và đảm bảo được động học bánh xe (hướng chuyển động).
Đồ án đã thực hiện được các vấn đề sau:
- Tổng quan hệ về hệ thống treo
- Tính toán hệ thống treo sau trên xe Hino seri 500 FC
+ Tính toán nhíp, nhíp phụ
+ Tính toán giảm chấn cầu sau
- Các hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục
Qua việc tính toán đồ án tốt nghiệp này đã giúp em hiểu rõ về bản chất, hoạt động của hệ thống treo, và hình thành được cách tư duy thiết kế một cụm chi tiết trên ôtô, trang bị thêm kiến thức phục vụ cho công việc sau này.
Bên cạnh những vấn đề đã đạt được, do thời gian có hạn đồ án của em còn nhiều hạn chế và nhiều vấn đề chưa đề cập đến trong đồ án này. Trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng tìm hiểu thực tế và giải quyết các kỹ thuật hợp lý. Đây là bước khởi đầu quan trọng giúp cho em thể nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ô tô hiện nay của nước ta. Em rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô trong bộ môn để đồ án của em có thể hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy : TS………………. người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Qua đây em cũng xin cảm ơn các thầy giáo trong Bộ môn Ôtô ĐH Công nghệ GTVT cùng các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Trần Khang (1978) - Giáo trình thiết kế và tính toán ô tô máy kéo - NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội.
[2]. Nguyễn Trọng Hoan (2012) - Thiết kế tính toán ôtô - NXB Giáo Dục.
[3]. Nguyễn Khắc Trai (1999) - Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô con - NXB Khoa học và kỹ thuật.
[4]. Ninh Đức Tốn (2004) - Dung sai và lắp ghép - NXB Giáo Dục.
[5]. Trần Văn Địch (2007) - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học và kỹ thuật.
[6]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2007) - Sổ tay công nghệ chế tạo máy(3 tập) - NXB Khoa học và kỹ thuật.
[7]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt (2007) - Sổ tay công nghệ chế tạo máy(3 tập) - NXB Khoa học và kỹ thuật.
[8]. Trần Văn Địch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt (2007) - Đồ gá cơ khí hóa và tự động hóa - NXB Khoa học và kỹ thuật.
[9]. Trần Văn Nghĩa (2004) - Tin học ứng dụng trong thiết kế cơ khí - NXB Giáo Dục.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"