MỤC LỤC
MỤC LỤC…………………………………………………………...........................................................……..………1
LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO....................................................................................................4
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại........................................................................................................................4
1.1.1. Công dụng....................................................................................................................................................4
1.1.2. Yêu cầu........................................................................................................................................................4
1.1.3. Phân loại.......................................................................................................................................................4
1.2. Cấu tạo chung của hệ thống treo...................................................................................................................14
1.2.1. Bộ phận đàn hồi..........................................................................................................................................14
1.2.2. Bộ phận hướng............................................................................................................................................21
1.2.3. Bộ phận giảm chấn......................................................................................................................................23
1.3. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế..........................................................................................................26
1.3.1. Thông số xe Hyundai Verna.........................................................................................................................26
1.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế.......................................................................................................................26
1.4. Mục tiêu, phương pháp và nội dung nghiên cứu............................................................................................28
1.4.1. Mục tiêu........................................................................................................................................................28
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................................................28
1.4.3. Nội dung.......................................................................................................................................................28
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE HYUNDAI VERNA......................................29
2.1. Tính toán thiết kết hệ thống treo trước Mc.Pherson.......................................................................................29
2.1.1. Tính toán các thông số cơ bản.....................................................................................................................29
2.1.2. Xác định các thông số cơ bản......................................................................................................................29
2.1.3. Động học hệ treo Mc.Pherson......................................................................................................................33
2.1.4. Động lực học hệ treo Mc.Pherson................................................................................................................38
2.1.5. Chọn và kiểm bền các bộ phận chính..........................................................................................................46
2.1.6. Tính toán lò xo hệ thống treo trước..............................................................................................................53
2.1.7. Tính toán giảm chấn.....................................................................................................................................56
2.1.8. Chọn ụ cao su hạn chế hành trình cho HTT.................................................................................................64
2.2. Tính toán thiết kệ hệ thống treo sau................................................................................................................65
2.2.1.Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo..........................................................................................65
2.2.2. Động học hệ thống treo hai đòn ngang.........................................................................................................68
2.2.3. Động lực học hệ thống treo hai đòn ngang..................................................................................................70
2.2.4. Tính các thông số lò xo và giảm chấn treo sau............................................................................................77
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO TRÊN XE HYUNDAI VERNA..86
3.1. Các dạng hư hỏng...........................................................................................................................................86
3.2.Chẩn đoán.........................................................................................................................................................89
3.3.Bảo dưỡng và sửa chữa...................................................................................................................................92
3.3.1. Quy trình tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa bảo dưỡng hệ thống treo trước.......................................................92
3.3.2. Quy trình tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa bảo dưỡng hệ thống treo sau..........................................................98
KẾT LUẬN.............................................................................................................................................................102
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................................................103
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây nền công nghiệp ô tô đã có sự phát triển mạnh mẽ, hòa nhịp với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ô tô thế giới. Việc Việt Nam ra nhập WTO, chính phủ cho phép nhập khẩu phụ tùng từ nước ngoài, cũng như mở cửa hợp tác mạnh mẽ với các quốc gia có nền công nghiệp ôtô phát triển hàng đầu thế giới như Đức, Mỹ, Nhật,…đã tạo điều kiện cho nền công nghiệp ôtô Việt Nam phát triển với việc tiếp thu các dây truyền công nghệ, ứng dụng các phát minh thiết kế vào sản xuất, lắp ráp cũng như giải quyết hầu hết các vấn đề về sửa chữa bảo dưỡng ô tô tại Việt Nam, đóng góp không nhỏ vào thu nhập quốc dân của đất nước.
Sau một quá trình học tập tại trường công nghệ giao thông vận tải chúng em đã được tìm hiểu về hầu hết các hệ thống trên ô tô. Trong các hệ thống trên ô tô thì hệ thống treo là một hệ thống rất quan trọng trên ôtô với vai trò đảm bảo tính an toàn chuyển động của ô tô, giúp giảm thiểu đáng kể các tai nạn trên các tuyến đường giao thông. Với các lý do như vậy em đã quyết định chọn hệ thống treo để tìm hiểu và nghiên cứu khi làm đồ án tốt nghiệp, em đi sâu vào tìm hiểu hệ thống treo ô tô với đề tài tốt nghiệp là: “Tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe HYUNDAI VERNA’’.Nội dung chính của đồ án bao gồm: tổng quan về hệ thống treo trên xe HYUNDAI VERNA, tính toán thiết kệ hệ thống treo trên xe HYUNDAI VERNA, quy trình chẩn đoán, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống treo trên xe HYUNDAI VERNA.
Trong quá trình thực hiện chuyên đề, em được thầy giáo : Ths……………. đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, tạo điều kiện thuận lợi về mặt tinh thần cũng như trang thiết bị và tài liệu nghiên cứu. Bên cạnh dó là sự giúp đỡ hết sức quý báu của các thầy trong khoa cơ khí trường đại học công nghệ giao thông vận tải đã hỗ trợ để em có thể hoàn thành tốt nhất chuyên đề tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày …. tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện:
(Ký)
…………………..
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Công dụng
Hệ thống treo thực hiện những nhiệm vụ cơ bản sau:
- Liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tác động lên thân xe và đảm bảo bánh xe lăn êm trên nền đường.
- Truyền lực từ bánh xe lên thân xe và ngược lại, để xe có thể chuyển động, đồng thời đảm bảo sự chuyển dịch hợp lý vị trí của bánh xe so với thùng xe.
1.1.2. Yêu cầu
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 thể hiện ở các yêu cầu chính được tóm tắt như sau:
- Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kĩ thuật của xe như chạy trên đường tốt hoặc xe có khả năng chạy trên nhiều loại địa hình khác nhau
- Bánh xe có khả năng chuyển dịch trong một giới hạn không gian hạn chế.
- Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
1.1.3. Phân loại
Hiện nay trên xe con hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính: Hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.
Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.1.a) các bánh xe được đặt trên dầm cầu liền, bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền. Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc, sự dịch chuyển của một bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ gây nên chuyển vị nào đó của bánh xe bên kia.
1.1.3.1. 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.
Nếu như bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải dùng thêm hai đòn dọc dưới và một hoặc hai đòn dọc trên. Đòn dọc dưới được nối với cầu, đòn dọc trên được nối với khớp trụ (hình 1.2). Để đảm bảo truyề n được lực ngang và ổn định vị trí thùng xe so với cầu người ta cũng phải dùng thêm “đòn Panhada”.
1.1.3.2. Hệ thống treo độc lập
* Đặc điểm:
- Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà là lắp trên loại cầu rời, sự chuyển dịch của 2 bánh xe không phụ thuộc vào nhau (nếu như coi thùng xe đứng yên).
- Mỗi bên bánh xe được liên kết bởi các đòn ngang 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.
a) Dạng treo 2 đòn ngang:
* Đặc điểm
Hệ treo trên 2 đòn ngang (hình 1.4) 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
Lò xo trụ:
* Ưu điểm :
- Dùng ở xe du lịch có hệ thống treo độc lập, lò xo trụ có nhiệm vụ là bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ được chế tạo từ thép có tiết diện vuông hoặc tròn.
- Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp.
* Nhược điểm :
- Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi còn bộ phận dẫn hướng và giảm chấn do các bộ phận khác đảm nhận nên hệ thống treo với lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn vì còn phải làm thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng cho bánh xe và truyền lực đẩy.
b) Dạng treo Mc.Pherson :
* Đặc điểm :
Hệ treo này chính là biến dạng của hệ treo 2 đòn ngang nếu như ta 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. Sơ đồ cấu tạo của hệ treo (Hình 1.6) bao gồm : một đòn ngang dưới giảm chấn đặt theo phương thẳng đứng, một đầu được gối ở khớp cầu B, đầu còn lại được bắt vào khung xe. Bánh xe được nối cứng với vỏ giảm chấn.
d) 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. Trong hệ treo đòn chéo (hình 1.12) chi tiết đàn hồi phần lớn là lò xo xoắn ốc.
1.2. Cấu tạo chung của hệ thống treo
1.2.1. Bộ phận đàn hồi
Trên ô tô bộ phận đàn hồi có thể dùng các loại : Nhíp, lò xo, thanh xoắn, cao su, khí nén hay thuỷ khí.
1.2.1.1 Phần tử đàn hồi loại nhíp
Là loại đàn hồi dùng rất phổ biến
* Ưu điểm:
+ Kết cấu và chế tạo đơn giản
+ Sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng
* Nhược điểm:
- Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại
- Thời gian phục vụ ngắn
1.2.1.2.Phần tử đàn hồi loại lò xo trụ
Dùng nhiều trên xe du lịch với cả hệ thống treo độc lập và phụ thuộc
Các lò xo được làm bằng thanh thép lò xo đặc biệt . Khi đặt tải trọng lên một lò xo , toàn bộ thanh thép bị xoắn khi lò xo co lại. Nhờ vậy năng lượng của ngoại lực được tích lại , và chấn động được giảm bớt.
1.2.1.3. Phần tử đàn hồi loại thanh xoắn
Lò xo thanh xoắn (gọi tắt là thanh xoắn) là một thanh thép lò xo có tính đàn hồi xoắn . Một đầu của thanh xoắn được gắn cứng với khung hoặc các kết cấu khác của thân xe, còn đầu kia được gắn với bộ phận chịu tải trọng xoắn.
1.2.1.5. Phần tử đàn hồi thủy khí
Phần tử đàn hồi thuỷ khí được sử dụng trên các xe có tải trọng lớn hoặc rất lớn.
Kết cấu: do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thuỷ khí có kết cấu kiểu xylanh kim loại và piston dịch chuyển trong đó. Xylanh được nạp dầu như thế nào để không khí không trực tiếp tiếp xúc với piston . Tức là áp suất được truyền giữa piston và khí nén thông qua môi trường trung gian là lớp dầu . Dầu đồng thời có tác dụng giảm chấn khi tiết lưu qua các lỗ và van bố trí kết hợp trong kết cấu .
1.2.2. Bộ phận hướng
1.2.2.1.Bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc
Nếu phần tử đàn hồi là nhíp thì nhíp sẻ đảm nhận luôn vai trò của bộ phận hướng. Nếu phần tử đàn hồi không thực hiện chức năng của bộ phận hướng thì người ta dùng cơ cấu đòn 4 thanh hay chử V.
1.2.2.2.Bộ phận hướng của hệ thống treo độc lập
Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận hướng được làm riêng rẽ. Bộ phận đàn hồi thường là các lò xo trụ hay thanh xoắn, còn bộ phận hướng là các thanh đòn ngoài ra còn có các loại :
1.2.3. Bộ phận giảm chấn
Trên xe ô tô giảm chấn được sử dụng với mục đích sau:
Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền đường không bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng.
Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.
Nâng cao các tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc, khả năng an toàn khi chuyển động.
1.3. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế
1.3.1. Thông số xe Hyundai Verna
Hyundai Verna thế hệ mới tại thị trường hiện nay. Với những tính năng công nghệ tiên tiến, thiết kế táo bạo và kích thước lớn hơn, chiếc xe này đang cố gắng vượt qua giới hạn của một sedan nhỏ.
1.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế
1.3.2.1. Hệ thống treo trước
Hệ thống treo độc lập được sử dụng chủ yếu ở cầu trước các ô tô du lịch.
* Ưu điểm là:
+ Cho phép tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, nhờ đó tăng được độ êm dịu chuyển động.
+ Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng mô men con quay.
* Nhược điểm là :
+ Phức tạp và đắt tiền khi sử dụng ở các cầu chủ động. Vì thế các ô tô du lịch hiện đại thường dùng hệ thống treo phụ thuộc ở cầu sau. Hệ thống treo độc lập ở các cầu chủ động chỉ sử dụng trên các ôtô có tính cơ động cao.
1.3.2.2. Hệ thống treo sau
Từ việc phân tích các ưu và nhược điểm của các loại hệ thống treo, đối với xe hyundai verna sử dụng hệ thống treo độc lập hai đòn ngang là hợp lý nhất. Vì vậy ta chọn hệ thống treo sau kiểu độc lập hai đòn ngang.
1.4. Mục tiêu, phương pháp và nội dung nghiên cứu
1.4.1. Mục tiêu
- Tìm hiểu tổng quan về kết cấu, các chi tiết cấu thành hệ thống treo.
- Phân tích kết cấu của hệ thống treo trên xe tham khảo.
- Tính toán một số chế độ thông số làm cơ sở để thay thế các chi tiết của hệ thống treo trên xe tham khảo.
- Phân tích các hư hỏng thường gặp ở hệ thống treo, cách kiểm tra chẩn đoán bảo dưỡng và sửa chữa.
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí thuyết, thông qua tính toán các thông số cơ bản tham khảo từ các tài liệu có độ tin cậy cao
- Nghiên cứu các thông số đo trực tiếp.
1.4.3. Nội dung
- Chương 1: Tổng quan về hệ thống treo
- Chương 2: Tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe Hyundai Verna
- Chương 3: Chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo trên xe Hyundai Verna.
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE HYUNDAI VERNA
2.1. Tính toán thiết kết hệ thống treo trước Mc.Pherson
2.1.1. Tính toán các thông số cơ bản
Nhóm các thông số tải trọng:
- Tải trọng toàn xe khi không tải: G0 = 1153 N.
- Tải trọng toàn xe khi đầy tải: GT = 15780 N.
- Tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải: G10 = 6920 N.
- Tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải: G1T = 9470 N.
- Tải trọng đặt lên cầu sau khi không tải: G20 = 4610 N.
- Tải trọng đặt lên cầu sau khi đầy tải: G2T = 6310 N.
- Chiều dài cơ sở : L = 2489 (mm).
- Dài×Rộng×Cao : 4291x1722x1454 (mm).
- Kích thước bánh xe : Kí hiệu lốp 185/55 R15.
- Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng : ro = -15 mm.
- Khoảng sáng gầm xe: Hmin =100 mm.
- Chiều dài trụ đứng : Kr = 150 mm.
- Tâm quay tức thời của thùng xe nằm dưới mặt đường : hs = 50 mm.
- Công suất cực đại : Ne max = 121 (ml) / 6000 (v/ph).
- Momen xoắn cực đại : Me max = 151 (N.m) / 4050 (v/ph).
2.1.2. Xác định các thông số cơ bản
Có rất nhiều các thông số đánh giá độ êm dịu của ô tô khi chuyển động như tần số dao động, gia tốc dao động và vận tốc dao động .
Trong đồ án này độ êm dịu của ôtô được đánh giá thông qua tần số dao động của hệ thống treo.
Đối với ô tô con tần số dao động n = 60 : 90 lần/ph để đảm bảo phù hợp với dao động của con người.
a) Xác định độ cứng của lò xo:
Độ cứng của lò xo Ct được tính toán theo điều kiện kết quả tính được phải phù hợp với tần số dao động trong khoảng n = 60 : 90 (l/ph). Chọn n= 75 (l/ph).
Tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải : m10 = 692 Kg.
- Khối lượng phần treo ở trạng thái đầy tải: MT1 = 18,9797 (N/mm)
- Độ cứng của một bên hệ treo lấy từ giá trị trung bình : CT = 22,9082 (N/mm)
b) Xác định hành trình tĩnh của bánh xe (độ võng tĩnh của hệ treo)
- Kiểm nghiệm lại độ võng tĩnh với CT = 22908,2 (N/m)
Từ công thức: nlt = 69,36 (l/ph)
Qua kiểm nghiệm ta thấy ở cả hai chế độ không tải và đầy tải tần số dao động đều nằm trong khoảng 60 : 90 (l/ph) đảm bảo được yêu cầu đặt ra. Do đó với bộ phận đàn hồi có độ cứng CT = 22,9082 (N/mm) thoả mãn được yêu cầu tính toán thiết kế.
c) Xác định hành trình động của bánh xe (độ võng động của hệ treo):
Ta có: fđ = (0,7 :1)ft
Chọn: fđ = 0,8.ft = 0,8.160 = 128 (mm) = 0,128 (m).
Tổng hành trình của bánh xe (tính từ vị trí bánh xe bắt đầu chịu tải đến lúc chạm vào vấu tỳ hạn chế) :
fTổng = fđ + ft =128 + 160 = 288 (mm) = 0,288 (m)
Sử dụng kết quả này để đặt ụ cao su hạn chế hành trình trên và dưới của bánh xe. Với ụ hạn chế bằng cao su lấy đoạn biến dạng bằng 0,1 : 0,2 của toàn bộ chiều dài ụ.
d) Kiểm tra hành trình động của xe:
Theo điều kiện: fđ < H0 - Hmin
=> H0 ≤ fđ + Hmin = 128 + 100 = 228 mm.
=> H0 ≤ 228 mm.
* Đối với cầu trước cần kiểm tra hành trình động để không xẩy ra va đập cứng vào ụ tì trước khi phanh:
Khi phanh dưới tác dụng của lực quán tính, trọng tâm của xe sẽ dịch chuyển và đầu xe sẽ bị dìm xuống, lúc này fđ sẽ thay đổi .
e) Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn: KTB
Hệ số dập tắt dao động của hệ treo:
Từ đó ta suy ra được các thông số tính toán đó là :
- Độ võng tĩnh : fT = 160 mm.
- Độ võng động : fđ = 128 mm.
- Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải : f0T = 113 mm.
2.1.3. Động học hệ treo Mc.Pherson
2.1.3.1. Xác định độ dài càng chữ A và vị trí các khớp (phương pháp đồ thị)
* Các bước cụ thể như sau : (Vẽ với tỉ lệ 1: 2)
Kẻ đường nằm ngang biểu diễn mặt phẳng đường : dd
- Vẽ đường trục đối xứng ngang của xe Aom: Aom vuông góc với dd.
- Trên Aom đặt :
AoA1 = Hmin = 110 mm.
A1A2 = fđ = 128mm.
A2A3 = fT = 160 mm.
A3A4 = f0T = 113 mm.
AoA5 = hs = 50 mm.
- Trên Aod đặt AoBo = 772 mm.
- Bo : Điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.
- Tại Bo dựng Boz vuông góc với dd.
- Trên đoạn AoBo đặt BoCo =15 mm.
- Tại Co dựng Con tạo với phương thẳng đứng một góc : 1o
- Trên Boz đặt: BoB = rbx
=> ro = D/2 = 584,5/2 = 292,25(mm)
=> BoB = rbx = 0,93.292,25= 272(mm) = 0,272(m)
- Tại B dựng đường vuông góc với Boz cắt Con tại C2. C2 là điểm nối cứng của trụ bánh xe với trụ xoay đứng.
2.1.3.2. Đồ thị động học để kiểm tra động học hệ treo
Khi hệ treo biến dạng thì các góc nghiêng ngang trụ đứng, khoảng cách giữa hai vết lốp sẽ thay đổi. Trên hình 2.3 ta có :
Các điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường là: 0, 1, 2, 3, 4.
2.1.3.3. Mối quan hệ hình học của treo Mc.pherson
Ta có sơ đồ hình học của hệ thống treo: (hình 2.5)
Từ đồ thị động học đã xây dựng ở trên ta có độ dài các đoạn:
ld = O1C = 412,5 (mm), O1O = 310,5 (mm), O2O = 506 (mm).
+ Khi bánh xe chuyển vị lên một đoạn là: AH, thì điểm C sẽ dịch chuyển trên cung tròn tâm O1 bán kính là ld một đoạn là: CC’ và đòn ngang sẽ quay đi một góc là Äỏ.
Lúc này góc giữa đòn ngang và phương ngang ban đầu sẽ là: o – Ao.
+ Khi đó ta có thể coi điểm C’ gần như thẳng đứng nằm trên phương CC2.
Do đó: C’C2=ld*sin(o–Ao);
2.1.4. Động lực học hệ treo Mc.Pherson
2.1.4.1. Các chế độ tải trọng tính toán
a) Trường hợp lực kéo và lực phanh cực đại
Trên sơ đồ phân tích lực tồn tại lực Z, X nhưng tính với giá trị cực đại (vắng mặt lực Y).
Xmax : Lực dọc lớn nhất tác dụng tại điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.
u: Hệ số bám dọc lấy bằng 0,75
Gbx : Khối lượng cụm bánh xe (gồm bánh xe,larăng và cơ cấu phanh), Gbx = 270(N).
c) Trường hợp chịu tải trọng động
Trên sơ đồ chỉ có lực Z (vắng mặt X,Y).
G1: Tải trọng đặt trên cầu trước.
kd: Hệ số tải trọng động,
kd = 1.8 - 2.5 : Với xe du lịch chạy trên đường tốt.
2.1.4.2. Xác định độ cứng và chuyển vị của phần tử đàn hồi
Các phần tử đàn hồi có thể ở dạng lò xo trụ, lò xo côn, thanh xoắn.Trong mục này chỉ đề cập tới việc tính lực và chọn cách bố trí lò xo trụ.
Các góc bố trí trong không gian có thể gặp là: góc nghiêng dọc và góc nghiêng ngang .Các góc này được bố trí tùy thuộc vào không gian cho phép trên xe.
a) Độ cúng và chuyển vị của lò xo
f = ft + fđ : Tổng hành trình làm việc của bánh xe.
Clx : Độ cứng phần tử đàn hồi.
Flx : Hành trình làm việc của lò xo.
b) Độ cứng và hành trình giảm chấn
Kết cấu bố trí giảm chấn thường gặp như hình vẽ dưới đây.
Trục của giảm chấn không trùng với đường tâm trụ đứng thường gặp trên xe có: ro (bán kính quay bánh xe dẫn hướng)âm và góc nghiêng ngang trụ đứng khá lớn
2.1.4.3. Xác định các phản lực và lực tác dụng lên hệ treo cầu trước dẫn hướng
a) Trường hợp chỉ có lực Z ( vắng lực X, Y )
Z : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên một bánh xe,
Z = 0.5*G1 = 0.5*9470 = 4735 (N).
ro : Bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng, 0,015(m)
ZAB : Lực dọc theo phương trụ đứng.
ZY : Lực ngang tác động lên bánh xe.
Δ : Góc nghiêng ngang trụ đứng, δ = 11o
+ Khi tính toán thì cánh tay đòn m thay đổi, nên có thể lấy ở trạng thái chịu tải trọng tĩnh lớn nhất.
+ Khi góc δ bé có thể bỏ qua : cos δ = 1 và sin δ = 0.
Như vậy tổng lực tác dụng lên đầu A và B là:
Đầu A:
ZA = 4648 (N).
AMZ + AZY = 130,3 + 332,7 = 463 (N).
Đầu B:
BMZ + BZY = 130,3 + 1236,2= 1366,5 (N).
- Trên đòn ngang tại điểm C có lực liên kết:
CY = BMZ + BZY = 1366,5(N).
b) Trường hợp chịu lực phanh cực đại chỉ có thành phần Z và X
- Phân tích tác dụng của lực Z và các phản lực xác định như phần trên.
- Phản lực X đặt tại bánh xe gây nên đối với trụ đứng AB như hình vẽ dưới.
- Lực dọc X chuyển về tâm trục bánh xe được 2 thành phần Xo và MX:
Xo = X = 3919,5 (N).
MX = X*rbx = 3919,5*0,272 = 1066 (N.m).
Ở đầu A:
- Theo phương X: AMX + AX = 1992,5 + 549,5 = 2542 (N).
- Theo phương AB: ZA = 4648 (N).
- Theo phương Y: AMZ + AZY -AS = 130,3+ 332,7 – 202,3 = 260,7 (N).
Ở đầu B:
- Theo phương X : BMX + BX = 1992,5 + 3370 = 5362,5 (N).
- Theo phương Y: BMZ + BZY + BS = 130,3 + 332,7 +1240,5 = 1703,5 (N). (BS = BY)
Các lực liên kết tại C :
CX = BMX + BX = 1992,5 + 3370 = 5362,5 (N).
CY = BMZ + BZY + BS = 1703,5 (N).
Như vậy:
Tại C có: Cx, Cy
Tại D có: Dx, Dy, Dyx
Tại E có: Ex, Ey, Eyx
2.1.5. Chọn và kiểm bền các bộ phận chính
2.1.5.1. Đòn ngang chữ A
Đòn ngang dưới có cấu trúc hình chữ A được bắt vào thân xe qua 2 khớp trụ. Đầu ngoài bắt với cam quay Rô-tuyn. Việc sử dụng 2 đầu trong nối với thân xe bằng khớp bản lề để tăng độ cứng vững cho hệ treo.
Trạng thái chủ lực chủ yếu là kéo, nén, uốn, tiết diện của đòn ngang dưới , tham khảo và khi kiểm bền giả thiết rằng : một phần càng chữ A chịu toàn bộ tải trọng. Do vậy có thể tính toán như sau :
a) Trường hợp 1: Chỉ có lực Z
Fy = CY = 1366,5 (N).
Fz = ZAB = 4648 (N).
Thay vào ta có : tmax = 2,91 (N/mm2)
Với vật liệu hợp kim nhôm AlZnMgCu1,2F50, ta có: eb =510 Mpa.
+ Thành phần Fz gây ra mômen uốn dọc có giá trị lớn nhất tại điểm bắt của đòn ngang vào khung xe. Do khớp nối là khớp trụ do đó tại tâm khớp mômen uốn sẽ bằng 0. Ta kiểm nghiệm tại mặt cắt sát gần đó (mặt cắt 1-1)
b) Trường hợp 2: Chỉ có lực Z và X
Fx = CX = 5362,5 (N).
FY = CY = 1703,5(N).
FZ = CZ = 4648 (N)
Thành phần Fx gây ra lực cắt và mômen uốn ngang trong mặt phẳng (xoy):
+ Ứng suất tiếp max xác định theo công thức:
Qy: Lực cắt Qy = Fx = 5362,5 (N).
S = 2400 (mm2).
=> tmax = 3,35 (N/mm2).
Mà mômen Mu=Fx.l= 5362,5*300 = 1608750 (N.mm2).
c)Trường hợp 3: Chỉ có lực Z và Y
Fy = CY =11842,6 (N).
* Ngoài ra, do đòn A chịu nén đúng tâm ở trường hợp này nên cần phải kiểm tra thêm điều kiện ổn định:
Nên đòn ngang chữ A đủ ổn định.
Tóm lại đòn A thỏa mãn điều kiện bền trong mọi trường hợp chịu lực khác nhau.
2.1.5.2. Tính bền Rôtuyn
Rôtuyn là khớp cầu để giữa đòn ngang và cam quay. Trạng thái làm việc của rôtuyn chủ yếu chịu lực cắt, uốn, chèn dập.
Q: Lực cắt ,
Trường hợp 1: Qc = Fy = 1366,5 (N).
Ở đây ta tính cho trường hợp 3 có lực cắt lớn nhất Qc = 12722,1(N).
+ S : Tiết diên nguy hiểm tại mặt cắt 1-1
Vậy rôtuyn đảm bảo bền cắt.
Tính theo ứng suất uốn:
Mu : Mômen chống uốn;
h: Tung độ lớn nhất , h=13 mm.
Trường hợp 1: Q = Fz = 4648 (N).
Trường hợp 2: Q = Fz = 12722,1 (N).
* Tính theo trường hợp có lực Fz lớn nhất : Fz = 12722,1 ( N ).
2.1.6. Tính toán lò xo hệ thống treo trước
Trong hệ thống treo, lò xo là phần tử đàn hồi có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động. Lò xo trong quá trình làm việc chỉ chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng Z, mà không truyền lực dọc lực ngang.
Dựa vào chế độ tải trọng đã phân tích ở phần động lực học, ta thấy rằng trường hợp tải trọng động trị số Z có giá trị lớn nhất nên ta cần thiết kế theo chế độ tải trọng này a)Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo
Lò xo được tính toán cho trường hợp chịu tải trọng động lớn nhất: Z = 9470 (N).
Z : Tải trọng động
llx : Chiều dài cánh tay đòn đặt lò xo llx= 315 mm.
ld : Chiều dài đòn ngang ld= 372,8 mm.
Lực nhỏ nhất tác dụng lên lò xo: Fmin = 4017,1 (N).
b) Trình tự thiết kế lò xo
* Bước 1:
Chọn vật liệu chế tạo lò xo là thép 50CrV4 có ứng suất tiếp tuyến
* Bước 2:
Tính đường kính dây lò xo d và số vòng làm việc
Fmax=11207,7 (N). Lực cực đại tác dụng lên giảm chấn.
Thay vào đó ta có:
Nên ta sẽ chọn đường kính dây lò xo là : d = 13 (mm).
- Đường kính trung bình của lò xo : D = c*d = 8*13 = 104 (mm).
* Bước 3: Xác định kích thuớc của lò xo
- Đối với lò xo chịu nén, số vòng toàn bộ n0 được tính theo công thức: n0 = n + 1 = 7 + 1 = 8 (vòng).
- Chiều cao của lò xo Hs:
Mỗi đầu lò xo chịu nén được nén xít lại do vậy chiều cao lò xo lúc các vòng xít lại nhau là :
Hs = (n0 – 0,5)*d = (8 – 0,5)*13 = 97,5(mm).
- Chiều cao lò xo H0 khi chưa chịu tải :
H0 = Hs + n*(t - d) = 97,5 + 7*(64 - 13) = 454.5 (mm).
c) Kết luận
Các thông số thiết kế lò xo:
- Đường kính dây lò xo: d = 13 (mm).
- Đường kính trung bình lò xo: D = 104 (mm).
- Tỷ số đường kính : c = 8
- Bước lò xo khi chịu tải : t = 64 (mm).
- Chiều cao lò xo khi chịu tải: Hs = 97.5 (mm).
- Chiều cao lò xo khi chưa chịu tải : H0 = 454.5 (mm).
- Số vòng làm việc của lò xo : n = 7 (vòng).
- Số vòng toàn bộ : n0 = 8 (vòng).
2.1.7. Tính toán giảm chấn
a) Chọn giảm chấn
Giảm chấn là một phần tử đàn hồi trong hệ thống treo, nhiêm vụ của giảm chấn là: Dập tắt được các va đập cứng của bánh xe vào khung xe, khi xe đi trên đường không bằng phẳng, nhờ đó tăng được tính tiện nghi.
Khi dập tắt va đập, làm êm dịu chuyển động, giảm chấn phải hấp thụ năng lượng cơ học và chuyển thành nhiệt năng.
b) Tính toán thiết kế giảm chấn
a1) Xác định kích thước cơ bản của giảm chấn
* Chọn và tính các thông số của giảm chấn
Nên đường kính piston là: dP =.2 = 50 - 5.2 = 40 (mm).
Đường kính ty đẩy: dt = (0.4 : 0.5) dP
Chiều cao cụm piston khoang chứa khí nén: Lkn = (0,25 : 0,75) dP
* Xác định kích thước cơ bản của giảm chấn
Đường kính ngoài xi lanh công tác: dX.
Hành trình làm việc của pistôn: fgc .
Theo bảng số liệu và tham khảo thêm ta chọn sơ bộ kích thước: dX = 50 (mm).
LY = (0.4 : 0.6)dX = 20 : 30 (mm), ta chọn: LY = 25 (mm).
LK: Khoảng cách từ đáy piston đến đỉnh piston động dưới.
LK = (0.4 : 0.9)dX = 20 : 45 (mm), ta chọn: LK = 35 (mm).
Lb: Chiều dài của buồng bù.
Lb = (1,0 : 1,5)dX = 50 : 75 (mm), ta chọn: Lb= 60 (mm).
Chiều dài xi lanh của giảm chấn: LX = LY + HP + LP + LK +LB
LX = 25 + 232,8 +32 +35 +60 = 384,5 (mm).
Chiều dài của toàn giảm chấn:
Lgc = LX + Lu = 384,5 +70 = 454,5 (mm).
b1) Xác định các thông số tính toán
- Tính lực sinh ra trong quá trình giảm chấn:
Xác định lực cản sinh ra khi giảm chấn làm việc :
P = K*vm
Trong đó:
K : Hệ số cản của giản chấn.
v : Vận tốc dịch chuyển của piston.
Khi tính toán không xét đến đặc tính của lò xo lá nên đường đặc tính của giảm chấn coi như tuyến tính (m = 1).
+ Lực nén và trả max : vmax = 0,6 (m/s2)
Pnmax = Kn*vmax = 460,6*0,6 = 276,36 (N).
Ptrmax = Ktr*vmax = 1381,8*0,6 = 829,08 (N).
+ Lực nén và trả nhẹ : vmin = 0,3 (m/s2)
Pnmin = Kn*vmin = 460,6*0.3 = 138,18 (N).
Ptrmin = Ktr*vmin = 1381,8*0.3 = 414,54(N).
Các thông số để chọn giảm chấn
- Đường kính xy lanh công tác dx = 50 (mm).
- Hành trình của giảm chấn Hp = 232,8 (mm).
- Đường kính ty đẩy dđ = 18 (mm).
- Chiều dài của xy lanh giảm chấn Lx = 384,5 (mm).
- Chiều dài của toàn giảm chấn Lgc = 454,5 (mm).
- Hệ số dập tắt dao động D = 2,98 (rad/s).
- Đường kính van nén Dn = 1,97 (mm).
2.1.8. Chọn ụ cao su hạn chế hành trình cho HTT
Để xây dựng đường đặc tính của HTT, ta sẽ chọn trước loại ụ cao su hạn chế hành trình cho giảm chấn cùng với đường đặc tính cho trước của nó.
Đặc điểm của ụ cao su này là kết cấu đơn giản, tháo lắp dễ dàng. Loại này hiện được sử dụng phổ biến trên các xe du lịch.
Ụ hạn chế này được lắp ở đầu trên của giảm chấn nó có tác dụng hạn chế hành trình của giảm chấn và không cho giảm chấn va đập trực tiếp vào vỏ xe và ụ hạn chế còn có tác dụng tăng độ cứng cho HTT.
2.2. Tính toán thiết kệ hệ thống treo sau
Từ việc phân tích các ưu và nhược điểm của các loại hệ thống treo đã nêu cụ thể ở phần tổng quan, đối với xe Hyundai Verna trong đề tài này sử dụng hệ thống treo độc lập kiểu hai đòn ngang là hợp lý nhất. Vì vậy em chọn hệ thống treo sau kiểu độc lập 2 đòn ngang
2.2.1.Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo
a) Xác định độ cứng của lò xo
Độ cứng của lò xo Ct được tính toán theo điều kiện kết quả tính được phải phù hợp với tần số dao động trong khoảng n = 60 : 90 (l/ph). Chọn n= 75 (l/ph).
- Khối lượng phần không treo : mkt = 76 kg .
- Khối lượng phần treo ở trạng thái không tải :
M20 = m10 - mkt
- Khối lượng phần treo ở trạng thái đầy tải :
M2T = m2T - mkt
b) Xác định hành trình tĩnh của bánh xe (độ võng tĩnh của hệ treo)
- Kiểm nghiệm lại độ võng tĩnh với Cs = 14481,25 N/m.
Qua kiểm nghiệm ta thấy ở cả hai chế độ không tải và đầy tải tần số dao động đều nằm trong khoảng 60 : 90 (l/ph) đảm bảo được yêu cầu đặt ra. Do đó với bộ phận đàn hồi có độ cứng Cs = 14,48125 (N/mm) thoả mãn được yêu cầu tính toán thiết kế.
c) Xác định hành trình động của bánh xe (độ võng động của hệ treo)
Ta có: fđs = (0,7 :1)fts
Chọn: fđs = 0,8.fts = 0,8.160 = 128 (mm) = 0,128 (m).
Tổng hành trình của bánh xe (tính từ vị trí bánh xe bắt đầu chịu tải đến lúc chạm vào vấu tỳ hạn chế) :
fsTổng = fđs + fts =128 + 160 = 288 (mm) = 0,288 (m)
Sử dụng kết quả này để đặt ụ cao su hạn chế hành trình trên và dưới của bánh xe. Với ụ hạn chế bằng cao su lấy đoạn biến dạng bằng 0,1 : 0,2 của toàn bộ chiều dài ụ.
d) Kiểm tra hành trình động của bánh xe
Theo điều kiện:
fđ ≤ H0 - Hmin
* Đối với cầu trước cần kiểm tra hành trình động để không xẩy ra va đập cứng vào ụ tì trước khi phanh:
Khi phanh dưới tác dụng của lực quán tính, trọng tâm của xe sẽ dịch chuyển và đầu xe sẽ bị dìm xuống, lúc này fđs sẽ thay đổi .
Từ đó ta suy ra được các thông số tính toán đó là :
- Độ võng tĩnh : fts = 160 mm.
- Độ võng động : fđs = 128 mm.
- Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải : f0T = 111 mm.
2.2.2. Động học hệ thống treo hai đòn ngang
2.2.2.1.Xác định độ dài càng chữ A và vị trí các khớp (phương pháp đồ thị)
Các bước cụ thể như sau :
- Kẻ đường nằm ngang biểu diễn mặt phẳng đường : dd
- Vẽ đường trục đối xứng ngang của xe Aom: Aom vuông góc với dd.
- Trên Aom đặt
AoA1 = Hmin = 110 mm.
A1A2 = fđ = 128 mm.
A2A3 = fT = 160 mm.
A3A4 = f0T = 111 mm.
AoA5 = hs = 50 mm.
- Trên Aod đặt AoBo = B/2 = 1478/2 = 739 mm.
- Bo : Điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường .
- Tại Bo dựng Boz vuông góc với dd.
- Trên đoạn AoBo đặt BoCo = |ro|=15 mm.
- Kẻ đường trung trực kk, k1k1 của C1D2, C2D3.
- Từ A4 kẻ đường tt // dd.
- Xác định giao điểm O1 của tt với kk. O1 chính là tâm khớp trụ trong của đòn ngang.
Khoảng cách từ O1 tới đường đối xứng của xe phải sao cho có thể bố trí khoang chứa hàng hoặc cụm máy. Nếu nó không phù hợp thì có thể cho phép thay đổi khoảng sáng gầm xe trong giới hạn cho phép. O1C1= Ld
- Nếu kéo dài O1C1 và kẻ đường vuông góc với O2Co thì chúng gặp nhau tại P (tâm quay tức thời của bánh xe ).
- Nối PBo và kéo dài cắt Aom tại S (S là tâm quay tức thời của cầu xe cũng như là thùng xe trong mặt phẳng ngang cầu xe).
2.2.3. Động lực học hệ thống treo hai đòn ngang
2.2.3.1.Các chế độ tải trọng tính toán
a) Trường hợp lực kéo và lực phanh cực đại
Trên sơ đồ phân tích lực tồn tại lực Z, X nhưng tính với giá trị cực đại (vắng mặt lực Y).
2.2.3.2. Xác định độ cứng và chuyển vị của phần tử đàn hồi
Các phần tử đàn hồi có thể ở dạng lò xo trụ, lò xo côn,thanh xoắn.Trong mục này chỉ đề cập tới việc tính lực và chọn cách bố trí lò xo trụ.
Các góc bố trí trong không gian có thể gặp là: góc nghiêng dọc ồ và góc nghiêng ngang ổ. Các góc này được bố trí tùy thuộc vào không gian cho phép trên xe.
b) Độ cứng và hành trình giảm chấn
Kết cấu bố trí giảm chấn thường gặp như hình vẽ dưới đây:
Trục của giảm chấn không trùng với đường tâm trụ đứng thường gặp trên xe có: ro (bán kính quay bánh xe dẫn hướng) âm và góc nghiêng ngang trụ đứng δ khá lớn.
+ Khi góc δ bé có thể bỏ qua : cos δ = 1 và sin δ = 0.
Như vậy tổng lực tác dụng lên đầu A và B là:
Đầu A:
ZA = 2724 (N).
AMZ + AZY = 92,7+236,5 = 329,2(N).
Đầu B:
BMZ + BZY = 92,7+766 = 858,7 (N).
- Trên đòn ngang tại điểm C có lực liên kết:
CY = BMZ + BZY = 858,7 (N).
b) Trường hợp chịu lực phanh cực đại chỉ có thành phần Z và X:
Phân tích tác dụng của lực Z và các phản lực xác định như phần trên.
Phản lực X đặt tại bánh xe gây nên đối với trụ đứng AB như hình vẽ dưới.
Lực dọc X chuyển về tâm trục bánh xe được 2 thành phần Xo và MX:
Xo = X = 2497,5(N).
MX = X*rbx =2497,5*0,272 = 679,3 (N.m).
Ở đầu A:
- Theo phương X: AMX + AX = 1540,4 + 424,7 = 1965,1 (N).
- Theo phương AB: ZA = 2497,5 (N).
- Theo phương Y: AMZ + AZY -AS = 92,7+236,5-156,4 = 172,8 (N).
Ở đầu B:
- Theo phương X : BMX + BX = 1540,4 + 2072,8 = 3613,2 (N).
- Theo phương Y: BMZ + BZY + BS = 92,7+766+763 = 1621,7(N). (BS = BY)
Các lực liên kết tại C :
CX = BMX + BX = 1540,4 + 2072,8 = 3613,2 (N).
CY = BMZ + BZY + BS = 92,7+766+763 = 1621,7 (N).
Như vậy:
Tại C có: CX , CY
Tại D có: DX , DY , DYX
Tại E có: EX , EY , EYX.
c) Trường hợp chịu lực bên cực đại, chỉ có hai thành phần Z và Y
- Tác dụng của thành phần lực Z và các phản lực tương tự như ở phần trên.
- Tác dụng của thành phần lực ngang Y như hình vẽ dưới.
- Lực ngang Y gây nên đối với trụ đứng AB các phản lực AY , BY:
- Các lực tác dụng lên trụ đứng:
Tại A:
ZA = 2497,5 (N).
AY - AMZ - AZY = 5965,4 – 92,7 – 236,5 = 5636,2 (N).
Tại B:
BY - BMZ - BZY = 5636,7 – 92,7 – 766= 4778 (N).
Các lực tác dụng lên đòn ngang:
Tại C:
CYY = BY - BMZ - BZY = 4778 (N).
2.2.4. Tính các thông số lò xo và giảm chấn treo sau
2.2.4.1. Tính toán lò xo treo sau
a) Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo
Lò xo được tính toán cho trường hợp chịu tải trọng động lớn nhất: Z = 6310 (N).
b) Trình tự thiết kế lò xo
Số liệu thiết kế
Fmax= 11014 (N).
Fmin= 3947 (N).
Các bước thiết kế lò xo
* Bước 1:
Chọn vật liệu chế tạo lò xo là thép 50CrV4 có ứng suất tiếp tuyến [t] = 1600 (MN/m2) (theo tài liệu CTM tập II).
- Đường kính dây lò xo: d=10:20(mm).
* Bước 3: Xác định kích thước của lò xo
- Đối với lò xo chịu nén, số vòng toàn bộ n0 được tính theo công thức:
n0 = n + 1 = 5 + 1 = 6 (vòng).
- Chiều cao của lò xo Hs:
Mỗi đầu lò xo chịu nén được nén xít lại do vậy chiều cao lò xo lúc các vòng xít lại nhau là :
Hs = (n0 - 0.5)*d = (6 – 0,5)*13 = 71,5(mm).
- Chiều cao lò xo H0 khi chưa chịu tải :
H0 = Hs + n*(t - d) = 71,5 + 6*(45 - 13) =263,5 (mm).
2.2.4.2. Tính toán giảm chấn của hệ thống treo sau
Tương tự như quá trình tính toán giảm chấn trước ta có quá trình tính toán giảm chấn sau như sau:
* Xây dựng đường đặc tính yêu cầu của giảm chấn
Đặc tính của giảm chấn sau cũng được xây dựng trên mối quan hệ giữa lực cản Pg và tốc độ piston Vg của giảm chấn. ta có quan hệ giữa lực cản giảm chấn (Pg) và tốc độ dịch chuyển của piston giảm chấn (Vg) như sau:
Kgn, Kgt: Hệ số cản giảm chấn ở hành trình nén và trả,
Vg: Vận tốc của piston giảm chấn,
z : Độ dịch chuyển của piston giảm chấn.
m: Số mũ có giá trị phụ thuộc kích thước lỗ tiết lưu. Chọn m =1
Pgn= Kgn.Vg
Pgt= Kgt.Vg
- Lực cản Pg của giảm chấn ở hành trình nén và trả:
Pgn = Kgn.Vg
Pgn= 244,8.0,3 = 73,44 (N).
Pgt= Kgt.Vgm
Pgt = 734,6 .0,3 = 220,4 (N).
Hệ số cản của hành trình nén K'gn và trả K'gt khi van giảm tải mở (Tương ứng với lực Pg tác dụng lên Piston giảm chấn là lớn nhất ,vận tốc của Piston là Vgmax = 50cm/s)
- Chiều dài kết cấu giảm chấn (phần chứa dầu): Chọn lg = 80 (mm).
* Tính toán nhiệt của giảm chấn
Với: Vg: Tốc độ của Piston giảm chấn ,Vg =20:30 cm/s. Chọn Vg = 30 cm/s.
at: Hệ số truyền nhiêt của giảm chấn ra không khí. Chọn at = 80.
Vớ: D = dngc= 50 (mm)
tm : Nhiệt độ môi trường, chọn tm = 270 C.
Vậy: tg = 54,50.
Nhiệt độ này thỏa mãn, nhỏ hơn giá trị cho phép < 1200.
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO TRÊN XE HYUNDAI VERNA
3.1. Các dạng hư hỏng
Các hiện tượng hư hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục như bảng 3.1.
3.2. Chẩn đoán
- Các bộ phận kể trên của hệ thống treo có quan hệ chặt chẽ và biểu hiện giống nhau. Để có thể tách biệt các hư hỏng này cần thiết phải có kinh nghiệm hay sử dụng suy luận logic.
- Trong các biểu hiện có thể dùng làm thông số chẩn đoán hay dùng là:
+ Tiếng ồn, gõ ở mọi tốc độ hay ở một vùng tốc độ nào đó.
+ Rung động ở khu vực bánh xe hay trong thùng xe.
+ Va đập cứng tăng nhiều khi đi qua “ổ gà” hay trên đường xấu.
– Chẩn đoán trên đường: Đo độ ồn trong, độ ồn ngoài, thử trên mặt đường xấu
- Bằng phương pháp đo: đo trên bệ chẩn đoán chuyên dùng
+ Độ cứng động của hệ treo đo tại từng bánh xe
+ Độ bám dính của bánh xe trên đường
3.3. Bảo dưỡng và sửa chữa
3.3.1. Quy trình tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa bảo dưỡng hệ thống treo trước
3.3.1.1. Tháo kiểm tra sửa chữa giảm chấn trước
a) Quy trình tháo lắp giảm chấn trước khỏi thân xe
- Tháo bánh xe và lốp cầu trước.
- Tháo đường ống dẫn dầu phanh và cáp nối tín hiệu từ cảm biến tốc độ bánh xe khỏi khung đỡ bằng cách nới lỏng các bu lông hãm.
- Mở nắp ca bô và tháo ba đai ốc hãm đầu trên giảm chấn với thân xe.
b) Tháo rời cụm giảm chấn và lò xo cuộn
- Dùng vam lò xo để nén lò xo A cho đến khi chỉ còn lực căng của lò xo tác dụng vào giảm chấn là nhỏ hoặc không đáng kể.
- Dùng khẩu lục giác tháo đai ốc khóa C khỏi cần giảm chấn.
- Tháo các chi tiết như : đệm cách nhiệt, tấm chặn lò xo, lò xo và nắp đậy lò xo ra khỏi thân giảm chấn.
d) Lắp ráp cụm lò xo và giảm chấn trước:
- Lắp đệm lót cao su cách nhiệt phía dưới sao cho các phần nhô ra khít phù hợp với lỗ trong giá đỡ lò xo dưới.
- Nén lò xo bằng vam sau đó đưa vào giảm chấn để lắp.
+ Những điều cần chú ý:
* Trong trường hợp thay thế lò xo hoặc giảm chấn hoặc cả hai thì cần tra bảng catalog để chọn màu sắc giảm chấn và lò xo phù hợp, tức là chọn chiều cao lò xo cũng như khả năng chịu tải phù hợp.
* Đảm bảo chiều lắp lò xo luôn luôn đúng.
- Sau khi kéo dài hết cỡ cần piston thì ta lắp chắn bụi và cao su cách nhiệt, tấm chặn và giá đỡ phía trên.
- Bắt đai ốc hãm cần piston với giá đỡ phía trên tạm thời và tháo vam lò xo.
3.3.1.2. Tháo lắp, kiểm tra đòn treo dưới
- Tháo bánh xe và lốp cầu trước.
- Tháo liên kết khớp cầu giữa đòn treo dưới với moay ơ.
- Dùng vam chuyên dùng (có số hiệu : 09214-32000 & 09216-21100) tháo hai ống lót ở đòn treo dưới.
3.3.1.3. Tháo lắp, kiểm tra thanh ổn định cầu trước
a) Quy trình tháo lắp
- Tháo rời bánh xe cầu trước.
- Tháo liên kết giữa thanh ổn định và thân giảm chấn sau khi tháo đai ốc hãm.
- Nới lỏng các bu lông sau đó tháo liên kết giữa các đăng trục tay lái đến hộp cơ cấu lái.
b) Kiểm tra
- Kiểm tra các ống lót đỡ thanh ổn định, các gối cao su có bị mòn hoặc biến dạng thì sẽ thay thế.
- Kiểm tra thanh ổn định có bị biến dạng hoặc nứt hay không.
3.3.2. Quy trình tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa bảo dưỡng hệ thống treo sau
3.3.2.1. Tháo lắp, kiểm tra lò xo và giảm chấn sau
a) Quy trình tháo lắp
- Tháo bánh xe cầu sau ra.
- Tháo giảm chấn và lò xo sau khỏi khung xe và dầm xoắn bằng cách tháo các bu lông liên kết.
b) Kiểm tra
- Kiểm tra giảm chấn: tương tự kiểm tra giảm chấn cầu trước
+ Kiểm tra các chi tiết có bị biến dạng hoặc nứt gãy hay không.
+ Nén và kéo cần piston và kiểm tra rằng không có lực kháng nặng bất thường hoặc tiếng kêu bất thường.
3.3.2.2. Tháo lắp kiểm tra dầm xoắn
a) Quy trình tháo lắp
- Tháo bánh xe cầu sau
- Tháo cơ cấu phanh đĩa sau bằng hai bu lông (A).
b) Kiểm tra dầm xoắn
- Kiểm tra các khớp nối, gối đỡ cao su,… xem có bị hư hỏng hay không.
- Kiểm tra dầm có bị nứt hay biến dạng hay không.
KẾT LUẬN
Cùng với sự phát triển của công nghiệp chế tạo ô tô, hệ thống treo của ô tô ngày càng được hoàn thiện hơn trên cơ sở của các xe đã sản xuất từ trước, để thỏa mãn yêu cầu ngày càng cao trong quá trình sử dụng của xe về tốc độ, độ tin cậy, tính êm dịu…. Trên cơ sở đó việc nghiên cứu, khai thác, tính toán những xe đã và đang sử dụng có ý nghĩa rất lớn trong việc nâng cao tính năng, hoạt động của xe, khai thác, bảo dưỡng xe được tốt, phục vụ ngày càng tốt hơn vào quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Sau một thời gian nghiên cứu thu thập lài liệu, vận dụng những kiến thức đã học và khai thác nội dung của đồ án em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài là: “Tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe HYUNDAI VERNA”. Đồ án đã đạt được những kết quả như sau:
- Trình bày tổng quan về hệ thống treo
- Tính toán thiết kế hệ thống treo, kiểm nghiệm một số chi tiết trên hệ thống treo
- Trình bày được quy trình chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo
Đồ án này có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo khi nghiên cứu về hệ thống treo và cho sinh viên tham khảo. Kết quả của đồ án làm cơ sở để tìm hiểu tổng quan về các kết cấu và các chi tiết nằm trong hệ thống. Quy trình công nghệ kĩ thuật có thể áp dụng cho các hệ thống tương tự.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Trọng Hoan: "Tập bài giảng thiết kế tính toán ô tô", 2007.
2. Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng : “Kết Cấu Ô tô”, Nhà XB Bách Khoa – Hà Nội, 2010.
3. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển : " Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 và tập 2", Nhà XB Giáo Dục, 2007.
4. Ninh Đức Tốn, Đỗ Trọng Hùng : " Hướng dẫn làm bài tập dung sai", Nhà XB Giáo Dục, 2007.
5. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học, tâp 5. HVKTQS, 2001
6. Nguyễn Khắc Trai, Cấu tạo gầm xe con, NXB Giao thông vận tải, 2000.
7. Nguyễn Khắc Trai, Kỹ thuật chuẩn đoán ô tô, NXB Giao thông vận tải, 2005.
8. Catalog giới thiệu về xe HYUNDAI VERNA
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"