MỤC LỤC

MỤC LỤC……………………………………………………………........................................................................................... ….………..........................…...i

DANH MỤC HÌNH………………………………………………….…........................................................................................... ….……..........................…...iii

DANH MỤC BẢNG……………………………………………………........................................................................................... ……..........................….…..iv

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………................................................................................................................... .......1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO......................................................................................................................................... ...................... 2

1.1. Những vấn đề chung về hệ thống treo trên ô tô...................................................................................................................................... ...................... 2

1.2. Công dụng của hệ thống treo................................................................................................................................................................... ..................... 3

1.3. Phân loại hệ thống treo.................................................................................................................................................................................. ............... 3

1.3.1. Hệ thống treo phụ thuộc.......................................................................................................................................................................... ................. ..4

1.3.1.1. Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá..................................................................................................................................................... ................... 5

1.3.1.2. Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi là lò xo trụ........................................................................................................................... ................... 6

1.3.2. Hệ thống treo độc lập.................................................................................................................................................................................. ............. ..7

1.3.2.1. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn treo dọc........................................................................................................................... ......... 8

1.3.2.2. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang........................................................................................................................ ......... 9

1.3.2.3. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson........................................................................................................................ ..... 10

1.3.2.4. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo................................................................................................................................... ..... 10

1.3.2.5. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn.............................................................................................................................. ................. 11

1.3.2.6. Hệ thống treo loại thăng bằng.................................................................................................................................................................. .............. 11

1.3.2.7. Hệ thống treo loại khí..................................................................................................................................................................................... ........ 12

Chương 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA HỆ THỐNG TREO...........................................................................13

2.1. Phân tích kết cấu hệ thống treo............................................................................................................................................................ ....................... 13

2.1.1. Bộ phận đàn hồi.................................................................................................................................................................................... .................... 13

2.1.2. Bộ phận dẫn hướng................................................................................................................................................................................. ................. 16

2.1.3. Bộ phận giảm chấn.................................................................................................................................................................................. ................. 16

2.1.4. Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình.............................................................................................................................. ...................... 17

2.1.5. Các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe................................................................................................................. ........................ 17

2.1.6. Thanh ổn định........................................................................................................................................................................................ ................... 17

2.2. Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo....................................................................................................................................................... ......... 17

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG TREO.................................................................................................. ............... 19

3.1. Giới thiệu ô tô và các thông số kỹ thuật....................................................................................................................................................................... 19

3.2. Xác định lực tác dụng lên nhíp, thiết kế nhíp trước, thiết kế nhíp sau chính và nhíp sau phụ, mô phỏng hệ thống treo trên matlab simulink............ 21

3.2.1. Xác định lực tác dụng lên nhíp.................................................................................................................................................................... ............. 21

3.2.2. Khi xe đầy tải.................................................................................................................................................................................. .......................... 21

3.2.3. Khi xe không tải............................................................................................................................................................................ ............................ 21

3.3. Thiết kế nhíp trước........................................................................................................................................................................... ........................... 22

3.3.1. Độ cứng của hệ thống treo C.......................................................................................................................................................... ......................... 22

3.3.2. Chọn sơ bộ kích thước nhíp............................................................................................................................................................... ...................... 22

3.3.3. Tính độ cứng, độ võng tĩnh và kiểm tra tần số dao động của nhíp......................................................................................................... ................. 24

3.3.4. Tính bền nhíp và các chi tiết liên quan......................................................................................................................................................... ........... 26

3.3.5. Tính bền tai nhíp..................................................................................................................................................................................... ................. 29

3.3.6. Tính kiểm tra chốt nhíp........................................................................................................................................................................ .................... 29

3.4. Thiết kế nhíp sau chính và nhíp sau phụ......................................................................................................................................... ........................... 30

3.4.1. Nhíp sau chính............................................................................................................................................................................. ............................30

3.4.2. Nhíp sau phụ................................................................................................................................................................................ ............................32

3.4.3. Tính độ võng tĩnh của nhíp sau chính và nhíp sau phụ................................................................................................................................ ...........33

3.4.4. Tính bền nhíp sau chính và nhíp sau phụ.................................................................................................................................. ..............................36

3.4.5. Tính toán với nhíp sau phụ....................................................................................................................................................... ................................37

3.4.6. Tính toán với nhíp sau chính................................................................................................................................................. ...................................39

3.4.7. Tính bền tai nhíp..................................................................................................................................................................... ................................ 42

3.4.8. Tính kiểm tra chốt nhíp............................................................................................................................................................. ............................... 43

3.5. Thiết kế giảm chấn.................................................................................................................................................................... ................................. 46

3.5.1. Thiết kế giảm chấn trước............................................................................................................................................................ ............................. 46

3.5.2. Xác định hệ số cản của giảm chấn K_G....................................................................................................................................... ............................. 46

3.5.2.1. Hệ số cản của hệ thống treo................................................................................................................................................. ................................ 46

3.5.2.2. Xác định hệ số cản của giảm chấn....................................................................................................................................... ................................ 46

3.5.2.3. Xác định lực cản của giảm chấn............................................................................................................................................... ............................ 47

3.5.3. Xác định các kích thước của giảm chấn........................................................................................................................................ .......................... 48

3.5.3.1. Xác định đường kính, hành trình pistol...................................................................................................................................... ........................... 48

3.5.3.2. Xác định kích thước lỗ van giảm chấn...................................................................................................................................... ........................... 49

3.5.3.3. Xác định kích thước lỗ van nén.................................................................................................................................................. .......................... 49

3.5.3.4. Xác định kích thước lỗ van trả.................................................................................................................................................. ............................ 49

3.5.3.5. Xác định kích thước lỗ van giảm tải hành trình nén............................................................................................................... .............................. 50

3.5.3.6. Xác định kích thước lỗ van giảm tải hành trình trả.................................................................................................................... ........................... 50

3.5.3.7. Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn......................................................................................................................... ............................. 50

3.5.4. Thiết kế giảm chấn sau............................................................................................................................................................... ............................. 52

3.5.4.1. Xác định hệ số cản của giảm chấn K_G...................................................................................................................................... ........................... 52

3.5.4.2. Hệ số cản của hệ thống treo...................................................................................................................................................... ........................... 52

3.5.4.3. Xác định hệ số cản của giảm chấn........................................................................................................................................... ............................ 53

3.5.4.4. Xác định lực cản của giảm chấn............................................................................................................................................... ............................ 53

3.5.5. Xác định các kích thước của giảm chấn........................................................................................................................................ .......................... 54

3.5.5.1. Xác định đường kính, hành trình Pistol..................................................................................................................................... ........................... 54

3.5.5.2. Xác định kích thước lỗ van giảm chấn....................................................................................................................................... .......................... 55

3.5.5.3. Xác định kích thước lỗ van nén................................................................................................................................................... ..........................55

3.5.5.4. Xác định kích thước lỗ van trả....................................................................................................................................................... ....................... 56

3.5.5.5. Xác định kích thước lỗ van giảm tải hành trình nén.................................................................................................................... ......................... 56

3.5.5.6. Xác định kích thước lỗ van giảm tải hành trình trả................................................................................................................... ............................ 56

3.5.5.7. Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn......................................................................................................................... ............................. 56

KẾT LUẬN................................................................................................................................................................................................ ......................... 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................................................................................. ....................... 59

LỜI NÓI ĐẦU

Khi ô tô ngày càng hoàn thiện, đất nước 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 tải trọng động đến đ­ường (áp lực đ­ường), mức độ giảm tải trọng, do vậy làm giảm khả năng truyền lực khi tăng tốc và khi phanh.Trong vận tải ô tô máy kéo, người lái là ng­ười quyết định chủ yếu cho an toàn chuyển động. Nếu hệ thống treo của xe 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 ô tô 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 ô tô chạy trên đ­ường xấu, ghồ ghề so với ô tô 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%. Nếu con ng­ười chịu lâu trong tình trạng xe bị rung, xóc nhiều sẽ gây mệt mỏi. Một số nghiên cứu  về dao động và ảnh h­ưởng của nó tới sức khoẻ con ng­ười đều đi tới kết luận: Nếu con ng­ười bị ảnh h­ưởng th­ường xuyên của dao động thì sẽ mắc phải bệnh thần kinh và não.

Mục tiêu của ngành Công nghiệp ô tô n­ước ta trong những năm tới là nội địa từng phần và tiến tới nội địa toàn phần sản phẩm ô tô và quan tâm đến tính êm dịu chuyển động, tính an toàn chuyển động. Đó là tính năng động lực học ô tô, từ đó có những cải tiến hợp lý với điều kiện sử dụng của n­ước ta. Để hoàn thành chúng ta phải thiết kế các cụm, các chi tiết 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 ô tô em được giao nhiệm vụ: “Thiết kế hệ thống treo xe tải có trọng lượng 8,5 tấn” .                               

Với sự giúp đỡ tận tình của : PGS.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!

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO

1.1. Những vấn đề chung về hệ thống treo trên ô tô

Khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng, xe thường chịu tải trọng dao động do bề mặt đường mấp mô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe và đặc biệt là gây cảm giác khó chịu đối với người ngồi trong xe. Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng dao động đối với con người đều đi tới kết luận là con người phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của ô tô sẽ mắc bệnh về thần kinh và não. Vì vậy tính êm dịu trong chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng của xe. Tính năng này phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố trong đó hệ thống treo đóng vai trò quyết định. Hệ thống treo của xe ô tô ngày nay sử dụng 2 kiểu chính: hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập. Hai hệ thống treo này tuy khác nhau về cấu tạo nhưng cùng mục đích chính đều là giảm rung xóc khi xe vận hành trên đường không bằng phẳng, tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phương thẳng đứng, tránh dao động lắc ngang hay lắc dọc đồng thời đảm bảo truyền lực và mômen ổn định.

1.2. Công dụng của hệ thống treo

Hệ thống treo trên ô tô có công dụng đỡ thân xe lên trên cầu xe, cho phép các bánh chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe, hạn chế những chuyển động không muốn có khác của bánh xe. Các bộ phận của hệ thống treo thực hiện nhiệm vụ hấp thụ và dập tắt các dao động, rung động và va đập do mặt đường truyền lên. Đảm bảo khả năng truyền lực và mômen giữa bánh xe với khung vỏ xe.

* Phần tử đàn hồi: Nhiệm vụ của phần tử đàn hồi là đưa tần số dao động của xe phù hợp với vùng tần số người sử dụng. Ngoài ra, phần tử đàn hồi còn có nhiệm vụ nối mềm bánh xe và thùng xe giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung xe trên các địa hình khác nhau đảm bảo độ êm dịu khi chuyển động. Phần tử đàn hồi có đường đặc tính đàn hồi phù hợp với các chế độ làm việc của xe.

* Phần tử dẫn hướng: Xác định tính chất chuyển động (động học) của bánh xe đối với khung, vỏ xe. Bên cạnh đó phần tử dẫn hướng tiếp nhận và truyền lực, mômen giữa bánh xe với khung, vỏ xe.

* Phần tử ổn định ngang: Phần tử ổn định ngang có chức năng như một phần tử đàn hồi phụ làm tăng khả năng chống lật thân xe khi có sự thay đổi tải trọng trong mặt phẳng ngang.

1.3. Phân loại hệ thống treo

Do cách bố trí các bộ phận nên hệ thống treo được phân theo hai nhóm chính đó là hệ thống treo độc lập và hệ thống treo phụ thuộc.     

1.3.1. Hệ thống treo phụ thuộc

* Nguyên lý hoạt động:

+ Hai bánh xe trái và phải được nối nhau bằng một dầm cứng nên khi dịch chuyển một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe còn lại cũng dịch chuyển. Do đó hệ thống treo phụ thuộc không thể đảm bảo đúng hoàn toàn động học của bánh xe dẫn hướng.

+ Hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng trong hệ thống treo cầu sau của ô tô du lịch và ở tất cả các cầu của ô tô tải, ô tô khách loại lớn.

* Ưu điểm :

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

+ Khi ô tô quay vòng có thùng xe nghiêng, cầu xe vẫn thăng bằng, lốp ít mòn.

+ Khi chịu lực bên (lực ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng, vì vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe.

* Nhược điểm :

+ Khi nâng một bên bánh xe lên, vết bánh xe sẽ thay đổi, phát sinh lực ngang làm tính chất bám đường của ôtô kém đi và ô tô dễ bị trượt ngang.

+ Hệ thống treo ở các bánh xe, nhất là các bánh xe chủ động có trọng lượng phần không được treo lớn.

+ Sự nối cứng bánh xe hai bên nhờ dầm liền làm phát sinh những dao động nguy hiểm ở bánh xe trong giới hạn vận tốc chuyển động.

1.3.2. Hệ thống treo độc lập

* Nguyên lý hoạt động:

Hệ thống treo độc lập khi hai bánh xe trái và phải không có quan hệ trực tiếp với nhau. Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng nằm ngang, bánh xe kia không chịu ảnh hưởng đó.

Hệ thống treo độc lập thường được sử dụng ở cầu trước ô tô du lịch, hiện nay có một số loại ô tô sử dụng hệ thống treo độc lập cho tất cả các cầu.

* Ưu điểm:

+ Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang bánh xe kia vẫn đứng nguyên, do đó động học bánh xe dẫn hướng được giữ đúng.

+ khả năng quay vòng của xe tốt hơn, vì khi quay vòng đảm bảo được vận tốc quay của hai bánh xe trái và phải không bị ràng buộc nhiều giống như ở hệ thống treo phụ thuộc.

* Nhược điểm:

+ Kết cấu phức tạp gồm nhiều chi tiết.

+ Khi chuyển động, vết bánh xe không cố định xảy ra tình trạng mòn lốp nhanh.

+ Khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe không liên kết cứng, vì vậy xảy ra hiện tượng trượt bên bánh xe.

1.3.2.1. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn treo dọc

* Ưu điểm :

+ Dễ dàng tháo lắp toàn bộ cầu xe, kết cấu đơn giản.

+ Có trọng lượng phần không được treo bé và chiều rộng cơ sở không thay đổi.

+ Giảm nhẹ được lực tác dụng lên đòn ngang và các khớp quay, đồng thời không cần dùng đến thanh ổn định (dùng đòn liên kết có độ cứng nhỏ).

* Nhược điểm :

+ Đòi hỏi công nghệ hàn cao, tải trọng đặt lên cầu xe hạn chế và có thể làm quay trục cầu xe khi đi trên đường vòng ở trạng thái quay vòng thừa.

1.3.2.3. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson

* Ưu điểm :

+ Có khả năng điều chỉnh chiều cao thân xe khi xe chạy ở tốc độ cao.

+ Tăng độ ổn định của phần thân vỏ xe nhờ bố trí thêm một thanh ổn định.

* Nhược điểm :

+ Kết cấu phức tạp, khó bảo dưỡng.

+ Giá thành cao.

1.3.2.5. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn

* Ưu điểm :

+ Kết cấu, kích thước và trọng lượng của phần tử đàn hồi nhỏ.

+ Không gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện.

+ Đảm bảo tính chịu lực cao cho xe trong mọi điều kiện.

* Nhược điểm :

+ Giá thành cao.

1.3.2.7. Hệ thống treo loại khí

Phần tử đàn hồi khí được sử dụng nhiều trong các ô tô có trọng lượng phần được treo lớn và thay đổi nhiều.

* Ưu điểm:

+ Phần tử đàn hồi có thể tự thay đổi độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất bên trong phần tử đàn hồi.

+ Giảm được độ cứng của hệ thống treo làm tăng độ êm dịu.

+ Đẩy được sự cộng hưởng xuống vùng có tần số thấp hơn, giảm được gia tốc thẳng đứng của buồng lái, giảm được sự dịch chuyển của vỏ và bánh xe.

* Nhược điểm:

+ Phải bố trí thêm hệ thống cung cấp khí như bình chứa, máy nén.

+ Hệ thống treo khí yêu cầu phải sử dụng thêm phần điều chỉnh hệ thống treo (điều chỉnh vị trí của thùng xe và điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo).

+ Kết cấu phức tạp.

Chương 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA HỆ THỐNG TREO

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống treo

2.1.1. Bộ phận đàn hồi

a) Bộ phận đàn hồi kim loại

 * Nhíp lá:

Nhíp lá được sử dụng rộng rãi trên các loại xe tải có trọng tải từ nhỏ đến lớn, xe bus, đoàn xe, xe chuyên dùng…vì nhíp có kết cấu đơn giản dễ chế tạo. Nhíp vừa là bộ phận đàn hồi, bộ phận dẫn hướng và một phần làm nhiệm vụ giảm chấn. Tuy nhiên, nó ít được sử dụng trên xe con.

* Lò xo: Phần tử đàn hồi lò xo được bố trí trên xe có tải trọng trung bình như xe con, xe tải nhỏ.

 Đặc điểm của lò xo:

+ Lò xo chế tạo từ thép đàn hồi có tiết diện tròn hoặc vuông. Hình dáng bao ngoài có nhiều loại khác nhau nhằm cải thiện đặc tính đàn hồi của lò xo.

+ Đặc tính đàn hồi của phần tử đàn hồi lò xo có dạng tuyến tính nên không có khả năng thay đổi nhiều độ cứng của hệ thống treo.

+ Nhược điểm: Không có khả năng dẫn hướng và giảm chấn. Do vậy bố trí phức tạp hơn so với loại dùng nhíp lá, đó là phải có bộ phận dẫn hướng riêng biệt.

* Thanh xoắn: Thanh xoắn là một thanh thép đàn hồi có đặc tính đàn hồi xoắn tuyến tính theo góc xoắn.

b) Bộ phận đàn hồi bằng cao su

Cao su có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến nên có khả năng thay đổi độ cứng tuỳ theo tải trọng. Trong hệ thống treo phần tử đàn hồi cao su thường được sử dụng tại các vị trí liên kết, hạn chế hành trình nhằm làm giảm tải trọng động khi hệ thống treo làm việc.

c) Bộ phận đàn hồi khí nén

Do có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến nên được sử dụng trên xe có chất lượng cao như: xe con, xe buýt chất lượng cao, xe có trọng tải lớn.

* Đặc điểm:

+ Buồng đàn hồi có khả năng chịu tải trọng thẳng đứng, không có khả năng truyền lực dọc, lực bên do đó cần phải có bộ phận dẫn hướng riêng biệt là các đòn dọc, đòn ngang.

+ Bộ phận đàn hồi khí nén thường bố trí trên hệ thống treo phụ thuộc ở xe tải, xe bus, một số trên hệ thống treo độc lập đối với xe con. Số lượng buồng khí trên mỗi hệ thống treo phụ thuộc vào tải trọng của xe.

2.1.2. Bộ phận dẫn hướng

Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang và mômen từ bánh xe lên thân và khung xe. Tuỳ thuộc vào dạng hệ thống treo độc lập hay phụ thuộc mà bộ phận da dẫn hướng có thể là nhíp, lò xo hay thanh xoắn.

Quan hệ bánh xe với khung xe khi thay đổi  vị trí theo phương thẳng đứng gọi là quan hệ động học. Khả năng truyền lực tại mỗi vị trí gọi là quan hệ động lực học của hệ thống treo.

2.1.5. 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.

2.1.6. 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.

2.2. Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo

Sau khi tìm hiểu và phân tích một số dạng hệ thống treo đang sử dụng thực tế, kết hợp với thực tế các xe tải hiện đang sử dụng trên thị trường, tình hình sản xuất của các công ty ô tô trong nước, ta chọn hệ thống treo cho cầu trước và cầu sau cho xe thiết kế là hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi nhíp lá và giảm chấn.

Hệ thống treo này có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, sửa chữa và thay thế nên giá thành rất cạnh tranh. Kết cấu của hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được tính êm dịu của ô tô khi làm việc. Do một số tính chất mà chỉ có nhíp mới có được (vừa là bộ phận đàn hồi, vừa là bộ hướng và có thể tham gia giảm chấn). Mặc dù nhíp vẫn còn một số hạn chế nhưng vẫn có thể khắc phục được tương đối tốt một số điểm còn chưa hoàn thiện.

Hệ thống treo cầu sau xe tải dùng hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá  (đây vừa là bộ phận đàn hồi vừa là bộ phận hướng), bộ phận giảm chấn dùng loại thủy lực, loại tác động 2 chiều.

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG TREO

3.1. Giới thiệu ô tô và các thông số kỹ thuật

Thông số kỹ thuật xe tải 8,5 tấn (Tài liệu thông số xe Hino 300 XZU 730L) như bàng 3.1.

3.2. Xác định lực tác dụng lên nhíp, thiết kế nhíp trước, thiết kế nhíp sau chính và nhíp sau phụ, mô phỏng hệ thống treo trên matlab simulink

3.2.1. Xác định lực tác dụng lên nhíp

- Khối lượng không được treo cầu trước [1]: M_ott = 200 (kg)

- Khối lượng không được treo cầu sau [1]:  M_ots = 340 (kg)

3.2.2. Khi xe đầy tải

- Trọng lượng của xe lúc đầy tải là: 85000 (N); phân lên cầu: 22950/62050;

- Khối lượng phần được treo tác dụng lên hệ thống treo [1]:

+ Cầu trước:                       M₁ = 2295-200 =2095 (kg)                              

+ Cầu sau:                         M₂= 6205-340=5865 (kg)                                

3.2.3. Khi xe không tải

- Trọng lượng bản thân : 35050 N, phân lên cầu : 17550/17500;

-  Khối lượng phần được treo tác dụng lên hệ thống treo:

+) Cầu trước:                      M^'₁ = 1755-200=1555(kg)                           

+) Cầu sau:                       M^'₂ = 1750-340=1410 (kg)                              

3.3. Thiết kế nhíp trước  

3.3.1. Độ cứng của hệ thống treo C

- 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 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. Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu [2]:

- Chọn sơ bộ: n = 100 lần/ phút.

- Tần số dao động góc và độ cứng của hệ thống treo quan hệ với nhau theo công thức [2]:

C = 114871,23  (N/m)                                                 

- Theo công thức độ võng tĩnh được tính như sau [2]:

f_r = 9 (cm) = 0,09 (m)                                              

3.3.2. Chọn sơ bộ kích thước nhíp

- Nhíp là một loại lò xo gồm nhiều lá thép mỏng (lá nhíp) ghép lại với nhau.

Kích thước hình học của các nhíp sẽ là:

Chiều dài các lá:  L₁, L₂, L_k..., L_n

Tiết diện lá nhíp:

b x h_k

Với:

n: Số lá nhíp.

b: Chiều rộng lá nhíp.

h_k: Chiều dày lá nhíp thứ k.

- Chiều dài toàn bộ nhíp L_t có thể chọn sơ bộ như sau:

Đối với  xe tải [2]:

- Nhíp trước: L_t= (0,26 - 0,35)L;  (L là chiều dài cơ sở của xe).

 - Dựa vào loại xe, tải trọng, kết cấu khung vỏ của xe và kích thước các lá nhíp, ta có bộ thông số sau [2]:

 Số lá nhíp n = 11.

Chiều rộng b =70 (mm).

Chiều dày h₁ = h₂ = 8 (mm); h=h₄ =….h₁₁ =8,5 (mm).

- Giải hệ phương trình trên ta được:

l₁= 680; l₂= 680; l₃= 584; l₄= 525; l₅= 466; l₆= 407; l₇=348;

l₈= 288; l₉= 227; l₁₀=165; l₁₁= 99  (mm).                       

Vậy :

L₁= 1450; L₂= 1450; L₃= 1258; L₄= 1140; L₅= 1022; L₆= 904;

L₇= 786; L₈= 666; L₉= 544;L₁₀= 420; L₁₁= 288  (mm).

3.3.3. Tính độ cứng, độ võng tĩnh và kiểm tra tần số dao động của nhíp

a: Hằng số thực nghiệm, a = 0,85           

E: Mô đun đàn hồi của vật liệu khi uốn, E= 2.10⁵ (MN/m²).      

a_k = l₁ – l­_k   (k = 2¸ n).

l_k : Chiều dài nửa lá nhíp thứ k.

I₁ = J₁, I₂ = J₁+ J₂ , … ; I_k = J₁ + J₂+...+J_k, ... J₂,...,J_k,....,J_n: mô men quán tính của tiết diện lá nhíp,

+ Độ cứng của nhíp là: C= 95274   (N/m)

+ Tần số dao động thực tế:  n = 91 (lần/phút) => thoả mãn yêu cầu.

- Như vậy các thông số kích thước của nhíp khá phù hợp về mặt độ cứng hay tần số dao động cho phép.

+ Độ võng tĩnh của nhíp đối với trường hợp nhíp đối xứng [2]:  f = 0,1099 (m)

3.3.4. Tính bền nhíp và các chi tiết liên quan

Đối với nhíp 1/2 elip, với lý luận như trên ta coi rằng nhíp bị ngàm chặt ở giữa. Như vậy khi tính toán ta chỉ tính cho một nửa lá nhíp với các giả thiết sau:

 - Coi nhíp là loại 1/4 elip, một đầu được ngàm chặt, một đầu chịu lực.

- Bán kính cong các lá nhíp bằng nhau, các lá nhíp chỉ tiếp xúc với nhau ở các đầu mút và lực chỉ truyền qua đầu mút.

- Biến dạng ở vị trí tiếp xúc giữa 2 lá nhíp cạnh nhau thì bằng nhau.

- Với các giả thiết trên thì sơ đồ tính bền nhíp như sau:

- Tại điểm B biến dạng của lá thứ nhất và lá thứ hai bằng nhau, tương tự tại điểm S biến dạng của lá thứ k-1 và lá thứ k bằng nhau. Bằng cách lập các biểu thức biến dạng tại các điểm trên 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 X₂,...X_n.

- Hệ phương trình đó như sau:

A₂  P + B₂  X₂ + C₃  X­₃  =   0

A₃  X₂ + B₃ X₃ + C₃ X₄ =  0                                     (* *)

.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .

A_n X_n-1 + B_n  X_n           =  0

Giải hệ phương trình (***) trên ta được:

X₂ = X₃ =X₄ =X₅ = X₆ = X₇= X₈ = X₉= X₁₀ = 5237,5   (N)

- Mô men tại điểm A [2]:

M_A = X_k(l_k- l_k+1)                                                                                               (3.21)

- Mô men tại điểm B [2]:

M_B = X_kl_k- X_k+1l_k+1                                                                                         (3.22)

- Mô men chống uốn của từng lá nhíp:

W_u2 = 842,92 (mm²(                                                                                      (3.24)

Kết luận: Sau khi có các giá trị mô men ta tính ra ứng suất và so sánh với ứng suất cho phép.Với vật liệu lá nhíp là 60C₂.

Thì ứng suất cho phép thường có giá trị: [s]_t = 600 (MN/m²) = 600 (N/mm²). Ta thấy các lá nhíp đảm bảo đủ bền.

3.3.6 Tính kiểm tra chốt nhíp

- Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp D_chốt = 50 (mm).

 - Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim thì ứng suất chèn dập cho phép: [s_cd ] = 7.5 - 9 (N/mm²).

- Kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập: 

σ_cd=√(Z²+P² )/D_b=√(5237,5²+3666,25² )/50.70 =1,83 (N/mm²)

- Kiểm nghiệm theo ứng suất cắt:

σ_c=√(Z²+P² )/(b.h)=√(523〖7,5〗²+3666,25^2 )/2.70.8 = 5,7 (N/mm²)

=> Ứng suất chèn dập và ứng suất cắt sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu. Vậy chốt đảm bảo đủ bền.  

3.4. Thiết kế nhíp sau chính và nhíp sau phụ

3.4.1. Nhíp sau chính

- Dựa vào loại xe, tải trọng, kết cấu khung vỏ của xe và kích thước các lá nhíp, ta có bộ thông số sau [2]:

+ Số lá nhíp n = 16.

+ Chiều rộng b =80 (mm).

+ Chiều dày h₁ = h₂ = 8,5 mm; h₃= h₄=….h₁₆= 9  ( mm).

Giải hệ phương trình trên ta được:

l₁= 880; l₂= 880; l₃= 793; l₄= 741; l₅= 688; l₆= 636;

l₇=583; l₈= 530; l₉= 477; l₁₀= 424; l₁₁= 370; l₁₂= 316;

l₁₃= 262; l₁₄= 206; l₁₅= 150; l₁₆= 90 (mm).              

Vậy :     

 L₁ = 1850; L₂ = 1850; L₃= 1676; L₄= 1572; L₅= 1466; L₆= 1362;

L₇= 1256; L₈= 1150; L₉= 1044; L₁₀= 938; L₁₁= 830; L₁₂=722;

L₁₃= 614; L₁₄= 502; L₁₅= 390; L₁₆= 270   (mm).

3.4.2. Nhíp sau phụ

Đối với  xe tải [2]:

+ Nhíp sau : L_t= (0,26  -  0,35)L;  (L là chiều dài cơ sở của xe).

L_t = (0,26  - 0,35).4200 = 1092  - 1470 (mm). Chọn  L_t= 1350 (mm).

-  Kích thước của quang nhíp chính  L_o = 90 (mm).

 - Dựa vào loại xe, tải trọng, kết cấu khung vỏ của xe và kích thước các lá nhíp, ta có bộ thông số sau:

+ Số lá nhíp n = 9.

+ Chiều rộng b =80 ( mm).

+ Chiều dày h₁ = h₂ = 8,5 (mm); h₃ =h₄ =….h₉= 9 (mm).

Giải hệ phương trình trên ta được:

l₁= 630; l₂= 630 ; l₃= 520; l₄= 454; l₅= 388; l₆= 321;

l₇=253; l₈= 184; l₉= 110 (mm).              

Vậy :

L₁= 1350; L₂= 1350; L₃= 1130; L₄= 998; L₅= 866; L₆= 732;

L₇= 596; L₈= 458; L₉= 310 (mm).

3.4.4. Tính bền nhíp sau chính và nhíp sau phụ

Đối với nhíp 1/2 elíp ta lý luận như trên cho rằng nhíp bị ngàm chặt ở giữa. Dựa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như hình.

Với các giả thiết như trên thì sơ đồ tính bền nhíp như trên hình vẽ:

Tại điểm B biến dạng của lá thứ nhất và lá thứ hai bằng nhau , tương tự tại các điểm S biến dạng của lá thứ k-1 và lá thứ k bằng nhau.Bằng cách lập các biểu thức biến dạng tại các điểm trên vá 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  X₂,.....,X_n.

Hệ phương trình đó như sau:

A₂.P + B₂.X₂ + C₂.X₃        = 0

A₃.X₂+ B₃.X₃ + C₃.X₄           = 0

.........................................

A₂.X_n-1 + B_n.X_n + C_n.X_n+1 = 0

3.4.5. Tính toán với nhíp sau phụ

- Số lá nhíp: 9 lá.

- Tải trọng tác dụng lên một đầu nhíp::

P_t  = 5149,35 (N) 

Ta có: J_k = b_k.h_g³/12  ; J₂ = ... J₉

- Hệ phương trình trở thành:

0,77.5149,35 – 1,59.X₂ + 0,81.X₃       = 0

1,22.X₂ – 2.X₃ + 0,78.X₄                    = 0

1,26.X₃ – 2.X₄ + 0,74.X₅                    = 0

1,31.X₄  – 2.X₅ + 0,69.X₆                    = 0

1,40.X₅ – 2.X₆ +  0,60.X₆                   = 0

1,57.X₆ – 2.X₇ +  0,43.X₇                   = 0

2.X₇ – 2.X₈                                         = 0                        

Sau khi giải hệ phương trình ta có bảng kết quả:

X₂ =X₃ =X₄ =X₅ =X₆ =X= X= 5149,35 (N)

Khi có các giá trị X_k ta xác định được các giá trị mômen tại A và B của từng lá nhíp như hình dưới.

Ứng suất của nhíp được xác định:

s = M_UAK/W_AK                                                             (3.39)

Trong đó:

M_u: Mômen uốn

W_uc : Mômen chống uốn của nhíp

Kết quả tính toán ứng suất cho nhíp sau phụ như bàng 3.8.

So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên bảng với: [s_t]=600 (N/mm²) ta thấy các lá nhíp đảm bảo bền.

3.4.6. Tính toán với nhíp sau chính

Tương tự như tính với nhíp sau phụ ta có:

- Số lá nhíp: 16 lá.

- Tải trọng tác dụng lên một đầu nhíp:  P_t = 9513,15 (N).

- Hệ phương trình trở thành :

0,69.9513,15 – 1,59.X₂ + 0,91.X₃ = 0

1,11.X₂ – 2.X₃ + 0,89.X₄        = 0

1,11.X₃ – 2.X₄ + 0,89.X₅        = 0

1,12.X₄  – 2.X₅ + 0,88.X₆       = 0

1,14.X₅ – 2.X₆ +  0,86.X        = 0

1,15.X₆ – 2.X₇ +  0,85.X        = 0

1,17.X₇ – 2.X₈ +  0,83.X        = 0

1,19.X₈ – 2.X₉  + 0,81X         = 0

1,22.X-2.X + 0,78.X              = 0

1,25.X - 2.X+ 0,75.X             = 0

1,32.X₁₁ – 2.X₁₂  + 0,0,68X = 0

1,4.X-2.X+ 0,0,6.X               = 0

1,57.X- 2.X+ 0,43.X             = 0

2.X - 2.X                              = 0

 Sau khi giải hệ phương trình trên ta có :  X₂ = X₃ =….= X₁₅=  9513,15 (N)

Kết quả tính ứng suất cho nhíp sau chính như bàng 3.10.

Kết luận: So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên với ứng suất cho phép: [s_t] = 600 (N/mm²). Ta  thấy các lá nhíp đủ bền.

3.4.8. Tính kiểm tra chốt nhíp

- Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp D_chốt= 50 (mm).

 - Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim thì ứng suất chèn dập cho phép [3]: [s_{chèn dập} ] = 7,5 - 9( N/mm²)

- Kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập:

σ_chendap=√(Z²+P² )/Db=√(9513,15²+6659,2² )/50.80 = 2,9 ( N/mm²)  

- Kiểm nghiệm theo ứng suất cắt:

σ_cut=√(Z²+P² )/(b.h)=√(9513,15²+6659,2² )/2.80.8,5=8,54 ( N/mm²)  

=> Ứng suất chèn dập và ứng suất cắt sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu. Vậy chốt đảm bảo bền.

a) Mô phỏng hệ thống treo trên Matlab Simulink 1:

Matlab Simulink 1 như hình 3.2.

Zr : Dao động của bánh xe với mặt đường

Zb : Dao động của thân xe

- Theo công thức ta cho ra được đồ thị như hình 3.3.

Nhận xét : Khi bánh xe tiếp xúc với mặt đường (Zr) sinh ra dao động thì nó sẽ ảnh hưởng phần trên của thân xe (Zb). Tùy vào dao động của bánh xe khi tiếp xúc với mặt đường (tùy điều kiện mặt đường và tải trọng của xe) mà phần trên của thân xe dao động theo.

b) Mô phỏng hệ thống treo trên Matlab Simulink 2:

Matlab Simulink 2 như hình 3.4.

- Tính tần số dao động riêng của hệ thống treo.

- Theo công thức ta có được đồ thị như hình 3.5.

3.5. Thiết kế giảm chấn

3.5.1. Thiết kế giảm chấn trước

3.5.2. 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_g có thể bằng hoặc không bằng hệ số cản của hệ thống treo.

3.5.2.1. Hệ số cản của hệ thống treo

y: Hệ số dập tắt chấn động, (y = 0, 15¸0, 3). Lấy y = 0,2.

C: Độ cứng của hệ thống treo,  C =114871,23  (N/m).

M: Khối l­ượng đ­ược treo tính trên một bánh xe, M = 1047,5 (kg).

K_tr­: Hệ số cản của hệ thống treo.

=> Hệ số cản của hệ thống treo đ­ược xác định bằng công thức: K_treo = 4387,75 (Ns/m)

1.1.1.1.  Xác định lực cản của giảm chấn

- Lực cản của giảm chấn trong hành trình nén:        

 P_n = K_n. V_g                                                                                                               (3.48)

Trong đó:

V_g: Tốc độ piston trong hành trình nén, V_g = 0,3 (m/s).

K_n:  Hệ số cản của giảm chấn trong hành trình nén, K_n= 2650 (Ns/m).

Þ P_n = 2650.0,3 = 795 (N).

- Lực cản của giảm chấn khi nén mạnh: 

P_nmax = P_n + K^’_n. (V_gmax-V_g )                                                                      (3.49)

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= 0,6K_n

Þ P_nmax = 795 + 0,6.2650.(0,6-0,3) = 1272 (N).

- Lực cản của giảm chấn trong hành trình trả:    

P_tr = K_tr. V_g                                                                                                                    (3.50)

Trong đó:

V_g:  Tốc độ piston trong hành trình trả, V_g = 0,3 (m/s).

K_tr:  Hệ số cản của giảm chấn trong hành trình trả, K_tr= 7287,5 (Ns/m)

=> P_tr = 7287,5.0,3 = 2186,25 (N).

- Lực cản của giảm chấn khi trả mạnh:

P_trmax = P_tr + K^’_tr. (V_gmax-V_g  )                                                                     (3.51) 

Trong đó:

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

K^’_tr:  Hệ số cản của giảm chấn khi trả mạnh, K^’_tr= 0,6 (K_tr)

=> P_trmax = 2186,25 + 0,6.7287,5.(0,6-0,3) = 3498 (N)

3.5.3. Xác định các kích thước của giảm chấn.

3.5.2.1. Xác định đường kính, hành trình pistol.

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

-  Công suất tiêu thụ của giảm chấn đ­ược xác định theo công thức [3]:  N_g = 447,2 (N)

- 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)                                                                         (3.52)

- Cân bằng ph­ương trình nhiệt ta có:

447,2  = 427. 0,13. F. (150-20)

=> F = 0,061970 m_‑² = 61970 (mm²)

Mà: F = pD_n.L = 61970 (mm²)

=> Chọn D_n = 50 (mm)

=> L ³ 394,5  (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.          

- 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).

3.5.3.3. Xác định kích th­ước lỗ van nén

Thay số được: : F_vn = 10,97  (mm²)

-  Đ­ường kính từng lỗ van nén: F_vn = 10,97  (mm²)

Chọn số lỗ van n = 4 Þ d = 1,9 (mm).

3.5.3.5. Xác định kích th­ước lỗ van giảm tải hành trình nén

F_vn' =1,73.10^-5 = 17,3 (mm²)

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

F_vm = F^’_vn –F_vn =17,3 – 10,97 =6,33  (mm²)

-  Đ­ường kính từng lỗ van giảm tải hành trình nén:  F_vm = 6,33  (mm²)

Chọn số lỗ van n = 4 Þ  d = 1,5 (mm).

3.5.3.7. Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn          

D₃, D₄ :  Các kích th­ước nh­ư trên hình vẽ: D₃ = 20 (mm), D₄ = 16 (mm).

=> P₁ = 93 (N)

-> P₂ = 149 (N)

- Dịch chuyển h của van giảm tải (khi mở hoàn toàn) được xác định:

G : Mô đun đàn hồi của vật liệu khi xoắn, G = 8.10⁴ (MN/m²).

n : Số vòng làm việc của lò xo.

H: Ta có thể chọn h = 2 (mm).

- Từ đó ta có thể xác định được số vòng làm việc của lò xo:

Thay số được: n = 4,22 (vòng). Lấy n = 5 vòng.->  C =23618,4 (N/m)

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

H_m = n.d + d.n₀ = 5.3 + 0,8.6 = 19,8 (mm)

Trong đó:

 d : Khoảng cách giữa các vòng dây, d = 0,8  (mm).

n₀ : Số vòng toàn bộ của lò xo, n₀ = n+1 = 5 +1 = 6 (vòng).

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

H_d = H­_m + h = 19,8 + 2 = 21,8 (mm)

- Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:  H_td = H_d + l = 21,8 + 3,6= 25,4 (mm)

- Bước của lò xo:  t = 4,73 (m)

3.5.5. Xác định các kích thước của giảm chấn

3.5.5.1.Xác định đường kính, hành trình Pistol

Sơ đồ tính toán đường kính, hành trình pistol như hình dưới.

- 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 [3]:

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

Trong đó:

 a: Hệ số truyền nhiệt, chọn a = 0,15 (J/m²)

Tma: Nhiệt độ cho phép: T_max=150⁰,  T_min = 20⁰

- Cân bằng ph­ương trình nhiệt ta có:  1034,5  = 427. 0,15. F. (150-20)

=> F = 0,124242 m_‑² = 124242 (mm²_­)  mà F = pD_n.L = 124242 (mm²_­).

- Nếu lấy đ­ường kính pittông d làm thông số cơ bản, các thông số khác đ­ược xác định: D = 55 (mm); d =40 (mm); d_c = 10 (mm); d_n = 44 (mm).

L_P = 35 (mm); L_d = 50 (mm);  L_m = 50 (mm); L_v = 30 (mm); L_G = 555 (mm).

- Do đó: L= L_p+ L_p+ L_g+ Lm= 670 (mm) > 659 (mm)=> Thỏa mãn điều kiện nhiệt.

4.5.5.2. Xác định kích thước lỗ van giảm chấn

g:  Trọng l­ượng riêng của chất lỏng, g = 8600 (N/m²).

g:  Gia tốc trọng tr­ường, g= 10 (m/s²).

F_P:  Diện tích piston giảm chấn:

V_g:  Vận tốc giảm chấn khi làm việc, V_g= 0, 3 (m/s).

3.5.5.3. Xác định kích th­ước lỗ van nén

- Tổng diện tích lỗ van nén :

Do đó: F_vn = 10,76 ( mm²)

-  Đ­ường kính từng lỗ van nén: F_vn = 10,76 ( mm²)

Chọn số lỗ van n = 4 Þ d = 1,9 (mm)

3.5.5.5. Xác định kích th­ước lỗ van giảm tải hành trình nén

- Tổng diện tích tất cả các lỗ van khi nén:

Do đó : F_vn^' = 17,1 (mm²)

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

F_vm = F^’_vn –F_vn = 17,1 – 10,76 = 6,34 (mm²)

-  Đ­ường kính  từng lỗ van giảm tải hành trình nén::

Thay số được: F_nm = 6,34 (mm²)

 Chọn số lỗ van n = 4 Þ d = 1,5 (mm).

3.5.7.7. Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn

Sơ đồ tính toán van giảm chấn như hình dưới.

- Từ đó ta có thể xác định được số vòng làm việc của lò xo: n = 4,3 (vòng). Lấy : n = 5 (vòng)

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

H_m = n.d + d.n₀ = 5.3 + 0,8.6 = 19,8 (mm)

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

H_d = H­_m + h = 19,8 + 2 = 21,8 (mm).

- Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do: 

H_td = H_d + l = 21,8 + 3,4= 25,2 (mm)

- Bước của lò xo:   t = 4,7 (mm)

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 8,5 tấn”.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: PGS.TS......................., do đó đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành một cách tốt nhất.Phần thuyết minh ở trên bao gồm những nội dung cơ bản nhất 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. Các chi tiết của hệ thống treo được thiết kế có kích thước phù hợp cho việc lựa chọn khi sửa chữa và thay thế.

Sau khi hoàn thành đồ án này, em đã có thêm nhiều hiểu biết sâu sắc hơn về thiết kế tính toán ôtô nói chung và về hệ thống treo nói riêng. Qua đó em có thể ứng dụng vào thực tế và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình làm việc sau này. Tuy vậy vì khả năng còn hạn chế nên đồ án của em còn nhiều thiếu sót. Vì vậy em kính mong được sự chỉ bảo của các Thầy trong bộ môn để em có thể hoàn thiện thêm kiến thức của mình.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là Thầy: PGS.TS......................., đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em xin chúc khoa cơ khí động lực đạt được nhiều thành công hơn nữa trong sự nghiệp giảng dạy và học tập.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                                                   TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                                               Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                                  ………………..

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Tập bài giảng thiết kế tính toán hệ thống treo - PGS.TS. Lưu Văn Tuấn.

[2]. Tập bài giảng thiết kế tính toán ôtô - PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan.

[3]. Giáo trình thiết kế ô tô - Đặng Quý, Đỗ Văn Dũng, Dương Tuấn Hùng.

[4]. Cấu tạo Gầm Xe Con- PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai. Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải.

[5]. Sổ tay linh kiện phụ tùng xe ô tô tải thông dụng - Nguyễn Thanh Quang, Lê Hồng Quân. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật- 2008.

6. Xe tham khảo tại: https://xetai-hino.vn/gia-xe-hino/xe-tai-hino-300-85-tan-mau-xzu730l/

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"