MỤC LỤC
Mục lục...........................................................................................
Lời nói đầu ............................................................................................
Chương 1. Giới thiệu chung về xe trên Minivan APV...............................................................7
1.1. Giới thiệu chung và lịch sử phát triền về xe Minivan APV.......................................................... 7
1.2. Hình dáng và thông số kỹ thuật về xe Minivan APV................................................................... 9
1.2.1. Hình dạng kích thước bao xe Minivan APV........................................................................... 9
1.2.2. Thông số kỹ thuật của xe Minivan APV................................................................................ 10
1.3. Giới thiệu chung về các hệ thống của xe Minivan APV............................................................. 12
1.3.1. Hệ thống lái........................................................................................................................... 12
1.3.2. Hệ thống phanh ................................................................................................................... 12
1.3.3. Hệ thống treo........................................................................................................................ 12
1.3.4. Các góc đặt bánh xe dẫn hướng.......................................................................................... 13
Chương 2. Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống treo trên xe Minivan APV.......................................15
2.1. Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo..................................................................................15
2.1.1. Công dụng của hệ thống treo....................................................................................................15
2.1.2. Yêu cầu của hệ thống treo....................................................................................................... 15
2.2. Kết cấu của hệ thống treo trước xe Minivan APV.................................................................... 17
2.2.1. Ưu nhược điểm của hệ thống treo trước................................................................................. 17
2.2.2. Cấu tạo hệ thống treo trước.................................................................................................... 18
2.3. Kết cấu hệ thống treo sau xe Minivan APV.............................................................................. 28
2.3.1. Ưu nhược điểm hệ thống treo sau........................................................................................... 28
2.3.2. Cấu tạo hệ thống treo sau............................................... .........................................................29
Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe Minivan APV.......................................35
3.1. Kiểm nghiệm các bộ phận của hệ thống treo .......................................................................... 35
3.1.1. Các thông số kĩ thuật của xe Minivan APV............................................................................... 35
3.1.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo trước............................................................ 36
3.1.3. Các thông số hình học của hệ thống treo trước....................................................................... 38
3.1.4. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo sau.............................................................. 38
3.1.5. Các thông số hình học của hệ thống treo sau.......................................................................... 39
3.1.6. Động lực học hệ thống treo trước............................................................................................ 39
3.1.7. Tính toán kiểm nghiệm bền một số bộ phận của hệ treo. .........................................................41
3.2. Khảo sát dao động hệ thống treo sau ...................................................................................... 53
3.2.1. Xác định tần số dao động riêng và hệ số dập tắt dao động của hệ thống treo sau...................53
3.2.2. Tính toán khảo sát dao động hệ thống treo sau....................................................................... 55
Chương 4. Những chú ý trong khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo trên xe Minivan APV.59
4.1. Một số tiêu chuẩn cơ bản để đánh giá chất lượng và kiểm tra hệ thống treo.................................... 59
4.1.1. Tiêu chuẩn về độ ồn......................................................................................................................... 59
4.1.2. Tiêu chuẩn về độ bám đường của ECE............................................................................................ 61
4.2. Những vấn đề trong quá trình khai thác sử dụng và bảo dưỡng hệ thống treo trên xe Minivan APV 61
4.2.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác, sử dụng xe........................................................................ 61
4.2.2. Những vấn đề trong quá trình bảo dưỡng định kỳ............................................................................ 63
4.3 Một số hư hỏng thường gặp trong hệ thống treo xe APV và cách khắc phục .....................................64
4.4. Chuẩn đoán hệ thống treo ................................................................................................................ 65
4.5. Sửa chữa hệ thống treo........................................................................................................................ 68
4.5.1. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo trước.......................................................................................... 68
4.5.2. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo sau..............................................................................................71
Kết luận..................................................................................................................................................................76
Tài liệu tham khảo ...............................................................................................................................................77
LỜI NÓI ĐẦU
Ôtô máy kéo dùng trong nhiều ngành lĩnh vực: trong Giao thông vận tải, công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng, thuỷ lợi, quốc phòng... Ngành ô tô chiếm vị trí rất quan trọng đối với các ngành khác. Khi ô tô chạy trên đường không bằng phẳng thường phát sinh dao động. Những dao động này thường ảnh hưởng xấu tới hàng hoá, tuổi thọ của xe và đặc biệt ảnh hưởng người lái và hành khách ngồi trên xe. Người ta cũng tổng kết rằng, những ôtô chạy trên đường xấu, gồ ghề so với ôtô chạy trên đường tốt, bằng phẳng thì tốc độ trung bình giảm 40 : 50%, quãng đường chạy giữa hai chu kỳ đại tu giảm từ 35 : 40%, năng suất vận chuyển giảm từ 35 : 40%. Điều đặc biệt nguy hiểm của dao động là nếu con người chịu lâu trong tình trạng xe bị rung, xóc nhiều sẽ gây mệt mỏi. Một số nghiên cứu gần đây về dao động và ảnh hưởng của nó tới sức khoẻ con người đều đi tới kết luận: Nếu con người bị ảnh hưởng một cách thường xuyên của dao động thì sẽ mắc phải bệnh thần kinh và não. Trong vận tải ô tô máy kéo, người lái là người quyết định chủ yếu cho an toàn chuyển động và mọi chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác. Nếu dao động của xe mà nằm ngoài phạm vi dao động cho phép (80:120 lần/phút) thì sẽ làm tăng lỗi điều khiển của người lái, gây ra hàng loạt những nguy hiểm đến tính mạng của con người và hàng hoá. Ở những nước phát triển, dao động của ô tô được quan tâm đặc biệt. Dao động của xe được nghiên cứu đa về mức tối ưu làm giảm đến mức thấp nhất những tác hại của nó đến con người đồng thời làm tăng tuổi thọ của xe cũng như các bộ phận được treo.
Ở nước ta hiện nay, công nghệ sản xuất xe hơi cũng không ngừng được cải tiến với sự trợ giúp về khoa học kỹ thuật của các nước tiên tiến. Ngành sản xuất xe hơi đã từng bước trở thành mũi nhọn của nền kinh tế, trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. 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. Không chỉ dừng lại ở đó, chúng ta đã bắt đầu quan tâm đến tính êm dịu chuyển động, tính an toàn chuyển động...hay nói cách khác là tính năng động lực học ô tô, từ đó có những cải tiến hợp lý với điều kiện sử dụng của nước ta. Để hoàn thành được mục tiêu này, thì việc khai thác các hệ thống treo của các xe đã và đang sản xuất trên thế giới đóng góp phần không nhỏ cho công việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống treo cho phù hợp điều kiện sử dụng ở Việt Nam.
Trước những yêu cầu thực tế đó trong đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ô tô em được giao nhiệm vụ: Khai thác hệ thống treo trên xe Minivan APV.
Nội dung đồ án gồm 5 bản vẽ A0 và bản thuyết minh gồm 4 chương:
Chương 1. Giới thiệu chung về xe Minivan APV
Chương 2. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống treo xe Minivan APV
Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo xe Minivan APV
Chương 4. Những chú ý trong khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo xe Minivan APV.
Kết luận
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE MINIVAN APV
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN XE APV
Suzuki là hãng xe Nhật xuất hiện tại Việt Nam rất lâu với các dòng xe máy, còn ô tô của hãng Suzuki mới có mặt trên thị trường vài năm gần đây. Suzuki có các dòng xe: Minivan APV, Super Cary, Window Van, Blind Van, và Swift. Với kiểu dáng vuông vắn độc đáo, nội thất rộng rãi với 8 chỗ ngồi. Trong giới hạn của đồ án chỉ nghiên cứu dòng xe Minivan APV.
Dòng xe Minivan APV là xe đa dụng được thiết kế riêng cho thị trường Châu Á, có 2 phiên bản là: APV GLX-S và APV GL-B. Nó xuất hiện đầu tiên tại Việt Nam là năm 2006, đến năm 2009 được thiết kế lại kiểu dáng ngoại thất và nội thất đáp ứng phong cách sống và đem lại cho những hoạt động đa dạng hàng ngày. Nội thất có các dãy ghế ngồi thật sự thoải mái và tiện ích của APV có thể được điều chỉnh theo nhiều cách để thích ứng với mọi nhu cầu khác nhau của hành khách và hành lý mang theo, điều này đã nâng sự tiện nghi trong khoang cabin lên một tầm cao mới. Hệ thống điều hòa không khí tạo cho hành khách luôn mát mẻ dù ở bất cứ nơi đâu họ đến. Máy điều hòa không khí phía sau với các nút điều chỉnh cá nhân được đặt một cách tinh tế ở trên đầu, cho phép cả hành khách ở hàng ghế thứ 3 vẫn tận hưởng được không khí mát lạnh đến tuyệt vời.
Những cải tiến này không hề mới lạ với ngành công nghiệp ô tô nhưng mang lại hiệu quả rõ rệt như: thiết kế mâm xe mới với chất liệu nhẹ hơn và sáng bóng hơn, lốp xe ECO được làm từ chất liệu đặc biệt vừa góp phần tiết kiệm nhiên liệu vừa bảo vệ môi trường.
Vì vậy nó đã nhanh chóng chiếm lĩnh được thị trường Việt Nam.
1.2. HÌNH DÁNG VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT VỀ XE APV
1.2.1 Hình dáng kích thước bao xe Minivan APV
..................................................................................................
Hình 1.4: Sơ đồ bố trí chung xe Minivan APV
1.2.2. Thông số kỹ thuật của xe Minivan APV
Bảng 1.1: Bảng thông số kỹ thuật của xe Minivan APV
Tên | Ký hiệu | Đơn vị | Giá trị |
KÍCH THƯỚC | | | |
Chiều dài tổng thể | La | mm | 4230 |
Chiều rộng tổng thể | Ba | mm | 1655 |
Chiều cao tổng thể | Ha | mm | 1865 |
Chiều dài cơ sở | L | mm | 2,625 |
Khoảng cách từ trục bánh xe trước đến đầu xe | L1 | mm | 715 |
Khoảng cách từ trục bánh xe sau đến đuôi xe | L2 | mm | 890 |
Chiều rộng cơ sở | Trước | mm | 1435 |
Sau | mm | 1435 |
Khoảng sáng gầm xe | H | mm | 180 |
Bán kính quay tròn nhỏ nhất | R | m | 4,9 |
TRỌNG LƯỢNG | | | |
Khối lượng xe không tải | M0 | kg | 1250 - 1270 |
Khối lượng xe toàn tải | Ma | kg | 1950 |
Số chỗ ngồi | | người | 8 |
Dung tích bình xăng | | lít | 46 |
ĐỘNG CƠ | | | |
Kiểu động cơ | | | G16AID |
Thể tích làm việc | | cm³ | 1590 |
Đường kính x Hành trình làm việc | DxS | mm | 75,0 x 90,0 |
Tỉ số nén | ....... | | 9.5 |
Công suất cực đại | N_emax | (KW/rpm) | 91/5750 |
Mô-men xoắn cực đại | M_emax | (N.m/rpm) | 127/4500 |
Hệ thống cung cấp nhiên liệu | | | Phun xăng điện tử đa điểm (MPI) |
HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG | | | |
Loại | | | 5MT |
Tỉ số truyền động | Số 1 | | 4,545 |
Số 2 | | 2,418 |
Số 3 | | 1,796 |
Số 4 | | 1,241 |
Số 5 | | 1,000 |
Số lùi | | 4,431 |
Bố trí động cơ đặt giữa | | | |
Tỷ lệ phân bố trọng lượng trên trục bánh xe | Trước | | 49,2% |
Sau | | 50,8 % |
Hệ thống lái | | | Thanh răng và bánh răng |
Tay lái trợ lực | | | Có |
Hệ thống phanh | Trước | | Đĩa thông gió |
Sau | | Tang trống |
Hệ thống treo | Trước | | Độc lập kiểu Mac Pherson |
Sau | | Hệ treo phụ thuộc kiểu nhíp |
Lốp (Trước/ Sau) | | | 195/65 |
1.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC HỆ THỐNG CỦA XE APV
1.3.1. Hệ thống lái
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
Hệ thống phanh xe APV có cơ cấu phanh trước là phanh đĩa được dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không. Ngoài ra còn gắn cơ cấu tự điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh, bộ phân bố lực phanh. Còn phanh sau là phanh tang trống.
1.3.3. Hệ thống treo
Là cơ cấu nối giữa khung xe với bánh xe. Hệ thống treo gồm có hệ thống treo trước và treo sau :
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
c. Góc nghiêng dọc của trụ đứng: .....0
Là góc được xác định trong mặt phẳng dọc của xe và tạo nên bởi tâm đường trụ đứng với phương thẳng đứng trong mặt phẳng dọc.
Khi nhìn theo chiều chuyển động dọc xe góc .....0 có giá trị dương khi đường tâm trụ đứng lệch về phía sau và có giá trị âm khi đường tâm trụ đứng lệch về phía trước: .....0 = 3° 30’.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG TREO XE MINIVAN APV
2.1 CÔNG DỤNG VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG TREO
2.1.1 Công dụng của hệ thống treo
Hệ thống treo xe Minivan APV ở đây được hiểu là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây:
.............................................................................................
......................................................................................................
................................................
2.1.2 Yêu cầu của hệ thống treo
Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực, quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính sau đây:
Độ võng tĩnh (độ võng sinh ra do tác dụng của tải trọng tĩnh) phải nằm trong giới hạn đủ đảm bảo được các tần số dao động riêng của vỏ xe và độ võng động (độ võng sinh ra khi ô tô chuyển động) phải đủ để đảm bảo vận tốc chuyển động của ô tô trên đường xấu nằm trong giới hạn cho phép. Ở giới hạn này không có sự va đập lên bộ phận hạn chế.
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
2.2. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG TREO TRƯỚC XE MINIVAN APV
2.2.1. Ưu nhược điểm của hệ thống treo trước
a. Ưu điểm
Hệ thống treo trước xe Minivan APV là hệ treo MC.Pherson được dùng rộng rãi trên các xe du lịch hiện đại và có xu hướng áp dụng cho xe tải hạng nhỏ.
Nó là biến dạng của hệ thống treo hai đòn ngang, trong trường hợp này độ dài đòn trên được thu nhỏ lại bằng không.
Ngoài những ưu điểm của hệ thống treo hai đòn ngang nó còn có những ưu việt là cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ, do đó giải phóng được khoảng không gian dành cho hệ thống truyền lực hoặc khoang hành lý của xe.
Cấu tạo của hệ thống treo này khá đơn giản, vì có ít chi tiết, nhẹ nên giảm được phần khối lượng không được treo.
Nhờ có khoảng cách lớn giữa các điểm đỡ của hệ thống treo nên ít gặp phiền phức về căn chỉnh góc đặt bánh trước do lắp ghép không đúng hoặc do sai sót trong chế tạo các chi tiết. Vì vậy, ngoại trừ độ chụm (của hai bánh xe trước) việc điều chỉnh góc đặt bánh xe thường là không cần thiết.
..................................................................................................
Hình 2.1: Bố trí hệ thống treo trước trên xe Minivan APV
b. Nhược điểm
.............................................................................................
......................................................................................................
................................................
a. Phần tử đàn hồi lò xo trụ
- Công dụng
Lò xo được làm từ dây thép lò xo, là một loại thép đặc biệt, được quấn thành hình ống (hình 2.4). Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do ống lò xo bị nén. Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ trong lò xo và va đập được giảm bớt.
..................................................................................................
Hình 2.4: Lò xo trụ
- Kết cấu lò xo trên hệ thống treo trước
Đảm bảo kết cấu vững chắc. Lò xo trụ được lồng vào giảm chấn để hệ treo được gọn hơn. Lò xo được đặt lệch khỏi đường tâm của bộ giảm chấn, sao cho các phản lực a và b xuất hiện theo chiều ngược lại các lực A và B (hình 2.5). Điều này giải quyết được vấn đề khi bộ giảm chấn có tác dụng như một bộ phận của hệ liên kết treo, chịu tải trọng thẳng đứng. Tuy vậy, vì các bộ giảm chấn phải chịu tải trọng từ các bánh xe nên chúng hơi bị uốn. Điều này làm phát sinh ứng lực ngang (A và B trên hình minh hoạ), tạo ra ma sát giữa cần đẩy piston và dẫn hướng cũng như giữa piston và ống lót xylanh, làm phát sinh tiếng ồn và ảnh hưởng đến độ êm chạy xe.
..................................................................................................
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí lò xo
Lò xo được chặn bởi hai vòng đệm và hai giá đỡ trên và dưới như hình 2.6
..................................................................................................
Hình 2.6: Lắp đặt lò xo trên hệ thống treo trước
1. Ê cu bắt đầu giảm chấn; 2. Ổ bi; 3. Giá đỡ lò xo trên; 4. Ụ hạn chế; 5. Vòng chắn bụ; 6. Lò xo; 7. Khóa hãm; 8. Giá đỡ lò xo dưới; 9. Vỏ giảm chấn; 10. Đũa đẩy; 11. Vòng đệm lò xo; 12. Bu lông; 13. Giá đỡ giảm chấn trên; 14. Khung, vỏ xe; 15. Ê cu.
b. Thanh ổn định
Ngoài ra trong hệ treo này để giảm bớt biến dạng ở một phía và để tăng khả năng chống lật của xe người ta còn dùng thêm thanh ổn định. Đây là một thanh xoắn có hình chữ U , phần giữa thường được bắt lỏng vào khung xe, hai đầu được nối mềm với thanh giằng của hệ treo hai bên bánh xe. Khi một bên treo bị nén thì thanh xoắn biến dạng, làm tăng độ cứng của hệ treo và san bớt tải trọng tác dụng sang bên kia. Ngoài ra thanh ổn định còn có tác dụng là khi thùng xe bị nghiêng thì nó sẽ làm cho độ cứng của hệ thống treo tăng lên, do đó tăng khả năng chống.
..................................................................................................
Hình 2.7: Thanh ổn định
c. Giảm chấn
- Công dụng
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
2.3. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG TREO SAU XE MINIVAN APV
2.3.1. Ưu nhược điểm của hệ thống treo sau
a. Ưu điểm
Hệ treo sau Minivan APV là hệ treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lá nhíp. Nên có những ưu điểm sau:
Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy không sảy ra mòn lốp nhanh.
Khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên…) hai bánh xe liên kết cứng, bởi vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe.
Cấu tạo đơn giản nhưng khá vững chắc, giá thành giảm. Dễ tháo lắp và sửa chữa.
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
Hình 2.15: Hệ treo sau xe Minivan APV
1. Đệm cao su; 2. Kẹp nhíp; 3. Giảm chấn; 4. Núm cao su; 5. Vỏ bọc bán trục; 6. Đế; 7. Lá nhíp; 8. Ê cu
a. Bộ phận dẫn hướng và đàn hồi
- Công dụng
Bộ phận dẫn hướng và đàn hồi bó nhíp. Nhíp được dùng phổ biến nhất vì nhíp vừa là cơ cấu đàn hồi, vừa là cơ cấu dẫn hướng và một phần làm nhiệm vụ giảm chấn nghĩa là thực hiện toàn bộ chức năng của hệ thống treo.
Bản thân nhíp đã có đủ độ cứng vững để giữ cho cầu xe ở đúng vị trí nên không cần sử dụng các liên kết khác.
Nhíp thực hiện được chức năng tự khống chế dao động thông qua ma sát giữa các lá nhíp.
Nhíp có đủ sức bền để chịu tải trọng nặng.
- Cấu tạo
Bộ phận dẫn hướng và đàn hồi bó nhíp được làm bằng một số băng thép lò xo uốn cong, được gọi là “lá”, xếp chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn nhất đến dài nhất. Tập lá lò xo này được ép với nhau bằng một bulông, và để cho các lá không bị xô lệch, chúng được kẹp giữ ở một số vị trí. Hai đầu lá dài nhất (lá chính) được uốn cong thành vòng để lắp ghép với khung xe hoặc các kết cấu khác. Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm. Số lá nhíp càng nhiều thì nhíp càng chịu tải trọng lớn hơn, mặt khác, nhíp sẽ cứng hơn và ảnh hưởng đến độ êm.
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
b. Giảm chấn
Bộ phận giảm chấn của xe Minivan APV thuộc loại giảm chấn ống thủy lực, tác động 2 chiều và có van giảm tải. Cấu tạo và nguyên lý như giảm chấn hệ thống treo trước.
..................................................................................................
Hình 2.18: Bố trí lắp đặt giảm chấn trên xe Minivan APV
Lắp đặt giảm chấn trên hệ treo sau: Đầu trên được gắn với dầm xe, đầu dưới được gắn với đế bắt nhíp (như hình trên). Hai đầu được đệm bằng bạc cao su. Để làm giảm sự uốn bằng cách lắp các bộ giảm chấn cách xa tâm uốn và đặt nghiêng chúng. Tức là lắp một bộ giảm chấn ở phía trước và một ở phía sau cầu xe (như hình trên).
c. Bạc cao su
Bạc cao su do có nhưng ưu điểm như nó có thể được làm với mọi hình dạng khác nhau, không có tiếng ồn khi làm việc, không cần phải bôi trơn.
Tuy nhiên bạc cao su không thích hợp khi tải trọng lớn thích hợp với xe du lịch và xe tải nhỏ. Vì vậy mà với xe Minivan APV việc sử dụng bac cao su là hết sức hợp lý. Sử dụng ở đầu nhíp (hình 2.18, hình 2.20), sử dụng ở vấu giảm chấn (hình 2.19)
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO XE MINIVA APV
3.1. KIỂM NGHIỆM CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG TREO
3.1.1. Các thông số kĩ thuật của xe Minivan APV
Các thông số kĩ thuật của hệ thống treo được lấy dựa trên cơ sở từ bảng thông số kỹ thuật của xe APV (bảng 1.1).
- Tải trọng của toàn xe khi không tải G0: G0 = 1300 (kg).
- Tải trọng của toàn xe khi đầy tải GT: GT =1950 (kg).
- Tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải G01: G01 = 640 (kg).
- Tải trọng đặt lên cầu sau khi không tải G02: G02 = 660 (kg).
- Tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải GT1: GT1 = 959 (kg).
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
- Khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu sau b: b = 1250 (mm).
3.1.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo trước
Có rất nhiều chỉ tiêu để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động, trong đồ án này đánh giá độ êm dịu của ôtô thông qua tần số dao động n. Đối với xe con và xe minibus thì tần số dao động nằm trong khoảng n =60.....90 (dđ/ph) nhằm đảm bảo không gây mệt mỏi cho người lái cũng như hành khách trên xe.
Do đó chọn n = 80 (dd/ph).
- Xác định độ cứng của hệ thống treo trước:
Độ cứng của hệ thống treo được xác định theo công thức:
C =...... (N/m) (3.1)
Trong đó:
C _ Độ cứng của hệ thống treo.
..... _ Tần số dao động của hệ thống treo.
..... =...... =....... = 8,37 (rad/s) (3.2)
Mt _ Khối lượng được treo của cầu trước.
Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là:
Mt01 = G01 - Mkt1 (3.3)
Với Mkt1 _ Khối lượng không được treo của cầu trước,
Mkt1 = mkt1 + 2mbx = 50 + 2.15 = 80 (kg) (3.4)
Vậy suy ra: Mt01 = 640 - 80 = 560 (kg).
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
Phản lực tác dụng vào đầu dưới của giảm chấn ZA:
ZA = Z1/cos(.....0) = 8657,8/cos(3o30’) = 8674 (N) (3.15)
Như vậy lực tác dụng lên giảm chấn là: ZB = ZA = 8674 (N).
Và lực tác dụng lên đòn ngang: YC = YA =813,33 (N).
3.1.7. Tính toán kiểm nghiệm bền một số bộ phận của hệ thống treo
a. Tính toán kiểm nghiệm bền cho lò xo trụ
Trong hệ thống treo, lò xo trụ là phần tử đàn hồi có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động. Trong quá trình làm việc lò xo chỉ chịu tải trọng thẳng đứng mà không truyền lực dọc hay lực ngang.
Với hệ thống treo trươc (kiểu Macpherson) thì lò xo trụ được đặt lồng bên ngoài giảm chấn, đầu trên tỳ lên khung xe còn đầu dưới được bắt cố định vào vỏ của giảm chấn. Do đó lực dọc tác dụng lên giảm chấn (trụ đứng) cũng chính là lực tác dụng lên lò xo. Từ quả tính toán động lực học suy ra lực lớn nhất tác dụng lên lò xo là: Flxmax = 8674 (N)
Từ hành trình làm việc của hệ thống treo:
f = fđ + ft = 0,119 + 0,140 = 0,259 (m).
Suy ra hành trình làm việc của lò xo:
flx = f/cos(.........0) = 0,259/ cos(3o30’) = 0,26 (m).
- Độ cứng của lò xo được xác định theo công thức:
Clx = CT1/cos(......0) (3.16)
Với CT1 là độ cứng của 1 bên hệ treo ở trạng thái đầy tải, CT1 =30790(N/m).
Suy ra: Clx = 30790/ cos(3o30’) = 30847 (N/m).
Chọn vật liệu làm lò xo là thép 50CrV4 có ứng suất tiếp cho phép ...........=1600 N/mm2.
..................................................................................................
Hình 3.3:Lò xo trụ.
- Tính bền lò xo khi ứng suất cắt lớn nhất:
...........= ..... (3.17)
Trong đó:
D_Đường kính của một vòng xoắn lò xo : D=130 (mm)
d_Đường kính của dây lò xo: d=13 (mm)
k _ Hệ số xét đến độ cong của dây lò xo,
k = ...... = ...... = 1,1
c = D/d _ Là hệ số tỷ lệ đường kính, suy ra c =13
Thay các thông số vào 3.17 ta có:
............=...................... = ..................... = 1438,4 (N/mm2).
Vậy .......... < [...........] = 1600 N/mm2 ...........Lò xo đủ bền theo ứng suất cắt.
b. Tính toán kiểm nghiệm bền cho giảm chấn
Giảm chấn là một phần tử của hệ thống treo dùng để dập tắt dao động của thân xe khi xe chạy qua những đoạn đường gồ ghề. Quá trình dập tắt được thực hiện theo nguyên tắc tiêu hao động năng của thân xe bằng việc chuyển thành nhiệt năng do ma sát bên trong giảm chấn.
Giảm chấn của hệ thống treo trên xe APV là loại giảm chấn ống có tác dụng 2 chiều, 2 lớp vỏ.
- Các kích thước cơ bản của giảm chấn
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
Trong các hành trình làm việc của giảm chấn, lực cản ở hành trình trả thường lớn hơn ở hành trình nén với mục đích khi bánh xe đi qua chỗ gồ ghề thì giảm chấn bị nén nhanh cho nên không truyền lên khung xe những xung lực lớn ảnh hưởng đến độ bền khung xe và sức khoẻ người trong xe. Do đó năng lượng được hấp thụ vào chủ yếu là ở hành trình trả. Trong thực nghiệm thường thấy ở các giảm chấn hiện nay có quan hệ sau:
Ktr = 2,5¸3Kn.
Chọn Ktr = 3Kn thay vào công thức 3.19 suy ra:
....... ........... Kn = Kgc/2 = 1221/2 = 610,5 (Ns/m).
Vậy suy ra: Ktr = 3Kn = 3.432,5 = 1831,5 (Ns/m).
+ Trong quá trình nén mạnh và trả mạnh thì:
Knm = 0,4Kn = 0,4.610,5 = 244,2 (Ns/m).
Và Ktrm = 0,4Ktr = 0,4.1831,5 =732,6 (Ns/m).
+ Lực sinh ra trong quá trình làm việc của giảm chấn:
P = K.vPm (3.20)
Trong đó: vP là vận tốc dịch chuyển của piston giảm chấn:
vPmax = 0,6 (m/s2). vPmin=0,3 (m/s2). Lấy Vp=0,4 (m/s2) = 400 (mm/s2).
Khi ta không xét đến đặc tính làm việc của lò xo thì đường đặc tính của giảm chấn coi như là tuyến tính, do đó hệ số m = 1.
Như vậy lực cản sinh ra trong quá trình nén nhẹ và trả nhẹ:
Pn = Kn.vPmin = 610,5.0,3 = 183,15 (N).
Ptr = Ktr.vPmin = 1831,5.0,3 = 549,45 (N).
Và lực cản sinh ra trong quá trình nén mạnh và trả mạnh:
Pnmax = Pn+Knm.(vPmax - vPmim) =183,15 + 244,2.(0,6 - 0,3) =256,4 (N)
Ptrmax =Ptr+Ktrm.(vPmax - vPmim) = 549,45 +732,6.(0,6 - 0,3) =769,2 (N)
Từ mối quan hệ giữa lực cản với vận tốc dịch chuyển của piston giảm chấn ta xây dựng được đồ thị đặc tính của giảm chấn như trên hình 3.5.
..................................................................................................
Hình 3.5: Đồ thị đặc tính của giảm chấn
- Tính toán kiểm tra nhiệt độ nung nóng của giảm chấn
Áp dụng công thức: T=...................... (3.21)
Trong đó:
T_Nhiệt nung nóng của giảm chấn.
Tmax _ Nhiệt độ lớn nhất của thành giảm chấn trong quá trình làm việc (nhiệt độ nung nóng cho phép).
Tmax = 120oC.
T0 _ Nhiệt độ của môi trường xung quanh.
T0 = 20.......40 chọn T0 = 40 (oC).
......................................................................................................
......................................................................................................
................................................
Chương trình Matlab để tính phản lực đầu nhíp được trình bày ở phần phụ lục 1.
Kết quả là:
X1=3787,6 (N); X2=3291,0 (N); X3=2291,5 (N); X4=1814,1 (N).
+ Xây dựng biểu đồ ứng suất.
Bảng 3.1 Bảng phản lực tại các đầu mút lá nhíp
TT | Ln/2 | Xn (N) | Môđun chống uốn |
1 | 46 | Pt=4066 | 1,3 |
2 | 39 | 3787,6 | 1,3 |
3 | 32 | 3291,0 | 1,3 |
4 | 25 | 2291,5 | 0,85 |
5 | 18 | 1814,1 | 0,85 |
Lá nhíp 1:
.............................................................................. (N/cm2)
Lá nhíp 2:
................................................................................. (N/cm2)
................................................................................... (N/cm2)
Lá nhíp 3,4 tính tương tự lá 2.
Lá nhíp 5:
Ta có bảng kết quả như sau:
Bảng 3.2: Trị số các ứng suất tại đầu mút các lá nhíp
TT | L(cm) | ......(N/cm2) | ......(N/cm2) |
1 | 92 | 9851,1 | - |
2 | 78 | 35271,8 | 20397,8 |
3 | 64 | 42323,9 | 17720,8 |
4 | 50 | 34969,4 | 20050,6 |
5 | 36 | 40817,3 | -- |
Ta thấy ứng suất sinh ra trong các lá nhíp đều nhỏ hơn [.....]=85000.....90000 (N/cm2). Do đó các lá nhíp đều đủ bền.
3.2. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG HỆ THỐNG TREO SAU
3.2.1. Xác định tần số dao động riêng và hệ số dập tắt dao động của hệ thống treo sau
Mô hình khảo sát dao động cầu trước được mô tả như (hình 3.7).
Các ký hiệu sử dụng trong quá trình tính toán.
C_s: Độ cứng treo sau.
C_l: Độ cứng của lốp.
M2: Khối lượng phần treo.
m2: Khối lượng phần không treo.
K1: Hệ số cản giảm chấn sau.
K2: Hệ số cản của lốp (giả thiết K2=0).
Z: Chuyển dịch khối lượng phần treo.
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
Kết luận: Từ các kết quả tính được nhìn các đồ thị cho ta thấy tất cả các dao động đều là dao động tắt dần và dao động của phần khối lượng được treo được dập tắt trong khoảng thời gian ngắn, đảm bảo độ êm dịu khi xe chuyển động.
CHƯƠNG 4
NHỮNG CHÚ Ý TRONG KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG
TREO XE MINIVAN APV
4.1. MỘT SỐ TIÊU CHUẨN CƠ BẢN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ KIỂM TRA HỆ THỐNG TREO
Trong quá trình vận hành, hệ thống treo là một trong những hệ thống có tần suất sử dụng cao nhất. Bên cạnh đó, hệ thống treo còn là hệ thống đảm bảo chuyển động một cách êm dịu khi lưu thông trên đường. Nhất là đối với các loại xe du lịch và trở khách yêu cầu êm dịu càng khắt khe hơn. Do vậy, những yêu cầu đặt ra cho hệ thống treo là hết sức khắt khe, nghiêm ngặt.
......................................................................................................
......................................................................................................
................................................
Bảng 4.1. Các thông số độ ồn cho phép của ECE (N0 41; N0 51)-1984
Độ ồn trong ECE N0 41 | Độ ồn ngoài ECE N0 51 |
Loại xe* | Độ ồn dB (A) không quá | Loại xe* | Độ ồn dB(A) không quá |
M1- ô tô con | 80 | M1- ô tô con | 80 |
M2- ô tô buýt đến 5 tấn | 82 | M2- ô tô buýt có tải <3,5 tấn | 81 |
M3- ô tô buýt hơn 5 tấn | 82 | M2, M3 ô tô buýt có tải >3,5 tấn | 82 |
Ô tô buýt | 82 | M2, M3 ô tô buýt có động cơ >147kW | 85 |
Các loại buýt | 84 | | 80 |
Chú thích: (*) Loại xe xem trong phân loại xe. | N2 ô tô tải có tải <3,5 tấn | 81 |
N2, N3 ô tô tải có tải <12 tấn | 86 |
N3 ô tô tải có tải >12 tấn động cơ >147kW | 88 |
Bảng 4.2. Các thông số độ ồn ngoài cho phép của Việt Nam 1999
Độ ồn ngoài TCVN 5948:1999 |
Loại xe | Độ ồn dB (A) không quá |
M1 ô tô con | 74÷77 |
M2- ô tô buýt có tải <3,5 tấn | 76÷79 |
M2, M3 ô tô buýt có tải >3,5 tấn | 78÷83 |
M2, M3 ô tô buýt có động cơ >147kW | 77÷84 |
N2, N3 ô tô tải có tải <12 tấn | 78÷83 |
N3 ô tô tải có tải >12 tấn động cơ >147kW | 77÷84 |
4.1.2. Tiêu chuẩn về độ bám đường của ECE
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
4.2. NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN XE MINIVAN APV
4.2.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác, sử dụng xe
Trong quá trình khai thác sử dụng xe, người lái xe là người trực tiếp kiểm tra, đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống treo, cũng như tiến hành các công việc bảo dưỡng thường xuyên đối với toàn bộ xe nói chung và với hệ thống treo nói riêng để đảm bảo hệ thống treo làm việc ổn định, tin cậy và bền lâu.
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
- Hiệu quả giảm chấn bị giảm hay không làm việc có thế do kẹt hệ thống van, hỏng các lò xo, nứt vỡ các chi tiết. Trong trường hợp này tháo giảm chấn, rửa sạch các chi tiết, thay thế lò xo gãy và các chi tiết bị hỏng hoặc thay mới thoàn bộ.
4.3. MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG TREO XE APV VÀ CÁCH KHẮC PHỤC
.............................................................................................
......................................................................................................
................................................
4.4. CHUẨN ĐOÁN HỆ THỐNG TREO
Hệ thống treo được chuẩn đoán thông qua những biểu hiện chung khi xác định toàn xe.
Bằng mắt quan sát:
.....................................................................................................
......................................................................................................
................................................
b. Quy trình lắp hệ thống treo sau
Quy trình lắp hệ thống treo sau được tiến hành ngược lại, nhưng phải lưu ý những vấn đề sau:
- Thay mới tất cả các núm cao su, bạc cao su.
- Thay thế mới các lá nhíp bị nứt, vỡ hoặc toàn bộ bó nhíp nếu độ võng quá độ võn cho phép.
- Thay thế các bu lông, đai ốc mới nếu chúng đã mòn quá độ mòn cho phép.
- Đối với giảm chấn cần lưu ý như với giảm chấn hệ treo trước.
- Bôi trơn các lá nhíp.
KẾT LUẬN
Hệ thống treo là một bộ phận quan trọng của xe, chất lượng của hệ thống ảnh hưởng lớn đến chất lượng hoạt động của xe vì nó phải đảm bảo khả năng êm dịu, an toàn cho người và trang thiết bị, hàng hóa trên xe khi xe vận hành trên các loại địa hình khác nhau. Như vậy hệ thống treo có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng làm việc của xe.
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…
Qua đề tài khai thác hệ thống treo xe Minivan APV em có thể nhận thấy đây là loại xe có tính năng ưu việt cao, thích hợp với địa hình, khí hậu và điều kiện sử dụng nước ta. Tuy đề tài không được chuyên sâu nhưng em hy vọng nó cũng góp một phần nhỏ vào quá trình nghiên cứu và sử dụng xe Minivan APV nói riêng và các loại xe Minivan nói chung.
Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, nên không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý của các thầy giáo cùng các bạn đồng nghiệp để giúp em nâng cao trình độ chuyên môn của mình.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn:….......…… và toàn thể các thầy giáo trong Bộ môn xe quân sự cùng bạn bè đồng nghiệp đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn!
……,ngày…tháng…năm 20…
Học viên thực hiện
…………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên - Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (Tập II) NXB ĐH&THCN- 1971.
[2]. Chu Tạo Đoan - Cơ học lý thuyết (Tập II) NXBGTVT-2001.
[3]. Nguyễn Phúc Hiểu - Hướng dẫn đồ án môn học “Kết cấu và tính toán ôtô quân sự”. Tập VI. Thiết kế hệ thống treo của ôtô.
HVKTQS - 1986.
[4]. Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập - Lý thuyết Ôtô quân sự; HVKTQS – 2002
[5]. Vũ Đức Lập - Dao động ôtô HVKTQS - 1994.
[6]. Nguyễn Trường Sinh - Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí - NXB QĐND- 2001
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"