Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu là tài liệu sưu tầm :D không tránh khỏi những sai sót không đáng có, cố viết cho dài hơn 200 từ cho chuẩn nội quy của cái trang xl này :D ae nếu k tải đc tài liệu thì ll với tôi nha :D tôi cũng đã từng đi tìm tài liệu, gặp cái trang loz này có nhưng nó k
1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU : CHƯƠNG I : Tổng quan đề tài lựa chọn phương án thiết kế 1.1 Những vấn đề chung hệ thống treo .3 1.1.1 Công dụng hệ thống treo .3 1.1.2 Những phận hệ thống treo 1.1.3 Phân loại hệ thống treo 1.1.4 Những yêu cầu thiết kế hệ thống treo 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 1.3 Thông số kỹ thuật ô tô tham khảo thiết kế 1.4 Lựa chọn kết cấu hệ thống treo 1.4.1 Lựa chọn kết cấu hệ thống treo 1.4.2 Lựa chọn kết cấu giảm chấn CHƯƠNG II : Thiết kế hệ thống treo độc lập Mc.Pherson.… .12 2.1 Các thông số hệ thống treo thiết kế 12 2.1.1 Các thông số kỹ thuật xe .12 2.1.2 Xác định thông số hệ treo 12 2.2 Thiết kế hệ thống treo 15 2.2.1 Xác định sơ kích thước vị trí đòn .15 2.2.2 Xây dựng họa đồ kiểm tra động học hệ thống treo mc.pherson 20 2.2.3 Bố trí hệ treo đảm bảo góc nghiêng dọc ε 23 2.2.4 Tính tốn động lực học hệ thống treo mc.pherson 23 2.2.5 Kiểm tra bền đòn ngang 33 2.2.6 Kiểm tra bền rôtuyn 35 2.2.7 Kiểm tra bền lò xo trụ 36 2.2.8 Chọn giảm chấn kiểm tra bền đẩy .39 CHƯƠNG III : Bảo dưỡng kỹ thuật chẩn đoán hệ thống treo 44 3.1 Đặc điểm hư hỏng hệ thống treo .44 3.2 Những hư hỏng thông thường, nguyên nhân biện pháp khắc phục hư hỏng hệ thống treo 44 3.3 Các dấu hiệu hư hỏng báo hiệu cho người sử dụng 45 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, ô tô sử dụng rộng rãi phương tiện lại thông dụng Các trang thiết bị, phận tơ ngày hồn thiện đại, đóng vai trò quan trọng việc bảo đảm độ tin cậy an toàn cho người vận hành chuyển động ô tô Cùng với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ, công nghiệp ô tô giới phát triển ngày cao, cho đời nhiều loại xe ô tô đại phục vụ cho nhu cầu mục đích sử dụng người Trong đó, độ êm dịu an tồn chuyển động tơ đặt lên hàng đầu Do vậy, hệ thống treo có vai trò quan trọng Có nhiều hệ thống treo với cấu tạo, chức công dụng khác nhau, loại lại có ưu, nhược điểm riêng Vì việc thiết kế hệ thống treo phù hợp với thông số kết cấu xe nâng cao tính tiện nghi độ êm dịu cho xe Để nắm bắt vấn đề công nghệ vào ứng dụng công việc thiết kế khai thác hệ thống treo để từ khai thác vận hành tơ có hiệu quả, với vai trò kỹ sư tương lai Em nhận đề tài : “ Thiết kế hệ thống treo độc lập Mc.Pherson cho cầu trước ô tô ” Do thời gian làm đồ án có hạn với kiến thức thực tế hạn chế, nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo bạn Đồ án hoàn thành tiến độ nhờ có giúp đỡ bảo tận tình Thầy giáo ThS Nguyễn Hùng Mạnh PGS.TS Nguyễn Khắc Trai thầy giáo Bộ môn Cơ khí tơ Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo bạn giúp em hoàn thành đồ án ! Hà Nội , ngày 30 tháng 04 năm 2011 Sinh viên Bùi Bảo Ngọc CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1.1 CÔNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG TREO - Liên kết mềm bánh xe thân xe, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tác dụng lên thân xe đảm bảo bánh xe lăn êm đường - Truyền lực từ bánh xe lên thân xe ngược lại, để xe chuyển động, đồng thời đảm bảo chuyển dịch hợp lý vị trí của bánh xe so với thùng xe - Dập tắt nhanh dao động mặt đường tác động lên thân xe 1.1.2 NHỮNG BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TREO Hệ thống treo gồm phận : đàn hồi, dẫn hướng giảm chấn - Bộ phận đàn hồi : + Có nhiệm vụ đưa vùng tần số dao động xe phù hợp vùng tần số thích hợp với người sử dụng + Nối mềm bánh xe thùng xe giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung, đảm bảo độ êm dịu chuyển động + Có đường đặc tính đàn hồi phù hợp với chế độ hoạt động xe - Bộ phận dẫn hướng : + Xác định tính chất chuyển động (động học) bánh xe với khung, vỏ xe + Tiếp nhận truyền lực, mômen bánh xe với khung vỏ xe - Bộ phận giảm chấn : + Dập tắt dao động từ mặt đường lên khung xe phát sinh trình xe chuyển động địa hình khác cách nhanh chóng + Đảm bảo dao động phần không treo nhỏ nhất, tiếp xúc bánh xe đường, nâng cao khả bám đường an toàn chuyển động Ngồi hệ thống treo có kết cấu khác như: ổn định ngang, vấu giảm va đập hạn chế hành trình 1.1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO Việc phân loại hệ thống treo dựa theo sau : - Theo phận đàn hồi chia ra: + Loại kim loại (nhíp lá, lò xo, xoắn ) + Loại khí ( loại bọc cao su-sợi, màng, loại ống) + Loại thuỷ lực ( loại ống ) + Loại cao su - Theo phận dẫn hướng chia ra: + Loại phụ thuộc với cầu liền ( loại riêng, loại thăng bằng) + Loại độc lập ( đòn, hai đòn ) a) b) Hình 1.1: Sơ đồ tổng thể hệ thống treo phụ thuộc (a) hệ treo độc lập (b) 1: Thân xe; 2: Bộ phận đàn hồi; 3: Bộ phận giảm chấn; 4: Dầm cầu; 5: Đòn ngang dưới, - Theo phương pháp dập tắt dao động chia ra: Phụ Độc lập Hình 1.1 + Loại giảm chấn thuỷ lực ( tác dụng chiều, chiều) + Loại ma sát ( phận đàn hồi, dẫn hướng ) - Theo phương pháp điều khiển chia ra: + Hệ thống treo bị động (không điều khiển ) + Hệ thống treo chủ động ( có điều khiển ) 1.1.4 NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO Trên hệ thống treo, liên kết bánh xe khung vỏ cần thiết phải mềm phải đủ khả để truyền lực Quan hệ thể yêu cầu sau đây: + Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thuật xe chạy đường tốt xe có khả chạy nhiều loại địa hình khác + Bánh xe chuyển dịch giới hạn không gian hạn chế + Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động học động lực học chuyển động bánh xe + Không gây nên tải trọng lớn mối liên kết với khung vỏ + Có độ tin cậy lớn, độ bền cao khơng gặp hư hỏng bất thường Đối với ô tô ý đến yêu cầu sau: + Giá thành thấp mức độ phức tạp kết cấu khơng q lớn + Có khả chống rung chống ồn truyền từ bánh xe lên khung, vỏ xe tốt + Đảm bảo tính điều khiển ổn định chuyển động ô tô tốc độ cao Ngoài yêu cầu chung kết cấu khí đặt xe ơtơ phải đặc biệt quan tâm tới yêu cầu riêng sau: Đảm bảo độ êm dịu cần thiết ôtô hoạt động Thông số đánh giá thông qua tần số riêng hệ thống treo Đối với ôtô con, tần số dao động riêng n = 60 ÷ 90 (v/ph) tương ứng với tần số góc ω = 6,2 ÷ 9,4 (rad/s) Khi bánh xe chuyển vị thẳng đứng (chuyển vị cần thiết) mức độ đó, chẳng hạn với mức độ lớn ∆Zmax = ft + fđ sinh chuyển vị liên quan (chuyển vị không mong muốn) bánh xe : ∆γ ∆ε ∆δ ∆z ∆B ∆V ∆δs Hình 1.2: Các chuyển vị bánh xe thân xe + Thay đổi khoảng cách hai vết lốp bánh xe ∆B (mm) + Thay đổi độ chụm trước bánh xe ∆V (mm) + Thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe ∆γ (độ) + Thay đổi góc nghiêng dọc trục đứng ∆ε (độ) + Thay đổi góc nghiêng ngang trụ đứng ∆δ (độ) + Thay đổi vị trí cầu sau (đánh giá góc xoay cầu xe) ∆δ S (độ) Các chuyển vị phải nằm giới hạn cho phép Các thông số chọn phù hợp với bố trí chung, hệ thống truyền lực xe, thông qua việc tham khảo xe tương tự tính tốn nhờ tốn ổn định động ơtơ Đảm bảo khả truyền lực mômen bánh xe khung (thân) xe Đảm bảo khoảng sáng gầm xe tối thiểu xe đầy tải Đảm bảo góc lắc thùng xe phải nhỏ phù hợp treo trước sau, thơng số phụ thuộc vào đòn dẫn hướng hệ treo sơ đồ bố trí chung Tiết kiệm khơng gian để bố trí cấu phanh, hệ thống lái, khoang động đảm bảo khả động xe Trọng lượng phần khơng treo nhỏ Có tuổi bền độ tin cậy cao 1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Yêu cầu : Thiết kế hệ thống treo độc lập Mc.Pherson cho cầu trước ô tô Nội dung : - Xác định thông số hệ thống treo độc lập + Xác định hành trình tĩnh bánh xe (hay độ võng tĩnh hệ treo) + Xác định hành trình động bánh xe + Xác định thông số phần tử đàn hồi, giảm chấn + Xác định kết cấu (vị trí khớp nối chiều dài đòn) - Xác định quan hệ động học HTT Mc.pherson + Xác định sơ kích thước vị trí + Xây dựng lại mối quan hệ động học + Bố trí hệ treo đảm bảo góc nghiêng dọc ε - Tính tốn thiết kế bền đòn ngang - Thiết kế phần tử đàn hồi chọn giảm chấn 1.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA Ô TÔ THAM KHẢO THIẾT KẾ Hãng sản xuất Kiểu động Loại động TOYOTA 2ZR-FE xi lanh thẳng hàng, 16 van Dung tích cơng tác Dung tích bình nhiên liệu Dài x rộng x cao (mm) Chiều dài sở (mm) Chiều rộng sở (Trước/sau - mm) Trọng lượng (kg) DOHC, VVT-i kép 1798 cc 55 lít 4540 x 1760 x 1465 2600 1530/1535 Khơng tải : 1260 kg Hệ thống treo Tồn tải : 1634 kg Trước : Kiểu Mac.Pherson Lốp xe Sau : Thanh xoắn 195/65R15 1.4 LỰA CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO 1.4.1 LỰA CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO Trên sở xe thiết kế loại xe có chỗ ngồi, hệ thống treo thường sử dụng hệ thống treo độc lập, có hệ thống treo đòn ngang, hệ thống treo đòn ngang (Mc.Pherson), hệ thống treo đòn dọc, hệ thống treo đòn chéo Đối với cầu trước sử dụng hệ thống treo đòn ngang hệ thống treo đòn ngang (Mc.Pherson) Ở chọn kết cấu hệ thống treo kiểu Mc.Pherson hệ treo có đặc điểm sau : so với cấu tạo hệ treo đòn ngang cấu trúc chi tiết, giảm nhẹ khối lượng phần khơng treo, khơng gian chiếm chỗ nhỏ, có khả giải phóng nhiều khoảng khơng phía dành cho khoang truyền lực khoang hành lý A Hình 1.3 : Sơ đồ cấu tạo hệ treo Mc.Pherson 1: Giảm chấn; : Đòn ngang dưới; : Bánh xe; : Lò xo; : Trục giảm chấn; P : Tâm quay bánh xe; S : Tâm nghiêng cầu xe; Cấu tạo hệ thống treo Mc.Pherson gồm : đòn ngang, lò xo trụ, giảm chấn Đòn ngang có đầu liên kết với thân xe khớp trụ, đầu nối với đầu giảm chấn khớp cầu Đòn ngang có dạng hình chữ A để đảm bảo khả tiếp nhận lực ngang dọc tác động lên hệ thống treo xe chuyển động Trục bánh xe nối cứng với vỏ giảm chấn Đầu giảm chấn liên kết với thân xe khớp tự lựa, đòn liên kết với đòn ngang khớp cầu, giảm chấn đóng vai trò vừa trụ xoay bánh xe (dẫn hướng) giảm chấn Lò xo lồng giảm chấn nhằm thu gọn kích thước hệ thống treo 1.4.2 LỰA CHỌN KẾT CẤU GIẢM CHẤN Giảm chấn dùng cho xe có nhiều loại, đến sản xuất giảm chấn ống thủy lực có tác dụng hai chiều Các dạng giảm chấn ống bao gồm : + Giảm chấn ống có hai lớp vỏ + Giảm chấn ống có lớp vỏ a) Giảm chấn hai lớp vỏ : Giảm chấn hai lớp vỏ có cấu tạo sau : Hình 1.4 Giảm chấn lớp vỏ Xilanh giảm chấn; Phớt làm kín; Bạc dẫn hướng;4.Vỏ chắn bụi; Cần đẩy; Píttơng; Cụm van đế; Vỏ ngoài; A Khoang trên; B Khoang dưới; C Khoang bù I ,IV Van nén mạnh van nén nhẹ II,III Van trả mạnh van trả nhẹ A B III I II IV C * Nguyên lý làm việc: + Hành trình nén : Khi bánh xe đến gần khung xe cần píttơng mang theo van dịch chuyển xuống phía sâu vào lòng xi lanh, thể tích khoang B giảm, dầu bị nén với áp suất tăng đẩy van II mở cho phép dầu thông khoang từ khoang B sang khoang A Do thể tích cần píttơng chốn thể tích chất lỏng định nên lượng thể tích tương đương chuyển vào buồng bù C thông qua van IV Lực cản giảm chấn sinh dòng chất lỏng tiết lưu qua van + Hành trình trả: Ngược lại hành trình nén, bánh xe xa khung xe cần píttơng mang theo van chuyển động lên khỏi xy lanh, thể tích khoang 10 A giảm, áp suất tăng ép dầu thông qua van I chảy sang khoang B Đồng thời cần píttơng dịch chuyển khỏi xy lanh nên phần thể tích thiếu hụt bù lại nhờ thể tích dầu từ buồng bù C chảy vào khoang B thông qua van III Sức cản sinh dòng chất lỏng tiết lưu qua van đẩy xy lanh giảm chấn lên đồng thời qua trả thân xe lai vị trí ban đầu b) Giảm chấn lớp vỏ: Giảm chấn lớp vỏ có cấu tạo sau : Hình 1.5 Giảm chấn lớp vỏ 1.Van trả; 2.Vỏ giảm chấn; 3.Buồng chứa khí; 4.Pít tơng tự do; 5.Buồng chất lỏng; 6.Píttơng; 7.Van nén; 8.Cụm bao kín; 9.Trục giảm chấn; * Nguyên lý làm việc: + Trong giảm chấn lớp vỏ khơng bù dầu mà thay chức buồng chứa khí nén có áp suất P = 23 kG/cm2 khác giảm chấn lớp vỏ hai lớp vỏ + Khi píttơng dịch chuyển xuống tạo nên chênh áp, dẫn đến mở van 1, chất lỏng chảy lên phía píttơng Khi píttơng lên làm mở van 7, chất lỏng chảy xuống píttơng Áp suất giảm chấn thay đổi không lớn dao động xung quanh vị trí cân với giá trị áp suất tĩnh nạp ban đầu, nhờ mà tránh tượng tạo bọt khí, trạng thái khơng an tồn cho làm việc giảm chấn Trong q trình làm việc píttơng ngăn cách di chuyển để tạo nên cân chất lỏng chất khí áp suất khơng bị hạ xuống giá trị nguy hiểm 37 lbx : Khoảng cách từ điểm tiếp xúc bánh xe với mặt đường đến khớp đòn ngang lbx = 395,6 (mm) llx : Khoảng cách từ giao điểm đường tâm lò xo với phương đòn ngang đến khớp đòn ngang llx = 366,8 (mm) Từ hành trình làm việc hệ thống treo : f = fđ + ft = 0,128 + 0,160 = 0,288 (m) + Hành trình làm việc lò xo: f lx = f 0,288 = = 0,29 (m) cos δ lx cos 6ο (2.42) + Độ cứng lò xo xác định theo cơng thức: C lx = ( l bx Ct ) l lx cos ε lx cos δ lx C lx = ( 395,6 22261 ) = 26575 (N/m) ο 366,8 cos cos 6ο (N/m) (2.43) Với Ct : Độ cứng bên hệ treo trạng thái đầy tải, Ct = 22261 (N/m) εlx : Góc nghiêng dọc lò xo εlx = 70 Chọn vật liệu làm lò xo thép 50Cr4V4 có ứng suất tiếp cho phép : [τ ] = 1200MPa = 1200 N/mm2 + Đường kính dây lò xo xác định theo công thức: d≥ k Flx max c 0,4.[τ ] (mm) (2.44) Trong đó: c = D/d : Là hệ số tỷ lệ đường kính, chọn c = Hình 2.15 : Cấu tạo lò xo k : Hệ số xét đến độ cong dây lò xo, k= Thay vào 2.44 : d≥ c + 0,25 + 0,25 = = 1,1 c −1 −1 k Flx max c = 0,4.[τ ] 1,1.7374.8 = 11,6 (mm) 0,4.1200 Chọn d = 12 (mm) Suy ra: D = c.d = 12 = 96 (mm) (2.45) 38 + Số vòng làm việc lò xo tính theo công thức: n0 = f lx G.d 8.( Flx max − Flx ).c (vòng) (2.46) Với G : Là mơđun đàn hồi vật liệu chế tạo lò xo, G = 8.109 (N/m2) Thay vào 2.46 : n0 = 0,29.8.10 9.0,012 = 3,3 (vòng) 8.(7374 − 5325).8 Vậy số vòng làm việc lò xo : no = vòng Tổng số vòng lò xo : n = + = vòng (vì lò xo có vòng đầu cuối) + Chiều cao lò xo chịu nén : HS = (n - 0,5).d = (5 - 0,5).12 = 54 (mm) (2.47) + Bước vòng lò xo chịu tải lớn tính theo cơng thức : T=d+ λmax n0 (m) (2.48) Với λmax : Là chuyển vị ứng với Flxmax lò xo: λmax = Flx max 7374 = = 0,27 (m) Clx 26575 (2.49) Thay vào 2.48 : T = 0,012 + 0,27 = 0,102 (m) = 102 (mm) + Chiều cao lò xo chưa chịu tải: H0 = HS + n.(T - d) = 54 + 5.( 102 - 12) = 504 (mm) (2.50) * Tính bền lò xo ứng suất cắt lớn nhất: τ max = 8.Flx max D.k 8.7374.96.1,1 = = 1147,5 (N/mm2) π d π 12 τ = 8.Flx D.k 8.5325.96.1,1 = = 828,7 (N/mm2) 3 πd π 12 Vậy τ max < [ τ ] = 1200 N/mm2 ⇒ Lò xo đủ bền theo ứng suất cắt * Kiểm nghiệm lò xo theo hệ số an tồn : Cơng thức xác định hệ số an tồn lò xo : (2.51) 39 Sτ = τ0 τa +ψ τ τ m ετ ≥ (2.52) Trong : τ : Giới hạn mỏi xoắn dây lò xo, với vật liệu thép 50Cr4V4 có τ = 600 (N/mm2) τ a : Biên độ ứng suất : τa = τ max − τ 1147 ,5 − 828,7 = = 159,4 (N/mm2) 2 τ m : Ứng suất trung bình : τm = τ max + τ 1147 ,5 + 828,7 = = 988 (N/mm2) 2 ε τ : Hệ số kể đến ảnh hưởng tiết diện dây lò xo ε τ = ψ τ : Hệ số kể đến ảnh hưởng ứng suất trung bình ψ τ = 0,1 Thay vào 2.52 : Sτ = 600 159,4 = 3,36 > ⇒ Lò xo đảm bảo an toàn + 0,1.988 Vậy qua tính tốn kiểm nghiệm ⇒ Lò xo trụ đủ bền 2.2.8 CHỌN GIẢM CHẤN VÀ KIỂM TRA BỀN THANH ĐẨY Giảm chấn phần tử hệ thống treo dùng để dập tắt dao động thân xe xe chạy qua đoạn đường gồ ghề Quá trình dập tắt thực theo nguyên tắc tiêu hao động thân xe việc chuyển thành nhiệt ma sát bên giảm chấn Trong đồ án lựa chọn loại giảm chấn tác dụng chiều có cấu trúc lớp vỏ loại có đặc tính làm việc lý tưởng, dễ bố trí van, bao kín tốt giá thành thấp a) Xác định thông số giảm chấn Trên hình 2.16 : 40 δgc : Góc nghiêng ngang giảm chấn δgc = 6o lbx : Khoảng cách từ điểm tiếp xúc δgc δo≠ δgc≠ δlx lgc lbx bánh xe với mặt đường đến khớp đòn ngang lbx = 395,6 (mm) lgc : Khoảng cách từ giao điểm đường tâm giảm chấn với phương đòn ngang đến Hình 2.16 : Sơ đồ bố trí giảm chấn khớp đòn ngang lgc = 366,8 (mm) + Hành trình làm việc giảm chấn : fgc= flx = 0,29 (m) + Hệ số cản theo tâm trục giảm chấn : l K bx tb Kgc = ( l ) cos ε cos δ gc gc gc (Ns/m) (2.53) Với εgc : Góc nghiêng dọc giảm chấn εgc = 7o 395,6 1479,6 Thay vào 2.53 : Kgc = ( 366,8 ) cos 7ο cos 6ο = 1766 (Ns/m) Mặt khác: Kgc = K n + K tr (Ns/m) (2.54) Trong đó: Kn : Hệ số cản hành trình nén giảm chấn Ktr : Hệ số cản hành trình trả giảm chấn Trong hành trình làm việc giảm chấn, lực cản hành trình trả thường lớn hành trình nén với mục đích bánh xe qua chỗ gồ ghề giảm chấn bị nén nhanh không truyền lên khung xe xung lực lớn ảnh hưởng đến độ bền khung xe sức khoẻ người xe Do lượng hấp thụ vào chủ yếu hành trình trả Trong thực nghiệm thường thấy giảm chấn có quan hệ sau: Ktr = 2,5 ÷ Kn Chọn Ktr = 3.Kn thay vào công thức 2.54 : 41 K gc = K n + 3K n ⇔ Kn = Kgc/2 = 1766/2 = 883 (Ns/m) Suy : Ktr = 3Kn = 883 = 2649 (Ns/m) + Lực sinh trình làm việc giảm chấn: P = K.vPm (N) (2.55) Trong đó: vP : Vận tốc dịch chuyển piston giảm chấn, vPmax = 0,524 (m/s) Khi ta khơng xét đến đặc tính làm việc lò xo đường đặc tính giảm chấn coi tuyến tính, hệ số m = Như lực cản lớn sinh trình nén trả : Pnmax = Kn.vPmax = 883 0,524 = 462,7 (N) Ptrmax = Ktr.vPmax = 2649 0,524 = 1388 (N) Pn (N) 462,7 Vp (m/s) 0,524 0,524 Vp (m/s) 1388 Ptr (N) Hình 2.17 : Đồ thị đặc tính giảm chấn 42 b) Chọn giảm chấn kiểm tra bền đẩy * Chọn giảm chấn Từ kết tính tốn chọn giảm chấn có thơng số sau: Kí Đường Đường Đường Đường Chiều Hành Lực lớn vận hiệu kính cần kính pit kính vỏ kính vỏ dài trình tốc 0,542 m/s đẩy tơng ngồi bảo vệ làm (mm) T27 11 (mm) (mm) 27 38,3 (mm) 47 (KN) Hành đẩy việc Hành (mm) (mm) trình trình nén 360 300 trả 3,0 0,7/2,02 * Kiểm tra bền đẩy Khi giảm chấn làm việc, đẩy giảm chấn chịu nén hành trình nén chịu kéo hành trình trả Do ta kiểm tra bền đẩy theo kéo nén theo ổn định + Kiểm tra bền kéo : Chọn vật liệu làm đẩy thép hợp kim 42CrMoS4 có ứng suất kéo cho phép [σ k ] = 800 (N/mm2) Do lực kéo hành trình trả lớn nên kiểm bền cho đẩy trường hợp này: σk = Ptr max Ptr max = FT π dT2 (N/mm2) (2.56) dT : Đường kính đẩy dT = 11 (mm) Ptrmax = 1388 N Thay vào 2.56 : Vậy σk = 4.1388 = 14,6 π 112 (N/mm2) σ k < [σ k ] = 800 (N/mm2) ⇒ Thanh đẩy đủ bền chịu kéo + Kiểm tra bền nén: Khi đẩy chịu nén hành trình nén bị ổn định dọc cần đảm bảo hệ số an toàn : 43 no = Pgh Pn max ≥ nođ (2.57) Trong đó: Pnmax = 462,7 (N) Pgh : Lực giới hạn uốn dọc Pgh = π E.J ( µ L T ) (N) (2.58) E : Môđun đàn hồi vật liệu, E = 8.103 (N/mm2) Jmin : Mơmen qn tính nhỏ đẩy (mm4) π dT4 π 114 Do đẩy có tiết diện tròn nên : Jmin = Jo = = = 1437,4 (mm4) 32 32 nođ : Hệ số an toàn ổn định Chọn nođ = μ : Hệ số phụ thuộc liên kết Do liên kết gối tựa với thân xe nên μ = 0,5 LT : Chiều dài đẩy LT = 360 (mm) Thay vào 2.58 : π 8.10 3.1437,4 Pgh = = 1115 (N) ( 0,5.360) Thay vào 2.57 : no = 1115 = 2,4 462,7 Vậy no > nođ = ⇒ Thanh đẩy không ổn định nén Sau thiết kế tính toán kiểm bền cho số chi tiết hệ thống treo Mc.Pherson xe chỗ ngồi cho ta đặc tính động lực học hệ thống treo nói chung phận, chi tiết hệ thống treo nói riêng, chúng đảm bảo động học đảm bảo đủ bền 44 CHƯƠNG : BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG TREO 3.1 ĐẶC ĐIỂM HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG TREO + Tính chất tải trọng hệ thống treo : Do thay đổi tải trọng xe lúc không tải đầy tải cộng với mấp mô mặt đường làm cho bánh xe dao động có gia tốc Sự dao động tạo nên tải trọng động tác dụng lên toàn hệ thống treo + Ảnh hưởng tải trọng động đến hệ thống treo làm chi tiết khâu khớp bị mòn Do việc bơi trơn cho khớp cần thiết Ngoài để giảm tải trọng động ta sử dụng khớp cao su gối truyền lực + Trong trình làm việc hệ thống treo thường hay gặp hư hỏng sau: - Lò xo bị nứt, gãy, độ cứng lò xo hai bên khơng nhau, lò xo bị vượt giới hạn bền mỏi - Giảm chấn thường có hư hỏng chảy dầu, kẹt piston ống xilanh mòn piston ống xilanh - Khớp cầu rotuyn bị mòn, chốt lề nối đòn ngang thân xe bị mòn, gối cao su bị nát - Các ổ bi bánh xe bị rơ - Các góc nghiêng bánh xe bị thay đổi 3.2 NHỮNG HƯ HỎNG THÔNG THƯỜNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC NHỮNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG TREO + Các hư hỏng biện pháp khắc phục : - Lốp tự hao mòn : áp suất lốp khơng đúng; rơtuyn bị mòn bị lỏng; góc đặt bánh xe sai Để khắc phục cần điều chỉnh áp suất lốp tiêu chuẩn; rơtuyn mòn cần thay thế; điều chỉnh lại góc đặt bánh xe - Phát tiếng kêu hệ thống treo : bị bám bẩn giảm chấn có vấn đề Để khắc phục cần rửa xe bụi bẩn, với giảm chấn phát hỏng cần thay 45 - Sự giảm xóc : áp suất bánh xe lớn; giảm chấn bị hỏng Để khắc phục cần điều chỉnh lại áp suất lốp cho đúng; thay giảm chấn hỏng - Giảm chấn bị dò rỉ dầu : phớt làm kín bị mòn, cần thay Kiểm tra độ bám đường bánh xe để xác định khả làm việc giảm chấn - Tiếng rít bánh xe quay vòng : tốc độ xe cao quay vòng; áp suất lốp xe thấp khơng đều; bánh xe không thẳng hàng; lốp xe mòn Để khắc phục cần giảm tốc độ xe quay vòng; bơm áp suất lốp; điều chỉnh bánh xe thẳng hàng; thay lốp xe mòn + Đề xuất phương án bảo dưỡng, chăm sóc : - Bơi trơn khớp : sử dụng phương pháp bôi trơn vĩnh cửu loại mỡ lâu phá hủy giảm ma sát - Đảm bảo bao kín tốt nhằm hạn chế ảnh hưởng mơi trường nhiệt độ, độ ẩm đến tính chất mỡ bôi trơn - Thường xuyên kiểm tra vỏ bọc chỗ bao kín, phát nứt vỡ phải khắc phục - Kiểm tra hao mòn khớp Nếu khớp mòn phải tiến hành thay cụm chi tiết - Để đảm bảo kích thước hình học : cần thường xuyên kiểm tra, xiết chặt mối ghép; kiểm tra kích thước đòn xem có hợp lý khơng (kích thước đòn cầu phải có tính đối xứng.) 3.3 CÁC DẤU HIỆU HƯ HỎNG BÁO HIỆU CHO NGƯỜI SỬ DỤNG 3.3.1 BÁNH XE BỊ CHAO ĐẢO (CHẠY KHÔNG THEO HƯỚNG LÁI) - Xác định hư hỏng : Khi chuyển động đường xe không chạy theo hướng đánh lái vô lăng Lúc người lái phải liên tục điều chỉnh tay lái để giữ xe chuyển động theo hướng mong muốn Khi cần kiểm tra bơm bổ sung lốp xe cho đủ áp xuất theo quy định nhà sản xuất Nếu tình trạng khơng cải thiện đưa xe đến xưởng sửa chữa gần để kiểm tra sửa chữa - Có thể tham khảo quy trình chẩn đoán hư hỏng sơ đồ : 46 Thấp Kiểm tra áp xuất bánh xe Không Bơm bổ sung cho đủ, OK Kiểm tra hệ thống lái Điều chỉnh sửa chữa OK Lỏng,ma sát Kiểm tra vòng bi bánh xe q lớn Điều chỉnh, bơi trơn thay OK Kiểm tra khớp cầu trục xoay Lỏng,ma sát Bôi trơn thay lớn OK Kiểm tra đòn treo Cong, hỏng Sửa chữa thay OK Kiểm tra giảm chấn Hỏng Thay OK Kiểm tra lò xo Yếu Thay OK Kiểm tra chiều rộng chiều dài sở OK Kiểm tra góc đặt bánh trước Sai Sai Điều chỉnh sửa chữa Điều chỉnh 3.3.2 XE CÓ XU HƯỚNG BỊ KÉO LỆCH VỀ MỘT PHÍA - Xác định hư hỏng: Khi xe chuyển động đường, xe có xu hướng chạy sang bên lái xe cố gắng chạy theo đường thẳng Khi cần kiểm tra cỡ lốp sử dụng tất bánh xe xem có khơng Nếu khơng đúng, 47 đưa xe đến xưởng sửa chữa gần để thay lốp chủng loại Kiểm tra bơm bổ sung áp suất khí cho lốp xe theo quy định nhà sản xuất Nếu tình trạng khơng cải thiện đưa xe đến xưởng sửa chữa gần để kiểm tra sửa chữa - Có thể tham khảo quy trình chẩn đốn hư hỏng sơ đồ : Kiểm tra áp xuất bánh xe Thấp Không Bơm bổ xung cho đủ OK Kiểm tra phanh Bó phanh Sửa chữa hệ thống phanh OK Lỏng Kiểm tra vòng bi bánh xe ma sát lớn Điều chỉnh, bôi trơn thay OK Kiểm tra bạc chốt hệ thống treo Mòn, yếu Thay OK Kiểm tra giảm chấn OK Kiểm tra lò xo Hỏng Yếu Thay Thay OK Kiểm tra chiều rộng chiều dài sở Sai Điều chỉnh sửa chữa OK Kiểm tra góc đặt bánh trước Sai Điều chỉnh 48 3.3.3 HỆ THỐNG TREO DAO ĐỘNG QUÁ GIỚI HẠN HÀNH TRÌNH CỦA NĨ - Xác định hư hỏng: Trong q trình chuyển động, thấy xe dao động lên xuống với biên độ lớn gây cảm giác khó chịu an toàn Nếu gặp cố trên, đưa xe đến xưởng sửa chữa gần để kiểm tra sửa chữa - Có thể tham khảo quy trình chẩn đốn hư hỏng sơ đồ : Kiểm tra nhíp Rão,yếu Thay OK Kiểm tra giảm chấn Hỏng Xiết chặt thay Lỏng OK Kiểm tra cao su hạn chế hành trình Nát,hỏng Thay OK Kiểm tra tải trọng Quá lớn Yêu cầu giảm tải 3.3.4 LỐP XE MỊN KHƠNG ĐỀU - Xác định hư hỏng : Quan sát bánh xe thấy độ mòn vị trí khác lốp khơng Khi cần kiểm tra bơm bổ sung áp suất khí cho lốp theo quy định nhà sản xuất - Có thể tham khảo quy trình chẩn đốn hư hỏng sơ đồ : 49 Điều chỉnh, sửa chữa - Bơm bổ sung cho áp suất quy định - Điều chỉnh giảm áp suất lốp Kiểm tra mòn lốp - Nếu mòn mặt hoa lốp, kiểm Áp suất thấp tra áp suất lốp - Nếu mòn mặt hoa lốp, Áp suất kiểm tra áp suất lốp cao - Nếu mòn bên mặt hoa lốp, quy định - Điều chỉnh giảm góc nghiêng ngang bánh xe dẫn hướng nghiêng kiểm tra độ nghiêng Góc bánh - Điều chỉnh giảm độ chụm bánh xe xe ngang lớn - Nếu mòn vát góc lốp, kiểm dẫn hướng - Thay lốp mới, chạy tốc độ thấp tra độ chụm bánh xe Độ chụm - Kiểm tra thông tin tốc độ mònlớn lốp Quá nhanh 3.3.5 XE BỊ LẮC KHI QUAY VÒNG - Xác định hư hỏng: Sự lắc ngang thái q xe quay vòng, chí dao động đường thẳng Nếu gặp cố trên, đưa xe đến xưởng sửa chữa gần để kiểm tra sửa chữa - Có thể tham khảo quy trình chẩn đốn hư hỏng sơ đồ : Lỏng Kiểm tra cân Xiết chặt OK Yếu, gãy Kiểm tra lò xo Thay OK Kiểm tra góc nghiêng trục quay bánh xe dẫn hướng OK Sai Điều chỉnh lại cho Lỏng, hỏng Kiểm tra giảm chấn Xiết chặt, thay KẾT LUẬN 50 Hiện ôtô sử dụng nước ta với số lượng chủng loại ngày tăng Kết cấu hệ thống treo độc lập đa dạng ngày hoàn thiện theo hướng tự động điều chỉnh Đồ án “Thiết kế hệ thống treo độc lập Mc.Pherson cho cầu trước ô tô con” vào tính tốn thiết kế hệ thống treo ô tô, cụ thể hệ treo độc lập Mc.Pherson Đồ án trình bày cách logic khoa học từ đặc điểm cấu tạo, công dụng hệ thống treo bố trí tơ phân loại đưa yêu cầu thiết kế hệ thống treo Từ phương pháp họa đồ xác định chiều dài đòn ngang lđ = 369 mm vị trí khâu khớp hệ thống treo thiết kế Bên cạnh việc tính tốn kiểm tra bền đòn ngang, rơtuyn, phần tử đàn hồi đẩy giảm chấn thỏa mãn đảm bảo điều kiện làm việc Trong trình làm thuyết minh em hình thành 05 vẽ, có 01 vẽ kết cấu cụm tổng thành, 01 vẽ chi tiết giảm chấn chọn vẽ lựa chọn phương án với họa đồ động học chuyển vị hệ thống treo Ở chương cuối cùng, đồ án trình bày dạng hư hỏng hệ thống treo, nêu nguyên nhân hư hỏng biện pháp bảo dưỡng sửa chữa Bên cạnh việc làm đồ án có hạn chế chưa tính tốn thiết kế ổn định ngang Mặc dù cố gắng đồ án tránh thiếu sót Kính mong Thầy giáo bạn góp ý để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 Cấu tạo gầm xe PGS.TS Nguyễn Khắc Trai Nhà xuất GTVT 2002 Cấu tạo hệ thống truyền lực xe PGS.TS Nguyễn Khắc Trai Nhà xuất GTVT 2002 Giáo trình hướng dẫn thiết kế hệ thống treo độc lập PGS.TS Nguyễn Khắc Trai & Nguyễn Văn Chưởng Bài giảng Cấu tạo ô tô THS Nguyễn Hùng Mạnh 2009 ... hệ thống treo thường sử dụng hệ thống treo độc lập, có hệ thống treo đòn ngang, hệ thống treo đòn ngang (Mc.Pherson), hệ thống treo đòn dọc, hệ thống treo đòn chéo Đối với cầu trước sử dụng hệ. .. ra: + Hệ thống treo bị động (không điều khiển ) + Hệ thống treo chủ động ( có điều khiển ) 1.1.4 NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO Trên hệ thống treo, liên kết bánh xe khung vỏ cần thiết. .. 2.3 : Các chuyển vị hệ thống treo Mc.Pherson thiết kế So sánh chuyển vị hệ thống treo thiết kế với xe đại (hình 2.4) có quan hệ động học tốt hệ treo thiết kế thỏa mãn quan hệ động học 22 ∆B (mm)