Đề tài Thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết cụ thể

= 300. F : Diện tích của vỏ ngoài giảm chấn. D : Đường kính ngoài của xilanh. L : Chiều dài của phần chứa dầu giảm chấn. Thay số vào công thức trên ta có: m2. Nmax= 4270.69,3.(Tgmax – 30).0,0392 Nm/s. Công suất thu nhiệt của giảm chấn được tính theo công thức: N = 3600.g.b.hg.P.w Trong đó g : Hệ số tăng năng lượng khắp phục sức cản. Lấy g = 1,5. b : Hệ số thu nhận năng lượng. b = 0,05 á 0,15. Chọn b = 0,1. hg : Hành trình làm việc của giảm chấn. hg = 0,19 m. P : Lực cản lớn nhất của giảm chấn. P = 1394,866 N. w : Tần số dao động của hệ thống treo. w = 1/s. Thay số vào ta có N = 3600.g.b.hg.P.w = 3600.1,5.0,1.0,19.1394,866.3,45 N = 493740,719 Nm/s. Từ đó ta có: Nmax = N Û 4270.69,3.(Tmax – 30).0,0392 = 493740,719 ị Tmax ằ 730 Nhận xét: So sánh giá trị Tmax này với giá trị nhiệt độ cho phép [Tgmax] = 1200 ta thấy giảm chấn đảm bảo được chế độ nhiệt khi làm việc. 3. Kiểm nghiệm giảm chấn theo áp suất dầu. áp suất dầu trong giảm chấn phải đảm bảo luôn nằm trong giới hạn [6 á 8] N/mm2 thì khi đó mới đảm bảo giảm chấn làm việc an toàn cũng như dầu tránh khỏi việc bị biến chất. áp suất dầu trong giảm chấn được tính như sau: + Trong hành trình trả. áp suất dầu cực đại trong giảm chấn là: Trong đó Fp : Diện tích tiết diện của giảm chấn. mm2. Ftd : Diện tích tiết diện ngang của thanh đẩy. mm2. Ptr = Zt = 1394,866 N: Lực cản lớn nhất của giảm chấn trong hành trình trả. Thay số vào ta có = N/mm2. + Trong hành trình nén. áp suất dầu cực đại trong giảm chấn là: Pn = Zn = 441,207 N : Lực cản lớn nhất của giảm chấn trong hành trình nén. Thay số vào ta có = N/mm2. Nhận xét: Từ kết quả tính toán ta nhận thấy áp suất trong hành trình nén cũng như hành trình trả của giảm chấn đều thoả mãn điều kiện làm việc cho phép về áp suất. Kết luận chung về giảm chấn trước. Sau khi kiểm nghiệm lại giảm chấn trước của xe UAZ em thấy giảm chấn trước cũ của xe vẫn đảm bảo yêu cầu làm việc của xe, do vậy em quyết định vẫn dùng giảm chấn trước cũ của xe để lắp lên hệ thống treo trước cải tiến. 4.2 Kiểm nghiệm hệ thống treo sau. + Số lá nhíp của hệ thống treo sau là 8. Tính độ cứng của nhíp sau. Trong đó Chọn a = 0,84. Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực nghiệm. E : môđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp khi chịu uốn. Vật liệu nhíp là thép nên E = 2.105 MN/m2 = 2.107 N/cm2. Yk= , Yn+1= 0 I1 = J1, I2 = J1+ J2, . l1- l2 = a2, l1- l3 = a3. J1, J2JkJn : mômen quán tính của tiết diện lá nhíp. Jk: mômen quán tính của lá nhíp thứ k. Jk= Nhíp cái m =2, hc= 0,6 cm nên J1= = = 0,198 cm4. Còn các lá nhíp khác J2=J3=J4=J5=J6=J7= hk : chiều dầy các lá nhíp hk = h = 0,6 cm. b : chiều rộng nhíp b = 5,5 cm. Ta lập bảng quan hệ để tính độ cứng Ct của nhíp. TT lk ak+1 bk hk Jk Ik Yk Yk-Yk+1 ak+13. (Yk-Yk+1) 1 56 - 5,5 0,6 0,198 0,198 5,0505 - - 2 49 7 5,5 0,6 0,099 0,297 3,367 1,6835 577 3 42 14 5,5 0,6 0,099 0,396 2,5252 0,8418 2310 4 34 22 5,5 0,6 0,099 0,495 2,0202 0,505 5377 5 26 30 5,5 0,6 0,099 0,594 1,6835 0,3367 9091 6 19 37 5,5 0,6 0,099 0,693 1,443 0,2405 12182 7 12 44 5,5 0,6 0,099 0,792 1,2626 0,1804 14343 8 6 50 5,5 0,6 0,099 0,891 1,1223 0,1403 17537 56 1,1223 197094 = 258512 Do vậy Cts = N/cm. 4.2.1 Kiểm tra độ êm dịu của hệ thống treo sau. 4.2.1.1 Khi không tải: + Tải trọng tác dụng lên một bên nhíp sau trong trường hợp không tải. Trong đó : G: Tải trọng tác dụng lên cầu sau khi không tải G=760kg G: Khối lượng bánh xe có lắp lốp G= 38kg G: Khối lượng cầu trước G= 100kg ị N. + Độ võng tĩnh trong trường hợp không tải. cm. + Tần số dao động riêng. lần/phút. 4.2.1.2 Khi đầy tải: + Tải trọng tác dụng lên một bên nhíp sau trong trường hợp đầy tải. .10 N Trong đó : G: Tải trọng tác dụng lên cầu sau khi đầy tải G=1430kg G: Khối lượng bánh xe có lắp lốp G= 38kg G: Khối lượng cầu trước G= 100kg ị N. + Độ võng tĩnh trong trường hợp đầy tải. cm. + Tần số dao động riêng. lần/phút. Kết luận: So sánh các giá trị về độ võng tĩnh cũng như các giá trị về tần số dao động riêng này với các giá trị của độ võng tĩnh và tần số dao động riêng của hệ thống treo để đảm bảo độ êm dịu của xe ta thấy hệ thống treo sau không thoả mãn về độ êm dịu trong trường hợp xe không tải và chỉ thoả mãn êm dịu trong trường hợp xe chở đầy tải. 4.2.2 Tính bền nhíp sau. Sơ đồ tính bền nhíp: l1 Ps X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 l8 l7 l6 l5 l4 l3 l2 + Số lá nhíp là 8. + Tải trọng Ps tác dụng lên cánh nhíp (ở đây tải): N. + Mômen quán tính của các lá nhíp. - Lá nhíp cái m = 2, hc= 0,6 nên J1= = cm4. - Các lá nhíp khác J2=J3=J4=J5=J6=J7== cm4. hc : chiều dầy lá nhíp cái hc = 0,6 cm. hk : chiều dầy các lá nhíp hk = h = 0,6 cm. b : chiều rộng nhíp b = 5,5 cm. + Xác định các hệ số Ak, Bk, Ck. Ak= Bk= - Ck= Ta lập bảng quan hệ giữa các thông số lk, Ak, Bk, Ck. K lk Ak Bk Ck 1 56 - - - 2 49 0,61 -1,5 0,78 3 42 1,25 -2 0,72 4 34 1,35 -2 0,65 5 26 1,46 -2 0,60 6 19 1,55 -2 0,54 7 12 1,80 -2 0,31 8 6 2,50 -2 - Ta có hệ phương trình : 0,61.3135 – 1,5.X2 + 0,78. X3 = 0 1,25. X2 – 2. X3 + 0,72. X4 = 0 1,35. X3 – 2. X4 + 0,65. X5 = 0 1,46. X4 – 2. X5 + 0,6. X6 = 0 1,55. X5 – 2. X6 + 0,54. X7 = 0 1,80. X6 – 2. X7 + 0,31. X8 = 0 2,50. X7 – 2. X8 = 0 Giải hệ phương trình này ta được X2 = 2700,8 N. X3 = 2717,8 N. X4 = 2860 N. X5 = 3156 N. X6 = 3560,8 N. X7 = 4129,6 N. X8 = 5162 N. Khi có các giá trị Xk ta có biểu đồ mômen và xác định được các giá trị mômen tại A và B của từng lá nhíp. lk Xk lk+1 Xk+1 Xk.lk- Xk+1.lk+1 Xk.(lk- lk+1) B A ứng suất của nhíp được xác định: Mu : mômen uốn nhíp. Wuc : mômen chống uốn của lá nhíp chính. cm3. Wu : mômen chống uốn của nhíp. cm3. Ta lập bảng quan hệ k lk Xk MuA MuB Wu suA (N/cm2) suB (N/cm2) 1 56 3135 43220 41792 0,66 55486 33250 2 49 2700,8 18191 18905 0,33 55126 57289 3 42 2717,8 16907 21742 0,33 51235 65886 4 34 2860 15184 22880 0,33 46012 69333 5 26 3156 14401 22092 0,33 43638 66945 6 19 3560,8 18100 24925 0,33 54848 75532 7 12 4129,6 18583 24777 0,33 56313 75043 8 6 5162 30756 - 0,33 93200 - Kết luận: So sánh giá trị ứng suất uốn tại A và B với ứng suất uốn cho phép của vật liệu thép làm nhíp [s] = 60000 N/cm2 khi chịu tải trọng tĩnh ta thấy nhíp sau không đủ bền ở các lá 3,4,5,6,7,8 . 4.2.3 Tính bền tai nhíp. Tai nhíp chịu lực thẳng đứng P và lực dọc Px (lực kéo Pk hoặc lực phanh PP). Lực hệ thống treo P gây lên uốn cho lá nhíp đã được tính ở phần trên. Lực Px gây ra uốn và kéo (hoặc nén) tai nhíp. ứng suất uốn tai nhíp được xác định. Trong đó ứng suất kéo (hay nén) tai nhíp được xác định: ứng suất tổng hợp ở tai nhíp: sth = su + sk(n) sth = Trong đó Px max: Lực phanh (lực kéo) cực đại tác dụng lên tai nhíp. Lực phanh cực đại được xác định theo công thức. j : hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, chọn j = 0,7. Zbx : phản lực tác dụng lên bánh xe từ đường. Zbx = 7150N. D : đường kính của tai nhíp: D = 4,0 cm. h : chiều dầy lá nhíp cái: h = 0,6 cm. b : chiều rộng nhíp cái: b = 5,5 cm. Nếu hệ thống phanh xe UAZ được thiết kế để đảm bảo tận dụng tối đa hệ số bám của bánh xe và mặt đường thì lực phanh cực đại được xác định như sau: 5005 N. Thay số vào công thức trên ta được sth = sth = 34035,75 N/cm2. Kết luận: So sánh với ứng suất tổng hợp này với giá trị ứng suất tổng hợp cho phép [sth] = 35000 N/cm2 ta thấy tai nhíp đủ bền. 4.2.4 Kiểm bền chốt nhíp. Chốt nhíp được kiểm bền theo ứng suất chèn dập. d : đường kính chốt nhíp. d = 1,6 cm. N/cm2. Chốt nhíp được chế tạo từ thép 40 có ứng suất chèn dập cho phép là: N/cm2 nên chốt nhíp đủ bền. 4.2.5 Kiểm nghiệm giảm chấn sau. 1. Các thông số cơ bản và chỉ tiêu kỹ thuật của giảm chấn sau. 1.1 Giảm chấn xe UAZ có các thông số kỹ thuật sau: + Đường kính ngoài của vỏ giảm chấn: Dv = 56 mm. + Hành trình làm việc: H = 190 mm. + Góc đặt giảm chấn sau: a1 = 300. + Đường kính của thanh đẩy: dt = 16 mm. + Đường kính của piston: d = 42 mm. + Đường kính ngoài của xilanh : D = 48 mm. + Chiều dài phần chứa dầu: L = 250 mm. + Số lỗ van nén: n = 6. đường kính mỗi lỗ van nén: dn = 1,9 mm. + Số lỗ van trả: n = 6. đường kính mỗi lỗ van trả: dt = 1,4 mm. 1.2 Xác định hệ số cản của giảm chấn. Ta có lưu lượng chất lỏng tiêu tốn trong 1s do piston tạo ra được xác định: Qp = Fp.vg Fp : diện tích piston Fp = m2. vg : Vận tốc dịch chuyển của giảm chấn. vg = 0,3 m/s. Do đó Qp = 0,0013854.0,3 = 415,62.10-6 m3/s. Mặt khác ta có công thức tính lưu lượng chất lỏng qua các lỗ van: Qv = Trong đó Qv : lưu lợng chất lỏng chảy qua lỗ tiết lưu. m : hệ số tổn thất. m = 0,6á0,7. g : Trong lượng riêng của chất lỏng. g = 8600 N/m3. g : Gia tốc trọng trường. g = 10 m/s2. p : áp suất chất lỏng trong giảm chấn. Do đó áp suất trong giảm chấn được xác định: p = Mà Qv = Qp = Q: Lưu lượng chất lỏng trong giảm chấn nên p = Ta xét các hành trình làm việc của giảm chấn. a. Hành trình nén. Tổng diện tích các lỗ van nén Fvn = m2. áp suất chất lỏng khi nén được xác định: pn = = N/m2. Do đó lực cản nén của giảm chấn được xác định: Pgn = pn.Fp = 426621,308.0,0013854 = 591,04 N. Suy ra hệ số cản nén của giảm chấn được xác định: Kgn = = Ns/m. b. Hành trình trả. Tổng diện tích các lỗ van trả Fvt = m2. áp suất chất lỏng khi trả được xác định: pt = = N/m2. Do đó lực cản trả của giảm chấn được xác định: Pgt = pt.Fp = 1349638,384.0,0013854 = 1869,789 N. Suy ra hệ số cản trả của giảm chấn được xác định: Kgt = = Ns/m. Từ a và b ta có hệ số cản giảm chấn được xác định: Kgc = = Ns/m. Trong đó Kgct : Hệ số cản giảm chấn trong trường hợp trả. Kgcn : Hệ số cản giảm chấn trong trường hợp nén. Giảm chấn được đặt nghiêng một góc 300. Do vậy hệ số cản của hệ thống treo được xác định: Ktreo = Kgc.cos300 = 5317,176.cos300 = 3076,038 Ns/m. 1.3 Xác định hệ số dập tắt chấn động Y: Ta có công thức xác định Y: Y = Trong đó Ktreo: Hệ số cản của hệ thống treo. Ct : Độ cứng của hệ thống treo sau. Cs = 39963,2 N/m. M : Khối lượng phân bố lên một bên hệ thống treo trước M =. = 6270 N. Do đó hệ số Y được xác định: Y = Kết luận: Theo lý thuyết ôtô ta có hệ số dập tắt dao động y 0 < y <1 : giảm chấn dao động theo quy luật hình sin tăt dần . y ³ 1 giảm chấn quá cứng , hệ sẽ không dao động được. y = 0,15 á 0,3 thì giảm chấn có vùng làm việc hợp lý. Do vậy với y = 0,1 thì giảm chấn lắp trên hệ thống treo sau thoả mãn điều kiện làm việc . Ta có bảng thông số của giảm chấn sau. Hành trình trả Hành trình nén Vận tốc (m/s) Lực cản (N) Vận tốc (m/s) Lực cản (N) 0,3 1869,789 0,3 591,04 2. Kiểm nghiệm chế độ nhiệt của giảm chấn. Ta có nguyên lý làm việc của giảm chấn thuỷ lực là: Chất lỏng được dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác thông qua van tiết lưu có diện tích rất bé nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động rất lớn. Sức cản chuyển động làm dập tắt nhanh các dao động, năng lượng được chất lỏng hấp thụ và được chuyển thành nhiệt năng truyền ra môi trường. Nếu nhiệt độ của chất lỏng quá lớn sẽ làm cho tính chất cơ, lý, hoá của chất lỏng cũng như tính chất của các phớt làm kín bị thay đổi. Vì vậy ta cần kiểm nghiệm nhiệt của giảm chấn. + Công suất nhiệt của giảm chấn được xác định theo công thức: Nmax = 4270.a.(Tmax- T0).F Trong đó a : Hệ số truyền nhiệt. a = (50 á 70).1,16 kcal/m2độ. Chọn a =69,3. Tmax: Nhiệt độ lớn nhất của giảm chấn này làm việc liên tục trong 1 giờ. Tgmax: Nhiệt độ cho phép của vỏ ngoài giảm chấn khi giảm chấn làm việc liên tục trong vòng 1 giờ. Tgmax= 1200. T0 : Nhiệt độ của môi trường xung quanh. T0 = 300. F : Diện tích của vỏ ngoài giảm chấn. D : Đường kính ngoài của xilanh. L : Chiều dài của vỏ giảm chấn. Thay số vào công thức trên ta có: m2. Nmax= 4270.69,3.(Tmax – 30).0,0413 Nm/s. + Công suất thu nhiệt của giảm chấn được tính theo công thức: N = 3600.g.b.hg.P.w Trong đó g : Hệ số tăng năng lượng khắp phục sức cản. Lấy g = 1,5. b : Hệ số thu nhận năng lượng. b = 0,05 á 0,15. Chọn b = 0,1. hg : Hành trình làm việc của giảm chấn. hg = 0,19 m. P : Lực cản lớn nhất của giảm chấn. P = 1827,244 N. w : Tần số dao động của hệ thông treo. w = 1/s. Thay số vào ta có N = 3600.g.b.hg.P.w = 3600.1,5.0,1.0,19.1827,244.3,45 N = 646789,559 Nm/s. Từ đó ta có phương trình Nmax = N Û 4270.69,3.(Tmax – 30).0,0413 = 646789,559 ị Tmax ằ 830. Nhận xét: So sánh giá trị Tmax này với giá trị nhiệt độ cho phép [Tgmax] = 1200 ta thấy giảm chấn đảm bảo được chế độ nhiệt khi làm việc. 3. Kiểm nghiệm giảm chấn theo áp suất dầu. áp suất dầu trong giảm chấn phải đảm bảo luôn nằm trong giới hạn [6 á 8] N/mm2 thì khi đó mới đảm bảo giảm chấn làm việc an toàn cũng như dầu tránh khỏi việc bị biến chất. áp suất dầu trong giảm chấn được tính như sau: Trong hành trình trả. áp suất dầu cực đại trong giảm chấn là: Trong đó Fp : Diện tích tiết diện của piston. mm2. Ftd : Diện tích tiết diện ngang của thanh đẩy. mm2. Ptr = Zt = 1869,789 N: Lực cản lớn nhất của giảm chấn trong hành trình trả. Thay số vào ta có N/mm2. Trong hành trình nén. áp suất dầu cực đại trong giảm chấn là: Pn = Zn = 591,04 N : Lực cản lớn nhất của giảm chấn trong hành trình nén. Thay số vào ta có N/mm2. Nhận xét: Từ kết quả tính toán ta nhận thấy áp suất trong hành trình nén cũng như hành trình trả của giảm chấn đều thoả mãn điều kiện làm việc cho phép về áp suất . Kết luận chung về giảm chấn sau. Sau khi kiểm nghiệm lại giảm chấn sau của xe UAZ em thấy giảm chấn cũ của xe vẫn đảm bảo yêu cầu làm việc của xe, do vậy em quyết định vẫn dùng giảm chấn cũ của xe để lắp lên hệ thống treo sau cải tiến. Phần 5 Cải tiến hệ thống treo XE uaz-469 5.1 Các phương án cải tiến hệ thống treo. Sau khi tính toán và kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe UAZ cả treo trước và treo sau em thấy hệ thống treo cũ đang lắp trên xe không đảm bảo được độ êm dịu. Mặt khác hệ thống treo cũ này sử dụng nhíp do đó không có đặc tính hợp lý. Để đảm bảo được độ êm dịu cần thiết thì hệ thống treo lắp trên xe phải đảm bảo có tần số dao động riêng (n) và độ võng tĩnh (ft) có giá trị hợp lý. Mục đích đặt ra là có hệ thống treo với độ cứng thay đổi phù hợp theo tải trọng (có đường đặc tính hợp lý). Độ cứng thay đổi hợp lý sẽ duy trì được độ êm dịu, không gây khó chịu cho người ngồi trên xe. Do những lý do như vậy em thấy cần cải tiến hệ thống treo sao cho phù hợp với những yêu cầu này. Qua tìm hiểu, nghiên cứu và phân tích, em đưa ra một số phương án cải tiến sau: 5.1.1 Phương án 1. 1. Nội dung. Trên xe UAZ-469 ta thay thế hệ thống treo cũ với phần tử đàn hồi là nhíp bằng hệ thống treo mới với phần tử đàn hồi thuỷ khí. 2. Ưu điểm của hệ thống treo loại thuỷ khí. + Hệ thống treo thuỷ khí với phần tử đàn hồi thuỷ khí (thực chất là đàn hồi bằng khí), nó tạo được ra đặc tính phi tuyến do vậy đảm bảo được độ êm dịu chuyển động. + Đảm bảo khoảng cách từ sàn xe tới cầu là không đổi (đảm bảo độ võng tĩnh không đổi). + Giảm độ nghiêng ngang khi chất tải lệch, cải thiện tính năng động học của hệ thống treo và hệ thống dẫn động lái. + Có thể hạ thấp trọng tâm xe, nâng cao độ ổn định ngang. 3. Nhược điểm. + Do việc cải tiến phải bỏ nhíp đi nên phải thiết kế bộ phận dẫn hướng mới cho hệ thống treo, do vậy kết cấu sẽ thay đổi nhiều và làm phức tạp lên. + Hệ thống khó làm kín, ma sát trong hệ thống lớn. 5.1.2 Phương án 2. 1. Nội dung. Thay thế hệ thống treo cũ của xe với phần tử đàn hồi là nhíp bằng hệ thống treo khí. 2. Ưu điểm của hệ thống treo khí. + Hệ thống treo khí với phần tử đàn hồi khí tạo được ra đặc tính phi tuyến do vậy đảm bảo được độ êm dịu chuyển động. + Đảm bảo khoảng cách từ sàn xe tới cầu là không đổi (đảm bảo độ võng tĩnh không đổi). + Giảm độ nghiêng ngang khi chất tải lệch, cải thiện tính năng động học của hệ thống treo và hệ thống dẫn động lái. + Có thể hạ thấp trọng tâm xe, nâng cao độ ổn định ngang. + Không có ma sát trong phần tử đàn hồi. + Trọng lượng phần tử đàn hồi nhỏ. + Giảm được chấn động cũng như giảm được tiếng ồn từ bánh xe tác động lên buồng lái. + Có thể điều chỉnh, thay đổi độ cứng. 3. Nhược điểm. + Hệ thống treo này phải có bộ phận dẫn hướng riêng. + áp suất trong hệ thống cao do đó khó làm kín. + Phải có máy nén khí, hệ thống cung cấp khí, bộ phận điều chỉnh áp suất, bộ phận tách riêng dầu và hơi ẩm. + Kết cấu của hệ thống phức tạp, khối lượng của hệ thống lớn. + Hệ thống dễ hư hỏng do điều kiện thời tiết (nhiệt độ, độ ẩm ). 5.1.3 Phương án 3. 1. Nội dung. + Trên cơ sở hệ thống treo cũ ta giảm số lá nhíp nhằm giảm độ cứng của nhíp một cách hợp lý. Nhờ đó ta tăng được độ võng tĩnh và nâng cao được độ êm dịu. + Bố trí thêm phần tử đàn hồi thuỷ khí nhằm thay đổi độ cứng cho phù hợp với từng mức tải trọng tương ứng, nhờ đó duy trì được độ võng tĩnh và tần số dao động nằm trong phạm vi cho phép. 2. Ưu điểm. + Hệ thống này có được đặc tính là phi tuyến do đó đảm bảo được tần số dao động hợp lý. + Giữ được nhíp với chức năng là phần tử đàn hồi và chức năng dẫn hướng. + Kết cấu không bị thay đổi nhiều so với hệ thống treo ban đầu. + Hệ thống treo thuỷ khí với phần tử đàn hồi thuỷ khí (thực chất là đàn hồi bằng khí) tạo được đặc tính phi tuyến do vậy đảm bảo được độ êm dịu chuyển động. + Đảm bảo khoảng cách từ sàn xe tới cầu là không đổi (đảm bảo độ võng tĩnh không đổi). + Giảm độ nghiêng ngang khi chất tải lệch, cải thiện tính năng động học của hệ thống treo và hệ thống dẫn động lái. + Có thể hạ thấp trọng tâm xe, nâng cao độ ổn định ngang. 3. Nhược điểm. + Hệ thống khó làm kín. + Ma sát trong hệ thống lớn. 5.1.4 Phương án 4. 1. Nội dung. + Giảm số lá nhíp nhằm giảm độ cứng khi không tải do vậy làm tăng được động võng tĩnh, nâng cao được độ êm dịu. + Bố trí thêm phần tử đàn hồi khí nhằm nâng cao dộ cứng khi tăng tải, do đó duy trì được độ võng tĩnh cần thiết và đảm bảo độ êm dịu (tần số dao động phù hợp). 2. Ưu điểm. + Hệ thống treo khí với phần tử đàn hồi khí tạo được ra đặc tính phi tuyến do vậy đảm bảo được độ êm dịu chuyển động. + Đảm bảo khoảng cách từ sàn xe tới cầu là không đổi (đảm bảo độ võng tĩnh không đổi). + Giảm độ nghiêng ngang khi chất tải lệch, cải thiện tính năng động học của hệ thống treo và hệ thống dẫn động lái. + Có thể hạ thấp trọng tâm xe, nâng cao độ ổn định ngang. + Có thể điều chỉnh, thay đổi độ cứng. + Giữ được nhíp để thực hiện cả chức năng là bộ phận đàn hồi và bộ phận dẫn hướng. + áp suất trong hệ thông không lớn do nhíp chịu một phần lực tác dụng. 3. Nhược điểm. + Phải có máy bơm, hệ thống cung cấp khí, bộ phận điều chỉnh áp suất, bộ phận tách riêng dầu và hơi ẩm. + Kết cấu của hệ thống phức tạp. + Hệ thống dễ hư hỏng do điều kiện thời tiết (nhiệt độ, độ ẩm ). Sau khi xem xét, so sánh ưu điểm, nhược điểm của các phương án cải tiến trên em nhận thấy cả bốn phương án trên đều có thể đáp ứng mục tiêu chung là nâng cao được độ êm dịu cho xe. Nhưng trong bốn phương án này thì các phương án 1, 2, 4 sẽ làm cho hệ thống treo phức tạp lên về mặt kết cấu, khối lượng hệ thống tăng lên cũng như các nhược điểm rất khó tránh khỏi về đặc điểm của từng hệ thống. Phương án 3 là phương án có nhiều ưu điểm hơn cả. Một mặt nó đảm bảo được độ êm dịu theo yêu cầu đặt ra, mặt khác kết cấu của nó là tương đối đơn giản, không phải thay đổi nhiều về mặt kết cấu của hệ thống treo cũ, dễ chế tạo và sửa chữa, bố trí phù hợp trên xe UAZ (UAZ là xe có tính năng cơ động cao và chạy trên mọi địa hình, đường xấu). Ngoài ra với đặc điểm của xe thì việc lắp ráp hệ thống treo kiểu này là đơn giản và thuận tiện, ta có thể tận dụng bơm dầu sẵn có trên xe. Do vậy em quyết định lựa chọn phương án 3 để cải tiến hệ thống treo trên xe UAZ-469. 5.2 Hệ thống treo thuỷ khí lắp trên xe UAZ-469. Sơ đồ hệ thống. 5.2.2 Chức năng của từng phần tử hệ thống. 1 : Thùng chứa dầu. 2 : bầu lọc dầu. 3 : Khớp nối thuỷ lực. 4 : Bơm tạo áp suất trong hệ thống. Bơm được hoạt động đóng ngắt nhờ cảm biến đặt trên khung xe. 5 : Van an toàn của hệ thống, van này có tác dụng nhằm tránh cho hệ thống làm việc ở áp suất cao so với giới hạn cho phép. 6 : bầu lọc dầu. 7 : Van ngược. Van này được dùng khi một trong các đường ống cao áp bị vỡ thì áp suất trong hệ thống không bị tụt. 8 : Bình tích thuỷ lực, tác dụng của bình này là làm cho áp suất trong hệ thống luôn giữ ở một giá trị nhất định. 9 : Cơ cấu điều chỉnh vị trí thân xe. Cơ cấu này được bắt chặt với thân xe, một đầu được nối với cầu xe để lấy tín hiệu điều khiển. Cơ cấu này có tác dụng điều khiển lượng dầu trong phần tử đàn hồi nhằm duy trì vị trí thân xe khi tải trọng thay đổi. 10: Phần tử thuỷ khí. Phần thân được bắt với thân xe, cần piston nối với cầu xe. Phần tử này đóng vai trò là bộ phận đàn hồi và là cơ cấu chấp hành của bộ phận điều chỉnh vị trí thân xe. 5.2.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo thuỷ khí. 1. Cấu tạo: 1. Van điều khiển. 2. Piston van điều khiển. 3. Cần điều khiển. 4, 9. Hai buồng chứa dầu. 5. Bình dầu. 6. Lòxo. 7. Khung xe. 8. Cầu xe. 10. Van an toàn cho hệ thống. 11. Buồng khí của phần tử đàn hồi. 12. Bơm dầu. 13. Lỗ thông giữa buồng dầu 4 và 9. 2. Nguyên lý điều chỉnh. Thân của van điều chỉnh được bắt chặt trên khung xe, piston của van điều khiển nhờ đòn 3 và lòxo 6 nối với cầu xe. Ban đầu khi chưa có tải khung xe và cầu xe có một khoảng cách nhất định đảm bảo độ võng tĩnh theo yêu cầu trong trường hợp không tải để đảm bảo êm dịu khi xe chuyển động. Khi đó con trượt của van điều chỉnh nằm ở vị trí trung gian, có nghĩa là áp xuất do bơm dầu 12 tạo ra qua van an toàn 10 chạy quay ngược lại, áp suất trong phần tử đàn hồi giữ ở một mức nhất định. Khi tải trọng trên thùng xe tăng, do tác dụng của tải trong làm cho thể tích khí trong phần tử đàn hồi giảm đi dẫn tới khoảng cách giữa cầu xe và khung xe giảm đi, làm cho lốp xe gần khung hơn. Khi đó con trượt 2 sẽ chạy lên trên mở van1 làm thông đường dầu tới bộ phận đàn hồi thuỷ khí , khi đó dầu có áp xuất do bơm 12 tạo ra truyền liên tục đến hệ thống treo thuỷ khí, áp suất này tác dụng làm nâng thùng xe lên vị trí ban đầu. áp suất trong phần tử đàn hồi tăng lên bao nhiêu tuỳ thuộc vào lỗ tiết lưu do van điều chỉnh tạo ra phụ thuộc vào tải trọng. Khi đang ở mức tải trọng cao mà ta giảm tải đi thì con trượt của van điều chỉnh đi xuống bịt đường cấp dầu từ bơm và nối đường dầu trong phần tử đàn hồi với đường dầu hồi về thùng nhằm mục đích giảm áp suất trong phần tử đàn hồi để hạ thấp khung xe xuống theo mức yêu cầu ban đầu. Lưu lượng dầu hồi về này tuỳ thuộc vào tải trong giảm đi. Khi ôtô dao động (gặp xóc) để bộ phận điều chỉnh thùng xe không bị ảnh hưởng quá nhạy của sự thay đổi độ võng thì vỏ van điều chỉnh được chế tạo thành hai buồng chứa đầy dầu, hai buồng này bịt kín bằng màng cao su 4 và 9, hai buồng này được thông nhau bởi một lỗ tiết lưu 13 có đường kính xác định. Nhờ đó nó tạo thành bộ chậm tác dụng thuỷ lực (bộ giảm chấn thuỷ lực). Ngoài ra lòxo 6 có tác dụng làm giảm sự nhạy của van điều chỉnh khi bánh xe đi qua những chỗ sóc nhỏ. Khi tải trọng thay đổi một cách tĩnh, con trượt của van điều chỉnh chạy chậm, do vậy dầu chạy chậm từ buồng này sang buồng khác qua rãnh chuẩn với sức cản nhỏ. Khi tải trọng thay đổi động, dầu sẽ tạo thành sức cản lớn do con trượt của van điều chỉnh dịch chuyển rất nhanh, do sức cản đó và sự biến dạng đàn hồi của lòxo 6 mà piston dịch chuyển ở tốc độ nhất định. Làm cho áp suất trong hệ thống không tăng đột ngột cao làm phá vỡ các đường ống. Khi ôtô không nổ máy, bơm dầu không làm việc thì để hệ thống treo thuỷ khí vẫn làm việc thì sau bơm dầu ta bố trí một bình tích năng. Bình tích năng này có tác dụng tạo áp suất cho phần tử đàn hồi khi bơm dầu không hoạt động (động cơ không nổ) mà ta chất tải lên xe. áp suất trong bình tích năng này ban đầu bằng áp suất do bơm dầu tạo ra. 5.3 Thiết kế cải tiến hệ thống treo. 5.3.1 Nội dung thiết kế. Lựa chọn chỉ tiêu về độ êm dịu. Giảm số lá nhíp, tăng độ võng tĩnh tới giá trị thích hợp. Kiểm nghiệm lại nhíp. Thiết kế phần tử thuỷ khí làm việc kết hợp với nhíp. Kiểm tra bền của một số chi tiết của phần tử đàn hồi thuỷ khí. 5.3.2 Tính toán thiết kế cải tiến hệ thống treo trước. 5.3.2.1 Lựa chọn chỉ tiêu về độ êm dịu. Xe UAZ-469 là loại xe việt dã, hai cầu chủ động có tính năng cơ động cao và sự phân bố tải trọng ở cầu trước và cầu sau khác nhau, do đó ta chọn tần số dao động của hệ thống treo trước như sau: f = 1 á 1,5 Hz Hay tần số dao động riêng n = 60 á 90 lần/phút. Chọn n = 89 lần/phút Hoặc tần số dao động góc w = 2.p.f = = 9,32 rad/s. Độ võng tĩnh ft = cm. Độ cứng cần thiết của nhíp trong các trường hợp: Khi không tải N/cm. Ztkt : trọng lượng phần được treo tác dụng lên một bên treo trước khi không tải Ztkt = 3470 N. N