Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống treo xe tải hạng nhẹ

MôC LôC Lêi më ®Çu Ch­¬ng 1:ph©n tÝch ®Æc ®iÓm vµ lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ 4 1.1. Ph©n lo¹i 4 1.2.Yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng treo. 4 1.3. Chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ. 4 Ch­¬ng 2:tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng treo 4 2.1 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hÖ thèng treo: 4 2.1.1 X¸c ®Þnh hÖ sè ph©n bè khèi l­îng phÇn treo: 4 2.1.2 X¸c ®Þnh hµnh tr×nh tÜnh cña b¸nh xe: 4 2.1.3 X¸c ®Þnh hµnh tr×nh ®éng cña b¸nh xe: 4 2.1.4 KiÓm tra hµnh tr×nh ®éng cña b¸nh xe theo diÒu kiÖn ®¶m b¶o kho¶ng s¸ng gÇm xe nhá nhÊt 4 2.1.5 KiÓm tra hµnh tr×nh ®éng cña b¸nh xe kh«ng x¶y ra va ®Ëp gi÷a phÇn treo tr­íc vµ phÇn kh«ng treo tr­íc khi phanh xe cÊp tèc 4 2.2 TÝnh to¸n dao ®éng cña « t«: 4 2.2.1 X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng vµ hÖ sè dËp t¾t dao ®éng cña hÖ thèng treo 4 2.2.2 X¸c ®Þnh biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo vµ biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn kh«ng treo 4 2.2.3 X¸c ®Þnh gia tèc dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo: 4 2.2.4 X©y dùng ®Æc tÝnh biªn ®é tÇn sè - biªn ®é cña dao ®éng: 4 2.3 TÝnh to¸n thiÕt kÕ nhÝp: 4 A ThiÕt kÕ phÇn tö dÉn h­íng vµ ®µn håi lo¹i nhÝp treo tr­íc 4 2.3.1 X¸c ®Þnh m« men qu¸n tÝnh tæng céng J
4 2.3.2 X¸c ®Þnh tiÕt diÖn cña c¸c l¸ nhÝp 4 2.3.3 X¸c ®Þnh chiÒu dµi tõng l¸ nhÝp 4 B.ThiÕt kÕ phÇn tö dÉn h­íng vµ ®µn håi lo¹i nhÝp treo sau 4 2.3.4 X¸c ®Þnh m« men qu¸n tÝnh tæng céng J
4 2.3.5 X¸c ®Þnh tiÕt diÖn cña c¸c l¸ nhÝp 4 2.3.6 X¸c ®Þnh chiÒu dµi cña c¸c l¸ nhÝp 4 2.4 TÝnh to¸n kiÓm tra bÒn cña l¸ nhÝp 4 2.5 ThiÕt kÕ tÝnh to¸n gi¶m chÊn 4 Ch­¬ng3:¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè kÕt cÊu ®Õn dao ®éng « t« 4 3.1. ¶nh h­ëng cña ®é cøng cña treo 4 3.2. ¶nh h­ëng cña hÖ sè c¶n gi¶m chÊn 4 3.3. ¶nh h­ëng cña ®é cøng cña lèp 4 3.4.¶nh h­ëng cña khèi l­îng treo 4 3.5. ¶nh h­ëng cña khèi l­îng kh«ng treo 4 KÕt luËn. Ch­¬ng 1 Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu,CHäN PH¦¥NG ¸N THIÕT KÕ 1.1. Ph©n lo¹i HÖ thèng treo lµ mét tæ hîp c¸c c¬ cÊu thùc hiÖn liªn kÕt c¸c b¸nh xe (cÇu xe) víi khung xe (vá xe) ®Ó ®¶m b¶o ®é ªm dÞu vµ an toµn chuyÓn ®éng trªn c¬ së t¹o ra c¸c dao ®éng cña th©n xe vµ b¸nh xe theo ý muèn, gi¶m c¸c t¶i träng va ®Ëp cho xe khi chuyÓn ®éng trªn ®Þa h×nh kh«ng b»ng ph¼ng. Ngoµi ra hÖ thèng treo cßn dïng ®Ó truyÒn c¸c lùc vµ m« men t¸c ®éng gi÷a b¸nh xe vµ khung xe (vá xe). HÖ thèng treo bao gåm 4 phÇn tö chÝnh sau: - PhÇn tö ®µn håi: - PhÇn tö gi¶m chÊn: - PhÇn tö h­íng: -PhÇn tö æn ®Þnh HÖ thèng treo « t« th­êng ®­îc ph©n lo¹i dùa vµo cÊu t¹o cña phÇn tö ®µn håi, phÇn tö h­íng vµ theo ph­¬ng ph¸p dËp t¾t dao ®éng. a) Theo cÊu t¹o cña phÇn tö h­íng. - HÖ thèng treo phô thuéc: lµ hÖ thèng treo mµ b¸nh xe bªn tr¸i vµ bªn ph¶i cña mét cÇu ®­îc liªn kÕt cøng víi nhau b»ng dÇm cÇu liÒn hoÆc vá cÇu cøng. Khi ®ã dao ®éng hoÆc chuyÓn dÞch (trong mÆt ph¼ng ngang hoÆc mÆt ph¼ng th¼ng ®øng) cña b¸nh xe bªn nµy lµm ¶nh h­ëng, t¸c ®éng ®Õn b¸nh xe bªn kia vµ ng­îc l¹i. ¦u ®iÓm cña hÖ thèng treo phô thuéc lµ cÊu t¹o ®¬n gi¶n gi¸ thµnh kh«ng cao vµ ®¶m b¶o ®é ªm dÞu cÇn thiÕt cho c¸c xe cã tèc ®é chuyÓn ®éng kh«ng cao. NÕu hÖ thèng treo phô thuéc cã ph©n tö ®µn håi lo¹i nhÝp th× nã lµm ®­îc c¶ nhiÖm vô cña phÇn tö h­íng. HÖ thèng treo phô thuéc ®­îc sö dông ë rÊt nhiÒu xe nh­: KRAZ; KAMAZ;...(h×nh 1.1).
H×nh 1.1: S¬ ®å hÖ thèng treo phô thuéc. 1-Th©n xe; 2-Gi¶m chÊn; 3-DÇm cÇu; 4-NhÝp - HÖ thèng treo ®éc lËp: lµ hÖ thèng treo mµ b¸nh xe bªn tr¸i vµ b¸nh xe bªn ph¶i kh«ng cã liªn kÕt cøng víi nhau, chóng chØ ®­îc nèi gi¸n tiÕp víi nhau th«ng qua khung xe hoÆc vá xe. ChÝnh v× vËy mµ dao ®éng hay chuyÓn dÞch cña c¸c b¸nh xe lµ ®éc lËp nhau.
H×nh 1.2: S¬ ®å hÖ thèng treo ®éc lËp. ­u ®iÓm cña hÖ thèng treo ®éc lËp lµ b¶o ®¶m ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng cña xe nh­ng kÕt cÊu phøc t¹p, gi¸ thµnh ®¾t nªn chØ ®­îc sö dông ë mét sè cÇu tr­íc xe du lÞch, ë xe bäc thÐp BTR-60PB,...(h×nh 1.2). - HÖ thèng treo c©n b»ng: hai b¸nh xe cïng mét phÝa cña hai cÇu xe liÒn nhau cã chung phÇn tö ®µn håi ®­îc bè trÝ xung quanh trôc c©n b»ng. HÖ thèng treo c©n b»ng th­êng gÆp ë nh÷ng xe nhiÒu cÇu cã tÝnh n¨ng th«ng qua cao. Nh÷ng xe ®ã cã ba hoÆc bèn cÇu trong ®ã bè trÝ hai cÇu liÒn nhau. HÖ thèng treo cña nh÷ng cÇu nµy th­êng lµ hÖ thèng treo c©n b»ng phô thuéc. (h×nh 1.3).
H×nh 1.3: S¬ ®å hÖ thèng treo c©n b»ng. b) Theo cÊu t¹o cña phÇn tö ®µn håi: Cã c¸c lo¹i nh­ sau: - PhÇn tö ®µn håi lµ kim lo¹i gåm: nhÝp l¸, lß xo, thanh xo¾n. §©y lµ lo¹i phæ biÕn nhÊt ë c¸c « t« qu©n sù vµ xe bäc thÐp b¸nh h¬i. - PhÇn tö ®µn håi lµ khÝ nÐn gåm: phÇn tö ®µn håi khÝ nÐn cã b×nh chøa lµ cao su kÕt hîp sîi v¶i bäc cao su lµm cèt, d¹ng mµng ph©n chia vµ d¹ng liªn hîp. - PhÇn tö ®µn håi lµ thuû khÝ cã lo¹i kh¸ng ¸p vµ lo¹i kh«ng kh¸ng ¸p. - PhÇn tö ®µn håi lµ cao su cã lo¹i lµm viÖc ë chÕ ®é nÐn vµ lµm viÖc ë chÕ ®é xo¾n. c) Theo ph­¬ng ph¸p dËp t¾t dao ®éng: - DËp t¾t dao ®éng nhê c¸c gi¶m chÊn thuû lùc, gåm gi¶m chÊn d¹ng ®ßn vµ d¹ng èng. - DËp t¾t dao ®éng nhê ma s¸t c¬ häc gi÷a c¸c chi tiÕt cña phÇn tö ®µn håi vµ trong phÇn tö h­íng. 1.2.Yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng treo. * C¸c yªu cÇu chung cña hÖ thèng treo: + §¶m b¶o ®é ªm dÞu cÇn thiÕt khi xe chuyÓn ®éng. §é ªm dÞu chuyÓn ®éng cña « t« qu©n sù ®­îc ®¸nh gi¸ qua gi¸ trÞ cho phÐp cña c¸c th«ng sè nh­ tÇn sè dao ®éng riªng, biªn ®é dao ®éng lín nhÊt, gia tèc dao ®éng lín nhÊt… + Sù thay ®æi quÜ ®¹o l¨n cña c¸c b¸nh xe kh«ng ®¸ng kÓ ®Ó ®¶m b¶o ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng th¼ng vµ tÝnh n¨ng th«ng qua cña «t«. + Träng l­îng phÇn kh«ng treo ph¶i nhá. Träng l­îng phÇn kh«ng treo bao gåm träng l­îng b¸nh xe, c¸c chi tiÕt cña bé phËn dÉn h­íng, cÇu xe vµ mét phÇn träng l­îng cña bé phËn ®µn håi vµ gi¶m chÊn. Gi¶m träng l­îng phÇn kh«ng treo sÏ lµm gi¶m rÊt nhiÒu t¶i träng ®éng t¸c dông lªn bé phËn ®µn håi vµ th©n xe. Yªu cÇu nµy ®­îc thùc hiÖn rÊt tèt ®èi víi hÖ thèng treo ®éc lËp. + HÖ thèng treo ph¶i ®¶m b¶o cã søc sèng cao, ®é tin cËy lín trong sö dông. Søc sèng cña hÖ thèng treo cña «t« chñ yÕu phô thuéc vµo lo¹i s¬ då treo. + §¶m b¶o ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn trong qu¸ tr×nh b¶o d­ìng, söa ch÷a. Yªu cÇu nµy chñ yÕu phô thuéc vµo sè l­îng c¸c ®iÓm ph¶i b¶o d­ìng vµ vÞ trÝ c¸c ®iÓm ®ã trªn xe. a) PhÇn tö h­íng. - PhÇn tö h­íng cã nhiÖm vô truyÒn c¸c lùc däc, lùc ngang vµ m« men tõ mÆt ®­êng lªn khung xe. §éng häc cña phÇn tö h­íng x¸c ®Þnh ®Æc tÝnh dÞch chuyÓn cña b¸nh xe ®èi víi khung xe vµ ¶nh h­ëng tíi tÝnh æn ®Þnh vµ tÝnh quay vßng cña « t«. §Ó ®¶m b¶o chøc n¨ng, nhiÖm vô nµy, phÇn tö h­íng cÇn ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu c¬ b¶n sau: + Gi÷ nguyªn ®éng häc b¸nh xe khi « t« chuyÓn ®éng. §iÒu nµy cã nghÜa lµ khi b¸nh xe chuyÓn ®éng th¼ng ®øng, c¸c gãc ®Æt b¸nh xe, c¸c chiÒu réng, chiÒu dµi c¬ së ph¶i gi÷ nguyªn. DÞch chuyÓn b¸nh xe theo chiÒu ngang (thay ®æi chiÒu réng c¬ së) sÏ lµm lèp mßn nhanh vµ t¨ng søc c¶n chuyÓn ®éng cña « t« trªn nÒn ®Êt mÒm. DÞch chuyÓn b¸nh xe theo chiÒu däc tuy cã gi¸ trÞ thø yÕu nh­ng g©y nªn sù thay ®æi ®éng häc cña chuyÓn ®éng l¸i. Thay ®æi gãc do·ng cña b¸nh xe dÉn h­íng lµ ®iÒu nªn tr¸nh, v× nã kÌm theo hiÖn t­îng m« men hiÖu øng con quay, lµm cho b¸nh xe l¾c xung quanh trôc ®øng. Khi b¸nh xe l¨n víi gãc nghiªng lín, sÏ lµm lèp mßn, sinh ra ph¶n lùc ngang lín lµm xe khã b¸m ®­êng. + Víi c¸c b¸nh xe dÉn h­íng nªn tr¸nh sù thay ®æi gãc nghiªng
v× khi
thay ®æi lµm trô ®øng nghiªng vÒ sau, nªn ®é æn ®Þnh cña xe kÐm ®i. Khi b¸nh xe dÞch chuyÓn th¼ng ®øng còng lµm thay ®æi ®é chôm b¸nh xe (thay ®æi gãc
), lµm thay ®æi quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña « t« lµm cho « t« kh«ng b¸m ®óng ®­êng. + §¶m b¶o truyÒn lùc ngang, lùc däc, m« men tõ b¸nh xe lªn khung xe mµ kh«ng g©y biÕn d¹ng râ rÖt, kh«ng lµm dÞch chuyÓn c¸c chi tiÕt cña b¸nh xe. + Gi÷ ®­îc ®óng ®éng häc cña dÉn ®éng l¸i, nghÜa lµ sù dÞch chuyÓn th¼ng ®øng vµ sù quay quanh trô ®øng cña b¸nh xe kh«ng phô thuéc vµo nhau. + §é nghiªng cña thïng xe trong mÆt ph¼ng ngang ph¶i bÐ. PhÇn tö dÉn h­íng cã ¶nh h­ëng ®Õn kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c phÇn tö ®µn håi (kho¶ng c¸ch nhÝp), tuú theo phÇn tö dÉn h­íng mµ ta cã kho¶ng c¸ch nµy lín hay bÐ, phÇn tö dÉn h­íng cßn ¶nh h­ëng ®Õn vÞ trÝ t©m cña ®é nghiªng bªn. + PhÇn tö dÉn h­íng ph¶i ®¶m b¶o bè trÝ hÖ thèng treo trªn « t« ®­îc thuËn tiÖn. + KÕt cÊu phÇn tö dÉn h­íng ph¶i ®¬n gi¶n dÔ sö dông, ch¨m sãc, b¶o d­ìng. + Träng l­îng ph¶i nhá, ®Æc biÖt lµ phÇn kh«ng ®­îc treo. PhÇn tö h­íng cã thÓ lµ nhÝp l¸, thanh gi»ng, thanh ®ßn.mçi lo¹i cã ­u nh­îc ®iÓm vµ thÝch hîp víi mét lo¹i xe nhÊt ®Þnh. PhÇn tö h­íng lµ nhÝp l¸.
H×nh 1.4: KÕt cÊu nhÝp chÝnh vµ phô cña hÖ thèng treo cã ®é cøng thay ®æi. 1. NhÝp chÝnh vµ nhÝp phô; 2. èng b¹c chèt nhÝp; 3,4,5. Quang nhÝp; 6. B¹c tú ®ai nhÝp vµ bu l«ng; 7. §Öm tú b¾t nhÝp; 8. Chèt nhÝp; 9. §Öm; 10. Bu l«ng quang nhÝp; 11. Bu l«ng; 12. §ai èc. ­u ®iÓm lµ kÕt cÊu ®¬n gi¶n, v× nhÝp võa ®ãng vai trß lµ phÇn tö h­íng võa ®ãng vai trß lµ phÇn tö ®µn håi do ®ã ®¬n gi¶n trong b¶o d­ìng, söa ch÷a. b) PhÇn tö ®µn håi. - PhÇn tö ®µn håi dïng ®Ó nèi ®µn håi gi÷a b¸nh xe vµ th©n xe, lµm gi¶m c¸c va ®Ëp ®ét ngét tõ ®­êng lªn, ®¶m b¶o ®é ªm dÞu khi « t« chuyÓn ®éng. §Ó thùc hnhn c¸c nhiÖm vô trªn, phÇn tö ®µn håi ph¶I cã ®é cøng phï hîp víi t¶i träng cña xe, nh»m t¹o ra dao ®éng víi tÇn sè thÊp cña th©n xe theo yªu cÇu ®Ò ra (do t¶i träng cña xe thùc tÕ lµ lu«n biÕn ®éng, cã lóc « t« ®ñ t¶i, cã lóc « t« non t¶i, do vËy cÇn thiÕt ph¶i cã phÇn tö ®µn håi thay ®æi ®é cøng theo t¶i träng). ChuyÓn dÞch cña phÇn ®­îc treo kh«ng qu¸ lín, kÕt cÊu nhá gän, ®¶m b¶o träng t©m xe thÊp. Lµm viÖc tin cËy, an toµn, tuæi thä cao, ch¨m sãc b¶o d­ìng ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn, qu¸ tr×nh lµm viÖc ªm dÞu kh«ng cã sù va ®Ëp cøng. PhÇn tö ®µn håi cã thÓ lµ nhÝp l¸, lß xo, thanh xo¾n. mçi lo¹i cã ­u nh­îc ®iÓm vµ thÝch hîp víi mét lo¹i xe nhÊt ®Þnh. PhÇn tö ®µn håi lµ nhÝp l¸. ­u ®iÓm lµ kÕt cÊu ®¬n gi¶n, ®¬n gi¶n trong b¶o d­ìng vµ lèp xe Ýt bÞ mßn khi quay vßng v× chØ cã khung xe nghiªng cßn cÇu xe kh«ng bÞ nghiªng. nh­îc ®iÓm lµ cã khèi l­îng phÇn kh«ng treo lín, do vËy gi¶m ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng; khã cã ®­îc hÖ treo mÒm v× ®Ó cã hÖ treo mÒm cÇn ph¶i n©ng cao khung (vá) so víi cÇu xe; x¸c suÊt xuÊt hiÖn dao ®éng cña b¸nh xe dÉn h­íng lín, do vËy ¶nh h­ëng xÊu tíi æn ®Þnh chuyÓn ®éng th¼ng; tuæi thä cña c¸c l¸ nhÝp nhá. §Ó t¨ng tuæi thä l¸ nhÝp ng­êi ta ¸p dông ph­¬ng ph¸p gia c«ng phun h¹t vµo mÆt trªn c¸c l¸ nhÝp, sö dông nhÝp cã tiÕt diÖn ngang hîp lý, cè ®Þnh c¸c ®Çu nhÝp b»ng c¸c phÇn tö cao su, b«i mì ch× gi÷a c¸c l¸ nhÝp hoÆc c¸c tÊm ®Öm gi÷a c¸c l¸ nhÝp (®Öm b»ng chÊt dÎo, b»ng ®ång hoÆc hîp kim chèng mßn).
H×nh 1.5: KÕt cÊu nhÝp chÝnh vµ phô cña hÖ thèng treo cã ®é cøng thay ®æi. 1. NhÝp chÝnh vµ nhÝp phô; 2. èng b¹c chèt nhÝp; 3,4,5. Quang nhÝp; 6. B¹c tú ®ai nhÝp vµ bu l«ng; 7. §Öm tú b¾t nhÝp; 8. Chèt nhÝp; 9. §Öm; 10. Bu l«ng quang nhÝp; 11. Bu l«ng; 12. §ai èc. HÖ thèng treo ®éc lËp víi phÇn tö ®µn håi lµ lß xo th­êng ®­îc ¸p dông réng r·i trªn c¸c « t« du lÞch tïy theo kÕt cÊu cña bé phËn dÉn h­íng mµ hÖ thèng treo ®éc lËp víi phÇn tö ®µn håi lß xo ®­îc ph©n lµm bèn lo¹i sau: - HÖ thèng treo ®éc lËp víi bé phËn dÉn h­íng mét ®ßn treo. Lo¹i nµy cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n nh­ng cã nh­îc ®iÓm lµ khi hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña b¸nh xe lín th× mÆt ph¼ng b¸nh xe bÞ nghiªng mét gãc lín g©y hiÖu øng con quay lµm dao ®éng b¸nh xe, ®ång thêi b¸nh xe bÞ tr­ît ngang lín dÉn ®Õn lèp bÞ mßn nhanh cho nªn s¬ ®å nµy chØ bè trÝ ë cÇu kh«ng dÉn h­íng ®Ó kh«ng lµm ¶nh h­ëng tíi æn ®Þnh l¸i trong hÖ thèng l¸i. - HÖ thèng treo ®éc lËp víi c¬ cÊu hai ®ßn treo dµi b»ng nhau. Lo¹i nµy cã ­u ®iÓm lµ khi b¸nh xe dÞch chuyÓn theo ph­¬ng th¼ng ®øng, mÆt ph¼ng b¸nh xe kh«ng bÞ nghiªng, do ®ã b¸nh xe chuyÓn ®éng æn ®Þnh. Nh­îc ®iÓm ë s¬ ®å nµy lµ ®é tr­ît ngang lín, lèp mßn nhanh. - HÖ thèng treo ®éc lËp víi c¬ cÊu hai ®ßn treo dµi kh«ng b»ng nhau (t­¬ng tù nh­ ë b¸nh xe BTR-60PB). §Æc ®iÓm lo¹i nµy lµ khi b¸nh xe dÞch chuyÓn theo ph­¬ng th¼ng ®øng kh¸ lín nh­ng mÆt ph¼ng b¸nh xe bÞ nghiªng víi gãc nhá (th­êng 5
60), khi ®ã hiÖu øng con quay cã thÓ lo¹i trõ nhê ma s¸t trong treo. ë ®©y ®é tr­ît ngang kh«ng lín l¾m cho nªn cã thÓ kÕt hîp víi viÖc sö dông lèp cã ®é ®µn håi tèt ®Ó bï cho ®é tr­ît ngang. Do vËy hÖ thèng treo dïng s¬ ®å nµy ®­îc dïng réng r·i trªn « t« con hiÖn nay. - HÖ thèng treo ®éc lËp víi bé phËn dÉn h­íng kiÓu nÕn. §Æc ®iÓm treo lo¹i nµy lµ b¸nh xe dÞch chuyÓn ®éc lËp theo trôc nghiªng hoÆc ®Æt th¼ng, do vËy mÆt ph¼ng cña b¸nh xe kh«ng bÞ thay ®æi. §é tr­ît ngang cña b¸nh xe phô thuéc vµo ®é nghiªng cña trôc. Th­êng ®é nghiªng cña trôc nhá nªn ®é tr­ît ngang còng nhá do ®ã Ýt mßn lèp. Nh­îc ®iÓm cña lo¹i nµy lµ ®é cøng v÷ng cña kÕt cÊu theo chiÒu ngang nhá, khã bè trÝ bé phËn dÉn h­íng vµ ma s¸t trong bé phËn dÉn h­íng lín. Do vËy s¬ ®å nµy chØ dïng ë xe du lÞch cã c«ng suÊt nhá. - Trªn (h×nh 1.6) thÓ hiÖn s¬ ®å cÊu t¹o hÖ thèng treo ®éc lËp víi bé phËn dÉn h­íng hai ®ßn treo kh«ng b»ng nhau sö dông ë « t« cña h·ng Open. §Æc ®iÓm cÊu t¹o cña lo¹i nµy lµ hai ®ßn dÉn h­íng ®Æt trong mÆt ph¼ng ngang xe. B¸nh xe l¾p vµo ®Çu trôc cña cam quay vµ nèi khíp b¶n lÒ víi hai ®ßn treo trªn vµ d­íi. Gi¶m chÊn 4 cã chiÒu dµi l¾p r¸p lín h¬n lß xo 2 cho nªn ®Çu trªn ®­îc b¾t trªn phÇn låi chôp phÝa trªn, cßn ®Çu d­íi gi¶m chÊn ®­îc b¾t cïng víi ®Õ lß xo. VÊu cao su 1 dïng ®Ó h¹n chÕ hµnh tr×nh dÞch chuyÓn b¸nh xe ë hµnh tr×nh tr¶ cßn vÊu cao su 5 t­¬ng øng ë hµnh tr×nh trªn .
H×nh 1.6: CÊu t¹o hÖ thèng treo tr­íc dïng hai ®ßn treo kh«ng b»ng nhau. 1. VÊu h¹n chÕ hµnh tr×nh; 2. Lß xo; 3. Gi¸ ®ì; 4. Gi¶m chÊn; 5. VÊu h¹n chÕ hµnh tr×nh. c) PhÇn tö gi¶m chÊn. - Gi¶m chÊn dïng ®Ó dËp t¾t c¸c dao ®éng cña th©n xe vµ cÇu xe b»ng c¸ch chuyÓn c¬ n¨ng cña c¸c dao ®éng thµnh nhiÖt n¨ng, ®¶m b¶o ®é ªm dÞu cÇn thiÕt cho xe khi chuyÓn ®éng. Trªn « t« hiÖn nay chñ yÕu sö dông gi¶m chÊn thuû lùc. §Ó ®¶m b¶o thùc hiÖn ®­îc chøc n¨ng nµy gi¶m chÊn cÇn ph¶i: + DËp t¾t nhanh c¸c dao ®éng cã tÇn sè hoÆc biªn ®é lín. + DËp t¾t chËm c¸c dao ®éng nÕu « t« ch¹y trªn ®­êng Ýt mÊp m«. + H¹n chÕ c¸c lùc truyÒn qua gi¶m chÊn lªn th©n xe. + Lµm viÖc æn ®Þnh khi « t« chuyÓn ®éng trong c¸c ®iÒu kiÖn ®­êng s¸ kh¸c nhau vµ nhiÖt ®é kh«ng khÝ kh¸c nhau. + Cã tuæi thä cao. + Träng l­îng, kÝch th­íc bÐ; gi¸ thµnh h¹. Cã thÓ ph©n lo¹i gi¶m chÊn theo c¸c ®Æc ®iÓm sau: + Theo tû sè cña hÖ sè c¶n nÐn vµ hÖ sè c¶n tr¶
. - Lo¹i t¸c dông 2 chiÒu ®èi xøng
. - Lo¹i t¸c dông 2 chiÒu kh«ng ®èi xøng
. - Lo¹i t¸c dông 1 chiÒu
. + Theo d¹ng gi¶m chÊn ta cã: - Gi¶m chÊn ®ßn. - Gi¶m chÊn èng. + Cã hay kh«ng cã van gi¶m t¶i. Ngµy nay trªn c¸c xe ®­îc dïng phæ biÕn lµ lo¹i gi¶m chÊn t¸c ®éng hai chiÒu kh«ng ®èi xøng cã van gi¶m t¶i vµ lo¹i gi¶m chÊn èng ®­îc dïng réng r·i h¬n. v× gi¶m chÊn èng thuû lùc nhÑ h¬n hai lÇn so víi gi¶m chÊn ®ßn, chÕ t¹o ®¬n gi¶n h¬n vµ cã ®é bÒn cao h¬n gi¶m chÊn ®ßn.
H×nh 1.12: CÊu t¹o gi¶m chÊn èng thuû lùc. a) CÊu t¹o chung. b) Lµm viÖc ë tr¹ng th¸i nÐn. c) Lµm viÖc ë tr¹ng th¸i tr¶. 1,22. Tai; 2; §¸y; 3. Van n¹p; 4. Xy lanh c«ng t¸c; 5. Xy lanh ngoµi; 6. Van nÐn; 7. PÝt t«ng; 8. Van tr¶; 9. Vßng g¨ng pÝt t«ng; 10. Van th«ng qua; 11, Vá; 12. CÇn pÝt t«ng; 13. B¹c dÉn h­íng; 14. Vßng cao su; 15,17. Vßng lµm kÝn; 16. Lß xo vßng lµm kÝn; 18. §Öm thÐp; 19. Vßng bÝt; 20. §Öm nh«m; 21. phít lµm kÝn cÇn piston. 1.3. Chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ. Qua ph©n tÝch kÕt cÊu cña c¸c hÖ thèng treo ë trªn, tõ nhiÖm vô ®Ò tµi ®­îc giao lµ: “TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng treo trªn xe t¶i h¹ng nhÑ”. T«i chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ nh­ sau: + HÖ thèng treo cña xe thiÕt kÕ lµ lo¹i hÖ thèng treo phô thuéc. + 2 nhÝp cã d¹ng nöa elip. + Bé phËn dÉn h­íng vµ ®µn håi lµ nhÝp. Ch­¬ng 2 tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng treo 2.0 C¸c th«ng sè kü thuËt cña xe t¶i h¹ng nhÑ ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau: STT  Th«ng sè kü thuËt  Ký hiÖu  Gi¸ trÞ  §¬n vÞ   1  + KÝch th­íc bao       - ChiÒu dµi toµn bé   5655  mm    - ChiÒu réng   2322  mm    - ChiÒu cao ®Õn ®Ønh cabin   2440  mm    - ChiÒu cao ®Õn ®Ønh thïng xe   2520  mm    + KÝch th­íc c¬ së       - ChiÒu dµi  L  3300  mm    - ChiÒu réng  R  1800  mm    - ChiÒu cao  H  1750  mm    + Kho¶ng s¸ng gÇm xe   320  mm    + Gãc tho¸t tr­íc  t  41  ®é    + Gãc tho¸t sau  s  32  ®é    + C«ng thøc b¸nh xe   4x4     + Träng l­îng xe khi kh«ng t¶i   36560  N    + Träng t¶i cña xe   20000  N    + Träng l­îng khi xe ®Çy t¶i   56560  N    - T¶i träng ph©n bè lªn cÇu tr­íc   28370  N    - T¶i träng ph©n bè lªn cÇu sau   29920  N    + B¸n kÝnh quay vßng nhá nhÊt  Rmin  9,5  m    + VËn tèc lín nhÊt  vmax  90..95  km/h    + S« l­îng b¸nh xe   4+1  b¸nh    + KÝch th­íc lèp   1200 -18  inch    + HÖ thèng ®iÖn - b×nh ®iÖn   12  V    + §éng c¬ ®èt trong: ®éng c¬ x¨ng 4 kú       - C«ng suÊt lín nhÊt  Nmax  115  m· lùc    - Sè vßng quay t­¬ng øng víi chÕ ®é c«ng suÊt lín nhÊt  nN  3200  vg/ph    - M« men xo¾n lín nhÊt  Memax  29  kGm    - Sè vßng quay t­¬ng øng víi chÕ ®é m« men lín nhÊt  nM  2000..2500  vg/ph    + Hép sè: 4 sè tiÕn, 1 sè lïi       + Hép sè ph©n phèi: 2 cÊp       - ip1   1     - ip2   1,982     + C¬ cÊu l¸i: lo¹i trôc vÝt lâm con l¨n       tû sè truyÒn  il  20,5     + HÖ thèng treo: lo¹i phô thuéc       + Träng l­îng phÇn treo khi « t« ®Çy t¶i   49200  N    - ph©n bè lªn cÇu tr­íc   23600  N    - ph©n bè lªn cÇu sau   25600  N    + Träng l­îng phÇn kh«ng treo       - ë cÇu tr­íc   5200  N    - ë cÇu sau   4800  N    + §é cøng cña nhÝp       - NhÝp tr­íc   115  mm    - NhÝp sau   120  mm    + Sè l­îng l¸ nhÝp       - NhÝp tr­íc   10  c¸i    - NhÝp sau   10  c¸i    + ChiÒu dµi lµm viÖc cña l¸ nhÝp       - NhÝp tr­íc   1500  mm    - NhÝp sau   1500  mm    + ChiÒu dµy l¸ nhÝp       - NhÝp tr­íc   10  mm    - NhÝp sau   11  mm    + ChiÒu réng l¸ nhÝp       - NhÝp tr­íc   65  mm    - NhÝp sau   65  mm    + Gi¶m chÊn: lo¹i èng thñy lùc       - §­êng kÝnh pitt«ng gi¶m chÊn   40  mm    - Hµnh tr×nh lµm viÖc lín nhÊt   240  mm    - HÖ sè c¶n       • Hµnh tr×nh nÐn  Kn  2,4  N/mm    • Hµnh tr×nh tr¶  Kt  7,8  N/mm    + BiÕn d¹ng tÜnh cña lèp khi xe ®Çy t¶i   36..38  mm   HÖ thèng treo cña xe thuéc lo¹i hÖ thèng treo phô thuéc ë c¶ 2 cÇu; 2 nhÝp cã d¹ng nöa elip; Bé phËn dÉn h­íng vµ ®µn håi lµ nhÝp. NhÝp tr­íc vµ nhÝp sau cña xe t¶i h¹ng nhÑ c¬ b¶n gièng nhau: + ChiÒu dµi nhÝp: L = 1500 mm = 150 cm + ChiÒu réng l¸ nhÝp: B = 65 mm =6,5 cm + ChiÒu dµy: - NhÝp tr­íc: h1 = 10 mm =1 cm - NhÝp sau: h2 = 11 mm =1,1 cm Bé nhÝp gåm 10 l¸ nhÝp ghÐp l¹i víi nhau nhê bul«ng trung t©m vµ c¸c kÑp nhÝp. Hai dÇu bé nhÝp ®­îc liªn kÕt víi khung xe qua c¸c gèi ®ì cao su, riªng c¸c gèi ®ì tr­íc cña mçi bé nhÝp cã thªm ®Öm ë mÆt ®Çu ®Ó truyÒn ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng lªn khung xe, c¸c gèi ®ì phÝa sau cña mçi bé nhÝp kh«ng cã ®Öm cao su mÆt ®Çu ®Ó cho bé nhÝp cã thÓ di chuyÓn ®­îc trong mét giíi h¹n nµo ®ã. VÊu ®ì nhÝp: - VÊu t¨ng cøng: lµm b»ng cao su, ®Æt trªn treo tr­íc, vÊu ®­îc b¾t vµo thµnh bªn cña xµ däc. Khi nhÝp bÞ uèn nhiÒu, l¸ nhÝp trªn cïng sÏ tú vµo vÊu t¨ng cøng. - VÊu h¹n chÕ hµnh tr×nh: §Ó h¹n chÕ hµnh tr×nh ®i lªn cña nhÝp. VÊu ®­îc b¾t vµo mÐp d­íi cña xµ däc. Khi nhÝp bÞ uèn nhiÒu, vÊu låi trªn dÇm cÇu sÏ tú vµo vÊu h¹n chÕ hµnh tr×nh. TÝnh chÊt dÞch chuyÓn cña cÇu ®èi víi khung phô thuéc vµo c¸c th«ng sè cña nhÝp, nghÜa lµ nhÝp kh«ng ph¶i chØ lµ bé phËn ®µn håi mµ cßn ®ãng vai trß bé phËn dÉn h­íng, ®ång thêi lµm nhiÖm vô cña bé phËn gi¶m chÊn. Nh­ vËy nhÝp thùc hiÖn ®Çy ®ñ chøc n¨ng cña hÖ thèng treo. ¦u nh­îc ®iÓm cña hÖ thèng treo sö dông nhÝp: + ¦u ®iÓm: kÕt cÊu ®¬n gi¶n, ch¾c ch¾n, rÎ tiÒn; chÕ t¹o, b¶o d­ìng, söa ch÷a ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn. + Nh­îc ®iÓm: - Träng l­îng lín (chiÕm tõ 5,5..8% träng l­îng cña « t«), nÆng nhÊt trong c¸c lo¹i bé phËn ®µn håi - Thêi gian lµm viÖc ng¾n do tr¹ng th¸i øng suÊt phøc t¹p, lùc t¸c ®éng cã tÝnh chÊt chu k×, ®é bÒn mái cña nhÝp thÊp h¬n so víi thanh xo¾n kho¶ng 4 lÇn. Trong ®iÒu kiÖn ®­êng tèt, tuæi thä cña nhÝp kho¶ng 100000..150000 km; ®iÒu kiÖn ®­êng xÊu, tuæi thä cña nhÝp gi¶m ®i kho¶ng 10..50 lÇn. Tõ viÖc ph©n tÝch ­u nh­îc ®iÓm vµ kÕt cÊu cña nhÝp nh­ trªn, ng­êi ta ®­a ra mét sè biÖn ph¸p ®Ó t¨ng tuæi thä cho nhÝp nh­ sau: + §Æt 2 l¸ nhÝp chÝnh ®Ó t¨ng cøng, c­êng hãa cho bé nhÝp v× l¸ nhÝp chÝnh cã ®iÒu kiÖn lµm viÖc kh¾c nghiÖt nhÊt. + B«i mì ch× gi÷a c¸c l¸ nhÝp ®Ó gi¶m ma s¸t gi÷a chóng, lµm gi¶m kh¶ n¨ng mµi mßn, t¨ng tuæi thä, gióp gi¶m ®­îc sè l­îng l¸ nhÝp. Bé phËn gi¶m chÊn cña xe t¶i h¹ng nhÑ thuéc lo¹i gi¶m chÊn èng thñy lùc, t¸c ®éng 2 chiÒu vµ cã van gi¶m t¶i. ¦u ®iÓm c¬ b¶n cña gi¶m chÊn èng thñy lùc lµ kÝch th­íc nhá gän h¬n rÊt nhiÒu so víi c¸c lo¹i gi¶m chÊn kh¸c (vÝ dô nh­ gi¶m chÊn ®ßn) nh­ng vÉn ®¶m b¶o ®­îc tÝnh ªm dÞu chuyÓn ®éng cho xe. Ho¹t ®éng: Khi nÐn ªm, cÇn ®Èy pit t«ng trong xi lanh c«ng t¸c dÞch chuyÓn xuèng d­íi, van th«ng më, dÇu trong khoang d­íi sÏ dån lªn khoang trªn nh­ng kh«ng dån tÊt c¶ mµ cßn mét phÇn sÏ ch¶y sang khoang bï th«ng qua c¸c lç tiÕt l­u ë van nÐn. Khi ®ã, ¸p suÊt trong khoang bï sÏ t¨ng lªn mét chót. Søc c¶n thñy ®éng cña c¸c lç tiÕt l­u tû lÖ víi b×nh ph­¬ng vËn tèc l­u th«ng cña dÇu. Khi nÐn m¹nh, dÇu kh«ng thÓ ch¶y kÞp qua c¸c lç tiÕt l­u (cã tiÕt diÖn bÐ), ¸p suÊt trong xi lanh c«ng t¸c t¨ng lªn nhiÒu, van nÐn më, dÇu qua van nÐn xuèng, vµo khoang bï. Sau giai ®o¹n ¸p suÊt khoang c«ng t¸c t¨ng nhanh, lùc c¶n cña gi¶m chÊn t¨ng lªn nh­ng tèc ®é t¨ng chËm h¬n so víi khi nÐn ªm. Khi tr¶ ªm, cÇn ®Èy piston chuyÓn ®éng lªn trªn, khoang phÝa d­íi cÇn piston cña xilanh c«ng t¸c gi¶m ¸p suÊt, cßn khoang phÝa trªn piston t¨ng ¸p suÊt (nh­ng t¨ng dÇn dÇn), do vËy dÇu tõ khoang trªn sÏ qua khe hë van th«ng (van tr¶ ®ãng) vµo khoang phÝa d­íi piston, ®ång thêi dÇu tõ khoang bï qua lç n¹p bæ sung cho khoang phÝa d­íi piston. Khi tr¶ m¹nh, lß xo van tr¶ bÞ nÐn. Van tr¶ më ra, dÇu l­u th«ng qua c¶ lç tiÕt l­u cña van tr¶. §é më cña van tr¶ phô thuéc vµo møc ®é ®ét ngét cña hµnh tr×nh tr¶, cµng tr¶ m¹nh th× van cµng më lín. Theo tµi liÖu [3], ta cã mét sè th«ng sè ®Çu vµo ®Ó tÝnh to¸n dao ®éng « t« t¶i h¹ng nhÑ STT  Th«ng sè kü thuËt  Ký hiÖu  Gi¸ trÞ  §¬n vÞ   1  HÖ sè c¶n gi¶m chÊn cña treo tr­íc  K1  10900  Ns/m   2  HÖ sè c¶n gi¶m chÊn cña treo sau  K2  14430  Ns/m   3  HÖ sè c¶n ®µn håi cña hÖ thèng  Kh  1071  Nms/rad   4  §é cøng xo¾n cña hÖ thèng  Ch  68700  Nm/rad   5  §é cøng cña phÇn tö ®µn håi tr­íc  Cp1  100000  N/m   6  §é cøng cña phÇn tö ®µn håi sau  Cp2  106000  N/m   7  §é cøng cña lèp tr­íc  Cl1  430000  N/m   8  §é cøng cña lèp sau  Cl2  430000  N/m   9  Khèi l­îng treo  Ma  4920  Kg   10  Khèi l­îng treo tr­íc  M1  2360  Kg   11  Khèi l­îng treo sau  M2  2560  Kg   12  Khèi l­îng kh«ng treo tr­íc  m1  590  Kg   13  Khèi l­îng kh«ng treo sau  m2  510  Kg   14  ChiÒu dµi c¬ së  L  3,3  m   15  ChiÒu réng c¬ së  B  1,8  m   16  Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m tíi t©m cÇu tr­íc  a  1,73  m   17  Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m tíi t©m cÇu sau  b  1,57  m   18  Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi phÇn tõ ®µn håi tr­íc  dp1  0,505  m   19  Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi phÇn tõ ®µn håi sau  dp2  0,505  m   20  Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi gi¶m chÊn tr­íc  da1  0,605  m   21  Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi gi¶m chÊn sau  da2  0,605  m   22  Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi b¸nh xe tr­íc  dk1  0,9  m   23  Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi b¸nh xe sau  dk2  0,9  m   24  M«men qu¸n tÝnh khèi l­îng phÇn treo ®èi víi trôc ngang  Ja  12300  Kgm2   25  B¸n kÝnh qu¸n tÝnh khèi l­îng treo ®èi víi trôc ngang  ry  1,59  m   26  M«men qu¸n tÝnh khèi l­îng phÇn treo tr­íc ®èi víi trôc däc  Jx1  386  Kgm2   27