thiết kế cải tiến hệ thống treo trên ôtô UAZ 469b

Ngoài yêu cầu về các hệ thống nh hệ thốngphanh, hệ thống lái, kết cấu khung vỏ…Vì vậy nghànhcần thiết kế đảm bảo tối u thì một hệthống rất quan trọng không thể thiếu đợc trên ôtô đó là h

Lời nói đầuHiện nay nền kinh tế nớc ta đang phát triển mạnh mẽ về tất cả các lĩnhvực nh công nghiệp, thơng mại, du lịch, xây dựng, dịch vụ…Vì vậy nghànhVì vậy nghànhcông nghiệp ôtô đợc phát triển trên một quy mô rộng lớn Ôtô đóng một vaitrò rất quan trọng trong giao thông vận tải, nó thay thế cho rất nhiều các ph-

ơng tiện chuyên chở khác, nâng cao đợc hiệu quả công việc và tính kinh tế

Từ những yêu cầu đó mà ôtô không ngừng đợc cải tiến hoàn thiện hơn,

đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về phơng tiện chuyên chở cũng nh nhu cầugiao thông đi lại của con ngời Ngoài yêu cầu về các hệ thống nh hệ thốngphanh, hệ thống lái, kết cấu khung vỏ…Vì vậy nghànhcần thiết kế đảm bảo tối u thì một hệthống rất quan trọng không thể thiếu đợc trên ôtô đó là hệ thống treo của xe

Để nâng cao tính tiện nghi, tạo an toàn, đảm bảo độ êm dịu cho ôtôtrong quá trình chuyển động trên nhiều địa hình thì hệ thống treo lắp trên ôtôcần phải thiết kế tính toán và cải tiến sao cho tối u về các mặt nh: tần số dao

động phù hợp với con ngời, độ vững chắc, cân bằng của xe, tính năng vợt địahình, độ tin cậy, độ bền lâu, điều khiển lái dễ dàng, tận dụng đợc tối đa tốc

độ chuyển động

Hiện nay ở nớc ta còn sử dụng nhiều loại xe cũ, do vậy các hệ thốngtrên xe không đợc thiết kế một cách tối u hoặc do hạn chế về nhiều mặt Quatìm hiểu, nghiên cứu xe UAZ đang sử dụng tại nớc ta em thấy đây là loại xeviệt dã, chạy trên mọi địa hình phức tạp Nhng hệ thống treo lắp trên xe lại là

hệ thống treo phụ thuộc nên nó không đảm bảo về độ êm dịu, sự cân bằng xekhông tốt khi đi trên đờng xấu Do vậy nhằm để cải thiện độ êm dịu, sự cânbằng của xe, giảm thiểu ảnh hởng động học của đờng không bằng phẳng, để

đạt đợc tốc độ tối đa có thể trên các đờng xấu thì vấn đề đặt ra là trên cơ sở

xe UAZ đang đợc sử dụng ta cải tiến hệ thống treo để đạt đợc mục đích này

Do vậy đồ án tốt nghiệp về thiết kế cải tiến hệ thống treo trên ôtô 469B gồm các phần:

UAZ- Kiểm nghiệm lại hệ thống treo đang sử dụng trên xe

 Tính toán thiết kế cải tiến hệ thống treo

 Các bản vẽ

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

Tuy vậy trong quá trình thiết kế tính toán, do hạn chế về kiến thức nên

em còn một số thiếu sót không thể tránh khỏi Vì vậy em kính mong các thầychỉ bảo thêm để em có thể mở rộng và hoàn thiện thêm kiến thức của mình

Em chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn Lu Văn Tuấn cùng cácthầy giáo trong bộ môn đã có những chỉ bảo, hớng dẫn tận tình và đã tạo

điều kiện cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày 5 tháng 5 năm 2003

Sinh viên

Lê Trung Kiên

Phần 1

Giới thiệu chung về hệ thống treo

Sự phát triển của hệ thống treo.

Ngày nay trên thế giới các nhà nghiên cứu và thiết kế đã đi xa trongviệc phát triển hệ thống treo Dựa trên sự kết hợp giữa khoa học chuyên

ngành cơ bản với sự ứng dụng các thành tựu về khoa học nh điện tử, tin học

và kỹ thuật điều khiển Chính nhờ việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹthuật này vào thực tế mà hệ thống treo ngày nay càng hoàn thiện hơn về tínhnăng, kích thớc cũng nh phạm vi hoạt động của nó

Hệ thống treo với cơ cấu chấp hành là thuỷ lực và khí nén kết hợp vớicơ cấu điều khiển là các mạng điện tử đó chính là xu hớng phát triển của hệthống treo trong tơng lai Nó hoạt động dựa trên nguyên lý: Dùng các cảmbiến để thu nhận thông tin, các thông số cần thiết trong quá trình vận hành

xe Các thông số đó có thể là tải trọng của xe, gia tốc giao động thẳng đứng,góc đặt bánh xe, độ cao sàn xe…Vì vậy nghành Sau đó các thông tin này đợc mã hoá và đ-

ợc đa vào mạch điều khiển để tự động điều khiển các cơ cấu chấp hành Nhvậy ta có một hệ thống treo có thể tự động điều chỉnh đợc đờng đặc tính của

nó phù hợp với các điều kiện chuyển động Đây chính là u điểm nổi bật màcác hệ thống treo cổ điển trớc đây không có đợc

Tuy nhiên với tình hình kinh tế nớc ta hiện nay còn cha thực sự pháttriển mạnh, cơ sở vật chất kỹ thuật và các nghành kinh tế đang trong thời kỳphát triển thì một hớng đi mang tính thực tế đó là việc tận dụng một số loại

ôtô cũ còn sử dụng đợc, trên cơ sở đó cải thiện hay thiết kế cải tiến một số hệthống trên xe đã kém chất lợng hay đặc tính không còn phù hợp với yêu cầuhiện nay để đa vào sử dụng

1.1 Giới thiệu chung về hệ thống treo:

động này ảnh hởng xấu tới tuổi thọ của xe, làm h hỏng hàng hoá nếu có trên

xe và ảnh hởng lớn tới hành khách trên xe Theo số liệu thống kê cho thấykhi một xe ôtô chạy trên đờng xấu, gồ ghề mà so sánh với một ôtô cùng loạichạy trên đờng tốt thì vận tốc trung bình của xe chạy trên đờng xấu sẽ giảm

đi 4050%, quãng đờng chạy giữa hai kì đại tu giảm đi 3540%, suất tiêuhao nhiên liệu tăng lên 3040%, do đó năng xuất vận chuyển giảm đi3540% và giá thành vận chuyển tăng lên khoảng 5060% Còn đối vớicon ngời nếu phải chịu đựng lâu trong tình trạng bị rung xóc nhiều sẽ gây ramệt mỏi, khó chịu và gây ra các phản ứng khác

Các kết quả nghiên cứu về ảnh hởng của dao động ôtô tới cơ thể conngời đều đi đến kết luận: Nếu con ngời phải chịu đựng lâu trong môi trờngdao động thì sẽ bị mắc các chứng bệnh thần kinh và não Chính vì vậy mà độ

êm dịu của xe là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính tiệnnghi của ôtô Tính êm dịu của ôtô phụ thuộc vào kết cấu của ôtô và trớc hết

là phụ thuộc vào hệ thống treo, chất lợng mặt đờng và sau đó là đến kỹ thuậtcủa ngời lái Nếu xét đến phạm vi khả năng chế tạo ôtô thì hệ thống treomang tính chất quyết định đến tính êm dịu chuyển động của ôtô

1.2 Các phần tử của hệ thống treo:

Ta đã biết hệ thống treo có các công dụng nh trình bày ở trên Để đảmbảo các công dụng đó thì thông thờng hệ thống treo bao gồm 3 bộ phậnchính:

1.2.2 Bộ phận đàn hồi:

Bộ phận đàn hồi là bộ phận nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe và tiếp nhậnlực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ xuống bánh xe và ngợc lại Bộ phận đànhồi có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lòxo xoắn,thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trờng hợp hệ thống treo khí hoặc treo thuỷkhí)

Phần tử đàn hồi bằng kim loại gồm các loại nh nhíp, lòxo và thanhxoắn Ưu điểm của loại này là kết cấu đơn giản, chắc chắn, giá thành rẻ dochi phí chế tạo cũng nh bảo dỡng thấp Tuy nhiên nó có một số nhợc điểm

nh tuổi thọ thấp, ma sát lớn, đờng đặc tính làm việc là tuyến tính bậc nhất Phần tử đàn hồi loại khí gồm một số loại nh: phần tử loại khí bọc bằngcao su, sợi, loại bọc bằng màng và loại bọc bằng ống Ưu điểm của loại này

là có thể thay đổi đợc độ cứng của hệ thống treo tuỳ theo tải trọng (bằngcách thay đổi áp suất khí trong phần tử đàn hồi), giảm đợc độ cứng của hệthống treo làm tăng độ êm dịu chuyển động của ôtô, có đờng đặc tính là phituyến.

Phần tử đàn hồi thuỷ khí : đây là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thuỷlực và cơ cấu chấp hành là phần tử thuỷ khí

Nhợc điểm chung của 2 loại phần tử đàn hồi loại khí và loại thuỷ khí làviệc chế tạo các chi tiết cũng nh lắp ráp cần yêu cầu chính xác cao, phức tạp

do đó chi phí chế tạo cũng nh giá thành là rất cao

Phần tử đàn hồi bằng cao su: gồm có các loại cao su chịu nén và loạicao su chịu xoắn Ưu điểm của loại này có độ bền cao, không cần bôi trơnbảo dỡng Cao su có thể thu năng lợng trên một đơn vị thể tích cao gấp 210lần thép, trọng lợng của cao su bé và có đờng đặc tính phi tuyến Nhợc điểmcủa loại này là xuất hiện biến dạng d dới tác dụng của tải trọng kéo dài vànhất là tải trọng thay đổi, thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ thay đổi mà

đặc biệt độ cứng của cao su tăng lên khi nhiệt độ hạ xuống thấp, cần thiếtphải đặt bộ phận dẫn hớng và giảm chấn

1.2.3 Bộ phận giảm chấn:

Bộ phận giảm chấn có tác dụng dập tắt nhanh các dao động bằng cách biến

năng lợng dao động thành nhiệt năng toả ra bên ngoài Về mặt tác dụng cóthể có nhiều loại giảm chấn, có loại tác dụng một chiều, có loại giảm chấntác dụng hai chiều Loại giảm chấn tác dụng hai chiều có thể có loại tác dụnghai chiều đối xứng hoặc loại tác dụng hai chiều không đối xứng Về kết cấutrên ôtô thờng sử dụng loại giảm chấn ống hay loại giảm chấn đòn

Giảm chấn cùng phối hợp làm việc với bộ phận đàn hồi khi làm việctạo lên độ êm dịu cho ôtô khi chuyển động Ví dụ khi bánh xe đi qua một mô

đất cao sẽ tạo lên một chấn động từ mặt đờng qua bánh xe và hệ thống treotác dụng lên thân xe Giai đoạn đầu bánh xe đi gần vào khung xe, năng lợngcủa chấn động một phần đợc tiêu tán qua giảm chấn, một phần đợc bộ phận

đàn hồi tiếp nhận và tích luỹ dới dạng thế năng của chi tiết đàn hồi (lòxo),chỉ có một phần đợc truyền lên xe Giai đoạn “nén” này lực cản của giảmchấn nhỏ để giảm một phần năng lợng truyền qua giảm chấn lên khung xe

Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn năng lợng đợc tích luỹ dới dạng thế năng của

bộ phận đàn hồi đợc giải phóng - Bánh xe đi ra xa khung xe Năng lợng đợcgiải phóng này chủ yếu đợc hấp thụ và tiêu tán thông qua giảm chấn, đối vớigiảm chấn đây là hành trình “trả” và lực cản trả lớn hơn lực cản nén rấtnhiều Đây là loại giảm chấn hai chiều không đối xứng

1.3 Yêu cầu thiết kế hệ thống treo.

Căn cứ vào các đặc điểm về hệ thống treo nh đã trình bày ở trên, do đó ngời

ta đa ra các yêu cầu cụ thể của hệ thống treo nh sau:

+ Hệ thống treo thiết kế phải đảm bảo độ êm dịu theo yêu cầu, có nghĩa

là thoả mãn các chỉ tiêu:

Đối với xe chở khách

- Tần số dao động f = 11,5 Hz

hoặc tần số dao động góc  = (11,5).2 rad/s

Tuy nhiên khi tính toán hệ thống treo ôtô ngời ta thờng dùng thông số :

số lần dao động trong một phút n : n = 60  90 lần/phút

- Đảm bảo gia tốc dao động trong giới hạn cho phép

- Đảm bảo vận tốc dao động trong giới hạn cho phép

+ Đảm bảo động học của bánh xe

+ Truyền lực giữa khung vỏ và bánh xe

1.4 Giới thiệu hệ thống treo phụ thuộc lắp trên xe UAZ-469.

Để cấu thành một hệ thống treo hoàn chỉnh cần phải có đầy đủ các phầnnói trên với chức năng cụ thể của từng phần tử Vì vậy xuất phát từ các phần

đó ta có thể có rất nhiều loại hệ thống treo khác nhau để lắp trên xe

Nhng trong thực tế đối với xe UAZ là loại xe chạy trên mọi địa hình,

có tính năng cơ động cao, yêu cầu về độ êm dịu không cao, về mặt chế tạo vàgiá thành phải dẻ Do vậy hệ thống treo xe UAZ thờng đợc chế tạo là hệthống treo phụ thuộc

Ta có kết cấu của hệ thống treo lắp trên xe UAZ-469 nh sau:

Kết cấu hệ thống treo trớc bên trái

a

c

c

Kết cấu hệ thống treo sau bên phải

Hệ thống treo phụ thuộc lắp trên xe UAZ là những bộ lá nhíp dạngbán elíp Tính chất dịch chuyển của cầu xe đối với vỏ phụ thuộc vào thông sốcủa nhíp Nghĩa là nhíp không chỉ là bộ phận đàn hồi mà nó còn đảm nhậnnhiệm vụ của bộ phận dẫn hớng và một phần nhiệm vụ của bộ phận giảmchấn Kiểu hệ thống treo này đợc sử dụng rộng rãi bởi u điểm của nó là kếtcấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ chế tạo

Phần 2

kgkgkgkgkgkgkgkgkgkg

mmmmmm

2.2 C¸c th«ng sè h×nh häc cña nhÝp tríc

0.60.60.60.60.60.60,6

55C255C255C255C255C255C255C2

+ lk : ChiÒu dµi c¸nh nhÝp kh«ng kÓ quang nhÝp

+ bk: ChiÒu réng nhÝp

+ hk: ChiÒu réng nhÝp

0.60.60.60.60.60.60.60.6

55C255C255C255C255C255C255C255C2

+ lk : ChiÒu dµi c¸nh nhÝp kh«ng kÓ quang nhÝp

+ bk: ChiÒu réng nhÝp

+ hk: ChiÒu réng nhÝp

PhÇn 3

Lý thuyÕt tÝnh to¸n nhÝp 3.1 Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n øng suÊt trong c¸c l¸ nhÝp.

Phơng pháp tính toán các lá nhíp thông thờng đó là tính theo ứng suấttrong các lá nhíp theo phơng pháp tải trọng tập trung, phơng pháp này đợcxây dựng trên giả thiết:

- Chỉ khảo sát nửa nhíp (1/4 elíp), một đầu ngàm, một đầu chịu lực

- Các lá nhíp khi làm việc chỉ tiếp xúc với nhau tại các đầu mút

- Độ biến dạng của 2 lá nhíp kề nhau tại các vị trí tiếp xúc là nhnhau

Sơ đồ lực

l1

B P

Độ võng tĩnh tại đầu A:

J E

l P

f A

3

3



Độ võng tĩnh tại tiết diện x-x:

J E

x x

P J E

x P

f x

2

) 1 (

3

E: môđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp E= 2,0.105 MN/m

J : mômen quán tính của nhíp

P: lực tác dụng lên một đầu nhíp

l : chiều dài của nửa nhíp

x l x P J E

x P

f A

2

) (

3

2 1

2 2 1

3 2

3

.

2

) (

.

3

.

J E

l X J

E

l l l P J E

l P

§é vâng t¹i ®Çu cña l¸ nhÝp thø 2 díi t¸c dông cña c¸c lùc X2, X3 lµ:

2

3 3 3 2

3 2

2 3 2 2

3 2 2

3

.

2

) (

.

3

.

J E

l X J

E

l l l X J E

l X

k

k k

J

J X

l

l J

J

) 1

( ).

1

3 (

5 0

1

2 1

1 1

0 ).

1

k k

l

l l

l

1

2 2

1 1

l

l J

J

0 ).

1 3 (

) (

5

3

2 3 2

3



 X l

l l

l

0 5 ( 3 1 ) ( 1 ) 0

1 1

1 1

n n

n

n n

J

J X

l

l J

J

Ta cã t¹i ®iÓm B biÕn d¹ng cña l¸ thø nhÊt vµ l¸ thø hai lµ nh nhau,

t-¬ng tù t¹i ®iÓm S biÕn d¹ng cña l¸ thø (k-1) vµ l¸ thø k b»ng nhau B»ng c¸ch

lập các biểu thức biến dạng tại các điểm trên và cho chúng bằng nhau từng

đôi một ta sẽ đi đến 1 hệ (n-1) phơng trình với (n-1) ẩn là các giá trị X2…Vì vậy nghành

k

l

l J

Ck= 0 5 ( ) ( 3 1 )

1

3 1

k

l

l l

l

lk: chiều dài tính toán: từ quang nhíp đến đầu mút lá nhíp (hình vẽ)

Jk: mômen quán tính của lá nhíp thứ k

Jk= 3 12

1

k

h b

b: chiều rộng lá nhíp

hk: chiều dầy của lá nhíp thứ k

Thông thờng 1 bộ nhíp có m lá nhíp cái có chiều dài và chiều dầygiống nhau thờng m=13, khi đó để tránh nhầm lẫn ta coi m lá đó là lá thứnhất với J1 đợc xác định:

(khi đó k = 2 ứng với lá thứ m+1, k = 3 ứng với lá m+2 …Vì vậy nghành)

Giải hệ phơng trình trên ta đợc các giá trị X2…Vì vậy nghành Xn

Khi đã có các giá trị X2…Vì vậy nghành Xn ta vẽ đợc biểu đồ mômen nh sau:

lk

Xk

Sau khi lắp ghép trong các lá nhíp sẽ xuất hiện ứng suất sơ bộ đợc gọi

là ứng suất siết Nó đợc xác định theo công thức:

) 1 1 (

2 ) 1 1 (

k k

s

s s

R R

h E W

R R E J W

E : môdun đàn hồi của vật liệu làm nhíp

hk : chiều dầy của lá nhíp thứ k

R0: Bán kính cong của lá nhíp sau khi đã lắp ghép

Rk: Bán kính cong của lá nhíp thứ k ở trạng thái tự do

Thông thờng thì ứng suất siết trong các lá nhíp là rất nhỏ so với ứng suấtuốn cho nên ta có thể bỏ qua việc tính toán ứng suất siết trong các lá nhíp

3.2 Cơ sở tính toán dao động của hệ thống treo.

Theo lý thuyết ôtô thì tần số dao động của hệ thống treo đợc tính theocông thức:

t

f

Trong đó

n : là tần số dao động của ôtô đơn vị là lần /phút.

ft : là độ võng tĩnh của nhíp cm

Vấn đề đặt ra ở đây là xác định độ võng tĩnh ft của nhíp Để đơn giản

ta áp dụng tính toán cho n lá nhíp, các lá có tiết diện hình chữ nhật và có tínhchống uốn đều

Độ võng của nhíp tại đầu nhíp dới tác dụng của tải trọng P chính bằngnăng lợng sinh ra trong khi nhíp bị uốn

Xét một thanh nh hình vẽ, nó chịu lực tác dụng P và biến dạng một

Nếu thanh có tiết diện thay đổi thì công thức tính f đợc xác định theo vi phân

ft =

dP dU

Với l1, l2, …Vì vậy nghành ln : chiều dài của lá nhíp

J1, J2, …Vì vậy nghành : Mômen quánd tính theo trục X của tiết diện lá nhíp

Dới tác dụng của lực P thế năng biến dạng của nhíp sẽ là :

x x

x d J E

M U

Trong đó

E : Môđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp

Jx : Mômen quán tính của nhíp tại tiết diện x

x x

P

u

J E dP

dM M d

d f

.

) (

l

x x P

u

J E

x l P d

d f

Chia tích phân thành tổng các tích phân trên từng đoạn I, II, III …Vì vậy nghànhta đợc:

.

) (

l

x x P

u

J E

x l P d

d

.

) (

d J E

x l

) 1 1 (

3

) (

) 1 1 (

3

) (

3 2

3 3 1 2

1

3 2 1

l l P I I E

l l P

E

P f

L l’ l

PZ

l l

l E

P f

1

1

3 1 1

' 1

1

'

)(

3

k Y Y a

l l

l E

P

1

1

3 1 , 1

' 1

1

'

)(

32



)(

.)

(

3

1

1

3 1 , 1

' 1

1 '

1

1

3 1 1

' 1

1 '

k

k k

l l

l Y

Y a l

3

.

a

E C

6 

Vậy khi đã có các số liệu của nhíp ta có thể tính đợc độ cứng C của nó

3.3 Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu.

Hệ thống treo thiết kế phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉtiêu đã đề ra

Hiện nay có nhiều loại chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động nh:tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động …Vì vậy nghành

Trong khuôn khổ đồ án này ta chỉ lựa chọn một chỉ tiêu đánh giá độ

êm dịu đó là chỉ tiêu tần số giao động Chỉ tiêu này đợc lựa chọn nh sau:

M : khối lợng của phần đợc treo kg.

Kiểm nghiệm hệ thống treo xe uaz-469

4.1 Kiểm nghiệm hệ thống treo trớc.

E C

6 

Trong đó

Chọn  = 0,84 Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực nghiệm

E : môđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp khi chịu uốn

J1, J2…Vì vậy nghànhJk…Vì vậy nghànhJn : mômen quán tính của tiết diện lá nhíp

Jk: mômen quán tính của lá nhíp thứ k

2

c

h b

các lá nhíp khác J2=J3=J4=J5=J6=J7= . 3

12

1

h b

Do vËy Ct = 493 , 478

956 , 206695

84 , 0 10 2

G G G

+ §é vâng tÜnh trong trêng hîp kh«ng t¶i

03 , 7 478 , 493

300 300







kt t

kt t

f

b Khi ®Çy t¶i:

+ T¶i träng t¸c dông lªn mét bªn nhÝp tríc trong trêng hîp ®Çy t¶i

2

.

2 bx ct

dt t dt t

G G G

+ §é vâng tÜnh trong trêng hîp ®Çy t¶i

35 , 8 478 , 493

C Z

+ Tần số dao động riêng.

8 , 103 35 , 8

300 300







dt t

dt t

f

Kết luận:

So sánh các giá trị về độ võng tĩnh cũng nh 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 tr ớc khôngthoả mãn về độ êm dịu cả trong trờng hợp xe không tải và xe chở đầy tải

4120

2  



dt t t

Z

+ Mômen quán tính của các lá nhíp

- Lá nhíp cái m = 2 nên

J1= . 312

= 5 , 5 0 , 6 0 , 099 12

k

l

l J

Ck= 0 5 ( ) ( 3 1 )

1

3 1

k

l

l l

-Ta cã hÖ ph¬ng tr×nh

0,64.2060 – 1,5 X2 + 0,72 X3 = 0

1,35 X2 – 2 X3 + 0,65 X4 = 01,46 X3 – 2 X4 + 0,61 X5 = 01,55 X4 – 2 X5 + 0,54 X6 = 01,82 X5 – 2 X6 + 0,31 X7 = 01,5 X6 – 2 X7 = 0

6 , 0 5 , 5 2 6

2

2 2

Wu : m«men chèng uèn cña nhÝp

33 , 0 6

6 , 0 5 , 5 6

4.1.3 Tính bền tai nhíp.

Tai nhíp chịu lực thẳng đứng P và lực dọc Px (lực kéo Pk hoặc lựcphanh PP) Lực hệ thống treo P gây lên uốn cho lá nhíp đã đợc tính ở phầntrên Lực Px gây ra uốn và kéo (hoặc nén) tai nhíp

ứng suất uốn tai nhíp đợc xác định:

u

u u

h D P

3 ( 2

max

h b h b

h D

Trong đó

Px max: lực phanh (lực kéo) cực đại tác dụng lên tai nhíp Lực phanh cực

D : đờng 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 đợc thiết kế để đảm bảo tận dụng tối đa

hệ số bám của bánh xe và mặt đờng thì lực phanh cực đại đợc xác định nhsau:

3 ( 2

max

h b h b

h D

6 , 0 5 , 5

1 6

, 0 5 , 5

6 , 0 0 , 4 3 (

Z bx

cd

2





d : đờng kính chốt nhíp d = 1,2 cm

1 , 337 5

, 5 2 , 1 2

4.1.5 Kiểm nghiệm giảm chấn trớc.

1 Các thông số cơ bản và chỉ tiêu kỹ thuật của giảm chấn.

1.1 Giảm chấn xe UAZ có các thông số kỹ thuật sau:

+ Đờng kính ngoài của vỏ giảm chấn : Dv = 54 mm.

+ Hành trình làm việc: H = 190 mm

+ Góc đặt giảm chấn trớc: 1 = 300

+ Đờng kính của thanh đẩy: dt = 14 mm

+ Đờng kính của piston: d = 40 mm

+ Đờng kính ngoài của xilanh: D = 46 mm

+ Chiều dài phần chứa dầu: L = 250 mm

1.2 Xác định hệ số cản của giảm chấn.

Ta có lu lợng chất lỏng tiêu tốn trong 1s do piston tạo ra đợc xác định:

Qv : lu lợng chất lỏng chảy qua lỗ tiết lu

 : hệ số tổn thất  = 0,60,7

 : Trong lợng riêng của chất lỏng  = 8600 N/m3

g : Gia tốc trọng trờng g = 10 m/s2

p : áp suất chất lỏng trong giảm chấn

Do đó áp suất trong giảm chấn đợc xác định:

p =

g F

Q

v

v

2

.

2 2





Mà Qv = Qp = Q: Lu lợng chất lỏng trong giảm chấn nên

p =

g F

Q

v 2

.

2 2

) 10 2 (

14 , 3 6 4

.

áp suất chất lỏng khi nén đợc xác định:

pn =

g F

) 10 991 , 376 (

8600

2 2 6

2 6

= 1470 , 69

3 , 0

207 , 441

) 10 5 , 1 (

14 , 3 6 4

.

) 10 991 , 376 (

8600

2 2 6

2 6

Kgt =

g

gt

v P

= 4649 , 553

3 , 0

866 , 1394

2

553 , 4649 69

, 1470





Ns/m

Trong đó

Kgct : Hệ số cản giảm chấn trong trờng hợp trả

Kgcn : Hệ số cản giảm chấn trong trờng hợp nén

Do vậy hệ số cản của hệ thống treo đợc xác định:

K

t

treo

2

2

09 2295



Kết luận:

Theo lý thuyết ôtô ta có hệ số dập tắt dao động 

0 <  <1 : giảm chấn dao động theo quy luật hình sin tăt dần

  1 giảm chấn quá cứng , hệ sẽ không dao động đợc

 = 0,15  0,3 thì giảm chấn có vùng làm việc hợp lý

Do vậy với  = 0,08 thì giảm chấn lắp trên hệ thống treo trớc thoảmãn điều kiện làm việc.

Ta có bảng thông số của giảm chấn trớc

Vận tốc (m/s) Lực cản (N) Vận tốc (m/s) Lực cản (N)

2 Kiểm nghiệm chế độ nhiệt của giảm chấn.

Ta có nguyên lý làm việc của giảm chấn thuỷ lực là: Chất lỏng đợcdồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác thông qua van tiết lu có diệntích rất bé nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động rất lớn Sức cản chuyển

động làm dập tắt nhanh các dao động, năng lợng đợc chất lỏng hấp thụ vàchuyển thành nhiệt năng truyền ra môi trờng Nếu nhiệt độ của chất lỏng quálớn sẽ làm cho tính chất cơ, lý, hoá của chất lỏng cũng nh tính chất của cácphớt làm kín bị thay đổi Vì vậy ta cần kiểm nghiệm nhiệt của giảm chấn

+ Công suất nhiệt của giảm chấn đợc xác định theo công thức:

Nmax = 4270..(Tmax- T0).FTrong đó

 : Hệ số truyền nhiệt

 = (50  70).1,16 kcal/m2độ Chọn  = 69,3

Tmax : Nhiệt độ lớn nhất của giảm chấn này làm việc liên tục trong 1giờ

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 trờng xung quanh T0 = 300

F : Diện tích của vỏ ngoài giảm chấn

) 2 (

.D D L

D : Đờng kính ngoài của xilanh

L : Chiều dài của phần chứa dầu giảm chấn

Thay số vào công thức trên ta có:

0392 , 0 ) 25 , 0 2

046 , 0 (

046 , 0

 

Nmax= 4270.69,3.(Tgmax – 30).0,0392 Nm/s

Công suất thu nhiệt của giảm chấn đợc tính theo công thức:

hg : Hành trình làm việc của giảm chấn hg = 0,19 m

P : Lực cản lớn nhất của giảm chấn P = 1394,866 N

 : Tần số dao động của hệ thống treo

084 , 0

1 1

3 Kiểm nghiệm giảm chấn theo áp suất dầu.

áp suất dầu trong giảm chấn phải đảm bảo luôn nằm trong giới hạn

6  8 N/mm2 thì khi đó mới đảm bảo giảm chấn làm việc an toàn cũng nhdầu tránh khỏi việc bị biến chất

áp suất dầu trong giảm chấn đợc tính nh sau:

tr

tr F F

P P



 max

Trong đó

Fp : Diện tích tiết diện của giảm chấn

637 , 1256 4

40 4 2  2 

  d 

Ftd : Diện tích tiết diện ngang của thanh đẩy

938 , 153 4

14 4

2 2

tr tr

F F

P P





938 , 153 637 , 1256

866 , 1394

n n

F F

P P



 max

Pn = Zn = 441,207 N : Lực cản lớn nhất của giảm chấn trong hành trình

nén

Thay số vào ta có

td p

n n

F F

P P





938 , 153 637 , 1256

207 , 441

Từ kết quả tính toán ta nhận thấy áp suất trong hành trình nén cũng

nh hành trình trả của giảm chấn đều thoả mãn điều kiện làm việc cho phép

về áp suất

Kết luận chung về giảm chấn trớc.

Sau khi kiểm nghiệm lại giảm chấn trớc của xe UAZ em thấy giảmchấn trớc cũ của xe vẫn đảm bảo yêu cầu làm việc của xe, do vậy em quyết

định vẫn dùng giảm chấn trớc cũ của xe để lắp lên hệ thống treo trớc cải tiến

4.2 Kiểm nghiệm hệ thống treo sau.

+ Số lá nhíp của hệ thống treo sau là 8

a

E C

6 

Trong đó

Chọn  = 0,84 Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực nghiệm

E : môđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp khi chịu uốn

J1, J2…Vì vậy nghànhJk…Vì vậy nghànhJn : mômen quán tính của tiết diện lá nhíp

Jk: mômen quán tính của lá nhíp thứ k

G G G

+ Độ võng tĩnh trong trờng hợp không tải

5 , 7 632 , 339

300 300







kt ts

kt ts

f

4.2.1.2 Khi đầy tải:

+ Tải trọng tác dụng lên một bên nhíp sau trong trờng hợp đầy tải

2

.

2 bx cs

dt ts dt ts

G G G

Trong đó :

+ Độ võng tĩnh trong trờng hợp đầy tải.

1 , 16 632 , 339

300 300







dt ts

dt ts

f

Kết luận:

So sánh các giá trị về độ võng tĩnh cũng nh 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 khôngthoả mãn về độ êm dịu trong trờng hợp xe không tải và chỉ thoả mãn êm dịutrong trờng hợp xe chở đầy tải

2  



dt ts s

k

l

l J

Ck= 0 5 ( ) ( 3 1 )

1

3 1

k

l

l l

7 12 1,80 -2 0,31

-Ta có hệ phơng trình :

0,61.3135 – 1,5.X2 + 0,78 X3 = 01,25 X2 – 2 X3 + 0,72 X4 = 01,35 X3 – 2 X4 + 0,65 X5 = 01,46 X4 – 2 X5 + 0,6 X6 = 01,55 X5 – 2 X6 + 0,54 X7 = 01,80 X6 – 2 X7 + 0,31 X8 = 02,50 X7 – 2 X8 = 0Giải hệ phơng trình này ta đợc

6 , 0 5 , 5 6

2

2 2





 b h

Wu : m«men chèng uèn cña nhÝp.

33 , 0 6

6 , 0 5 , 5 6

4.2.3 Tính bền tai nhíp.

Tai nhíp chịu lực thẳng đứng P và lực dọc Px (lực kéo Pk hoặc lựcphanh PP) Lực hệ thống treo P gây lên uốn cho lá nhíp đã đợc tính ở phầntrên Lực Px gây ra uốn và kéo (hoặc nén) tai nhíp

ứng suất uốn tai nhíp đợc xác định

u

u u

h D P

3 ( 2

max

h b h b

h D

D : đờng 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 đợc thiết kế để đảm bảo tận dụng tối đa

hệ số bám của bánh xe và mặt đờng thì lực phanh cực đại đợc xác định nhsau:

th = )

.

1

3 ( 2

max

h b h b

h D

6 , 0 5 , 5

1 6

, 0 5 , 5

6 , 0 0 , 4 3 (

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:

+ Đờng kính ngoài của vỏ giảm chấn: Dv = 56 mm

+ Hành trình làm việc: H = 190 mm

+ Góc đặt giảm chấn sau: 1 = 300

+ Đờng kính của thanh đẩy: dt = 16 mm

+ Đờng kính của piston: d = 42 mm

+ Đờng kính ngoài của xilanh : D = 48 mm

+ Chiều dài phần chứa dầu: L = 250 mm