Giao an tính toán kết cấu oto chuong 6

đây là giáo trình về phần tính toán kết cấu oto trong đó có dầy đủ thông tin về tính toán kết cấu oto dành cho sinh cao đẳng đại học theo học chuyên nghành công nghệ kỹ thuật oto tại việt nam. giáo trình này gồm 9 chương .là giáo trình chuẩn quốc gia và đả được giảng dạy thực tế

Trang 1

CHƯƠNG 6 KHUNG XE – CA BIN – THÙNG XE – BÁNH XE

Trang 2

KHUNG XE6.1.1 Công dụng

- Khung xe là bộ phận chủ yếu của ô tô làm nhiệm vụ đỡ toàn bộ trọng lượng của các bộ phận gá đặt trên nó như: Động cơ, hộp số, thùng

xe, buồng lái… Ngoài ra nó còn làm nhiệm vụ liên hệ với hệ thống truyền động của ô tô như cầu trước, cầu sau và bánh xe qua hệ thống treo

- Khung xe có độ cứng vững và khả năng chịu tải tốt Có hình dạngtối ưu để cho phép hạ thấp trọng tâm của xe, đảm bảo hành trình làm việccủa hệ thống treo và việc điều khiển các bánh xe dẫn hướng

Trang 3

KHUNG XE6.1.2 Phân loại

- Căn cứ vào loại xe có thể chia thành:

+ Khung xe con (Khung và vỏ tách rời hoặc khung và vỏ liên kết lạivới nhau)

+ Khung xe tải, xe khách và xe buýt

+ Khung đoàn xe, xe chuyên dùng

- Theo kết cấu của khung có thể chia thành:

+ Kết cấu dạng dầm: Xà dọc, xà ngang liên kết

+ Kết cấu dạng giàn

Trang 4

KHUNG XE6.1.3 Kết cấu một số loại khung xe

Trang 5

Trang 6

Trang 7

Trang 8

CA BIN – THÙNG XE6.2.1 Nhiệm vụ

Cabin và thùng xe là một dạng vỏ xe của ô tô tải hoặc ô tô chuyêndùng Nó có không gian cho người lái, phụ lái hoặc các thành viên theo

xe, bố trí các bàn đạp, các cần điều khiển, các dụng cụ đo kiểm và hànghóa mà xe vận chuyển

Trang 9

CA BIN – THÙNG XE6.2.2 Cấu tạo

a, b Loại thùng có công dụng

chung

c, d, e, g, h Các dạng thùng

chuyên dùng

Trang 10

BÁNH XE6.3.1 Nhiệm vụ

- Lốp được lắp vào xe cùng với các vành xe Các xe chạy bằng lốp hơiđược bơm không khí có áp suất Lốp là bộ phận duy nhất của xe tiếp xúctrực tiếp với mặt đường Nếu áp suất không khí trong lốp khôngchính xác có thể gây ra độ mòn bất thường và giảm tính năng dẫn động

- Lốp thực hiện các chức năng sau đây:

+ Lốp đỡ toàn bộ trọng lượng của xe

+ Lốp trực tiếp tiếp xúc với mặt đường và do đó truyền lực dẫnđộng và lực phanh vào đường

+ Lốp làm giảm chấn động do các mấp mô ở mặt đường gây ra

Trang 12

6.3.2.1 Cấu tạo chung

- Các loại lốp trên đều có

cùng cấu tạo gồm: hoa lốp, lớp

đai (lớp lót tăng cứng), lớp bố

(bố tròn hoặc bố chéo), lớp lót

trong và dây mép lốp

Trang 13

6.3.2.1 Cấu tạo chung

6.3.2 Lốp ô tô

BÁNH XE

- Ngoài ra còn có loại lốp

dẹt, bên trong ngoài lớp lót

trong còn được giá cố thêm

bằng một vách tăng cường

để xe có thể chạy được một

quãng đường kể cả khi bị

thủng

Trang 15

- Lốp có hệ số chiều cao nhỏ: Tính năng êm

dịu chuyển động kém hơn một chút Nó phù hợp với các loại xe thể thao do tính năng

quay vòng tốt hơn

Trang 21

6.3.3 Vành bánh xe

BÁNH XE

- Vành có chức năng giữ cho lốp ở nguyên profin theo têu cầu, đĩa vành

cố định bánh xe với moay ơ đầu trục bánh xe

- Vành có thể chế tạo bằng phương pháp dập, đúc hoặc có thể hàn từ cáctấm phôi hoặc bắt bằng bulong định vị Vật liệu chế tạo thường là thépC15 hoặc thép C20

- Cấu tạo của vành gồm: Lòng vành, đĩa vành, nắp đậy đầu trục bánh xe

Trang 22

BÁNH XE6.3.3 Vành bánh xe

Trang 23

BÁNH XE6.3.3 Vành bánh xe

- Lòng vành: Đảm bảo lốp không có khả năng dịch chuyển theo phươngdọc trục bánh xe Bề mặt tựa thường nghiêng 10 đến 50 để lốp bám chắcvào vành không bị xoay Với loại lốp không săm, bề mặt tựa của lòngvành có hình dạng đặc biệt để đảm bảo mối ghép giữa lốp và vành tránhhiện tượng rò rỉ khí

- Đĩa vành: Đĩa vành có thể gắn với lòng vành bằng phương pháp hànhoặc đinh tán, có xẻ cánh tản nhiệt, có các lỗ định tâm để cố định bánh xevới moay ơ

Trang 25

+ Trả lái trên đường vòng kém.

+ Tuổi thọ của lốp xe giảm

Trang 26

CÁC GÓC ĐẶT BÁNH XE 6.4.1 Góc nghiêng ngoài của bánh xe (góc Camber)

- Góc nghiêng ngoài của bánh xe (Góc doãng của bánh xe) là góc nghiêng của bánh xe so với mặt phẳng vuông góc với mặt đường Nếu đầubánh xe nghiêng ra ngoài ta có góc doãng dương (Camber dương) Nếuđầu bánh xe nghiêng vào trong ta có góc doãng âm (Camber âm)

- Ở những xe đời cũ, các bánh xe được đặt Camber dương, để cải thiện

độ bền cầu trước và để vỏ xe tiếp xúc vuông góc với mặt đường nhằmtránh sự mòn không đều của vỏ xe trên đường có phần giữa nhô cao hơnhai bên mép

- Ở những xe hiện nay, hệ thống treo và cầu xe cứng vững hơn những xetrước kia và mặt đường thì bằng phẳng hơn vì vậy ít cần Camber dương,kết quả là có một số xe góc camber bằng 0

Trang 27

Trang 28

Camber bằng không: Lý do để chấp

nhận Camber bằng không là nó giúp

lốp xe mòn đều Nếu bánh xe có

Camber dương hoặc âm thì góc

nghiêng của bánh xe so với mặt

đường sẽ làm cho bán kính quay vòng

của phần phía trong và phía ngoài

khác nhau, và lốp xe sẽ mòn không

đều Camber bằng không giúp ngăn

ngừa hiện tượng này.

Trang 29

 Camber dương: Camber dương có các tác dụng sau đây:

- Giảm tải trọng thẳng đứng: Trong

trường hợp góc Camber bằng không,

tải trọng tác dụng lên bánh xe theo

hướng F’ Khi có Camber dương, tải

trọng F’ này trở thành lực F tác dụng

theo hướng cam lái Nhờ thế moment

tác dụng lên trục bánh xe và cam lái

giảm xuống

Trang 30

 Camber dương: Camber dương có các tác dụng sau đây:

- Ngăn ngừa tuột bánh xe ra khỏi

trục: Tải trọng F tác dụng lên bánh xe

có thể phân chia thành hai thành phần

F1 và F2 F2 là lực theo chiều trục và

có xu hướng đẩy bánh xe vào phía

trong, giữ cho bánh xe không bị trượt

ra khỏi trục

Trang 31

- Ngăn ngừa phát sinh Camber âm ngoài ý muốn do tải trọng: Giữ chobánh xe phía trên không bị nghiêng về phía trong do sự biến dạng của các

bộ phận của hệ thống treo và bạc lót được gây ra bởi trọng lượng hàng vàhành khách

- Giảm lực lái:

Trang 32

CÁC GÓC ĐẶT BÁNH XE

 Góc Camber âm:

Trang 33

 Góc Camber âm:

Khi tải trọng thẳng đứng tác dụng lên một bánh xe nghiêng thì sẽ sinh

ra một lực theo phương nằm ngang Lực này được gọi là lực đẩy ngang,

nó tác động theo chiều vào trong khi bánh xe có Camber âm, và theochiều ra ngoài khi bánh xe có Camber dương Khi xe chạy trên đường vòng, vì xe có xu hướng nghiêng ra phía ngoài, nên Camber của lốp xe trở nên dương hơn, và lực đẩy ngang về phía trong xe cũng giảm xuống.Góc Camber âm của bánh xe giữ cho bánh xe không bị nghiêng dươngkhi chạy vào đường vòng và duy trì lực quay vòng thích hợp

Trang 34

- Góc Camber dương hay góc Camber âm đều làm mòn nhanh lốp xe,

do bánh xe có xu hướng lăn về hai phía nên lốp xe bị trượt trong quá trìnhhoạt động, đồng thời tăng tải trọng cho hệ thống treo và hệ thống lái

Trang 35

Camber xe quay vòng: Khi xe

chạy vào đường vòng, lực đẩy

ngang ở các lốp xe phía ngoài sẽ

có tác dụng làm giảm lực quay

vòng Lực ly tâm làm cho xe

nghiêng đi vì tác động của lò xe

hệ thống treo, làm thay đổi góc

Camber

Trang 36

CÁC GÓC ĐẶT BÁNH XE 6.4.2 Góc nghiêng sau của trụ đứng (Caster)

- Góc Caster là góc nghiêng về phía

trước hoặc phía sau của trục xoay đứng.

Góc Caster được xác định bằng góc

nghiêng giữa trục xoay đứng và đường

thẳng đứng nhìn từ cạnh xe Giá trị góc này

vào khoảng 0 0 ÷7 0

- Khi trục xoay đứng nghiêng về phía sau

thì được gọi là góc Caster dương, còn trục

nghiêng về phía trước thì được gọi là góc

Caster âm

Trang 37

- Khoảng cách từ giao điểm giữa đường

tâm trục xoay đứng và mặt đường đến tâm

điểm tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường được

gọi là khoảng Caster của trục quay đứng

- Góc caster có ảnh hưởng đến độ ổn định

khi xe chạy trên đường thẳng, còn khoảng

Caster thì ảnh hưởng đến tính năng hồi vị

bánh xe sau khi chạy trên đường vòng Nếu

các bánh xe có góc Caster dương lớn thì độ ổn

định trên đường thẳng tăng lên, nhưng lại khó

chạy trên đường vòng

Trang 38

- Độ ổn định trên đường thẳng nhờ có góc Caster: Khi trục xoay đứng quay để xe chạy vào đường vòng, nếu các bánh xe có góc Caster thì lốp sẽ bị nghiêng đi so với mặt đường và tạo ra moment kích, có xu hướng nâng thân xe lên Moment này đóng vai trò như một lực hồi vị bánh xe, có xu hướng đưa thân xe trở về vị trí nằm ngang và duy trì

độ ổn định trên đường thẳng của xe.

Trang 39

- Hồi vị bánh xe nhờ có khoảng cách Caster: Nếu bánh xe có góc Caster thì giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng với mặt đường sẽ nằm phía trước tâm điểm tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường Vì lốp xe được kéo về phía trước nên lực kéo này sẽ lấn

át các lực có xu hướng làm cho các bánh xe mất ổn định, giữ cho bánh xe chạy ổn định theo đường thẳng hồi vị càng lớn.

Trang 40

và lực hồi vị càng lớn.

Trang 41

CÁC GÓC ĐẶT BÁNH XE 6.4.3 Góc nghiêng trong của trụ đứng (Kingpin angle)

- Góc nghiêng trong của trụ đứng, đó là

góc giữa đường tâm của trục đứng với mặt

phẳng dọc theo thân xe Nhìn từ phía trước

của xe, đường thẳng này nghiêng về phía

trong, góc nghiêng này được gọi là góc

nghiêng của trụ đứng và được đo bằng độ

Khoảng cách L từ giao điểm của trục xoay

đứng và mặt đường đến giao điểm giữa

đường tâm bánh xe và mặt đường gọi là độ

lệch hay độ lệch Kingpin

Trang 42

 Vai trò của góc Kingpin

- Giảm lực đánh lái: Vì rằng bánh xe quay sang phải hoặc sang trái, vớitâm quay là trục xoay đứng còn bán kính quay là khoảng lệch, nên khoảnglệch càng lớn thì moment cản quay càng lớn (do sức cản quay của lốp xe),

vì vậy lực lái cũng tăng lên Khi giảm khoảng lệch thì lực đánh lái sẽ giảmxuống, có thể áp dụng một trong hai cách sau đây để giảm khoảng lệch:

+ Lốp có góc Camber dương

+ Làm nghiêng trục xoay đứng

Trang 43

Trang 44

- Giảm lực phản hồi và lực kéo sang một

bên: Nếu khoảng lệch quá lớn, lực dẫn động

(lực đẩy xe) hoặc lực hãm sẽ tạo ra một

moment quay quanh trục xoay đứng lớn, tỷ

lệ thuận với khoảng lệch Mặt khác, mọi

chấn động tác dụng lên bánh xe sẽ làm cho

vô lăng bị dật lại hoặc phản hồi Những hiện

tượng này có thể được cải thiện bằng cách

giảm khoảng lệch Nếu góc nghiêng của các

trục xoay đứng bên phải và bên trái khác

nhau thì xe sẽ bị kéo lệch về phía có góc

nghiêng nhỏ hơn (có khoảng lệch lớn hơn).

6.4.3 Góc nghiêng trong của trụ đứng (Kingpin angle)

Trang 45

- Tăng độ ổn định chạy trên đường thẳng: Góc nghiêng của trục láigiúp cho bánh xe tự động quay trở về vị trí chạy đường thẳng, sau khi đãchạy vòng

Trang 46

CÁC GÓC ĐẶT BÁNH XE 6.4.4 Độ chụm của bánh xe (Toe in) (góc chụm)

Trang 47

- Công dụng của góc chụm như sau:

+ Ngăn ngừa khả năng gây ra độ

chụm âm do tác dụng của lực cản lăn

khi xuất hiện những khe hở và đàn

hồi trong hệ thống trục trước và dẫn

động lái

+ Làm giảm ứng suất trong vùng

tiếp xúc của bánh xe với mặt đường

do góc doãng gây ra

Trang 48

- Trên xe con độ chụm có giá trị

2 đến 3 mm, trên xe tải độ chụm có

giá trị 3 đến 8 mm Độ chụm bánh

xe dẫn hướng điều chỉnh được bằng

cách thay đổi chiều dài thanh kéo

ngang của cơ cấu hình thang lái

Trên một số xe hai bánh xe sau cũng

đặt góc chụm

Trang 49

CÁC GÓC ĐẶT BÁNH XE 6.4.5 Bán kính quay vòng

- Bán kính quay vòng là góc quay của bánh xe phía trước bên trái và bên phải khi chạy trên đường vòng Với góc quay của các bánh xe bênphải và bên trái khác nhau, phù hợp với tâm quay của cả bốn bánh xe thì

độ ổn định của xe chạy trên đường vòng sẽ tăng lên

- Đối với loại hệ thống lái có thanh nối đặt phía sau trục lái, nếu cácđòn cam lái được đặt song song với đường tâm xe, thì góc lái của bánh

xe bên phải và bên trái bằng nhau (α = β) Và mỗi bánh xe sẽ quay quanhmột tâm khác nhau (O1 và O2), mặc dù chúng có bán kính quay bằngnhau (r1 = r2) Vì vậy, sẽ xuất hiện sự trượt bên ở một trong hai bánh xe

Trang 50

Trang 51

- Tuy nhiên, nếu đòn cam lái nghiêng đi so với đường tâm xe, các bánh xe bên phải

và bên trái sẽ có góc quay khác nhau (α < β), nên chúng có thể điều chỉnh để có bán kính quay khác nhau (r1 > r2) để quay quanh cùng một tâm O, nhờ thế mà có được góc lái đúng Nếu bán kính quay không đúng, lốp xe bên trong hoặc bên ngoài sẽ bị trượt về một bên và không thể quay xe một cách nhẹ nhàng Điều này cũng làm cho lốp xe mòn không đều.

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	2,53 MB