CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO Ô TÔ HYUNDAI COUNTY 3.1.. Mục đích Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất cả các hệ thống trên ô tô n
Trang 1CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO Ô TÔ
HYUNDAI COUNTY 3.1 Mục đích và nội dung tính toán kiểm nghiệm
3.1.1 Mục đích
Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất
cả các hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống treo nói riêng ngày được hoàn thiện hơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn Hiện nay với lượng xe tham gia giao thông rất lớn nên ngoài việc đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao, thì cảm giác êm dịu thoải mái là vô cùng cần thiết Nó không chỉ đơn thuần an toàn cho ô tô mà còn cho cả người lái, hành khách, hàng hóa, môi trường xung quanh ô
tô chuyển động và cả về mặt kinh tế Vì thế trên ô tô một trong những bộ phận có tính quyết định đến khả năng đó là hệ thống treo
Đối với học viên chuyên ngành ôtô hiện nay việc tính toán kiểm nghiệm về hệ thống treo ngày càng có ý nghĩa thiết thực hơn Bên cạnh đó cần phải khẳng định một ý nghĩa tương đối trong thực tiễn, hiện tại, chẳng hạn như là: Giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý có thể khai thác tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể Giúp cho người sử dụng có sự
am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi trong việc bảo dưỡng, bảo trì ô tô Đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chóng phát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và biện pháp khắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống
3.1.2 Nội dung
Đồ án đang thực hiện là: “Khai thác hệ thống treo trên ô tô HYUNDAI COUNTY” Trong phạm vi đồ án chỉ tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo của ô tô
HYUNDAI COUNTY gồm :
- Phần tử đàn hồi:
+ Tính toán kiểm bền cho nhíp
- Phần tử giảm chấn:
Trang 2+ Tính toán kiểm bền theo điều kiện nhiệt của giảm chấn.
3.1.3 Các thông số kỹ thuật
Bảng 3.a: Các thông số ban đầu.
ST
T Thông số kỹ thuật
Ký hiệu Gía trị Đơn vị
1 Độ cứng của phần tử đàn hồi trước C t1 158796 N/m
2 Độ cứng của phần tử đàn hồi sau C t2 127460 N/m
12 Khoảng cách từ trọng tâm tới tâm cầu trước a 2 m
13 Khoảng cách từ trọng tâm tới tâm cầu sau b 2,058 m
3.2 Xác định các thông số tính toán của hệ thống treo
3.2.1 Xác định hệ số phân bố khối lượng phần treo
Theo tài liệu [5] ta có:
(3.1)
Trong đó:
M a: Là khối lượng phần treo ôtô, Ma = 5795 Kg
a, b: Lần lượt là khoảng cách từ trọng tâm phần treo đến tâm bánh xe cầu
trước, trục cân bằng
Theo số liệu ban đầu, ta có: a = 2 m và b = 2,085 m
J y: Momen quán tính khối lượng của phần treo đối với trục ngang đi qua
trọng tâm phần treo
Trang 3Phần treo vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng dọc xe.
Ta có thể xác định bằng công thức tính sau:
J y =A.M a L 2 (Nm.s2) Trong đó:
A: Là hệ số kinh nghiệm, lấy A = 0,21
L: Là chiều dài cơ sở ôtô, L = 4,085m
Thay vào công thức (3.1), ta có:
0, 21.4,085
0,886 2.2, 085
y
A L
a b
Ta thấy εy = 0,886 nằm trong khoảng 0,8 1,2 nên theo tài liệu, ta có thể coi phần trước và phần sau xe dao động độc lập với nhau
3.2.2 Xác định độ võng tĩnh
Theo tài liệu [5] ta có công thức tính độ võng tĩnh:
(3.2)
Trong đó:
f t: Là độ võng tĩnh
g: Là gia tốc trọng trường
ω: Là tần số dao động riêng của khối lượng phần treo
Ta có công thức tính tần số dao động riêng cho treo trước và treo sau là:
1
1
2215
t
2
2
3580
s
*Khối lượng phần treo phân bố lên cầu:
Khối lượng phần treo phân bố lên cầu trước: M1=2215 kg
Khối lượng phần treo phân bố lên cầu sau: M2 = 3580 kg
*Độ cứng của treo:
Đối với treo trước: Ct = 158796 N/m
Đối với treo sau: Cs = 127460 N/m
Thay các giá trị vào công thức (3.2), ứng với treo trước và treo sau, ta có:
Trang 41 2
9,81
11,97
t
9,81
8,43
t
3.2.3 Kiểm nghiệm bền cho nhíp của hệ thống treo
Ta đã biết các kích thước của nhíp: chiều dài, chiều rộng, chiều dày cũng như các thông số độ võng tĩnh và độ võng động của nhíp
Bây giờ ta sẽ tìm ứng suất và xem có phù hợp với ứng suất cho phép hay không, theo tài liệu [1] ứng suất của bộ nhíp được xác định theo công thức :
max 1 2
0,15.P
h i
l
Trong đó :
σ - ứng suất của bộ nhíp
Pmax-Tải trọng lớn nhất tác dụng lên lá nhíp Khi coi đường đặc tính lá nhíp là tuyến tính, ta có:
Pmax = Pt '
' '
t
d t
f
f
f
(3.4)
l1h = l/2
b- Chiều rộng lá nhíp
z- Số lượng lá nhíp trong bộ
hi- Chiều dày lá nhíp thứ i
Pt- Tải trọng tĩnh tác dụng lên nhíp Được xác định từ sơ đồ treo Đối với xe HUYNDAI COUNTY thì Pt = Gk, Gk là trọng lượng phân bố lên bánh xe khi ôtô chất đầy tải
f't- Độ võng tĩnh của nhíp
f'd- Độ võng động của nhíp
Trang 5Theo tài liệu [2] với độ võng động
'd (0,7 0,8) 't
f � f Chọn f'd 0,7f't
* Đối với nhíp trước
-Tải trọng lớn nhất tác dụng lên nhíp trước Ptmax
Ptmax = Pt1 1'
' 1
' 1
t
d t
f
f
f
Trong đó
Pt1 : Tải trọng tĩnh tác dụng lên nhíp trước
Pt1 = G1/2
G1 : Trọng lượng phần treo phân bố lên cầu trước G1 = 2215(Kg)
Do đó ta có Pt1 = 1107,5 (Kg)
Độ võng tĩnh: f t1' 68mm
Độ võng động: f'd1 0, 7.f't 0, 7.68 47, 6 (mm) 4, 76(cm)
Nên max
68 47,6 1107,5 1882 (kg)
68
t
Mặt khác:
lt = 120 cm
bt= 7 cm
zt = 6 lá
ht = 1 cm
Thay số vào ta được ứng suất của bộ nhíp trước
2
0,15.1882.0,6
0,07.0,04.1, 2
* Đối với nhíp sau
Tải trọng lớn nhất tác dụng lên nhíp sau Psmax
Trang 6Psmax = Ps1 '2
' 2
' 2
t
d t
f
f
f
Trong đó:
Pt2 : Tải trọng tĩnh tác dụng lên nhíp trước
Pt2 = G2/2
G2 : Trọng lượng phần treo phân bố lên cầu sau G2 = 3580 (KG)
Do đó ta có Pt2 = 1790(KG)
Độ võng tĩnh : f t'2137 (mm)
Độ võng động : f d'2 0,7.f t'2 0,7.137 95,9( mm)
Nên max
137 95,9
137
t
Mặt khác:
ls = 135 cm
bs = 7 cm
zs =7 lá
hs = 1 cm
Thay số vào ta được ứng suất của bộ nhíp sau
2
0,15.3043.0,675
0,07.0,05.1,35
Nhíp xe HUYNDAI COUNTY được làm từ thép 50C2 theo TCVN 2155:1977 về Nhíp máy kéo, có [] = 9000 kG/cm2
Như vậy σ t<[σ] và σ s <[σ] nên thoả bền
3.3 Tính toán kiểm nghiệm giảm chấn.
Giảm chấn dùng để dập tắt các dao dộng của vỏ lốp xe bằng cách chuyển cơ năng của các dao động thành nhiệt năng Giảm chấn trên ô tô hiện nay dùng giảm
Trang 7chấn thủy lực nên ma sát giữa chất lỏng và các lỗ tiết lưu là ma sát chủ yếu để dập tắt dao động Các yêu cầu cơ bản đối với giảm chấn:
- Đảm bảo trị số và sự thay đổi đường đặc tính của các dao động, cụ thể: + Dập tắt càng nhanh các dao động nếu tần số dao động càng lớn
+ Hạn chế các lực truyền qua giảm chấn lên thùng xe
- Làm việc ổn định khi ô tô chuyển động trên các đường khác nhau
- Tuổi thọ cao
- Trọng lượng và kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ
Để đảm bảo yêu cầu trên nên thiết kế giảm chấn thủy lực ống lồng có đường đặc tính không đối xứng và có van giảm tải
Giảm chấn ống hai đầu giảm chấn nối trực tiếp với phần được treo và không được treo qua hệ thống đòn Do lực tác dụng lên giảm chấn cũng như áp suất làm việc nhỏ hơn Thành mỏng hơn, nhẹ hơn giảm chấn đòn khoảng hai lần, kết cấu và chế tạo đơn giản, điều kiện làm mát tốt nên hiện nay được sử dụng rộng rãi
* Các số liệu ban đầu:
- Đường kính ngoài giảm chấn D=55 (mm)
- Hệ số cản giảm chấn K (Ns/ mm)
+ Hành trình nén: Kn = 2667 Ns/m
+ Hành trình trả : Kt = 3323 Ns/m
- Vận tốc dịch chuyển của pít tông giảm chấn: vp = 250 mm/s
+ Chiều dài phần chứa dầu của giảm chấn lg;
Chọn l 160 mm
* Tính toán nhiệt:
Phương trình cân bằng nhiệt của chất lỏng trong giảm chấn:
t t g g m
N S t t Nm s (3.5)
Trong đó: . 2
2
g
V
N K K
Với V g 0,3m s/ ta được:
Trang 83323 2667 0,32 29,52 /
2
t
2
58 81, 2 W /
độ, chọn t 70 /W m2 độ
Sg – Diện tích mặt ngoài của giảm chấn � �m2
2
2
D
S �D� l �� ��� �m
� � (3.6) Với D d ngc 55mm ta được:
0,055
D
S �D � l �� � ��� �� m
m
t - Nhiệt độ môi trường � � 0C
Chọn t m30� �� �0C
g
t - Nhiệt độ của thành giảm chấn � � 0C . 0
100 120
g
Từ (3.6) ta tính được nhiệt độ của thành giảm chấn (tg):
0 29,52 30 40,17
t
t g
N
S
�
Để đảm bảo cho giảm chấn làm việc được bình thường thì nhiệt độ của hình ống giảm chấn thì tg < [t] = 110 1200C
Kết luận: qua quá trình tính toán nhiệt độ của hình ống giảm chấn
t = 40,170C < [t] = 110 1200C
Vậy giảm chấn đảm bảo bền