GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TREO

Hệ thống treo có nhiệm vụ làm giảm các tải trọng động và dập tắt các dao dộng của các bộ phận được treo.. Hệ thống treo bao gồm: - Bộ phận hướng: Xác định động học chuyển động của bánh x

PHẦN MỞ ĐẦU

GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TREO

Ngày nay nền công nghiệp ôtô phát triển đã tạo ra những ôtô có tính tiện nghi cao Tính êm dịu trong chuyển động là một chỉ tiêu quan trọng của tính tiện nghi Hệ thống treocủa ôtô là một hệ thống dùng để nối đàn hồi giữa khung xe với các của ôtô Hệ thống treo

có nhiệm vụ làm giảm các tải trọng động và dập tắt các dao dộng của các bộ phận được treo Hệ thống treo bao gồm:

- Bộ phận hướng: Xác định động học chuyển động của bánh xe và truyền các lực kéo, lực phanh, lực bám và các mô men phản lực của chúng lên khung hoặc vỏ xe

- Các phần tử đàn hồi: nhận và truyền lên khung, vỏ các lực thẳng đứng của đường Làm giảm tải trọng động khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, đảm bảo tính năng êm dịu của ô tô

- Bộ phận giảm chấn: Dùng để dập tắt các dao động thẳng đứng của khung và vỏ sinh ra doảnh hưởng của mặt đường không bằng phẳng

Ở một số ôtô còn có thêm bộ phận ổn định ( phần tử đàn hồi phụ) nhằm giảm dao động bên khi xe quay vòng

Trong quá trình bảo dưởng sửa chữa và chẩn đoán người ta phải xác định đặc tính đàn hồi của hệ thống treo trên các bệ thử thí nghiệm bằng các thiết bị đo ghi có nhiệm vụ ghi lại biên độ dao động của hệ thống treo trên ôtô Các kết quả ghi lại được khi chẩn đoán hệ thống treo của ôtô sẽ được đem so sánh với giá trị tiêu chuẩn qua đó người ta sẽ có các biện pháp bảo dưỡng sửa chữa thích hợp nhằm đảm bảo khả năng làm việc tốt của hệ thống treo

PHẦN I

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của hệ thống treo ngưòi ta đã dề xuất ra rất nhiều phương pháp chẩn đoán Các bệ thử để chẩn đoán hệ thống treo bao gồm các bệ tạo dao động tự do và các bệ tạo dao động cưỡng bức

Các bệ thử chẩn đoán theo dao động tự do bao gồm :

- Loại bệ thử tạo dao động tự do theo kiểu vít thả

- Loại bệ thử tạo doa động tự do theo kiểu nâng thả

Các bệ thử chẩn đoán theo dao động cưỡng bức bao gồm:

- Loại bệ thử tạo dao động bằng cam lệch tâm

- Loại bệ thử tạo dao động bằng băng thử

- Loại bệ thử tạo dao động bằng tang trống

I Loại bệ thử tạo dao động tự do

1) Loại bệ thử theo phương pháp nâng thả.

Các bánh xe trước hoặc sau của ôtô được đặt lên một mặt tựa và được nâng lên đến một chiều cao ( 5060 mm) Sau đó thả đột ngột gây nên sự rơi của bánh xe và thùng xe Dao động của các điểm thuộc thùng xe phía trên cầu xe và của tâm bánh xe được ghi lại đồng thời

- Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản, phù hợp với nhiều loại xe

+Thiết bị đơn giản rẻ tiền

+ Mặt bằng thí nghiệm không cần lớn lắm

+ Dễ bảo dưỡng, sửa chữa

- Nhược điểm :

+ Thao tác khó khăn

+ Không phản ánh được điều kiện làm việc thực tế của xe bởi vì cách thử này chỉ gây nên dao động ở một cặp bánh xe và phần thùng xe ở phía trên cặp bánh xe Trong khi đó ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng dao động của ôtô đầu tiên là ở các bánh xe trước sau đó ở các bánh xe sau và tương ứng là thùng xe phía trên cầu trước và cầu sau

2) Loại bệ thử theo phương pháp vít thả.

Loại bệ thử này thì phần trước hoặc sau của thùng xe hay phần khối lượng được vít xuống

so với cầu xe một đoạn (60 80 mm) Khi thả nhanh thùng xe sẽ dao động riêng với tần sốcao

- Ưu điểm : Loại bệ thử này có kết cấu tưong đối đơn giản, xe ít bị mất ổn định khi thí nghiệm

Dễ bảo dưỡng và sửa chữa, yêu cầu mặt phẳng để thí nghiệm không lớn lắm

- Nhược điểm: Thông số đo được chưa phản ánh đầy đủ về tình trạng kỹ thuật của hệ thống treo.Hành trình vít xuống bị hạn chế, tuổi thọ của cáp để vít thấp, thao tác để vít khó khăn vì phải vít ở dưới gầm xe

II Loại bệ thử tạo dao động cưỡng bức

1) Loại bệ thử tạo dao động bằng băng tải

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bệ: Khung 1 dùng làm giá đỡ để định vị xe, ổ đỡ các băng tải đồng thời làm giá đỡ đẻ cố định các thiết bị đo ghi Vít vô tận 2 dùng để điều chỉnh độ căng của băng thử Băng chuyển động nhờ động cơ điện làm quay bánh chủ động

9 và được đỡ bằng tang trống7 Bệ đỡ 8 dùng để võng cho băng tải Bộ phận 5 tạo dao động cưỡng bức cho xe Bộ phận 6 là bộ phận đo ghi

- Ưu điểm: Thiết bị đo ghi đơn giản, chu kỳ dao động dễ điều khiển

- Nhược điểm : Bệ thử có kết cấu khá phức tạp, tuổi bền của bệ phụ thuộc vào băng thử, bệ chiếm diện nhà xưởng lớn

2) Loại bệ thử tạo dao động bằng cam lệch tâm.

Thiết bị gồm có:

- Cam lệch tâm 1 được dẫn động bằng động cơ điện qua bánh răng nón

- Thiết bị giữ xe ở vị trí đứng yên 3

- Con lăn 2 dùng để tăng độ ổn định của ôtô khi xe đứng trên bệ

Cam lệch tâm quay tạo nên dao động cưỡng bức của hệ thống treo

- Ưu điểm: Loại bệ thử này có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản và dễ chế tạo, cách bố trí thiết bị đo ghitương đối dễ dàng và có thể đo được ở nhiều vị trí khác nhau Do kết cấu đơn giản gọn nhẹnên bệ thử loại này tiết kiệm được diện tích nhà xưởng, có tuổi bền cao và dễ lắp ráp

- Nhược điểm: Do lệch tâm nên trục chính của cam làm việc luôn có tải trọng động, khó chế tạo được bệ để đáp ứng với chu kỳ dao động thấp nên cũng có ảnh hưởng nhỏ đến kết quả củaviệc chẩn đoán.

3) Loại bệ thử tạo dao động bằng tang trống

Cấu tạo và nguyên lý làm việc :

- Giá cố định 1; Thiết bị giữ bánh xe 2

- Thiết bị đo ghi 3; Tang trống 4

- Hộp giảm tốc 5; Động cơ điện 6

- Con lăn tăng sự ổn định7;

Dao động cưỡng bức được tạo ra do tang trống 4 quay qua dẫn động hộp số từ động cơ điện 6 Khi hỏng xe quay trên tang trống nhờ chính hệ thống truyền lực của xe với tốc độ phù hợp

- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ gá đặt các thiết bị, tuổi bền tương đối cao

- Nhược điểm: Có kích thước lớn, yêu cầu mặt đường vào ra rộng, cần có hầm sâu hoặc cầu dẫn cao

III Kết luận và lựa chọn.

Trên cơ sở phân tích các ưu nhược điểm của các loại bệ thử nói trên Trên tình hình hiện

nay của Việt Nam cần có những trạm bảo dưỡng sửa chữa nhỏ có chức năng đa dạng, đáp ứng kiểm tra cho nhiều loại xe do đó ta chọn loại bệ thử tạo dao động cưỡng bức bằng camlệch tâm làm phương án thiết kế vì laọi bệ thử này vừa tiết kiệm đựơc diện tích nhà xưởng

và vừa dễ chế tạo, lắp đặt nên phù hợp hơn các loại bệ thử khác

* Sơ đồ và nguyên lý làm việc của bệ

7

6

5

2

4 1

3

1: Động cơ điện 2: Khớp nối 3: Hộp số

4: Cặp bánh răng nón 5: Cam lệch tâm

6: Trục 7: Cơ cấu đo ghi

Với loại bệ thử này các hệ thống dẫn động đều được bố trí dưới hầm còn bộ phận đo ghi được thiết kế trên nền

* Nguyên lý hoạt động:

Động cơ điện 1 quay làm trục sơ cấp của hộp số quay, thông qua khớp nối Hộp số 3 có tácdụng làm giảm tốc độ của động cơ để phù hợp với tốc độ của yêu cầu chẩn đoán Cặp bánhrăng nón 4 sẽ thay đổi phương truyền động của hộp số và làm quay các cam lệch tâm 5 nhờ trục 6 Thiết bị đo ghi sẽ được gắn vào các vị trí cần đo ghi, dao động của hệ thống treo của ôtô sẽ được truyền lên đầu của bút ghi để ghi lại các giá trị cần ghi

8990x2490x3290

8900x2490x3260

1) Các kích thước cơ bản của thiết bị.

a) Theo thông số của lốp ta có:

g) Yêu cầu cơ bản của bệ thử

- Độ bền của các chi tiết phải chịu được tải trọng động hoặc dao động do ôtô gây nên

- Đảm bảo ôtô ra vào và vận hành bệ an toàn cho người và phương tiện

- Công tác kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa phải dễ dàng nhanh chóng, thích nghi với việc

II Tính toán động lực học của bệ

1) Sơ đồ tải trọng tác dụng lên cam lệch tâm

Thay số vào ta được Pk = 4910 (0,015 + 0,6) = 3019,65 (KG)

- Mô men của cam lệch tâm

3) Phân phối tỷ số truyền

Ta có tốc độ quay của cam là:

nc = 30.c/ = 30.25,12/3,1416 = 240 (v/p)

Vậy tỷ số truyền của hộp số : ihs= nđc/nc = 735/240 = 3,0625

PHẦN III

THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO GHI

Với bất kỳ một bệ thử nào để nhận được kết quả của quá trình thí nghiệm thì chúng ta phải tiến hành ghi lại các kết quả đo Thiết bị đo ghi của các bệ sẽ đảm nhận công việc này

I Sơ đồ cấu tạo

10 9

1 2 3

8 7

5

4 6

1: Động cơ 2: Khớp nối 3:ổ đỡ 4: Tay quay

5: Then trượt 6: Bút ghi 7: Cơ cấu bắt vào thùng xe

8: Hộp số 9: Khớp cầu 10: Vít làm chắc khớp cầu

II Nguyên lý làm việc

Động cơ 1 quay làm quay trục sơ cấp của hộp số 8 thông qua khớp nối Trục thứ cấp của hộp số 8 làm quay tang trống cũng nhờ khớp nối trục Tang trống được đỡ trên hai ổ đỡ 3, then trượt 5 có tác dụng tạo nên chuyển động dọc trục tang trống Khi ôtô dao động do cơ cấu bắt vào thành xe 7 nên làm cho đầu bút 6 di chuyển cùng với hành trình của thành xe việc di chuyển này sẽ vẽ nên giấy trên tang trông biểu đồ dao động của xe , tại dầu bút 6 có

bộ phận đè chặt bút vào giấy và có bộ phận điều chỉnh độ lên xuống của đầu bút Khớp cầu

9 có tác dụng đảm bảo sự lắc trong mặt phẳng dọc trục của ôtô không ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả ghi được

III.Thiết kế một số bộ phận chính

1) Xác định tốc độ quay của tang quay

Ta đã biết xe ôtô chạy trên đường thì dao động của ôtô sẽ có hai vùng cộng hưởng Vùng cộng hưởng ở tần số cao đó là cùng cộng hưởng do lốp sinh ra còn vùng cộng hưởng ở tần

số thấp là do hệ thống treo sinh ra, Vùng cộng hưởng tần số cao thì có biên độ dao động nhỏ nên không nguy hiểm, còn vùng cộng hưởng ở tần số thấp có biên độ dao động lớn nên nguy hiểm

Hai vùng cộng hưởng được biểu thị trên đồ thị đặc tính biên tần sau:

Vùng cộng hưởng trong khoảng 1 đến 2 có tần số ftb = 0,5 4 (lần/giây).

A

1 2 

Để nhất quán với phần tính toán về động học của bệ ta chọn ftb = 4 (lần/giây)

Vậy chu kỳ doa động Ttb = 1/ftb = 1/4 = 0,25 (s)

Để đầu bút 9 vẽ được một chu kỳ dao động của xe nên giấy thì băng giấy phải dịch chuyển một đoạn với thời gian bằng Ttb Với mục đích để cho thuận tiẹn cho việc quan sát ta chọn khoảng dịch chuyển của giấy là:

L = 100 (mm) = 0,1 (m)

Vậy vận tốc dịch chuyển của băng giấy là:

V = L/Ttb = 0,1/0,25 = 0,4 (m/s)

vậy tốc độ quay của tang quay là : nt = 60.1000.V/(.D)

trong đó D là đường kính của tang quay

Để chiều dài giấy nhỏ hơn chu vi của tang quay ta chọn D = 200 (mm)

với D= 100 (mm) thì diện tích của côn lăn sẽ là: S = .D = 628,32(mm)

=> Tốc độ quay của tang quay là:

b) Xác định công suất của động cơ

Ta có công suất cần thiết của động cơ là:

Pct = Pt/t (Kw)

Trong đó: - Pt: là công suất tính toán của tang quay Pt = F.V/1000 (Kw)

với : - F : là lực đè của đầu bút lên tang quay

Trong đó : - k là hiệu suất của khớp nối k = 0,99

- o là hiệu suất của ổ lăn o = 0,99

- gt là hiệu suất của hộp giảm tốc gt = 0,75

nsb = 1200 (v/phút)

Pđc = 0,6 (W)

3)Tính lại tỷ số truyền cho hộp giảm tốc

Ta có it= igt = 1200/38,197 = 31,416

trong đó : igt là tỷ số truyền của hộ giảm tóc ( igt = 31,416)

IV Thiết kế hộp giảm tốc

a) Chọn vật liệu.

Bánh vít là đồng thanh thiếc có ký hiệu PO 10-1

Vật liệu của trục vít là thép 35 thường hoá có độ cứng 140 190 HB

b) Tính tỷ số truyền và số mối ren trục vít và số răng bánh vít.

Chọn số mối ren trục vít Z1 = 1

Số răng bánh vít Z2 = ihs.Z1 = 31,416

Chọn Z2 = 31 (răng)

Vậy tỷ số truyền itv= Z2/Z1 = 31

c) Xác định môđun ( m ) và hệ số đường kính ( q ) theo điều kiện tiếp xúc

Theo tiêu chuẩn trong thiết kế chi tiết máy ta chọn được

KẾT LUẬN

Từ những phân tích tầm quan trọng của hệ thống treo trong ôtô, đặc biệt đối vớiloại xe khách thì tính êm dịu trong vân hành của xe là một chỉ tiêu quan trọng không thểthiếu được ,đồng thời qua việc phân tích đánh giá các ưu nhược điểm của các bệ và tìnhhình thực tế của nước ta Em đã chọn bệ thử tạo dao động bằng cam lệch tâm làm phương

án thiết kế Bệ thử dạng tạo dao động bằng cam lệch tâm có thể cho phép chẩn đoán vớinhiều loại xe khác nhau trong giới hạn cho phép của bệ, loại bệ thử này có cơ cấu đo ghitương đối linh hoạt vì nó có khả năng điều chỉnh cho phù hợp với các loại xe khác nhau

MỤC LỤC

1. PHẦN MỞ ĐẦU - GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TREO 1

2. PHẦN I - LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

I Loại bệ thử tạo dao động tự do

II Loại bệ thử tạo dao động cưỡng bức

III Kết luận và lựa chọn

2 2 3 6

3. PHẦN II - TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

I Tính toán động học

II Tính toán động lực học

8 9 11

4. PHẦN III - THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO GHI

I Sơ đồ cấu tạo

II Nguyên lý làm việc

III Thiết kế một số bộ chính

IV Thiết kế hộp giảm tốc

13 13 14 14 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1: Bảo dưỡng kỹ thuật và chẩn đoán ôtô (ĐH GTVT)

2: Kết cấu các phương tiện vận tải (ĐH GTVT)

3: Thí nghiệm ôtô (ĐH GTVT)

4: Lý thuyết ôtô máy kéo (ĐH BKHN)

5: Tính toán thiết kế dẫn động cơ khí (ĐH BKHN)