Bài tập lớn Thiết kế ô tô - Đề tài: Thiết kế hệ thống treo

Nội dung text: Bài tập lớn Thiết kế ô tô - Đề tài: Thiết kế hệ thống treo

1. BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ Ô TÔ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO Nhóm 4A 1. Trần Tấn Đạt 1410847 GVHD: Nguyễn Lê Duy Khải 2. Lê Hoàng Nam 1412362 3. Bùi Hữu Thiện 1413720 4. Đặng Ngọc Huy 1411419 5. Đặng Hào Vĩ 1414710 6. Đỗ Phi Long 1412072
2. I. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC - Dao động lên xuống sự nhún theo trục thẳng đứng. - Dao động xoay quanh trục thẳng đứng - Dao động xoay ngang trục dọc. - Dao động xoay ngang trục ngang.
3. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN • Nhíp. • Lò xo. Bộ phận • Thanh xoắn. đàn hồi. • Cao su. • Khí nén. • Hệ thống treo phụ Bộ phận thuộc. Hệ Thống dẫn hướng. • Hệ thống treo độc Treo lập. • Giảm chấn loại Bộ phận ma sát cơ. giảm chấn. • Giảm chấn thủy lực.
4. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Bộ phận đàn hồi, lò xo. Ưu điểm: Nhược điểm: • Trọng lượng nhẹ, dễ chế tạo. • Chỉ đảm nhận nhiệm vụ đàn hồi. • Ít phải bảo dưỡng khi sử dụng, • Phức tạp hơn về kết cấu và sử tuổi thọ lớn. dụng.
5. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Bộ phận đàn hồi, cao su, khí nén. Ưu điểm: • Loại cao su có độ bền cao, trọng lượng bé, không cần bôi trơn, bảo dưỡng. • Loại khí có thể tự thay đổi độ cứng của hệ thống treo, tăng độ êm dịu, không có ma sát trong phần tử đàn hồi. Nhược điiểm: • Cao su xuất hiện biến dạng thừa, tính chất đàn hồi thay đổi theo nhiệt độ. • Có kết cấu phức tạp hơn khi có thêm hệ thống cấp khí và thiết bị điều chỉnh áp suất khí nén.
6. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi lò xo trụ. Ưu điểm: • Chiếm ít không gian hơn loại nhíp. • Có trọng lượng nhỏ và tuổi thọ cao. Nhược điểm: • Phải thêm các bộ phận giảm chấn và dẫn hướng.
7. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo trụ, đòn treo ngang. Ưu điểm: • Khắc phục được phát sinh Nhược điểm: môment hiệu ứng con quay. • Nếu sự thay đổi bền rộng vết bánh xe lớn sẽ làm lốp • Không bị trượt lốp trên mặt chóng mòn và độ ổn định ngang bánh xe kém đi. tựa.
8. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn treo chéo. ❖ Được thiết kế với tăng độ cứng vững để tăng khả năng chụi lực ngang. ❖ Loại này có kết cấu đơn giản và chiếm ít không gian.
9. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Hệ thống treo khí nén. Ưu điểm: • Kết cấu nhỏ gọn, tiết kiệm được không gian. • Đạt được độ êm dịu cao. Nhược điểm: • Cần thêm hệ thống hỗ trợ. • Giá thành cao hơn.
10. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Hệ thống treo dạng cân bằng, đàn hồi bằng nhíp. ➢ Loại này cho phép khung có dịch chuyển nhỏ và bánh xe tự lựa, tạo điều kiện luôn tiếp xúc với mặt đường ➢ Nhưng có khả năng đập vào bộ phận hạn chế hành trình do bánh xe dịch chuyển theo hai chiều khác nhau.
11. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Bộ phận giảm chấn thủy lực dạng 1 lớp. Ưu điểm: Giảm chấn tốt hơn và nhanh hơn. Nhược điểm: • Có giá thành đắt hơn. • Phức tạp khi chế tạo các vòng làm kín.
12. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ❖ Bộ phận giảm chấn ống nhún khí và nhún khí –thủy lực. Ưu điểm: Tạo được sự chủ động trong việc thay đổi khoảng làm việc và hiệu quả tốt nhất cho bộ giảm chấn. Nhược điểm: • Lò xo khí không đảm nhận hoàn toàn tải trọng của xe. • Chỉ hoạt động khi máy đã nổ.
13. III. PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ➢ Chọn phương án thiết kế. Thiết kế cho xe tải , yêu cầu êm dịu không cao nên chọn, hệ thống treo phụ thuộc, đàn hồi kiểu nhíp, giảm chấn ống 2 lớp. ➢ Cầu trước: nhíp đơn. ➢ Cầu sau: nhíp chính + phụ
14. IV. THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG b) Độ võng tĩnh (풇풕) - Có thể xác định độ võng tĩnh theo tần số dao động riêng n của hệ thống treo. 300 푛 ≈ 푡 - Đối với ô tô du lịch thì 푡 không nên ít hơn 150-300mm, đối với ô tô buýt thì 푡 không bé hơn 100-200mm cả 2 loại này có tần số dao động riêng n= 60-85 lần/ph. - Đối với ô tô tải 푡 không nên bé hơn 60-120mm ứng với tần số dao động riêng n=80-100 lần/ph. - Để đảm bảo êm dịu khi chuyển động thì 푡푠 của hệ thống treo sau và 푡푡của hệ thống treo trước phải nằm trong các giới hạn sau: + Ô tô du lịch: 푡푠/ 푡푡= 0.8 - 0.9 + Ô tô tải và ô tô buýt: 푡푠/ 푡푡= 1.0 – 1.2
15. V. THIẾT KẾ KỸ THUẬT ➢ 5.1. Tính toán phần tử đàn hồi : Nhíp đặt dọc ➢ Chọn kích thước nhíp xuất phát từ độ võng tĩnh và ứng suất tĩnh. 푡 ➢ Giả sử : Nhíp là một dầm có tính chống uốn đều. ➢ Moment uốn sẽ phân bố đều theo các lá nhíp nếu chiều cao các là nhíp là bằng nhau ➢ Tính toán độ bền nhíp tính uốn ở chỗ gắn chặt nhíp.
16. V. THIẾT KẾ KỸ THUẬT  5.1. Tính toán phần tử đàn hồi : Nhíp đặt dọc  Lực tác dụng lên nhíp : g ZZn=− bx Với 푍 là lực tác dụng lên các bánh x 2 g là phần trọng lượng không được treo ( cầu , bánh xe).  Phản lực lên và ở hai chốt nhíp.  Lực do hai móc nhíp sinh ra : X= Z tag B b
17. V. THIẾT KẾ KỸ THUẬT Zl3  Xác định độ võng tĩnh của nhíp đối xứng : f =  nh t 48EJ b 0  Trong đó Jh=3 ( moment quán tính) 0 12 i Zl3 f = n  Xác định độ võng của nhíp đối xứng : 3EJ0 bh3  Trong đó J0 = ( moment quán tính) 12 3 ft EJ0  Xác định ứng suất cực đại (tĩnh ) trong các lá nhíp :  uc = ll12hh 6Eh f  Xác định ứng suất động : 0 d  d = 2 lh
18. V. THIẾT KẾ KỸ THUẬT ➢ Công dụng: • Dặp tắt dao động của vỏ xe và lốp , biến cơ năng thành nhiệt năng. • Đảm bảo dao động phần không được treo là nhỏ nhất ➢ Yêu cầu cơ bản: • Dăp tắt nhanh các dao động nếu đường mấp mô lớn. • Dặp tắt chậm các dao động nếu đường ít mấp mô. • Hạn chế lực truyền qua giảm chấn qua thùng xe. • Có tuổi thọ cao • Trọng lượng và kích thước bé, giá thành hạ
19. V. THIẾT KẾ KỸ THUẬT ❖ Giảm chấn Hệ số dập tắt dao động j K j = CM K - Hệ số lực cảng của giảm chấn G M – Khối lượng được treo trên một bánh xe M = bx (kg) g Z C - Độ cứng của hệ thống treo C = bx f
20. V. THIẾT KẾ KỸ THUẬT ❖ Giảm chấn Tính lực cản giảm chấn Lực cản giảm chấn Z do giảm chấn sinh ra phụ thuộc vào vận tốc tương đối zt của thùng xe đối với bánh xe Z = K . z n .Thông thường n =1,5÷2,5. Đặc tính không đổi của giảm chấn tác dụng hai chiều với van giảm tải: • Giảm tải giúp diện tích chất lỏng đi qua tăng lên. • zn và zt nằm trong giới hạn 30-50 cm/s.
21. V. THIẾT KẾ KỸ THUẬT ❖ Giảm chấn Từ phương trình công cho (1)=(2): Tìm được F Đường kính trục giảm chấn thường dt=(0,4 ÷ 0,5)dp đường kính piston. Đường kính xilanh làm việc dx bé hơn hoặc bằng 25,mm. Đường kính piston dp thường nhỏ hơn dx 1,5 ÷ 2,5 mm. Chiều dài thiết kế của giảm chấn lg =(3 ÷ 5)dx. Dựa vào F,lg nên tính được đường kính ngoài D. Đường kính ống ngoài: 22 dnx»(2 ¸ 4) d1 + d
22. VI. THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ➢ Là quá trình đưa ra sản phẩm dựa trên công cụ, trong thết bị nhà máy, nhân lực lao động để tạo ra sản phẩm thiết kế. ➢ Tập hợp tất cả các công đoạn kiểm tra trên cơ sở các công cụ, trang thiết bị kiểm tra và trình độ người kiểm tra. ➢ Thiết kế công nghệ là một bước phản hồi lại thiết kế kỹ thuật.
23. TIẾN ĐỘ CÔNG NGHỆ ❖ Hệ thống treo khí nén - điện tử EAS ❖ Dùng cho các xe cao cấp như Audi, BMW, Lexus ▪ Chế độ "Comfort": tạo sự êm dịu tối đa cho người ngồi trên xe. ▪ Chế độ "Sport" tăng độ ổn định và an toàn khi xe chạy ở tốc độ cao. ❖ Các bộ phận chính của hệ thống treo EAS bao gồm: ▪ Giảm xóc khí nén ▪ Cảm biến độ cao xe ▪ Cảm biến tốc độ ▪ ECU hệ thống treo
24. TIẾN ĐỘ CÔNG NGHỆ ❖ Hệ thống treo bán chủ động ➢ Các dòng xe Chevy Corvette, Cadillac ATS và Ferrari 458 italia. ➢ Làm việc theo nguyên lí điện từ. ➢ Trong dầu thủy lực của giảm chấn có sử dụng một số hạt kim loại nhỏ → từ trường tạo ra → làm thay đổi độ nhớt của dầu thủy lực → độ cứng sẽ thay đổi. ➢ Ngoài ra, thay đổi đặc tính làm việc của giảm chấn bằng tăng cường áp suất thủy lực bên trong giảm chấn, tên gọi của HT “Active Body Comtrol” (Mercedes). Gồm 5 cảm biến được bố trí được bố trí trên thân xe( chuyển động theo ngag, dọc, thẳng đứng) và bơm thủy lực có áp suất cao để thay đổi áp suất bên trong giảm chấn trong vòng 10s.
25. CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP ➢ Xe bị nghiêng, lệch: nhíp một bên bị mỏi, giảm độ đàn hồi dẫn đến giảm độ vững tĩnh không đều giũa hai bánh bên làm xe bị nghiêng. ➢ Xe hoạt động có tiếng kêu ở hệ thống treo: bộ nhíp bị khô mỡ, có lá nhíp bị gãy, các bạc ắc nhíp hoặc ắc nhíp bị khô mỡ, bị mòn, các ống cao su lắp ống giảm xóc bị mòn võ. ➢ Lốp xe bị mòn không đều, mòn nhanh: Các ngõng hay bạc ngõng quay lái mòn rơ, các quang nhíp bị lỏng, cầu bị xô lệch. ➢ Xe chạy không ổn định: các bạc ắc nhíp bị mòn rơ, các bulong quang nhíp bị lỏng, ➢ Xe bị mất ổn định (độc lập): do áp suất hơi trong lốp không đúng, các khớp cầu trong hệ thống dẫn động lái bị mòn, rơ.
26. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Hữu Cần- Phan Đình Kiên,1984, Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo-Tập 2, Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội. 2. Nguyễn Khắc Trai, 2009, Kết cấu ô tô, Nhà xuất bản Bách Khoa-Hà Nội. 3. oto.html