Nghiên Cứu Cải Tiến Bộ Phận Treo Của Uaz Để Nâng Cao Độ Êm Dịu Chuyển Động Trên Đường Lâm Nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

------------------------

DƯƠNG ĐÌNH PHÚ

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN BỘ PHẬN TREO

CỦA XE UAZ ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG

TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội, Năm 2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

---------------------------

DƯƠNG ĐÌNH PHÚ

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN BỘ PHẬN TREO

CỦA XE UAZ ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG

TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và Thiết bị Cơ giới hóa Nông - Lâm nghiệp

Mã số: 60.52.14

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS.TS. NGUYỄN NHẬT CHIÊU

Hà Nội, Năm 2011

1

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự đổi mới và phát triển toàn diện của đất nước,ngành lâm

nghiệp đã có những hướng phát triển mang tính chiến lược lâu dài, trong đó

chú trọng đến điều kiện, trang thiết bị phục vụ cho lực lượng kiểm lâm. Trong

những năm gần đây các cơ sở kiểm lâm đã được trang bị các thiết bị cũng như

các loại xe tương đối hiện đại. Nhưng không phải cơ sở kiểm lâm nào cũng

được trang bị các loại xe hiện đại mà phổ biến vẫn đang sử dụng loại xe UAZ

do Liên Xô sản xuất. Ưu điểm của loại xe này là gầm cao, hai cầu chủ động,

cơ động trong điều kiện đường lâm nghiệp và giá thành tương đối hợp lý. Hạn

chế lớn nhất của loại xe này là độ êm dịu kém khi chuyển động với tốc độ cao

trên đường lâm nghiệp.

Đối với lực lượng kiểm lâm khi đi làm nhiệm vụ, đặc biệt là khi truy

đuổi lâm tặc thì xe cần chạy với tốc độ rất cao, khi đó xe UAZ không đáp ứng

được các yêu cầu về độ êm dịu chuyển động. Đặc biệt khi xe chạy với tốc độ

cao thì người lái rất khó điều khiển, điều này không những ảnh hưởng xấu

đến tính cơ động và sức khoẻ con người mà còn rất nguy hiểm vì rất dễ xảy ra

tai nạn.

Xe UAZ đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở kiểm lâm.

Để xe hoạt động hiệu quả trong khi làm nhiệm vụ kiểm lâm cần nâng cao độ

êm dịu khi chuyển động trên đường lâm nghiệp.

Tính êm dịu chuyển động của ô tô được đánh giá bằng nhiều chỉ tiêu

như: tần số dao động, gia tốc dao động, công suất dao động, hệ số êm dịu...,

trong đó gia tốc dao động thẳng đứng là một trong những chỉ tiêu rất quan

trọng khi chuyển động trên đường không bằng phẳng. Để góp phần nâng cao

độ êm dịu chuyển động và đảm bảo an toàn khi chạy ở tốc độ cao trên đường

lâm nghiệp cần cải tiến bộ phận treo và cải tiến ghế ngồi người lái của xe

UAZ.

2

Đã có nhiều công trình nghiên cứu để nâng cao độ êm dịu chuyển động

của ôtô nhưng chưa có công trình nào nghiên cứu cải tiến bộ phận treo của xe

UAZ. Với lý do trên, tác giả thực hiện đề tài: “Nghiên cứu cải tiến bộ phận

treo của xe UAZ để nâng cao độ êm dịu chuyển động trên đường lâm

nghiệp”

*Ý nghĩa khoa học của đề tài:

Xây dựng được mô hình, lập và giải hệ phương trình vi phân dao động

của xe UAZ làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp cải tiến bộ phận treo và

ghế ngồi của người lái để nâng cao độ êm dịu chuyển động và đảm bảo an

toàn khi xe chạy với tốc độ cao trên đường lâm nghiệp.

*Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở hoàn thiện kết cấu hệ thống

treo và ghế ngồi người lái của xe UAZ.

3

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về hệ thống treo của ôtô

Hệ thống treo trên ôtô có nhiều dạng kết cấu khác nhau.Nhưng thông

thường trên các loại xe con hệ thống treo được bố trí chung như hình 1.1.

Hình1.1-Hệ thống treo và bố trí chung trên xe

1.1.1. Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo

Hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe

và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có

chức năng chính sau đây:

+ Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương

thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn

chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác

của bánh xe như lắc ngang, lắc dọc.

+ Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc và

lực bên.

Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải

mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực, quan hệ này được thể hiện

ở các yêu cầu chính sau đây:

4

+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật

của xe .

+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.

+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ

thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các

quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.

+ Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp hư hỏng bất thường.

+ Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.

+ Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên khung, vỏ xe

tốt.

+ Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao,

ô tô điều khiển nhẹ nhàng.

1.1.2. Các bộ phận chính của hệ thống treo

Hệ thống treo gồm rất nhiều chi tiết nhưng có thể chia thành hai bộ

phận chính là bộ phận đàn hồi và bộ phận giảm chấn.

1.1.2.1. Bộ phận đàn hồi

Là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, làm giảm nhẹ các tải

trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung, đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi di

chuyển nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người

(khoảng 60 – 80 lần/ph). Bộ phận đàn hồi có thể bố trí khác nhau trên xe

nhưng nó cho phép bánh xe có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng.

Bộ phận đàn hồi có các phần tử đàn hồi thường gặp là:

a. Nhíp lá

Nhíp lá thường được sử dụng trên hệ thống treo phụ thuộc. Bó nhíp

được làm từ các lá thép cong, gọi là lá nhíp, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự

từ ngắn đến dài.Các lá nhíp liên kết với nhau bằng các bu lông xương tan

hoặc các vấu định vị và ốp nhíp. Là nhíp dài nhất đước gọi là lá nhíp chính, lá

5

nhíp chính chịu tải trọng lớn nhất. Ở các loại xe tải do đặc điểm trọng tải khi

xe có hàng và khi không có hàng có độ chênh lệch lớn nên để đảm bảo độ êm

dịu thường có bộ nhíp phụ. Đặc tính làm việc của nhíp là khi tải trọng tác

dụng lên nhíp tăng thì biến dạng của nhíp cũng tăng theo quy luật tuyến tính.

Cơ cấu treo phụ thuộc dùng lá nhíp và các bó nhíp được thể hiện như hình

1.2.

Hình 1.2- Cơ cấu treo phụ thuộc dùng nhíp lá

Trong hệ thống treo nó không chỉ có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động mà

còn đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và ma sát giữa các lá

nhíp góp phần làm tắt dao động.

Ưu điểm của kiểu treo này là không cần thanh ổn định, đơn giản rẻ tiền,

dễ chăm sóc bảo dưỡng. Tuy vậy nhược điểm là khối lượng lớn, thùng xe ở

trên cao nên chiều cao trọng tâm xe sẽ lớn ảnh hưởng đến tốc độ và sự ổn

định khi xe chuyển động, mặt khác vết bánh sẽ thay đổi khi một bánh bị nâng

lên làm phát sinh lực ngang và tính chất bám đường kém và dễ bị trượt ngang.

b. Thanh xoắn

Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo. Một đầu thanh xoắn được

ngàm vào khung hay một dầm nào đó của xe, đầu kia gắn vào kết cấu chịu tải

xoắn của hệ thống treo. Trên một số ô tô để dành chỗ cho việc lắp bán trục