Xây dựng một số phần mềm chuyên dụng sử dụng trong thiết kế tính toán ô tô

cña chóng lín g©y nªn t¶i träng va ®Ëp lªn hÖ thèng truyÒn lùc khi ®ãng ly hîp. * Theo ph−¬ng ph¸p sinh lùc Ðp trªn ®Üa chia ra: - Lo¹i lß xo (lß xo trô ®Æt xung quanh, lß xo c«n ®Æt ë chÝnh gi÷a). - Lo¹i nöa ly t©m: Lùc Ðp sinh ra ngoµi lùc Ðp cña lß xo cßn cã lùc ly t©m cña träng khèi phô Ðp thªm vµo. M« men cùc ®¹i cña ®éng c¬ t−¬ng øng víi sè vßng quay t−¬ng ®èi cao. - Lo¹i ly t©m: Ly hîp ly t©m th−êng sö dông khi ®iÒu khiÓn tù ®éng, lùc ly t©m sö dông ®Ó ®ãng vµ më ly hîp ,cßn ¸p lùc trªn ®Üa ®−îc t¹o ra bëi lß xo, Ýt khi lùc ly t©m sö dông ®Ó t¹o ra ¸p lùc trªn ®Üa Ðp . * Theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc th−êng xuyªn : - Ly hîp th−êng ®ãng: dïng ë hÇu hÕt c¸c « t« vµ ë ly hîp mét sè m¸y kÐo. - Ly hîp kh«ng th−êng ®ãng: th−êng dïng ë c¸c m¸y kÐo xÝch C-100,C-80,KD 35 ... * Theo ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn: - Lo¹i ®iÒu khiÓn b»ng søc ng−êi. - Lo¹i ®iÒu khiÓn tù ®éng. - 130 - H×nh 5.1.1. Ly hîp ma s¸t 1 ®Üa th−êng ®ãng H×nh 5.1.2. Ly hîp ma s¸t kh« hai ®Üa th−êng ®ãng H×nh 5.1.3. Mét sè lo¹i dÉn ®éng ly hîp 123 87 46 5 10 9 11 a) tr¹ng th¸i ®ãng b) tr¹ng th¸i më 1- Bµn ®¹p; 2- §ßn më; 3- §Üa Ðp phÝa sau; 4- §Üa Ðp phÝa tr−íc; 5- Lß xo; 6- B¸nh ®µ; 7- Bu l«ng nèi gi÷a vá b¸nh ®µ vµ ly hîp; 8- Cµng më; 9- B¹c tr−ît; 10-lß xo Ðp; 11-Vßng bi t× 1-bµn ®¹p ly hîp; 2-®ßn dÉn ®éng; 3-lß xo kÐo; 4-cµng më; 5-khíp; 6-bi t× 1 2 3 5 4 6 a) DÉn ®éng c¬ khÝ 1 2 8 3 4 7 6 5 1- Pist«ng sinh lùc; 2- Lâ xo håi vÞ; 3- Piston van ph©n phèi; 4- Van khÝ nÐn; 5- Lß xo håi vÞ; 6- B×nh khÝ nÐn; 7- Bµn ®¹p ly hîp; 8 – Vßng bi tª b) DÉn ®éng c¬ khÝ c−êng ho¸ khÝ nÐn - 131 - Víi sù ®a d¹ng cña tõng lo¹i hÖ thèng ly hîp nh− trªn, chóng ta thÊy r»ng khi sö dông ph¶i ph©n lo¹i kh¸ phøc t¹p vµ víi mçi lo¹i l¹i cã c¸c qu¸ tr×nh vµ c«ng thøc tÝnh to¸n kh¸c nhau, nh− vËy lµ kh¸ phøc t¹p vµ tèn nhiÒu c«ng søc, thêi gian tÝnh to¸n l©u vµ nh− vËy lµ hiÖu qu¶ c«ng viÖc thÊp. Trong ph¹m vi ch−¬ng tr×nh, chóng t«i tiÕn hµnh ph©n lo¹i c¬ cÊu ly hîp lo¹i 1 ®Üa, 2 ®Üa, dÉn ®éng c¬ khÝ vµ tÝnh to¸n cho tõng lo¹i nµy 1.3. NhiÖm vô Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp thùc hiÖn nh÷ng nhiÖm vô sau: a. Víi bµi to¸n thiÕt kÕ: - TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hÖ thèng. - KiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng. b. Víi bµi to¸n kiÓm nghiÖm: - KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña hÖ thèng (lùc vµ hµnh tr×nh bµn ®¹p, c«ng tr−ît vµ c«ng tr−ît riªng cña ly hîp ly hîp) - KiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng. - 132 - II. C¸c b−íc tÝnh to¸n: 2.1. Víi bµi to¸n thiÕt kÕ: Yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi bµi to¸n thiÕt kÕ lµ cho c¸c th«ng sè kü thuËt cña xe, cho ®iÒu kiÖn lµm viÖc, chóng ta tÝnh to¸n c¸c th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n cña hÖ thèng ly hîp, sau ®ã kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ kiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt cña hÖ thèng. Qui tr×nh tÝnh to¸n gåm c¸c b−íc sau: - X¸c ®Þnh m«men ma s¸t cña ly hîp - X¸c ®Þnh c¸c kÝch th−íc c¬ b¶n cña ly hîp (KÝch th−íc cña ®Üa ma s¸t, sè l−îng ®Üa,v.v...) - TÝnh c«ng tr−ît vµ c«ng tr−ît riªng - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña dÉn ®éng ly hîp - TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt cña hÖ thèng 2.1.1. X¸c ®Þnh m«men ma s¸t cña ly hîp Ml =β.M® (kGm) (5.1.1) Trong ®ã: Ml - M«men ma s¸t cña ly hîp (kGm) M® - M«men xo¾n cña ®éng c¬ (kGm) Víi « t« M® = Memax, Memax lµ m«men xo¾n cùc ®¹i cña ®éng c¬. β- HÖ sè dù tr÷ cña ly hîp. HÖ sè β ph¶i lín h¬n 1 ®Ó ®¶m b¶o truyÒn hÕt m«men cña ®éng c¬ trong mäi tr−êng hîp. Tuy nhiªn β còng kh«ng ®−îc chän lín qu¸ ®Ó tr¸nh t¨ng kÝch th−íc ®Üa bÞ ®éng vµ tr¸nh cho hÖ thèng truyÒn lùc bÞ qu¸ t¶i. + §èi víi xe du lÞch : 1,75≥ β ≥1,3. + §èi víi xe t¶i: 3,0 ≥ β ≥1,6. 2.1.2. X¸c ®Þnh kÝch th−íc c¬ b¶n cña ly hîp. M« men ma s¸t cña ly hîp Ml cßn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: Ml = βM® = µ.PΣ*Rtb*i (kGm) (5.1.2) Trong ®ã: µ: HÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu, chän µ = 0,3. PΣ: Tæng lùc Ðp lªn c¸c ®Üa ma s¸t (kG). i: Sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t. Rtb: B¸n kÝnh trung b×nh cña ®Üa ma s¸t (m), ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 2 RR R 21tb += R2: B¸n kÝnh ngoµi cña ®Üa ma s¸t (m) R1: B¸n kÝnh trong cña ®Üa ma s¸t (m). - 133 - Chän s¬ bé ®−êng kÝnh ngoµi cña ®Üa ma s¸t theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau: C M 16,3R2D maxe22 == (cm) (5.1.3) Memax- M«men cùc ®¹i cña ®éng c¬ (Nm) D2: §−êng kÝnh ngoµi cña ®Üa ma s¸t (cm). D2 cßn bÞ giíi h¹n bëi ®−êng kÝnh ngoµi cña b¸nh ®µ ®éng c¬ . C: HÖ sè kinh nghiÖm. Víi « t« con : C = 3,6; víi « t« t¶i : C = 4,7. B¸n kÝnh trong cña ®Üa ma s¸t ®−îc chän theo c«ng thøc: R1 = (0,53÷0,75) R2 (cm) (5.1.4) TrÞ sè R1 lÊy nhá ®èi víi lo¹i ®éng c¬ cã sè vßng quay trôc khuûu thÊp (lo¹i ®éng c¬ diezel). Cßn trÞ sè R1 lín øng víi ®éng c¬ sè vßng quay cao (®éng c¬ x¨ng). Víi ly hîp mét ®Üa ma s¸t kh« cã sè ®Üa bÞ ®éng lµ 1, sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t i = 2 Víi ly hîp mét ®Üa ma s¸t kh« cã sè ®Üa bÞ ®éng lµ 2, sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t i = 4 . KiÓm tra ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t theo c«ng thøc: ]q[ i..bR2 M. q 2 tb d ≤µπ β= (kG/cm2) (5.1.5) Trong ®ã: b: BÒ réng tÊm ma s¸t: b = R2 - R1 (cm) [q]: ¸p suÊt cho phÐp trªn bÒ mÆt ®Üa ma s¸t. Víi vËt liÖu lµm bÒ mÆt ma s¸t lµ phªra®o ®ång cã ¸p suÊt cho phÐp: [q] = 2,5 kG/cm2 2.1.3. TÝnh c«ng tr−ît vµ c«ng tr−ît riªng a. C«ng tr−ît ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm cña viÖn HAMH: ).r.Gi.M.95,0.(i.i.i r.)100 n.(M.G.6,5 L btmaxefh0 2 b 20 maxe ψ−= (kGm) (5.1.6) Trong ®ã: G: Träng l−îng toµn bé cña « t«(KG) Memax: M« men xo¾n cùc ®¹i cña ®éng c¬ (kGm) n0: Sè vßng quay cña ®éng c¬ khi khëi ®éng t¹i chç, th«ng th−êng n0 = 0,75nemax (vg/phót) i0: Tû sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh ih: Tû sè truyÒn cña hép sè, ih = ih1 if: Tû sè truyÒn cña hép sè phô (lÊy ë sè truyÒn thÊp) it - Tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc: it = i0.ih.if ψ: HÖ sè c¶n tæng céng cña mÆt ®−êng. ψ = f + tgα Víi f lµ hÖ sè c¶n l¨n, α lµ gãc dèc cùc ®¹i cña ®−êng. - 134 - rb - B¸n kÝnh lµm viÖc cña b¸nh xe (m) NÕu lèp ®−îc dïng trªn xe cã kÝch th−íc lµ B-d th× b¸n kÝnh lµm viÖc cña b¸nh xe ®−îc tÝnh theo c«ng thøc 4,25. 2 dBrr ob ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +λ=λ= (mm) (5.1.7) Trong ®ã: r0: B¸n kÝnh thiÕt kÕ λ: HÖ sè kÓ ®Õn sù biÕn d¹ng cña lèp (0,93 - 0,935) B: BÒ réng cña lèp (tÝnh theo inch) d: §−êng kÝnh vµnh b¸nh xe (tÝnh theo ®¬n vÞ inch) b. X¸c ®Þnh c«ng tr−ît riªng: §Ó ®¸nh gi¸ ®é hao mßn cña ®Üa ma s¸t, ta ph¶i x¸c ®Þnh c«ng tr−ît riªng theo c«ng thøc sau: ]l[ i*F Ll 00 ≤= (kGm/cm2 ) (5.1.8) Trong ®ã: l0: C«ng tr−ît riªng (kGm/cm2) L: C«ng tr−ît cña ly hîp (kGm) i - Sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t F: DiÖn tÝch bÒ mÆt ma s¸t cña ®Üa bÞ ®éng (cm2) ( )2122 RRF −π= (cm2) R2, R1: B¸n kÝnh ngoµi vµ b¸n kÝnh trong cña ®Üa bÞ ®éng (cm) 2.1.4. TÝnh to¸n hÖ thèng dÉn ®éng ly hîp (lo¹i c¬ khÝ cña ly hîp th−êng ®ãng) H×nh 5.2.1. S¬ ®å tÝnh to¸n hÖ thèng dÉn ®éng ly hîp (lo¹i c¬ khÝ) ∆l f e d c δ b Qbd a St - 135 - 2.1.4.1. TÝnh tØ sè truyÒn TØ sè truyÒn cña ly hîp ®−îc chän sao cho lùc cÇn thiÕt cña ng−êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p ®Ó më ly hîp n»m trong giíi h¹n cho phÐp ]Q[ .i PQ bd kc ' bd ≤η= Σ (kG) (5.1.9) Trong ®ã: Qbd: Lùc cña ng−êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p (KG) [Qbd]: Lùc bµn ®¹p ®Ó më ly hîp cho phÐp [Qbd] = 15 - 20 kG PΣ': Tæng lùc Ðp cùc ®¹i cña c¸c lß xo Ðp lªn ®Üa Ðp khi më ly hîp LÊy PΣ' = 1,2* PΣ ( víi PΣ lµ tæng lùc Ðp cña c¸c lß xo Ðp lªn ®Üa Ðp khi ch−a më ly hîp) iR M P tb maxe µ β=Σ (kG) (5.1.10) ic: Tû sè truyÒn chung cña hÖ thèng dÉn ®éng (tõ bµn ®¹p ®Õn ®Üa Ðp). Víi s¬ ®å dÉn ®éng nh− h×nh vÏ, ta cã: f e. d c. b aic = (5.1.11) a, b, c, d, e, f: C¸c kÝch th−íc t−¬ng øng víi c¸c ®ßn dÉn ®éng vµ ®ßn më ηk: HiÖu suÊt cña c¬ cÊu dÉn ®éng, chän theo thùc nghiÖm. ηk = 0,8 - 0,85 2.1.4.2. TÝnh hµnh tr×nh bµn ®¹p: Hµnh tr×nh toµn bé cña bµn ®¹p ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: [ ]tolct SSSd c. b a.i.lS ≤+=δ+∆= (mm) (5.1.12) Trong ®ã: ∆l: Tæng khe hë gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t khi më ly hîp (mm) δ: Khe hë ®Çu ®ßn më vµ b¹c më, th−êng chän δ = 3 - 5 mm [St]: Hµnh tr×nh bµn ®¹p cho phÐp. Xe con: [St] = 150mm, xe t¶i [St] = 180mm 2.1.5. TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt ®iÓn h×nh 2.1.5.1. TÝnh søc bÒn ®Üa bÞ ®éng: r2 r1 F2 d l F1 - 136 - §Ó gi¶m kÝch th−íc cña ly hîp, khi ly hîp lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ma s¸t kh« chän vËt cã hÖ sè ma s¸t cao. §Üa bÞ ®éng gåm c¸c tÊm ma s¸t vµ x−¬ng ®Üa. X−¬ng ®Üa chÕ t¹o b»ng thÐp. TÊm ma s¸t chÕ t¹o b»ng vËt liÖu phªra®«. TÊm ma s¸t ®−îc g¾n víi x−¬ng ®Üa bÞ ®éng b»ng ®inh t¸n. §inh t¸n bè trÝ trªn ®Üa theo hai d·y hoÆc nhiÒu d·y. Lùc t¸c dông lªn mçi d·y ®inh t¸n ®−îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc: ( )2221 1maxe1 rr2 r.M F += (kG) (5.1.13) ( )2221 2maxe2 rr2 r.M F += (kG) (5.1.14) Trong ®ã: r1: B¸n kÝnh vßng trong d·y ®inh t¸n (cm) (chän) r2: B¸n kÝnh vßng ngoµi d·y ®inh t¸n (cm) (chän) §inh t¸n ®−îc kiÓm tra theo øng suÊt c¾t vµ chÌn dËp. øng suÊt c¾t vµ chÌn dËp ®èi víi ®inh t¸n ë vßng trong: [ ]c2 1 1 c dn F4 1 τ≤π=τ (kG/cm 2) (5.1.15) [ ]cd 1 1 cd ldn F 1 σ≤=σ (kG/cm2) (5.1.16) øng suÊt c¾t vµ chÌn dËp ®èi víi ®inh t¸n ë vßng ngoµi: [ ]c2 2 2 2c dn F4 τ≤π=τ ( kG/cm 2) (5.1.17) [ ]cd 2 2 2cd ldn F σ≤=σ (kG/cm2) (5.1.18) Trong ®ã: τc1, τc2: øng suÊt c¾t cña ®inh t¸n ë vßng trong vµ vßng ngoµi (kG/cm2) σcd1, σcd2: øng suÊt chÌn dËp cña ®inh t¸n ë vßng trong vµ vßng ngoµi (kG/cm2) n1, n2: Sè l−îng ®inh t¸n bè trÝ ë vßng trong vµ vßng ngoµi (chän) F1, F2: Lùc t¸c dông lªn d·y ®inh t¸n vßng trong vµ vßng ngoµi d: §−êng kÝnh ®inh t¸n (cm). l: ChiÒu dµi bÞ chÌn dËp cña ®inh t¸n(cm). øng suÊt cho phÐp øng víi vËt liÖu nªu ë trªn: [τc] = 100 kG/cm2; [σcd] = 250 kG/cm2 2.1.5.2. Trôc ly hîp: Trôc ly hîp võa lµ trôc s¬ cÊp hép sè, ®Çu cuèi trôc cã cÆp b¸nh r¨ng lu«n ¨n khíp th−êng lµ b¸nh r¨ng nghiªng. §Çu tr−íc cña trôc l¾p æ bi , ®Çu sau l¾p æ bi trªn thµnh vá hép sè. - 137 - Chän s¬ bé ®−êng kÝnh trôc theo c«ng thøc chi tiÕt m¸y: [ ]3 maxe*2,0 Md τ= (cm) (5.1.19) Trong ®ã: Memax - M«men quay cùc ®¹i cña ®éng c¬, tÝnh theo Nmm [τ]: øng suÊt xo¾n cho phÐp (MPa), [τ] = 15÷50 MPa S¬ ®å lùc t¸c dông lªn trôc: H×nh 5.2.2. S¬ ®å lùc t¸c dông lªn trôc ly hîp TÝnh c¸c lùc t¸c dông lªn b¸nh r¨ng ®Çu ra trôc ly hîp : Lùc vßng Pv t¸c dông trªn mÆt ph¼ng ngang: m.Z )cos(M 2 m.Z M 2P maxe s t v β== (kG) (5.1.20) Lùc h−íng kÝnh Pr: β α= cos tgPP vr (kG) (5.1.21) Lùc chiÒu trôc Pa β= tgPP va (kG) (5.1.22) Trong ®ã c¸c th«ng sè b¸nh r¨ng ®Çu ra trôc ly hîp gåm cã: α: Gãc l¨n r¨ng (®é) β: Gãc nghiªng r¨ng(®é) m: M« ®un r¨ng (mm) Z: Sè r¨ng rc: B¸n kÝnh vßng l¨n b¸nh r¨ng Tõ ®ã ta cã thÓ tÝnh lùc t¸c dông t¹i c¸c gèi tùa A,B cña trôc ly hîp : Pv Pr Pa a MyAy Ax B x By b c - 138 - Ax=(Pr.c-Pa.rc)/(a+b) Ay=Pv.c/(a+b) Bx=(Pr.(a+b+c) - Pa.rc )/(a+b) By=Pv.(a+b+c)/(a+b) Khi ®ã ta cã thÓ vÏ ®−îc biÓu ®å m« men MuX,MuY,MZ. Trªn biÓu ®å ta sÏ t×m ra ®iÓm mµ t¹i ®ã øng suÊt tæng hîp lµ lín nhÊt (®iÓm nguy hiÓm). Th«ng th−êng cã 2 ®iÓm nguy hiÓm lµ vÞ trÝ B vµ vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng M«men uèn tæng hîp ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: 2 z 2 uy 2 uxth MMMM ++= (kGm) (5.1.23) øng suÊt uèn tæng hîp t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm: 3 th th d1,0 M=σ (kG/cm2) (5.1.24) d: ®−êng kÝnh trôc (tÝnh theo cm) Víi vËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp hîp kim 40X, øng suÊt cho phÐp:[σth] = 500 kG/cm2 2.1.5.3. Lß xo Ðp ly hîp: Lß xo Ðp dïng trong ly hîp th−êng ®ãng lµ lo¹i lß xo trô . C¨n cø vµo ®−êng kÝnh ngoµi cña ®Üa bÞ ®éng ta chän sè l−îng lß xo Ðp lµ z. §−êng kÝnh ngoµi ®Üa bÞ ®éng (mm) §Õn 200 200 - 280 280 - 380 Sè l−îng lß xo Ðp 3 - 6 6 - 12 12 - 18 Khi më ly hîp lß xo biÕn d¹ng thªm mét l−îng ∆l t−¬ng øng víi lùc Ðp ΣΣ = P*2,1'P Lùc t¸c dông trªn mét lß xo : z P Plx Σ= (kG) (5.1.25) Lùc t¸c dông trªn mét lß xo khi më ly hîp: z 'P P'lx Σ= (kG) (5.1.26) §é cøng cña lß xo Ðp x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: l P*2,0 C lx∆= (kG/cm) (5.1.27) §−êng kÝnh d©y lß xo ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: c. ][ P3 d D ][ P3 d x lx x lx τ=τ= (cm) (5.1.28) Trong ®ã: c = D/d = 5 - 8 (chän tr−íc) - 139 - [τx]: øng suÊt xo¾n cho phÐp. [τx] = 5000 - 7000 kG/cm2 §−êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo : D = c. d (cm) (5.1.28) Sè vßng lµm viÖc cña lß xo ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : 3 4 0 CD8 Gdn = (5.1.29) Trong ®ã: G: M« ®un ®µn håi dÞch chuyÓn = 8.105 (KG/cm2) ChiÒu dµi toµn bé lß xo ë tr¹ng th¸i tù do ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: L = (n0 + 2)d + δ1(n0 +1) + ∆l (cm) (5.1.30) δ1: Khe hë cùc tiÓu gi÷a vßng lß xo khi më ly hîp. δ1 = (0,5 - 1)mm TÝnh lß xo theo øng suÊt c¾t: ][ d DkP8 3 lx τ≤π=τ (kG/cm 2) (5.1.31) k: hÖ sè tËp trung øng suÊt. c 615,0 4c4 1c4k +− −= (5.1.32) [τ]: øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu. [τ] = 6500 kG/cm2 2.2. Víi bµi to¸n kiÓm nghiÖm: Yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi bµi to¸n thiÕt kÕ lµ cho c¸c th«ng sè kü thuËt cña xe, th«ng sè kü thuËt cña hÖ thèng ly hîp vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc, chóng ta tÝnh to¸n hÖ sè dù tr÷ ly hîp, kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ kiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt cña hÖ thèng. Qui tr×nh tÝnh to¸n gåm c¸c b−íc sau: - X¸c ®Þnh tæng lùc Ðp lªn ®Üa ma s¸t - X¸c ®Þnh m«men ma s¸t cña ly hîp - X¸c ®Þnh hÖ sè dù tr÷ cña ly hîp - TÝnh c«ng tr−ît vµ kiÓm tra c«ng tr−ît riªng - KiÓm tra hµnh tr×nh bµn ®¹p vµ lùc bµn ®¹p - TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt cña hÖ thèng 2.2.1. X¸c ®Þnh lùc Ðp lªn ®Üa ma s¸t Lùc t¸c dông trªn mét lß xo Ðp: 2,0 l. Dn8 GdP 3 0 4 lx ∆= (kG) (5.2.1) Trong ®ã: G: M« ®un ®µn håi dÞch chuyÓn. G = 8.105 (KG/cm2) d: ®−êng kÝnh d©y lß xo (cm) D: ®−êng kÝnh trung b×nh lß xo (cm) - 140 - n0: sè vßng lµm viÖc cña lß xo ∆l: ®é biÕn d¹ng cña lß xo (cm) Lùc Ðp tæng céng lªn ®Üa ma s¸t: PΣ = Plx . z (kG) (5.2.2) z: sè l−îng lß xo Ðp 2.2.2. X¸c ®Þnh m«men ma s¸t cña ly hîp M« men ma s¸t cña ly hîp Ml cßn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: Ml = µ.PΣ*Rtb*i (kGm) (5.2.3) Trong ®ã: µ: HÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu, chän µ = 0,3. PΣ: Tæng lùc Ðp lªn c¸c ®Üa ma s¸t (kG). i: Sè ®«i bÒ mÆt ma s¸t. Rtb: B¸n kÝnh trung b×nh cña ®Üa ma s¸t (m), ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 2 RR R 21tb += R2: B¸n kÝnh ngoµi cña ®Üa ma s¸t (m) R1: B¸n kÝnh trong cña ®Üa ma s¸t (m). 2.2.3. X¸c ®Þnh hÖ sè dù tr÷ cña ly hîp HÖ sè dù tr÷ β cña ly hîp ®−îc tÝnh theo c«ng thøc β = Ml/M® (kGm) (5.2.4) Trong ®ã: Ml - M«men ma s¸t cña ly hîp (kGm) M® - M«men xo¾n cña ®éng c¬ (kGm) Víi « t« M® = Memax lµ m«men xo¾n cùc ®¹i cña ®éng c¬. HÖ sè β ph¶i lín h¬n 1 ®Ó ®¶m b¶o truyÒn hÕt m«men cña ®éng c¬ trong mäi tr−êng hîp. Tuy nhiªn β còng kh«ng ®−îc chän lín qu¸ ®Ó tr¸nh t¨ng kÝch th−íc ®Üa bÞ ®éng vµ tr¸nh cho hÖ thèng truyÒn lùc bÞ qu¸ t¶i. + §èi víi xe du lÞch : 1,75≥ β ≥1,3. + §èi víi xe t¶i: 3,0 ≥ β ≥1,6. 2.2.4. KiÓm tra c«ng tr−ît vµ kiÓm tra c«ng tr−ît riªng (T−¬ng tù nh− ë phÇn thiÕt kÕ) 2.2.5. KiÓm tra hµnh tr×nh bµn ®¹p vµ lùc bµn ®¹p 2.2.5.1. TÝnh lùc bµn ®¹p: Lùc bµn ®¹p ly hîp ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: ]Q[ .i PQ bd kc ' bd ≤η= Σ (kG) (5.2.5) - 141 - Trong ®ã: Qbd: Lùc cña ng−êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p (KG) [Qbd]: Lùc bµn ®¹p ®Ó më ly hîp cho phÐp [Qbd] = 6 - 8 kG PΣ': Tæng lùc Ðp cùc ®¹i cña c¸c lß xo Ðp lªn ®Üa Ðp khi më ly hîp LÊy PΣ' = 1,2* PΣ ( víi PΣ lµ tæng lùc Ðp cña c¸c lß xo Ðp lªn ®Üa Ðp khi ch−a më ly hîp) ic: Tû sè truyÒn chung cña hÖ thèng dÉn ®éng (tõ bµn ®¹p ®Õn ®Üa Ðp): f e. d c. b aic = (5.2.6) a, b, c, d, e, f: C¸c kÝch th−íc t−¬ng øng víi c¸c ®ßn dÉn ®éng vµ ®ßn më ηk: HiÖu suÊt cña c¬ cÊu dÉn ®éng, chän theo thùc nghiÖm. ηk = 0,8 - 0,85 2.2.5.2. TÝnh hµnh tr×nh bµn ®¹p: Hµnh tr×nh toµn bé cña bµn ®¹p ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: [ ]tolct SSSd c. b a.i.lS ≤+=δ+∆= (mm) (5.2.7) Trong ®ã: ∆l: Tæng khe hë gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t khi më ly hîp (mm) δ: Khe hë ®Çu ®ßn më vµ b¹c më, th−êng chän δ = 3 - 5 mm [St]: Hµnh tr×nh bµn ®¹p cho phÐp. Xe con: [St] = 150mm, xe t¶i [St] = 180mm 2.2.6. TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt cña hÖ thèng 2.2.6.1. TÝnh bÒn ®Üa bÞ ®éng: (t−¬ng tù nh− phÇn thiÕt kÕ) 2.2.6.2. TÝnh bÒn trôc: (t−¬ng tù nh− phÇn thiÕt kÕ) 2.2.6.3. TÝnh bÒn lß xo Ðp: TÝnh lß xo theo øng suÊt c¾t: ][ d DkP8 3 lx τ≤π=τ (kG/cm 2) (5.2.8) k: hÖ sè tËp trung øng suÊt. c 615,0 4c4 1c4k +− −= (5.2.9) [τ]: øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu. [τ] = 6500 kG/cm2 - 142 - III. S¬ ®å thuËt to¸n 3.1. S¬ ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n thiÕt kÕ ly hîp H×nh 5.3.1. S¬ ®å l«gÝc thuËt to¸n tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp Víi tr×nh tù c¸c b−íc tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp nh− ë phÇn II, chóng t«i ®−a ra s¬ ®å thuËt to¸n cña bµi to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp trªn h×nh 5.3.1. Trong s¬ ®å trªn cã c¸c khèi ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng sau: B¾t ®Çu NhËp d÷ liÖu KÕt thóc X¸c ®Þnh m«men ma s¸t cña ly hîp KiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt §óng Sai Xem kÕt qu¶ X¸c ®Þnh kÝch th−íc c¬ b¶n cña ly hîp KiÓm tra c«ng tr−ît, c«ng tr−ît riªng Sai §óng TÝnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña dÉn ®éng KiÓm tra lùc vµ hµnh tr×nh bµn ®¹p Sai §óng - 143 - 3.1.1. Khèi nhËp d÷ liÖu: Khèi nµy thùc hiÖn chøc n¨ng lùa chän phÇn nhËp d÷ liÖu cña xe vµ c¸c d÷ liÖu tham kh¶o cña ly hîp, bao gåm: C¸c th«ng sè kü thuËt «t« - Lo¹i xe (con hay t¶i) - Träng l−îng toµn bé cña « t« - M«men cùc ®¹i cña ®éng c¬ - Sè vßng quay cùc ®¹i cña ®éng c¬ - Tû sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh. - Tû sè truyÒn cña hép sè chÝnh - Tû sè truyÒn cña hép sè phô. - KÝch th−íc lèp - HÖ sè c¶n tæng céng cña mÆt ®−êng. C¸c th«ng sè tham kh¶o thiÕt kÕ: - Lo¹i ly hîp (1 ®Üa, 2 ®Üa) - HÖ sè dù tr÷ cña ly hîp - HÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu - HÖ sè tØ lÖ R1/R2 - C¸c kÝch th−íc ®ßn dÉn ®éng vµ ®ßn më - HiÖu suÊt cña c¬ cÊu dÉn ®éng - Khe hë gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t khi më ly hîp - Khe hë ®Çu ®ßn më vµ b¹c më th−êng chän C¸c th«ng sè tham kh¶o kiÓm bÒn: - B¸n kÝnh vßng trong d·y ®inh t¸n - B¸n kÝnh vßng ngoµi d·y ®inh t¸n - Sè ®inh t¸n bè trÝ ë vßng trong. - Sè ®inh t¸n bè trÝ ë vßng ngoµi. - §−êng kÝnh ®inh t¸n - ChiÒu dµi bÞ chÌn dËp cña ®inh t¸n( mm). - Khe hë cùc tiÓu gi÷a vßng lß xo khi më ly hîp - §é biÕn d¹ng lß xo khi më ly hîp - TØ lÖ Gi÷a ®−êng kÝnh trung b×nh vßng lß xo/ ®−êng kÝnh d©y lß xo - C¸c kho¶ng c¸ch trªn trôc ly hîp - Gãc l¨n r¨ng - Gãc nghiªng r¨ng - 144 - - m«®un r¨ng - Sè r¨ng. - B¸n kÝnh b¸nh r¨ng. 3.1.2. Khèi x¸c ®Þnh m« men ma s¸t cña ly hîp: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n m«men ma s¸t cña ly hîp 3.1.3. Khèi x¸c ®Þnh c¸c kÝch th−íc c¬ b¶n cña ly hîp: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n c¸c kÝch th−íc c¬ b¶n cña ly hîp nh−: lùc Ðp tæng céng, b¸n kÝnh trong, ngoµi, bÒ réng ®Üa ma s¸t. 3.1.4. Khèi kiÓm tra c«ng tr−ît, c«ng tr−ît riªng: Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tÝnh to¸n vµ kiÓm tra c«ng tr−ît vµ c«ng tr−ît riªng cña ly hîp 3.1.5. Khèi tÝnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña dÉn ®éng: Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña dÉn ®éng ly hîp nh− tØ sè truyÒn cña dÉn ®éng 3.1.6. Khèi kiÓm tra lùc vµ hµnh tr×nh bµn ®¹p: Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tÝnh to¸n kiÓm tra c¸c yªu cÇu vÒ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cho phÐp cña ng−êi l¸i 3.1.7. Khèi kiÓm bÒn mét sè chi tiÕt: Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tÝnh to¸n kiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn cña mét sè chi tiÕt quan träng trong hÖ thèng nh− ®Üa Ðp, trôc ly hîp, lß xo Ðp. 3.1.8. Khèi xem kÕt qu¶ Sau khi ®· tÝnh to¸n vµ kiÓm tra ®iÒu kiÖn lµm viÖc, khèi nµy sÏ thÓ hiÖn c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña ly hîp, kÕt qu¶ bÒn, v.v... 3.1.9. KÕt luËn Sau khi ®· hoµn thµnh tÝnh to¸n thiÕt kÕ, chóng ta ®−a ra b¶ng tæng hîp c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n, trªn c¬ së ®ã lùa chän c¸c ph−¬ng ¸n kh¶ thi ®Ó tiÕn hµnh b−íc chÕ t¹o thùc tÕ. - 145 - 3.2. S¬ ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm ly hîp H×nh 5.3.2. S¬ ®å l«gÝc thuËt to¸n tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp Víi tr×nh tù c¸c b−íc tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp nh− ë phÇn II, chóng t«i ®−a ra s¬ ®å thuËt to¸n cña bµi to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp trªn h×nh 5.3.2. Trong s¬ ®å trªn cã c¸c khèi ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng sau: 3.2.1. Khèi nhËp d÷ liÖu: Khèi nµy thùc hiÖn chøc n¨ng lùa chän phÇn nhËp d÷ liÖu cña xe vµ c¸c d÷ liÖu hÖ thèng ly hîp, bao gåm: KiÓm tra c«ng tr−ît, c«ng tr−ît riªng B¾t ®Çu NhËp d÷ liÖu KÕt thóc X¸c ®Þnh tæng lùc Ðp lªn ®Üa Ðp KiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt Xem kÕt qu¶ X¸c ®Þnh m«men ma s¸t cña ly hîp KiÓm tra lùc vµ hµnh tr×nh bµn ®¹p ng−êi l¸i X¸c ®Þnh hÖ sè dù tr÷ cña ly hîp - 146 - C¸c th«ng sè kü thuËt «t« - Lo¹i xe (con hay t¶i) - Träng l−îng toµn bé cña « t« - M«men cùc ®¹i cña ®éng c¬ - Sè vßng quay cùc ®¹i cña ®éng c¬ - Tû sè truyÒn cña truyÒn lùc chÝnh. - Tû sè truyÒn cña hép sè chÝnh - Tû sè truyÒn cña hép sè phô. - KÝch th−íc lèp - HÖ sè c¶n tæng céng cña mÆt ®−êng. C¸c th«ng sè cña hÖ thèng ly hîp: - Lo¹i ly hîp (1 ®Üa, 2 ®Üa) - HÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu - C¸c th«ng sè cña lß xo Ðp: Sè l−îng lß xo, ®−êng kÝnh d©y, ®−êng kÝnh trung b×nh, ®é biÕn d¹ng lß xo. - C¸c th«ng sè cña ®Üa bÞ ®éng: b¸n kÝnh trong, b¸n kÝnh ngoµi, bÒ réng - C¸c kÝch th−íc ®ßn dÉn ®éng vµ ®ßn më - HiÖu suÊt cña c¬ cÊu dÉn ®éng - Khe hë gi÷a c¸c bÒ mÆt ma s¸t khi më ly hîp - Khe hë ®Çu ®ßn më vµ b¹c më th−êng chän C¸c th«ng sè phôc vô kiÓm bÒn: - B¸n kÝnh vßng trong d·y ®inh t¸n - B¸n kÝnh vßng ngoµi d·y ®inh t¸n - Sè ®inh t¸n bè trÝ ë vßng trong. - Sè ®inh t¸n bè trÝ ë vßng ngoµi. - §−êng kÝnh ®inh t¸n - ChiÒu dµi bÞ chÌn dËp cña ®inh t¸n( mm). - Khe hë cùc tiÓu gi÷a vßng lß xo khi më ly hîp - C¸c kho¶ng c¸ch trªn trôc ly hîp - Gãc l¨n r¨ng - Gãc nghiªng r¨ng - m«®un r¨ng - Sè r¨ng. - B¸n kÝnh b¸nh r¨ng. 3.2.2. Khèi x¸c ®Þnh tæng lùc Ðp t¸c dông lªn ®Üa Ðp: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n lùc Ðp tæng céng do c¸c lß xo Ðp g©y ra trªn ®Ýa Ðp. - 147 - 3.2.3. Khèi x¸c ®Þnh m« men ma s¸t cña ly hîp: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n m«men ma s¸t cña ly hîp do lùc Ðp cña c¸c lß xo Ðp g©y ra. 3.2.4. Khèi x¸c ®Þnh hÖ sè dù tr÷ m« men cña ly hîp: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n hÖ sè dù tr÷ m«men cña ly hîp. 3.2.5. C¸c khèi kiÓm tra ®iÒu kiÖn lµm viÖc: Bao gåm c¸c khèi kiÓm tra c«ng tr−ît, c«ng tr−ît riªng vµ khèi kiÓm tra lùc vµ hµnh tr×nh bµn ®¹p cña ng−êi l¸i. C¸c khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ so s¸nh víi tiªu chuÈn. 3.2.6. Khèi kiÓm bÒn mét sè chi tiÕt: Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tÝnh to¸n kiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn cña mét sè chi tiÕt quan träng trong hÖ thèng nh− ®Üa Ðp, trôc ly hîp, lß xo Ðp. 3.2.7. Khèi xem kÕt qu¶ Sau khi ®· tÝnh to¸n vµ kiÓm tra ®iÒu kiÖn lµm viÖc, khèi nµy sÏ thÓ hiÖn c¸c kÕt qu¶ kiÓm nghiÖm c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc, kÕt qu¶ bÒn, v.v... 3.2.8. KÕt luËn Sau khi ®· hoµn thµnh c¸c b−íc tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm, chóng ta ®−a ra b¶ng tæng kÕt c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n, trªn c¬ së ®ã ®¸nh gi¸ ®−îc tæng thÓ hÖ thèng ly hîp ®ang l¾p ®Æt trªn xe. - 148 - IV. X©y dùng ch−¬ng tr×nh cã giao diÖn tiÕng ViÖt Trªn c¬ së s¬ ®å thuËt to¸n cho hai bµi to¸n thiÕt kÕ vµ kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp, chóng t«i tiÕn hµnh x©y dùng ch−¬ng tr×nh cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt ®Ó thùc hiÖn c¸c thao t¸c nµy mét c¸ch trùc quan trªn m¸y tÝnh. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt trªn nÒn ng«n ng÷ lËp tr×nh øng dông Matlab 5.3. Khi lùa chän tÝnh to¸n hÖ thèng l¸i tõ ch−¬ng tr×nh tæng thÓ, ban ®Çu sÏ cã menu cho phÐp ng−êi dïng lùa chän bµi to¸n thiÕt kÕ hoÆc kiÓm nghiÖm: H×nh 5.4.1. Menu chÝnh NÕu bÊm chän "ThiÕt kÕ" sÏ thùc hiÖn phÇn ch−¬ng tr×nh thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp tõ c¸c th«ng sè hoµn toµn míi hoÆc trªn c¬ së c¸c xe cã s½n do ng−êi sö dông nhËp vµo. NÕu chän "KiÓm nghiÖm" sÏ thùc hiÖn phÇn ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n bµi to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp cña c¸c xe hiÖn cã ®Çy ®ñ c¸c th«ng sè. Chän "Tho¸t" ®Ó quay trë l¹i ch−¬ng tr×nh tæng thÓ toµn bé c¸c hÖ thèng trªn «t«. 4.1. Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp Khi lùa chän "ThiÕt kÕ" tõ menu chÝnh sÏ ch¹y phÇn ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp cã giao diÖn nh− sau: H×nh 5.4.1.1. Menu chÝnh "ThiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp" - 149 - Trªn menu cã thanh c«ng cô cho phÐp chóng ta thùc hiÖn c¸c thao t¸c cña bµi to¸n thiÕt kÕ. Ban ®Çu lµ "NhËp d÷ liÖu", sau ®ã lµ "Xem kÕt qu¶" vµ kÕt thóc lµ "Tho¸t khái ch−¬ng tr×nh". Bªn c¹nh ®ã ng−êi sö dông cã thÓ xem phÇn "Trî gióp" ®Ó biÕt thªm th«ng tin gióp ®ì vÒ c¸ch thøc sö dông ch−¬ng tr×nh trong nh÷ng lÇn ®Çu tiªn. 4.1.1. NhËp d÷ liÖu §©y lµ phÇn ch−¬ng tr×nh rÊt quan träng, bao gåm c¸c modul nhËp d÷ liÖu chung cña xe, nhËp d÷ liÖu cña hÖ thèng ly hîp vµ nhËp d÷ liÖu tÝnh bÒn. Trong mçi modul nhËp d÷ liÖu ®Òu cã hai phÇn: NhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm vµ nhËp d÷ liÖu tõ tÖp. 4.1.1.1. NhËp d÷ liÖu tõ tÖp Khi bÊm chän nhËp d÷ liÖu tõ tÖp cña mçi modul sÏ hiÖn ra b¶ng lùa chän c¸c tÖp d÷ liÖu cña c¸c xe c¬ së ®· cã s½n c¸c th«ng sè cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän ®Ó tham kh¶o khi thiÕt kÕ míi. H×nh 5.4.1.2. NhËp d÷ liÖu tõ tÖp Khi ta chän ®−îc tÖp d÷ liÖu th× ch−¬ng tr×nh sÏ hiÖn ra c¸c menu gièng nh− nhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm cho phÐp ng−êi sö dông cã thÓ tham kh¶o ®Ó gi÷ nguyªn hay söa ®æi c¸c th«ng sè cña xe ®ã (c¸c menu nµy sÏ ®−îc tr×nh bµy cô thÓ ë d−íi ®©y). 4.1.1.2. NhËp d÷ liÖu cña xe tõ bµn phÝm Khi bÊm chän "NhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm" ®Ó nhËp d÷ liÖu xe, sÏ hiÖn ra menu ®Ó ng−êi sö dông nhËp c¸c th«ng sè phôc vô cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n: Sau khi ®· nhËp ®Çy ®ñ c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña xe, chóng ta cã thÓ l−u l¹i c¸c th«ng sè nµy khi bÊm vµo "L−u l¹i", hoÆc cã thÓ bÊm "TiÕp tôc" ®Ó kÕt thóc phÇn nhËp d÷ liÖu xe, chuyÓn sang phÇn tiÕp theo. BÊm "Tho¸t" khi nhËp d÷ liÖu sai hoÆc kh«ng muèn nhËp d÷ liÖu n÷a. - 150 - H×nh 5.4.1.3. NhËp d÷ liÖu xe tõ bµn phÝm 4.1.1.3. NhËp d÷ liÖu hÖ thèng ly hîp Sau khi ®· nhËp d÷ liÖu cña xe, ch−¬ng tr×nh cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän vµ nhËp d÷ liÖu ®Ó thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp. Khi bÊm chän "D÷ liÖu/ Th«ng sè hÖ thèng ly hîp" sÏ hiÖn ra menu lùa chän vµ nhËp c¸c th«ng sè tham kh¶o ®Ó thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp: H×nh 5.4.1.4. NhËp th«ng sè hÖ thèng ly hîp - 151 - Ch−¬ng tr×nh cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän vµ nhËp c¸cth«ng sè c¬ b¶n ®Ó thiÕt kÕ hÖ th«ng ly hîp. Sau khi thùc hiÖn viÖc nhËp c¸c th«ng sè, ng−êi sö dông còng cã thÓ lùa chän khi bÊm "L−u l¹i", "TiÕp tôc", "Tho¸t" nh− d÷ liÖu xe. 4.1.1.4. NhËp d÷ liÖu tÝnh bÒn Sau khi ®· nhËp d÷ liÖu cña hÖ thèng ly hîp, ch−¬ng tr×nh cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän vµ nhËp d÷ liÖu ®Ó tÝnh bÒn mét sè chi tiÕt quan träng trong hÖ thèng. Khi bÊm chän "D÷ liÖu/ TÝnh bÒn" sÏ hiÖn ra menu lùa chän vµ nhËp c¸c th«ng sè tÝnh bÒn: H×nh 5.4.1.5. NhËp th«ng sè tÝnh bÒn Ch−¬ng tr×nh cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän vµ nhËp th«ng sè tÝnh bÒn. Sau khi thùc hiÖn viÖc nhËp c¸c th«ng sè, ng−êi sö dông còng cã thÓ lùa chän khi bÊm "L−u l¹i", "TiÕp tôc", "Tho¸t" nh− d÷ liÖu xe vµ d÷ liÖu hÖ thèng ly hîp. 4.1.2. Xem kÕt qu¶ Sau khi ®· hoµn thµnh phÇn nhËp d÷ liÖu, ch−¬ng tr×nh sÏ tù ®éng tÝnh to¸n vµ c¸c kÕt qu¶ tÝnh sÏ ®−îc thÓ hiÖn khi ng−êi sö dông bÊm vµo phÇn "Xem kÕt qu¶" ë menu chÝnh. Khi bÊm vµo "Xem kÕt qu¶", lÇn l−ît c¸c b¶ng hiÖn kÕt qu¶ sÏ ®−îc thÓ hiÖn: Trªn c¸c b¶ng thÓ hiÖn kÕt qu¶, ng−êi sö dông cã thÓ lùa chän "Xem tiÕp" ®Ó chuyÓn qua b¶ng kÕt qu¶ tiÕp theo, hoÆc "Quay l¹i" khi muèn xem b¶ng kÕt qu¶ tr−íc ®ã. BÊm "Tho¸t" khi kÕt thóc phÇn xem kÕt qu¶. Sau khi xem xong kÕt qu¶ mµ kh«ng muèn thùc hiÖn c«ng viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp n÷a, th× ng−êi sö dông cã thÓ lùa chän "Tho¸t khái ch−¬ng tr×nh" ®Ó quay vÒ menu lùa chän bµi to¸n thiÕt kÕ hoÆc kiÓm nghiÖm nh− ban ®Çu ®Ó kÕt thóc phÇn "TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp". - 152 - H×nh 5.4.1.6. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ ®Æc biÖt H×nh 5.4.1.7. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hÖ thèng ly hîp - 153 - H×nh 5.4.1.8. KÕt qu¶ tÝnh to¸n bÒn mét sè chi tiÕt 4.2. Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp Khi lùa chän "KiÓm nghiÖm" tõ menu chÝnh sÏ ch¹y phÇn ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp cã giao diÖn nh− sau: H×nh 5.4.2.1. Menu chÝnh "KiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp" 4.2.1. NhËp d÷ liÖu §©y lµ còng phÇn ch−¬ng tr×nh rÊt quan träng, bao gåm c¸c modul nhËp d÷ liÖu chung cña xe, nhËp d÷ liÖu cña ly hîp, d÷ liÖu tÝnh bÒn. T−¬ng tù nh− phÇn thiÕt kÕ khi nhËp d÷ liÖu cã thÓ b»ng hai c¸ch: nhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm vµ nhËp d÷ liÖu tõ tÖp. - 154 - 4.2.1.1. NhËp d÷ liÖu tõ tÖp Khi bÊm chän nhËp d÷ liÖu tõ tÖp cña mçi modul sÏ hiÖn ra b¶ng lùa chän c¸c tÖp d÷ liÖu cña c¸c xe hiÖn ®ang sö dông t¹i ViÖt Nam do nhãm t¸c gi¶ thu thËp ®−îc. Ngoµi ra ng−êi sö dông còng cã thÓ l−u tr÷ l¹i bé th«ng sè cña c¸c xe kh¸c trong qu¸ tr×nh sö dông. H×nh 5.4.2.2. NhËp d÷ liÖu kiÓm nghiÖm tõ tÖp 4.2.1.2. NhËp d÷ liÖu cña xe tõ bµn phÝm Khi bÊm chän "NhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm" ®Ó nhËp d÷ liÖu xe, sÏ hiÖn ra menu ®Ó ng−êi sö dông nhËp c¸c th«ng sè phôc vô cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n: H×nh 5.4.2.3. NhËp d÷ liÖu xe - 155 - Ch−¬ng tr×nh cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän vµ nhËp th«ng sè cña xe. Sau khi thùc hiÖn viÖc nhËp c¸c th«ng sè, ng−êi sö dông còng cã thÓ lùa chän khi bÊm "L−u l¹i", "TiÕp tôc", "Tho¸t" nh− ë phÇn thiÕt kÕ. 4.2.1.3. NhËp d÷ liÖu hÖ thèng ly hîp Khi bÊm chän "D÷ liÖu/ Th«ng sè ly hîp" sÏ hiÖn ra menu nhËp c¸c th«ng sè cña ly hîp: H×nh 5.4.2.4. NhËp d÷ liÖu ly hîp Ch−¬ng tr×nh cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän vµ nhËp th«ng sè cña ly hîp. Sau khi thùc hiÖn viÖc nhËp c¸c th«ng sè, ng−êi sö dông còng cã thÓ lùa chän khi bÊm "L−u l¹i" ®Ó l−u c¸c gi¸ trÞ th«ng sè cña ly hîp, "TiÕp tôc" ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh nhËp d÷ liÖu tiÕp theo hoÆc "Tho¸t" ®Ó thao t¸c l¹i. 4.2.1.3. NhËp d÷ liÖu tÝnh bÒn Khi bÊm chän "D÷ liÖu/ TÝnh bÒn" sÏ hiÖn ra menu nhËp c¸c th«ng sè tÝnh bÒn. Ch−¬ng tr×nh cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän vµ nhËp th«ng sè tÝnh bÒn. Sau khi thùc hiÖn viÖc nhËp c¸c th«ng sè, ng−êi sö dông còng cã thÓ lùa chän khi bÊm "L−u l¹i", "TiÕp tôc", "Tho¸t" nh− d÷ liÖu xe vµ d÷ liÖu hÖ thèng ly hîp. - 156 - H×nh 5.4.2.5. NhËp d÷ liÖu tÝnh bÒn 4.2.2. Xem kÕt qu¶ Sau khi ®· hoµn thµnh phÇn nhËp d÷ liÖu, ch−¬ng tr×nh sÏ tù ®éng tÝnh to¸n vµ c¸c kÕt qu¶ tÝnh sÏ ®−îc thÓ hiÖn khi ng−êi sö dông bÊm vµo phÇn "Xem kÕt qu¶" ë menu chÝnh. Khi bÊm vµo "Xem kÕt qu¶", lÇn l−ît c¸c b¶ng hiÖn kÕt qu¶ sÏ ®−îc thÓ hiÖn. H×nh 5.4.2.6. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ ®Æc biÖt - 157 - H×nh 5.4.2.7. KÕt qu¶ kiÓm bÒn c¸c chi tiÕt Trªn c¸c b¶ng thÓ hiÖn kÕt qu¶, ng−êi sö dông cã thÓ lùa chän "Xem tiÕp" ®Ó chuyÓn qua b¶ng kÕt qu¶ tiÕp theo, hoÆc "Quay l¹i" khi muèn xem b¶ng kÕt qu¶ tr−íc ®ã. BÊm "Tho¸t" khi kÕt thóc phÇn xem kÕt qu¶. Sau khi xem xong kÕt qu¶ mµ kh«ng muèn thùc hiÖn c«ng viÖc tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp n÷a, th× ng−êi sö dông cã thÓ lùa chän "Tho¸t khái ch−¬ng tr×nh" ®Ó quay vÒ menu lùa chän bµi to¸n thiÕt kÕ hoÆc kiÓm nghiÖm nh− ban ®Çu ®Ó kÕt thóc phÇn "TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp". - 158 - V. KÕt luËn Ch−¬ng tr×nh "TÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp" víi giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt th©n thiÖn, dÔ hiÓu, dÔ sö dông ®· ®¹t ®−îc mét sè kÕt qu¶ sau: - Tæng hîp ®−îc c¸c c«ng thøc vµ mét sè ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®· ®−îc sö dông ë ViÖt Nam trong nh÷ng n¨m qua. - X©y dùng ®−îc ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt dÔ hiÓu, dÔ sö dông. Ch−¬ng tr×nh nµy sÏ gióp cho c¸c kü s− chuyªn ngµnh gi¶m nhÑ ®−îc c«ng viÖc tæng hîp l¹i c¸c b−íc vµ c«ng thøc tÝnh, còng nh− gi¶m ®−îc khèi l−îng vµ thêi gian tÝnh to¸n so víi tr−íc ®©y cßn ph¶i sö dông b»ng tay. - Tæng hîp ®−îc qu¸ tr×nh tÝnh to¸n trªn mét sè c¸c kÕt cÊu cña hÖ thèng ly hîp hiÖn ®ang ®−îc sö dông réng r·i trªn thÞ tr−êng ViÖt Nam vµ cã thÓ ¸p dông ch−¬ng tr×nh ®Ó kiÓm nghiÖm c¸c lo¹i xe nµy, còng nh− cã thÓ dùa trªn c¬ së th«ng sè cña c¸c lo¹i xe hiÖn cã ®Ó thiÕt kÕ cho c¸c lo¹i xe ®ãng míi t¹i ViÖt Nam cã kÕt cÊu t−¬ng tù. - Ch−¬ng tr×nh cã thÓ më réng tÝnh to¸n cho mét sè kÕt cÊu cña hÖ thèng ly hîp kh¸c phøc t¹p h¬n nh− c¸c hÖ thèng ly hîp cã trî lùc, v.v... Bªn c¹nh nh÷ng mÆt ®¹t ®−îc, ch−¬ng tr×nh cßn cã mét sè khiÕm khuyÕt sau: - Ch−¬ng tr×nh x©y dùng míi tæng hîp ®−îc mét sè l−îng h¹n chÕ vÒ kÕt cÊu hiÖn cã trªn thÞ tr−êng chñ yÕu xoay quanh hÖ thèng ly hîp cã c¬ cÊu d¹ng 1 ®Üa, 2 ®Üa víi lß xo Ðp d¹ng lß xo trô, dÉn ®éng ly hîp lo¹i c¬ khÝ 6 kh©u nªn cßn ch−a ®i s©u gi¶i quyÕt triÖt ®Ó c¸c lo¹i kÕt cÊu ly hîp kh¸c t¹i ViÖt Nam. - PhÇn tÝnh to¸n trî lùc ly hîp míi chØ dõng l¹i ë tÝnh to¸n lùc trî lùc mµ ch−a thiÕt kÕ phÇn trî lùc nªn ch−a hoµn thiÖn. - Ch−¬ng tr×nh ch¹y trong m«i tr−êng cña phÇn mÒm Matlab 5.3, tuy ®©y lµ phÇn mÒm s½n cã vµ sö dông t−¬ng ®èi thuËn tiÖn nh−ng ph¶i cµi ®Æt phÇn mÒm nµy míi ch¹y ®−îc. - 159 - Ch−¬ng Vi. TÝnh to¸n khung «t« I. §Æt vÊn ®Ò 1.1. Tæng qu¸t Khung «t« dïng ®Ó ®ì c¸c côm n»m trªn nã vµ ®Ó gi÷ c¸c côm ë nh÷ng vÞ trÝ t−¬ng quan víi nhau. Khung ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: - Cã ®é bÒn l©u t−¬ng øng víi tuæi thä cña «t«. - Cã ®é cøng v÷ng tèt ®Ó cho biÕn d¹ng cña khung kh«ng lµm ¶nh h−ëng ®Õn ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c¸c côm vµ c¸c c¬ cÊu cña «t«. - Cã h×nh d¹ng thÝch hîp ®¶m b¶o th¸o l¾p dÔ dµng c¸c côm 1.2. Môc ®Ých HiÖn nay viÖc tÝnh to¸n khung còng nh− tÝnh to¸n vá «t« cã thÓ ®−îc thùc hiÖn nhê ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. Tuy nhiªn ®©y lµ mét ph−¬ng ph¸p cßn t−¬ng ®èi phøc t¹p vµ cÇn nhiÒu phÇn mÒm chuyªn dông ®Ó tÝnh to¸n. Trong ®iÒu kiÖn hiÖn cã th× viÖc tÝnh to¸n khung b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p truyÒn thèng vÒ mÆt lý thuyÕt vÉn cã thÓ chÊp nhËn ®−îc, tuy nhiªn khèi l−îng vµ thêi gian tÝnh to¸n cßn lín. Bëi vËy, môc ®Ých cña ch−¬ng tr×nh tÝnh khung nµy lµ tæng hîp c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n truyÒn thèng vµ x©y dùng ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n dùa trªn c¸c c«ng thøc ®ã. 1.3. Gi¶ thiÕt tÝnh to¸n: Khi xe ch¹y trªn ®−êng, khung sÏ chÞu biÕn d¹ng tæng hîp uèn vµ xo¾n. Bëi vËy khi tÝnh bÒn khung ph¶i tÝnh bÒn theo uèn vµ theo xo¾n Khi tÝnh to¸n bÒn uèn khung cã mét sè gi¶ thiÕt sau: - TÝnh khung trong tr−êng hîp chÞu t¶i träng tÜnh. - ChØ xÐt ®Õn phÇn träng l−îng ®−îc treo cña «t« g©y uèn khung, bá qua hiÖn t−îng xo¾n do träng l−îng cña c¸c thµnh phÇn t¶i träng lÖch so víi ®−êng t©m khung. - C¸c côm, c¸c bé phËn lµ nh÷ng t¶i träng tËp trung cã ®iÓm ®Æt lùc t¹i t©m c¸c côm, t¶i träng thïng xe ph©n bè ®Òu theo chiÒu dµi thïng. - Khi tÝnh to¸n khung xe ta gi¶ thiÕt chØ xÐt khung trong tr−êng hîp mét dÇm chÞu lùc nh»m t¨ng hÖ sè dù tr÷ bÒn. TÝnh khung theo xo¾n chñ yÕu theo chÕ ®é t¶i träng khi «t« ch¹y trªn ®iÒu kiÖn ®−êng xÊu nhÊt (khi ®i qua hè, r·nh, ®Êt thôt) tèc ®é cña «t« bÞ h¹n chÕ vµ khung bÞ vÆn xo¾n nhiÒu. C¸c gi¶ thiÕt tÝnh to¸n bÒn xo¾n khung - Theo ph−¬ng ph¸p tÝnh khung theo xo¾n gÇn ®óng dùa trªn c¬ së lµ khung «t« lo¹i cã hai dÇm däc cã ®é cøng khi xo¾n kÐm h¬n uèn rÊt nhiÒu lÇn. - Khi khung bÞ xo¾n biÕn d¹ng uèn xµ däc bÐ vµ so víi biÕn d¹ng xo¾n trong nhiÒu tr−êng hîp cã thÓ bá qua. Ng−êi ta coi gÇn ®óng r»ng gãc xo¾n mçi mét phÇn tö thiÕt kÕ khung tû lÖ víi ®é dµi khung. - 160 - II. C¸c b−íc tÝnh to¸n: Qui tr×nh tÝnh to¸n kiÓm bÒn khung gåm c¸c b−íc sau: - X¸c ®Þnh c¸c t¶i träng ®Æt lªn khung - TÝnh ph¶n lùc t¹i vÞ trÝ l¾p ®Æt hÖ thèng treo - VÏ biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn khung, x¸c ®Þnh vÞ trÝ nguy hiÓm chÞu lùc tæng hîp lín. - KiÓm tra bÒn uèn khung t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm - KiÓm tra bÒn xo¾n khung 2.1. X¸c ®Þnh c¸c t¶i träng ®Æt lªn khung H×nh 2.1. T¶i träng t¸c dông lªn khung Th«ng th−êng, xe t¶i cã c¸c t¶i träng ®Æt lªn khung sau: - Ba ®ê xãc: Pb - KÐt n−íc: Pkn - §éng c¬, côm ly hîp: Pdc - Ca bin: Pcb - Hép sè: Phs - C¸c ®¨ng: Pcd - Thïng hµng (coi nh− t¶i träng ph©n bè ®Òu trªn suèt chiÒu dµi thïng): qT 2.2. TÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i vÞ trÝ l¾p ®Æt hÖ thèng treo §Ó tÝnh c¸c ph¶n lùc t¹i vÞ trÝ l¾p ®Æt hÖ treo, chóng ta ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ (to¹ ®é) cña c¸c t¶i träng ®Æt lªn khung vµ vÞ trÝ l¾p ®Æt hÖ treo theo nguyªn t¾c sau: RT2 RS2 Pb Pkn Pdc Pcb Phs RT1 RS1 qT Pnl Pcd RT RS O2 O1 Pi zi l1 l2 - 161 - - T¹i c¸c vÞ trÝ cã t¶i träng tËp trung, gi¸ trÞ cña phÇn tö Pi = gi¸ trÞ t¶i tËp trung - T¹i c¸c vÞ trÝ kh«ng cã t¶i träng tËp trung, Pi = 0 - T¶i träng ph©n bè qT cña thïng hµng cã thÓ coi nh− mét tËp hîp c¸c t¶i träng tËp trung cã gi¸ trÞ qT trªn däc chiÒu dµi thïng hµng. Khi tÝnh to¸n cã thÓ gi¶ thiÕt r»ng khung ®−îc ®Æt trªn 2 gèi tùa t−¬ng øng víi to¹ ®é cña cÇu tr−íc vµ cÇu sau (O1 vµ O2 nh− trªn h×nh vÏ). Ph¶n lùc t¸c dông lªn hÖ thèng treo tr−íc RT ®−îc ph©n ra thµnh 2 ph¶n lùc RT1 = RT2 = RT/2 vµ ph¶n lùc t¸c dông lªn hÖ thèng treo sau RS ®−îc ph©n ra thµnh 2 ph¶n lùc RS1 = RS2 = RS/2. XÐt c©n b»ng m«men t¹i ®iÓm O2 ta tÝnh ®−îc RT theo c«ng thøc: 21 n 1i 2ii T ll )lz(P R − − = ∑ = (kG) (6.1) T−¬ng tù RS ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: 12 n 1i 1ii S ll )lz(P R − − = ∑ = (kG) (6.2) Trong ®ã: n: sè l−îng t¶i träng zi: to¹ ®é cña t¶i träng thø i Pi: Gi¸ trÞ cña t¶i träng thø i (kG) 2.3. VÏ biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn khung, x¸c ®Þnh vÞ trÝ nguy hiÓm chÞu lùc tæng hîp lín. Khung chÞu lùc c¾t Qy vµ m«men uèn Mx. T¹i vÞ trÝ zi, lùc c¾t Qy cã thÓ tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc: ∑ = = i 1k kyi PQ (kG) (6.3) T¹i vÞ trÝ zi, m«men uèn Mx cã thÓ tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc: ∑ = = i 1k kkxi zPM (kGcm) (6.4) Sau khi ®· x¸c ®Þnh ®−îc Qy vµ Mx, chóng ta hoµn toµn cã thÓ vÏ ®−îc biÓu ®å néi lùc t¸c dông trªn khung, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®−îc c¸c vÞ trÝ nguy hiÓm cña khung. 2.4. KiÓm tra bÒn uèn khung t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm øng suÊt uèn cña dÇm däc: ( ) u zu x W M=σ (kG/cm2) (6.5) Trong ®ã: Wu : M« men chèng uèn t¹i mÆt c¾t ®ang xÐt - 162 - Th«ng th−êng khung ®−îc cã kÕt cÊu tõ thÐp ch÷ U cã c¸c th«ng sè kÝch th−íc mÆt c¾t ngang lµ h , b, t (h×nh 6.2) H×nh 6.2. C¸c kÝch th−íc mÆt c¾t ngang cña dÇm Khi ®ã: )b.6h( 6 thWu += (cm3) (6.6) øng suÊt uèn ngang cña dÇm däc: y. J Q σ x y y = (kG/cm2) (6.7) Trong ®ã: y : Kho¶ng c¸ch tõ t©m tiÕt diÖn tíi ®iÓm tÝnh øng suÊt (m) Jx : M« men qu¸n tÝnh mÆt c¾t ngang: )b.6h( 12 h.tJ 2 x += (cm4) (6.8) øng suÊt tæng hîp cña dÇm däc: 2 y 2 xth σ+σ=σ (kG/cm2) (6.9) øng suÊt uèn cho phÐp cña dÇm däc ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: [ ] )1k(15,1 σ σ d ch u += (kG/cm 2) (6.10) Trong ®ã: [σu]: øng suÊt uèn cho phÐp cña vËt liÖu kd : hÖ sè dù tr÷ tÝnh ®Õn t¶i träng ®éng. kd = 2,5 ÷ 8,5 σch : Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu. Víi thÐp 35: σch = 850 MPa = 8500 (kG/cm2) 2.5. KiÓm tra bÒn xo¾n khung øng suÊt xo¾n khung ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: t h b - 163 - ρ. L G.θτ x = (kG/cm2) (6.11) Trong ®ã: G: M« ®un ®µn håi tr−ît khi xo¾n vËt liÖu G = 8.103 (kG/cm2) L: chiÒu dµi c¬ së cña xe ρ: To¹ ®é qu¹t ë mÐp ngoµi mÆt c¾t ngang cña dÇm tíi t©m tiÕt diÖn ngang cña dÇm. Víi mÆt c¾t ngang cña dÇm chø U, ρ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: ( ) 22 )tb)(t2h(hb2 hbt 2 tb 4 h ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −−−+ −+=ρ (cm) (6.12) θ: gãc xo¾n xµ ngang ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: α. L l θ n= (rad) (6.13) Trong ®ã: ln: ChiÒu dµi xµ ngang (cm) L: ChiÒu dµi c¬ së cña xe (cm) α : Gãc xo¾n trªn chiÒu réng c¬ së B, gãc nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo gãc quay t−¬ng ®èi cña hai xµ ngang lÊy ngay trªn cÇu «t«. Ta coi xe ë tr¹ng th¸i xo¾n khung xÊu nhÊt, tøc lµ khi mét bªn nhÝp ®· bÞ nÐn ®Õn møc ch¹m ô h¹n chÕ cña hÖ thèng treo vµ lÊy kho¶ng dÞch chuyÓn cña nhÝp tíi ô h¹n chÕ b»ng htmax nh− h×nh vÏ 6.3. H×nh 6.3. Gãc xo¾n trªn chiÒu réng c¬ së Nh− vËy, α ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: α = artg(hmax/B) (rad) (6.14) hmax: kho¶ng dÞch chuyÓn lín nhÊt cña nhÝp (cm) B: chiÒu réng c¬ së cña xe (cm) h t m ax B α - 164 - III. S¬ ®å thuËt to¸n H×nh 6.1. S¬ ®å l«gÝc thuËt to¸n tÝnh to¸n bÒn khung «t« Víi tr×nh tù c¸c b−íc tÝnh bÒn khung «t« nh− ë phÇn II, chóng t«i ®−a ra s¬ ®å thuËt to¸n cña bµi to¸n tÝnh bÒn khung trªn h×nh 6.1. Trong s¬ ®å trªn cã c¸c khèi ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng sau: 3.1. Khèi nhËp d÷ liÖu: Khèi nµy thùc hiÖn chøc n¨ng lùa chän phÇn nhËp d÷ liÖu tÝnh to¸n, bao gåm: - ChiÒu dµi c¬ së cña «t« - ChiÒu réng c¬ së cña «t« B¾t ®Çu NhËp d÷ liÖu KÕt thóc X¸c ®Þnh t¶i träng ®Æt lªn khung KiÓm tra bÒn xo¾n khung §óng Sai Xem kÕt qu¶ X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i c¸c mâ nhÝp TÝnh to¸n néi lùc vµ x¸c ®Þnh vÞ trÝ nguy hiÓm KiÓm tra bÒn uèn khung Sai §óng Chän vËt liÖu vµ kÝch th−íc mÆt c¾t ngang dÇm - 165 - - ChiÒu dµi dÇm ngang - §é dÞch chuyÓn lín nhÊt cña hÖ thèng treo (tõ tr¹ng th¸i tù do ®Õn khi ch¹m vµo ô h¹n chÕ) - Träng l−îng ba ®ê xãc vµ vÞ trÝ träng t©m ba ®ê xãc - Träng l−îng kÐt n−íc vµ vÞ trÝ träng t©m kÐt n−íc - Träng l−îng ®éng c¬, côm ly hîp vµ vÞ trÝ träng t©m côm ®éng c¬ + ly hîp - Träng l−îng ca bin vµ vÞ trÝ träng t©m ca bin - Träng l−îng hép sè vµ vÞ trÝ träng t©m hép sè - Träng l−îng c¸c ®¨ng vµ vÞ trÝ träng t©m cac ®¨ng - Träng l−îng thïng hµng, chiÒu dµi thïng vµ vÞ trÝ ®Æt thïng - VÞ trÝ ®Æt nhÝp - HÖ sè t¶i träng ®éng (C¸c vÞ trÝ so víi ®Çu mót phÝa tr−íc cña khung) 3.2. Khèi x¸c ®Þnh t¶i träng ®Æt lªn khung: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc ph©n bè l¹i c¸c t¶i träng nh− lµ t¶i tËp trung trªn suèt chiÒu dµi khung. 3.3. Khèi tÝnh to¸n ph¶n lùc t¹i c¸c mâ nhÝp: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n ph¶n lùc cña dÇm. 3.4. Khèi tÝnh to¸n néi lùc vµ x¸c ®Þnh vÞ trÝ nguy hiÓm: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n néi lùc vµ x¸c ®Þnh vÞ trÝ nguy hiÓm trªn dÇm dùa vµo biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn dÇm. 3.5. Khèi chän vËt liÖu vµ kÝch th−íc mÆt c¾t ngang: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc lùa chän c¸c th«ng sè vËt liÖu vµ kÝch th−íc dÇm, c¸c th«ng sè gåm cã: - KÝch th−íc thÐp ch÷ U: h, b, t. - Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu - M« ®un ®µn håi tr−ît khi xo¾n vËt liÖu 3.6. Khèi kiÓm tra bÒn uèn khung: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n kiÓm tra bÒn uèn dÇm 3.7. Khèi kiÓm tra bÒn xo¾n khung: Khèi nµy thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n kiÓm tra bÒn xo¾n dÇm 3.8. Khèi xem kÕt qu¶ Sau khi ®· tÝnh to¸n vµ kiÓm tra bÒn khung, khèi nµy sÏ thÓ hiÖn c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n vµ c¸c biÓu ®å néi lùc trong khung. 3.9. KÕt luËn Sau khi ®· hoµn thµnh tÝnh to¸n bÒn khung, chóng ta ®−a ra kÕt luËn vÒ kh¶ n¨ng chÞu t¶i còng cña khung vµ cã kÕt luËn cÇn thay ®æi vËt liÖu, gia c−êng cho khung,v.v... - 166 - IV. X©y dùng ch−¬ng tr×nh cã giao diÖn tiÕng ViÖt Trªn c¬ së s¬ ®å thuËt to¸n cho bµi to¸n kiÓm bÒn khung, chóng t«i tiÕn hµnh x©y dùng ch−¬ng tr×nh cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt ®Ó thùc hiÖn c¸c thao t¸c nµy mét c¸ch trùc quan trªn m¸y tÝnh. Ch−¬ng tr×nh ®−îc viÕt trªn nÒn ng«n ng÷ lËp tr×nh øng dông Matlab 5.3. Khi lùa chän tÝnh to¸n khung tõ ch−¬ng tr×nh tæng thÓ, ban ®Çu sÏ cã menu th«ng b¸o cho phÐp ng−êi dïng b¾t ®Çu thùc hiÖn bµi to¸n tÝnh khung: H×nh 6.4.1. Menu chÝnh NÕu bÊm chän "TiÕp tôc" sÏ ®−a ra menu ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm khung xe. Chän "Tho¸t" ®Ó quay trë l¹i ch−¬ng tr×nh tæng thÓ toµn bé c¸c hÖ thèng trªn «t«. 4.1. Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm khung Khi lùa chän "TiÕp tôc" tõ menu chÝnh sÏ ch¹y phÇn ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖn khung cã giao diÖn nh− sau: H×nh 6.4.2. Menu chÝnh "TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm khung «t«" - 167 - Trªn menu cã thanh c«ng cô cho phÐp chóng ta thùc hiÖn c¸c thao t¸c cña bµi to¸n thiÕt kÕ. Ban ®Çu lµ "NhËp d÷ liÖu", sau ®ã lµ "Xem kÕt qu¶" vµ kÕt thóc lµ "Tho¸t khái ch−¬ng tr×nh". Bªn c¹nh ®ã ng−êi sö dông cã thÓ xem phÇn "Trî gióp" ®Ó biÕt thªm th«ng tin gióp ®ì vÒ c¸ch thøc sö dông ch−¬ng tr×nh trong nh÷ng lÇn ®Çu tiªn. 4.2. NhËp d÷ liÖu §©y lµ phÇn ch−¬ng tr×nh rÊt quan träng, bao gåm c¸c d÷ liÖu chung cña xe, c¸c t¶i träng ®Æt lªn khung, c¸c th«ng sè cña dÇm. Modul nhËp d÷ liÖu gåm cã hai phÇn: NhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm vµ nhËp d÷ liÖu tõ tÖp. 4.2.1. NhËp d÷ liÖu tõ tÖp Khi bÊm chän nhËp d÷ liÖu tõ tÖp sÏ hiÖn ra b¶ng lùa chän c¸c tÖp d÷ liÖu cña c¸c xe c¬ së ®· cã s½n c¸c th«ng sè cho phÐp ng−êi sö dông lùa chän ®Ó tham kh¶o mét sè th«ng sè khi míi nhËp lÇn ®Çu tiªn. H×nh 6.4.3. NhËp d÷ liÖu tõ tÖp Khi ta chän ®−îc tÖp d÷ liÖu th× ch−¬ng tr×nh sÏ hiÖn ra c¸c menu gièng nh− nhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm cho phÐp ng−êi sö dông cã thÓ tham kh¶o ®Ó gi÷ nguyªn hay söa ®æi c¸c th«ng sè cña xe ®ã. 4.2.2. NhËp d÷ liÖu cña xe Khi bÊm chän "NhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm" ®Ó nhËp c¸c d÷ liÖu, sÏ hiÖn ra menu ®Ó ng−êi sö dông nhËp c¸c th«ng sè phôc vô cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n: Sau khi ®· nhËp ®Çy ®ñ c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña khung, chóng ta cã thÓ l−u l¹i c¸c th«ng sè nµy khi bÊm vµo "L−u l¹i", hoÆc cã thÓ bÊm "TiÕp tôc" ®Ó kÕt thóc phÇn nhËp d÷ liÖu, chuyÓn sang phÇn tiÕp theo. BÊm "Tho¸t" khi nhËp d÷ liÖu sai hoÆc kh«ng muèn nhËp d÷ liÖu n÷a. 4.3. L−u d÷ liÖu Sau khi ®· nhËp d÷ liÖu, ng−êi sö dông cã thÓ l−u l¹i c¸c th«ng sè ®Ó khi cÇn kh«ng ph¶i nhËp l¹i sè liÖu còng nh− ®Ó cã ®−îc mét sè th«ng sè ®Ó tham kh¶o. Khi chän "L−u l¹i" ch−¬ng tr×nh sÏ ®−a ra menu cho phÐp ng−êi dïng cã thÓ l−u l¹i tÖp d÷ liÖu theo tªn tuú chän. - 168 - H×nh 6.4.4. NhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm H×nh 6.4.5. L−u d÷ liÖu 4.4. Xem kÕt qu¶ Sau khi ®· hoµn thµnh phÇn nhËp d÷ liÖu, ch−¬ng tr×nh sÏ tù ®éng tÝnh to¸n vµ c¸c kÕt qu¶ tÝnh sÏ ®−îc thÓ hiÖn khi ng−êi sö dông bÊm vµo phÇn "Xem kÕt qu¶" ë menu chÝnh. Khi bÊm vµo "Xem kÕt qu¶", sÏ hiÖn ra b¶ng kÕt qu¶ chøa c¸c biÓu ®å néi lùc trong khung vµ gi¸ trÞ øng suÊt t¹i c¸c ®iÓm nguy hiÓm. Trªn b¶ng thÓ hiÖn kÕt qu¶, ng−êi sö dông cã thÓ bÊm "Tho¸t" khi kÕt thóc phÇn xem kÕt qu¶. Sau khi xem xong kÕt qu¶ mµ kh«ng muèn thùc hiÖn c«ng viÖc tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm khung «t« n÷a, th× ng−êi sö dông cã thÓ lùa chän "Tho¸t khái ch−¬ng tr×nh" ®Ó quay vÒ menu chÝnh nh− ban ®Çu ®Ó kÕt thóc phÇn "TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm khung «t«". - 169 - H×nh 6.4.6. KÕt qu¶ tÝnh bÒn khung - 170 - V. KÕt luËn Ch−¬ng tr×nh "TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm khung «t«" víi giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt th©n thiÖn, dÔ hiÓu, dÔ sö dông ®· ®¹t ®−îc mét sè kÕt qu¶ sau: - Tæng hîp ®−îc c¸c c«ng thøc vµ mét sè ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n khung ®· ®−îc sö dông ë ViÖt Nam trong nh÷ng n¨m qua. - X©y dùng ®−îc ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt dÔ hiÓu, dÔ sö dông. Ch−¬ng tr×nh nµy sÏ gióp cho c¸c kü s− chuyªn ngµnh gi¶m nhÑ ®−îc c«ng viÖc tæng hîp l¹i c¸c b−íc vµ c«ng thøc tÝnh, còng nh− gi¶m ®−îc khèi l−îng vµ thêi gian tÝnh to¸n so víi tr−íc ®©y cßn ph¶i sö dông b»ng tay. - Tæng hîp ®−îc qu¸ tr×nh tÝnh to¸n trªn mét sè c¸c kÕt cÊu khung hiÖn ®ang ®−îc sö dông réng r·i trªn thÞ tr−êng ViÖt Nam vµ cã thÓ ¸p dông ch−¬ng tr×nh ®Ó kiÓm nghiÖm khung c¸c lo¹i xe nµy, còng nh− cã thÓ tham kh¶o c¸c th«ng sè trªn c¸c lo¹i xe hiÖn cã ®Ó lùa chän thiÕt kÕ cho c¸c lo¹i xe ®ãng míi t¹i ViÖt Nam. Bªn c¹nh nh÷ng mÆt ®¹t ®−îc, ch−¬ng tr×nh cßn cã mét sè khiÕm khuyÕt sau: - Ch−¬ng tr×nh x©y dùng theo ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n l©u nay ®−îc sö dông ë ViÖt Nam nªn ch−a thËt sù chÝnh x¸c so víi c¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n hiÖn ®¹i nh− ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ c¸c phÇn mÒm chuyªn dông ®Ó tÝnh bÒn kÕt cÊu. - Ch−a tham kh¶o ®−îc nhiÒu bé sè liÖu vÒ vËt liÖu vµ sè l−îng t¶i träng cßn h¹n chÕ. - Ch−¬ng tr×nh ch¹y trong m«i tr−êng cña phÇn mÒm Matlab 5.3, tuy ®©y lµ phÇn mÒm s½n cã vµ sö dông t−¬ng ®èi thuËn tiÖn nh−ng ph¶i cµi ®Æt phÇn mÒm nµy míi ch¹y ®−îc. - 171 - KÕt luËn Trong thêi gian mét n¨m nghiªn cøu, ®Ò tµi ®· thùc hiÖn ®−îc ch−¬ng tr×nh nghiªn cøu cña m×nh vµ ®¹t ®−îc mét sè kÕt qu¶ sau: - Tæng hîp ®−îc c¸c c«ng thøc vµ mét sè ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n c¸c hÖ thèng «t« ®· ®−îc sö dông ë ViÖt Nam trong nh÷ng n¨m qua. - X©y dùng ®−îc ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt dÔ hiÓu, dÔ sö dông. - Ch−¬ng tr×nh kiÓm nghiÖm ®¸nh gi¸ chÊt l−îng ®éng lùc häc «t«. - Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n trªn mét sè kÕt cÊu hÖ thèng phanh dÇu. - Ch−¬ng tr×nh tr×nh tÝnh to¸n trªn kÕt cÊu cña hÖ thèng treo phô thuéc. - Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n trªn mét sè c¸c kÕt cÊu cña hÖ thèng l¸i. - Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n trªn mét sè c¸c kÕt cÊu cña hÖ thèng ly hîp. - Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n trªn mét sè c¸c kÕt cÊu khung. C¸c ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®−îc ¸p dông kiÓm nghiÖm c¸c kÕt cÊu hiÖn ®ang ®−îc sö dông réng r·i trªn thÞ tr−êng ViÖt Nam, còng nh− cã thÓ tham kh¶o c¸c th«ng sè trªn c¸c lo¹i xe hiÖn cã ®Ó lùa chän thiÕt kÕ cho c¸c lo¹i xe ®ãng míi t¹i ViÖt Nam. MÆc dï cßn mét sè h¹n chÕ nhÊt ®Þnh nh− : ch−¬ng tr×nh ph¶i ch¹y trªn nÒn phÇn mÒm Matlab, ch−a hoµn thiÖn c¸c kÕt cÊu nh−ng ch−¬ng tr×nh x©y dùng ®−îc ®· tæng hîp mét c¸ch kh¸ tØ mØ c¸c ph−¬ng ph¸p vµ c«ng thøc tÝnh còng nh− x©y dùng ®−îc phÇn giao diÖn tiÕng ViÖt. Ch−¬ng tr×nh cã thÓ gióp chóng ta ®¸nh gi¸ ®−îc (trªn lý thuyÕt) c¸c xe ®ang vËn hµnh vµ tÝnh c¸c th«ng sè kÕt cÊu c¬ b¶n cña c¸c hÖ thèng khi chóng ta thiÕt kÕ xe míi. Trªn c¬ së c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ë trªn chóng ta cã thÓ më réng ra nghiªn cøu c¸c côm kh¸c phøc t¹p h¬n cña c¸c hÖ thèng nãi trªn, ph¸t triÓn tÝnh to¸n c¸c hÖ thèng kh¸c còng nh− x©y dùng thªm c¸c phÇn nghiªn cøu chuyªn s©u c¸c hÖ thèng. Nh×n chung c¸c néi dung ®· ®−îc nghiªn cøu thùc hiÖn mét c¸ch nghiªm tóc, tØ mØ. C¸c kÕt qu¶ ®¹t ®−îc cã thÓ ¸p dông b−íc ®Çu vµo c¸c qu¸ tr×nh ®¸nh gi¸ thiÕt kÕ hoÆc lµm c¬ së cho c¸c nghiªn cøu chuyªn s©u, ®Æc biÖt cã thÓ dïng lµm tµi liÖu tham kh¶o cho sinh viªn còng nh− c¸n bé kü thuËt ngµnh «t«. Víi thêi gian ng¾n, kinh phÝ h¹n chÕ nhãm nghiªn cøu tuy ®· cã nhiÒu cè g¾ng nh−ng kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. RÊt mong ®−îc sù gãp ý cña c¸c ®ång nghiÖp, ®ång chÝ vµ c¸c b¹n. - 172 - Tµi liÖu tham kh¶o 1. ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n «t« m¸y kÐo; NguyÔn H÷u CÈn, Phan §×nh Kiªn; NXB §H&THCN; 1986 2. Lý thuyÕt «t«; Chñ biªn GS. TSKH. NguyÔn H÷u CÈn; NXB KH&KT; 2000 NXB §H&THCN; 2000 3. Mastering Matlab; Duane Hanselman, Bruce Littlefield; University of Maine - Prentice Hall; 1995 4. Matlab for Engineers; Arial Brial, Moshe Breiner; Addition - Wesley Publishing Company; 1995