Tính toán thiết kế hệ thống treo xe du lịch

MỤC LỤ

LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO.....................................4
1.1.Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu, phân loại.......................................................4
1.1.2. Công dụng...................................................................................................4
1.1.3 Yêu cầu.........................................................................................................5
1.1.4. Phân loại......................................................................................................6
1.2. Cấu tạo chung của hệ thống treo....................................................................8
1.2.1. Bộ phận đàn hồi...........................................................................................8
1.2.2. Bộ phận dẫn hướng...................................................................................11
1.3. Lựa chọn phương án thiết kế........................................................................13
1.4. Nội dung, phương pháp nghiên cứu.............................................................13
1.4.1. Phương pháp nghiên cứu...........................................................................13
1.4.2. Nội dung....................................................................................................13
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO.......................14
2.1. Tính tốn các thơng số cơ bản......................................................................14
2.1.1. Các thơng số ban đầu.................................................................................14
2.1.2. Tính các thơng số cơ bản...........................................................................15
2.2. Tính tốn thiết kế hệ thống treo trước..........................................................22
2.2.1. Xây dựng đường đặc tính của hệ thống treo trước....................................22
2.2.2. Động học hệ treo hai đòn ngang................................................................23
2.2.3. Chọn và kiểm bền các bộ phận chính........................................................34
2.3. Tính tốn hệ thống treo sau..........................................................................50
2.3.1. Xây dựng đường đặc tính của hệ thống treo sau.......................................50
2.3.2.Tính tốn nhíp............................................................................................51
2.3.3. Chọn và tính bền một số bộ phận chính....................................................60
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐỐN VÀ BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG
TREO..................................................................................................................72
3.1. Chẩn đoán và bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo trước...............................72
1

3.1.1. Chẩn đốn hệ thống treo trước..................................................................72
3.1.2. Trình tự tháo hệ thống treo trước..............................................................72
3.1.3. Bảo dưỡng và sửa chữa.............................................................................74
3.1.4. Lắp hệ thống treo trước.............................................................................75
3.2. Chẩn đoán và bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo sau..................................75
3.2.1 Chẩn đoán hệ thống treo sau......................................................................75
3.2.2. Trình tự tháo hệ thống treo sau.................................................................76
3.2.3. Bảo dưỡng sửa chữa..................................................................................77
3.2.4. Trình tự lắp hệ thống treo sau...................................................................78
KẾT LUẬN........................................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................80

2


LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự phát triển kinh tế hiện nay, ơtơ ngày càng đóng một vai trị hết
sức quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nền
công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển ngày càng cao, đã cho ra đời nhiều loại
xe ô tô hiện đại phục vụ cho nhu cầu sử dụng của con người. Việc thiết kế các
hệ thống, các cụm chi tiết trên ôtô ngày càng được quan tâm nghiên cứu nhằm
nâng cao chất lượng của ôtô.
Đối với Việt Nam mới chỉ là nhập linh kiện, phụ tùng lắp ráp từ nước ngồi
cùng với đó là thuế nhập khẩu,thuế xuất khẩu, thuế tiêu thụ đặc biệt… Đã làm
cho giá xe tăng cao, gây khó khăn cho người tiêu dùng. Ngồi ra khi xe chuyển
động trên đường có rất nhiều yếu tố tác động như: Tải trọng, vận tốc chuyển
động, lực cản khơng khí, điều kiện mặt đường những yếu tố này luôn luôn thay
đổi và gây ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình chuyển động của xe. Chúng làm

quá trình chuyển động của xe mất ổn định, gây mệt mỏi cho người sử dụng, làm
giảm tuổi thọ của xe và đặc biệt là gây mất an tồn tính mạng cho người ngồi
trên xe. Hệ thống treo trên ơtơ có vai trị hết sức quan trọng, nó góp phần nâng
cao độ êm dịu và an tồn chuyển động của ơtơ. Có rất nhiều hệ thống treo với
cấu tạo, chức năng và cơng dụng khác nhau, mỗi loại lại có các ưu, nhược điểm
riêng. Việc thiết kế một hệ thống treo phù hợp với các thông số kết cấu của xe sẽ
nâng cao tính tiện nghi và độ êm dịu cho xe.Với các lý do trên em chọn đề
tài“Tính tốn thiết kế hệ thống treo xe du lịch ” với mục đích xây dựng quy
trình tính tốn thiết kế cho một xe cụ thể để phục vụ cho ngành công nghiệp ô tô
trong nước ngày càng phát triển.
Trong quá trình nghiên cứu đồ án, em nhận được sự giúp đỡ của các thầy
trong bộ môn, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Thành Phương đã giúp
em thực hiện đồ án của mình nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên khơng
tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy thơng cảm và đóng góp ý kiến để
đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2023
Sinh viên thực hiện
Phan Trọng Lưu
3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
1.1.Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Nhiệm vụ
- Tiếp nhận và dập tắt các dao động của mặt đường với ô tô;
- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh;
- Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe trong
mọi điều kiện chuyển động.
1.1.2. Công dụng
Hệ thống treo là tập hợp tất cả các cơ cấu để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ôtô

với các cầu hay hệ thống chuyển động. Hệ thống treo được hiểu ở đây 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 thực hiện cho bánh xe chuyển động tương đối theo phương
thẳng đứng 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 khơng 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;
+ Xác định động học chuyển động của bánh xe, truyền lực kéo và lực phát
sinh ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, lực bên và các mômen phản
lực đén gầm và thân xe;
+ Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đường
không bằng phẳng;
+ Khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng xẽ chịu ảnh hưởng
của những dao động do mặt đường mấp mô gây ra. Những dao động này ảnh
hưởng xấu đến tuổi thọ của xe, hàng hoá, và đặc biệt là người ngồi trên xe. Vì
vậy, tính êm dịu của xe là một trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá chất
lượng của xe;

4


+ Khi ơ tơ chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động,
các dao động và các va đập trên xe để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện
tính ổn định.
1.1.3 Yêu cầu
a. Phần tử đàn hồi
Phần tử đàn hồi dùng để nối đàn hồi giữa bánh xe và thân xe, làm giảm các
va đập đột ngột từ đường lên, đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi ô tô chuyển động.

Để thực hiện các nhiệm vụ trên, phần tử đàn hồi phải có độ cứng phù hợp với tải
trọng của xe, nhằm tạo ra dao động với tần số thấp của thân xe theo yêu cầu đề
ra (do tải trọng của xe thực tế là ln biến động, có lúc ơ tơ đủ tải, có lúc ơ tơ
non tải, do vậy cần thiết phải có phần tử đàn hồi thay đổi độ cứng theo tải
trọng). Chuyển dịch của phần tử được treo không quá lớn. Kết cấu nhỏ gọn, đảm
bảo trọng tâm xe thấp. Làm việc tin cậy an toàn, tuổi thọ cao, chăm sóc bảo
dưỡng đơn giản, thuận tiện, q trình làm việc êm dịu khơng có sự va đập cứng.
b. Phần tử dẫn hướng
Phần tử dẫn hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và mô men
từ mặt đường lên khung xe (hay vỏ xe). Động học của phần tử dẫn hướng xác
định đặc tính dịch chuyển của bánh xe đối với khung xe và ảnh hưởng tới tính
ổn định và tính quay vịng của ơ tơ. Để thực hiện chức năng, nhiệm vụ trên,
phần tử dẫn hướng cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:
+ Giữ nguyên động học bánh xe khi ô tô chuyển động;
+ Với các bánh xe dẫn hướng nên tránh sự thay đổi góc nghiêng  vì khi 
thay đổi làm trụ đứng nghiêng về sau, nên độ ổn định của xe kém đi. Khi bánh
xe dịch chuyển thẳng đứng cũng làm thay đổi độ chụm bánh xe (thay đổi góc 
), làm thay đổi quĩ đạo chuyển động của ô tô làm cho ô tô không bám đúng
đường;
+ Đảm bảo truyền lực ngang, lực dọc, mô men từ bánh xe lên khung xe mà
không gây biến dạng rõ rệt, không làm dịch chuyển các chi tiết của bánh treo;
+ Giữ được đúng động học của dẫn động lái, nghĩa là sự dịch chuyển thẳng
đứng và sự quay quanh trụ đứng của bánh xe không phụ thuộc vào nhau;
5


+ Độ nghiêng của thùng xe trong mặt phẳng ngang phải bé. Bộ phận hướng
có ảnh hưởng đến khoảng cách giữa các phần tử đàn hồi (khoảng cách nhíp), tuỳ
theo bộ phận hướng mà ta có khoảng cách này lớn hay bé, bộ phận nhíp cịn ảnh
hưởng đến vị trí tâm của độ nghiêng bên;

+ Bộ phận hướng phải đảm bảo bố trí hệ thống treo trên ơ tơ thuận tiện;
+ Kết cấu bộ phận hướng đơn giản dễ sử dụng, chăm sóc, bảo dưỡng;
+ Trọng lượng phải nhỏ, đặc biệt là phần không được treo.
c.Phần tử giảm chấn
Giảm chấn để dập tắt các dao động của thân xe và lốp xe bằng cách
chuyển cơ năng của các dao động thành nhiệt năng, đảm bảo độ êm dịu cần
thiết cho xe khi chuyển động. Trên ô tô hiện nay chủ yếu sử dụng giảm chấn
thuỷ lực.
Để đảm bảo thực hiện được nhiệm vụ trên, giảm chấn cần phải:
+ Dập tắt nhanh các dao động của thân xe có tần số và biên độ lớn;
+ Dập tắt chậm các dao động của thân xe có tần số và biên độ nhỏ;
+ Hạn chế các lực truyền qua giảm chấn lên thân xe;
+ Làm việc ổn định khi ô tô chuyển động trong các điều kiện đường xá
khác nhau và nhiệt độ khơng khí khác nhau;
+ Có tuổi thọ cao;
+ Trọng lượng, kích thước bé, giá thành hạ.
1.1.4. Phân loại
a. Theo bộ phận đàn hồi
Theo bộ phận đàn hồi hệ thống treo được chia ra thành những loại sau đây:
-Loại lò xo;
-Loại nhíp;
-Loại thanh xoắn;
-Loại thủy khí;
-Loại cao su;
-Loại hơi(khí);
- Loại liên hợp.
6


7

b.Theo bộ phận dẫn hướng
Theo đặc điểm của bánh xe và các cách bố trí các bộ phận trên theo các
cách khác nhau sẽ chia ra làm 2 nhóm là: hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống
treo độc lập.
*Hệ thống treo phụ thuộc
Trong hệ thống treo phụ thuộc các bánh xe được đặt trên một dầm cầu liền,
bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền đó. Do đó sự
dịch chuyển của một bánh xe theo phương thẳng đứng sẽ gây nên chuyển vị nào
đó của bánh xe phía bên kia.Trong hệ thống treo phụ thuộc có các loại sau:
-Loại dầm xoắn;
-Loại 4 thanh nối;
-Loại lị xo (lá nhíp).
*Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập là hệ thống treo co chuyển vị của các bánh xe trên
cùng 1 cầu là độc lập đối với thùng xe (Khi một bánh xe chuển vị không xảy ra
chuyển vị liên kết của bánh xe còn lại). Trong hệ thống treo độc lập còn được
phân ra các loại sau:
-Dạng treo 2 đòn ngang;
-Dạng treo Mc.Pherson;
-Hệ treo 2 đòn dọc;
-Hệ treo đòn chéo.

1

1

5

2

34

5 2

a) Hệ thống treo phụ thuộc

b) Hệ thống treo độc lập

Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống treo
8

3


1. Thùng xe; 2 .Bộ phận đàn hồi; 3.Bộ phận giảm chấn; 4. Dầm cầu
5. Các đòn liên kết của hệ treo
1.2. Cấu tạo chung của hệ thống treo
Trên ô tơ hiện nay thường sử dụng 2 nhóm hệ thống treo là hệ thống treo
phụ thuộc và hệ thống treo độc lập. Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhiều ở ơ
tơ tải cịn hệ thống treo độc lập được sử dụng ở nhiều ô tô du lịch.Hệ thống treo
gồm 3 bộ phận cơ bản là: Bộ phận dẫn hướng, bộ phận đàn hồi và bộ phận giảm
chấn.
1.2.1. Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi là bộ phận mềm nối giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biến
đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người (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. Nó bao gồm 1 hay 1 số phần tử đàn hồi và
được chia ra loại phần tử đàn hồi bằng kim loại ( nhíp, lị xo trụ, thanh xoắn) và

phần tử đàn hồi phi kim loại ( vấu cao su, khí nén, thuỷ khí…).
*Bộ lá nhíp
Bộ nhíp lá được cấu tạo bởi các lá nhíp dẹt tiết diện hình chữ nhật,có độ dài
và bán kính cong khác nhau, xếp chồng lên nhau. Các lá nhíp được bắt chặt với
nhau và chống xơ dọc bằng bu lông chữ U, chống xô ngang bằng các quang nhíp
phụ.
2

1

6
3
4
5

Hình 1.2. Bộ phận đàn hồi loại nhíp
1. Khung xe ; 2. Vấu chống va đập; 3. Chốt
4. Lá nhíp; 5.Quang nhíp; 6 .Quang treo.

9


*Lò xo trụ
Lò xo trụ chủ yếu sử dụng trong ô tô du lịch làm bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ
có thể có tiết diện trịn hay vng.

Hình 1.3. Lò xo trụ.
1. Dầm cầu; 2. Đòn dưới; 3.Lò xo trụ.
Lò xo trụ được làm từ dây thép lò xo đặc biệt, quấn thành hình ống. Khi đặt
tải lên lị xo, dây lị xo sẽ bị xoắn do nó bị nén. Lúc này, năng lượng ngoại lực

được dự trữ và va đập bị giảm bớt. Lò xo được dùng nhiều ở xe du lịch với hệ
thống treo độc lập.
*Thanh xoắn
Thanh xoắn được dùng ở một số ô tô du lịch, có kết cấu đơn giản nhưng bố
trí khó khăn vì thanh xoắn có chiều dài khá lớn. Nó là một thanh bằng thép lị
xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó cản lại “sự lắc” của xe. Một đầu thanh xoắn
được cố định vào khung, đầu kia gắn vào kết cấu chịu tải xoắn.Thanh xoắn cũng
có thể được dùng làm thanh ổn định.
*Đàn hồi loại khí
1

2
3

Hình 1.4. Bộ phận đàn hối loại khí.
1. Bình chứa khí; 2. Bộ giảm chấn; 3. Bộ dẫn hướng.

10


Bộ phận đàn hồi loại khí có cấu tạo theo kiểu bình cao xu, trong đó có chứa
khí nén.
Có thể tự động thay đổi độ cứng của hệ thống treo ( bằng cách thay đổi áp
suất bên trong phần tử đàn hồi ) để cho ứng với tải trọng tĩnh khác nhau thì độ
võng tĩnh và tần số dao động riêng khơng đổi.
*Đàn hồi thuỷ khí
1
2
5
3

4

Hình 1.5. Bộ phận đàn hồi thủy khí.
1. Chất khí; 2. Pít tơng ngăn cách; 3. Van tiết lưu
4. Pít tơng và địn đấy giảm chấn; 5. Chất lỏng
Bộ phận đàn hồi thủy khí là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thủy lực và
cơ cấu chấp hành là khí nén.Hệ treo thuỷ khí có bộ phận đàn hồi và giảm chấn
kết hợp. Bộ phận thuỷkhí có 2 buồng: Buồng trên là khí nén, buồng dưới là chất
lỏng. Ngăn cách 2 buồng là màng cao xu hoặc piston. Phần thân là ống giảm
chấn. Bên trong ống giảm chấn là chất lỏng điền đầy giữa ống xi lanh và piston,
có các van tiết lưu cho phép dầu chảy qua. Do làm kín chất lỏng dễ dàng hơn
chất khí nên bộ phận đàn hồi thủy khí gọn hơn bộ phận đàn hồi khí.
*Đàn hồi loại cao su
Trên xe con các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm
chấn. Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe nhằm hạn
chế hành trình làm việc của bánh xe. Vấu cao su hấp thụ dao động nhờ sinh ra
nội ma sát khi nó bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực.

11


1.2.2. Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận dẫn hướng dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển
của các bánh xe tương đối với khung hay vỏ xe. Nó còn được dùng để truyền lực
dọc (lực kéo hoặc lực phanh), lực ngang cũng như các mô men phản lực và mơ
men phanh.
Bộ phận dẫn hướng phải có kết cấu đơn giản và dễ sử dụng. Điều này phụ
thuộc vào số khớp, số điểm phải bôi trơn của hệ thống treo và số các đăng ( đối
với bánh xe chủ động ).Trọng lượng bộ phận dẫn hướng và đặc biệt là phần

không được treo phải nhỏ. Khi giảm được trọng lượng phần không được treo sẽ
làm tăng độ êm dịu của xe.

a

a

L3
L2

a
h
L

a
h
Z

z

1

a

L

h

1

L

Z

2

3

Hình 1.6. Bộ phận dẫn hướng
1 .Bộ phận dẫn hướng 1 đòn ngang; 2. Bộ phận dẫn hướng 2 đòn ngang bằng
nhau;3. Bộ phận dẫn hướng hai đòn ngang không bằng nhau.
1.2.3. Bộ phận giảm chấn
Hiện nay thường dung hai loại giảm chấn:
- Giảm chấn đòn;
- Giảm chấn ống: Giảm chấn 1 lớp vỏ và giảm chấn 2 lớp vỏ.
*Bộ giảm chấn địn
Giảm chấn địn có cấu tạo như hình vẽ. Thân giảm chấn được bắt với
khung xe, cần lắc nối với dầm cầu. Bên trong giảm chấn có xi lanh, 2 piston tì

12


vào cam quay có gắn van 1 chiều, các van tiết lưu và đường dẫn dầu nối các
không gian A và B. Bên trong xi lanh chứa dầu.
2

3
4

B

A

5

8
12
11

9

10

7 6

Hình 1.7. Bộ phận giảm chấn đòn
1.Cam quay; 2. Mức dầu; 3. Cần lắc; 4. Đòn dọc; 5. Gắn với dầm cầu;
6. Van tiết lưu 2; 7. Đường dầu 2;8. Van 1 chiều;9. Đường dầu 1;
10. Van tiết lưu 1; 11. Lò xo yếu; 12. Lò xo van mạnh
*Bộ phận giảm chấn ống
- Bộ phận giảm chấn ống 1 lớp vỏ















Hình 1.8. Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống thuỷ lực
một lớp vỏ có tác dụng hai chiều
1. Van 1chiều; 2. Đũa đẩy; 3. Cụm làm kín; 4. Xy lanh;
5.Buồng chứa dầu; 6. Pít tơng; 7. Van một chiều;8. Khoang chứa khí
- Giảm chấn ống hai lớp vỏ

13


Hình 1.9. Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai
lớp vỏ có tác dụng hai chiều
Trong đó: 1. Khoang vỏ trong; 2. Phớt làm kín; 3. Bạc dẫn hướng;
4. Vỏ chắn bụi; 5. Đũa đẩy; 6. Piston; 7. Van cố định; 8. Vỏ ngoài
1.3. Lựa chọn phương án thiết kế
Căn cứ vào nhiệm vụ đồ án được giao và phân tích kết cấu của các hệ
thống treo ở trên, từ nhiệm vụ đề tài được giao là: “Tính tốn thiết kế hệ thống
treo xe du lịch ”. Sinh viên chọn phương án thiết kế treo cầu trước là hệ thống
treo độc lập dùng đòn kép thanh xoắn, hệ treo cầu sau loại nhíp với ống giảm
chấn.
1.4. Nội dung, phương pháp nghiên cứu
1.4.1. Phương pháp nghiên cứu
Đồ án được thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, thơng qua
việc tính toán thiết kế theo các tài liệu tiêu chuẩn đã được cơng bố, cùng với đó
là kết hợp nghiên cứu tham quan thực tế đối với loại xe cơ sở thiết kế.

1.4.2. Nội dung
Đồ án gồm ba chương:
-Chương 1: Tổng quan về hệ thống treo;
-Chương 2: Tính tốn thiết kế hệ thống treo;
-Chương 3: Chẩn đoán và bảo dưỡng sửa chửa hệ thống treo.

14


CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
2.1. Tính tốn các thơng số cơ bản
2.1.1. Các thơng số ban đầu
T
T
1

Tên thơng số
Kích thước bao

Ký hiệu

Đơn

Giá trị

LxBxH

vị
mm

4805x1770x18

2

Chiều dài cơ sở

L

0

mm

90
2680

3

Chiều rộng cơ sở trước / sau

B

0

mm

1480/1455

4
5

Khoảng sáng gầm xe
Trọng lượng không tải

h s
G0

mm
kg

210
1650

Phân bố lên cầu trước

G01

775.5

Phân bố lên cầu sau
Trọng lượng toàn bộ

G02
Ga

874.5
2210

Phân bố lên cầu trước

Ga1

994.5

7

Phân bố lên cầu sau
Khối lượng không treo cầu trước

Ga2
Mkt

kg

1215.5
103,4

8

Khối lượng không treo cầu sau
Cơng st cực đại

Mks
Nemax

kw/vg

116,6
81/3900

9

Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng

0

Độ

11

10 Sự thay đổi góc nghiêng ngang trụ



Độ

3

đứng
11 Góc nghiêng ngang bánh xe

o

Độ

0

12 Bán kính vết bánh xe quay quanh trụ

ro

mm

16

đứng
13 Chiều dài trụ đứng
14 Tâm quay tức thời của thùng xe nằm

Kr
hs

Mm
mm

160
50

6

dưới mặt đường
\

15

kg


2.1.2. Tính các thơng số cơ bản
a.Chế độ tải tĩnh
Khối lượng phần treo trước ở trạng thái không tải : MT0 = G01 -Mkt

 MT0 = 775,5 -103,4= 672,1kg.
Khối lượng phần treo trước ở trạng thái đầy tải : MT1 = Ga1 -Mkt
 MT1 = 994,5 -103,4 = 891,1kg.
Trọng lượng phân bố lên cầu sau khi không tải:
Zos = Goa.9,81= 874,5. 9,81= 8578,85 (N)
Trọng lượng phân bố lên cầu sau khi đầy tải:
Zas = G2a.9,81= 1215,5. 9,81= 11924 (N)
Tải trọng tác dụng lên 1 bên nhíp sau khi khơng tải:
Z so =

Z 0 S −Gks . 9 ,81 8578 ,85−116, 6 . 9 , 81
=
=3717 , 5( N )
2
2

Tải trọng tác dụng lên 1 bên nhíp sau khi đầy tải:
Z ts =

Z as −G ks . 9 , 81 11924−116 ,6 . 9 , 81
=
=5390 , 1( N )
2
2

Phản lực từ mặt đường tác dụng lên một bánh xe phía sau:
Z bs 

Gt 1215,5


607,75( Kg ) 6077,5 N
2
2

* Xác định độ cứng của hệ thống treo trước (độ cứng của lị xo )
Độ cứng của lị xo Ct được tính tốn theo điều kiện kết quả tính được phải
phù hợp với tần số dao động trong khoảng n = 60  90 l/ph .chọn sơ bộ n=80
Độ cứng của hệ thống treo được tính tốn theo cơng thức :
Ct =

Mt
2 .2

với  =

2 n
( 60 )2

Độ cứng của một bên hệ treo ở trạng thái không tải:
MT 0
672,1  .80
2
C = 2 .2 = 2 ( 30 ) = 23561,38 ( N/m).
0
T

Độ cứng của một bên hệ treo ở trạng thái đầy tải:
M T1
891,1  .80
2

2
C = 2 . = 2 ( 30 ) = 31238,72 (N/m).
1
T

16


Độ cứng của một bên hệ treo lấy từ giá trị trung bình:
Ct1 Ct0
1

C T = 2 2 = 2 (23561,38 +31238,72) = 27400,05 ( N/m)

 Xác định hành trình tĩnh của bánh xe (Độ võng tĩnh của hệ treo)
Độ võng tĩnh của hệ treo:
891,1.9,81
M T1 g
ft = 2 . CT = 2.27400, 05 = 160 (mm).

Kiểm nghiệm lại độ võng tĩnh với C T = 27400,05 (N/m).
M .g
Từ công thức: f = 2.CT
0
T

M T 0 .g
672,1.9,81
 Ở chế độ không tải: f = 2.CT = 2.27400,05 = 120 (mm).
0

T

g
0
T

Mà: f = 

2
ot

9,81
  = 0,12 =81,75
2
t0

  t 0 = 81, 75 = 9,04 (rad/s).
Từ công thức: n
 Ở chế độ đầy tải: f

1
Tt

Mà: f

30. ot
30.9, 04
=  = 
= 86,37 (l/ph) .

M T 1.
891,1.9,81
g
= 2.CT = 2.27400, 05 = 160 (mm).
g

1
T

ot

=

2
t1

9,81
  = 0,16 =61,31
2
t1

  t1 = 61,31 = 7,8 (rad/s).
Từ công thức: n 1t

30.1t
30.7,8
=  =  = 74,52 (l/ph) .

Qua kiểm nghiệm ta thấy ở cả hai chế độ không tải và đầy tải tần số dao
động đều nằm trongkhoảng 6090 (l/ph) đảm bảo được yêu cầu đặt ra. Do đố

với bộ phận đàn hồi cố độ cứng C T = 27400,05(N/m) thoả mãn được u cầu
tính tốn thiết kế.
 Xác định hành trình động của bánh xe (độ võng động của hệ treo):
fđ = (0.7 1.0)ftChọn fđ = 0,8ft = 0,8.160 = 128(mm)
17


Sử dụng kết quả này để đặt ụ cao su hạn chế hành trình trên và dưới của
bánh xe. Với ụ hạn chế bằng cao su lấy đoạn biến dạng bằng 0,10,2 của toàn
bộ chiều dài ụ.
 Kiểm tra hành trình động của bánh xe: theo điều kiện đảm bảo khoảng
sáng gầm xe tối thiểu Hmin
Theo điều kiện: fđ H0 - Hmin
Trong đó: - H0: Khoảng sáng gầm xe ở trạng thái chịu tải tĩnh
- Hmin: Khoảng sáng gầm xe tối thiểuHmin = 210 (mm)
 H0  fđ + Hmin = 128+ 210 = 338(mm).
 H0 338 (mm)
Đối với cầu trước cần kiểm tra hành trình động để khơng xẩy ra va đập cứng
vào ụ đỡ trước khi phanh:
Khi phanh dưới tác dụng của lực quán tính, trọng tâm của xe sẽ dịch
chuyển và đầu xe sẽ bị dìm xuống, lúc này fđ sẽ thay đổi .
hg

Từ công thức: fđ ft .max. b
Trong đó:- Hệ số bám max = 0,7.
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau:
b =L.55 =2680.55 =1,474 (m)
- Chiều dài cơ sở xe L = 2680( mm).
- Chiều cao cơ sở xe hg = 550 (mm).
550

 fđ  163 .0,7. 1474 = 42,57 (mm).

18


Pj

L
G

G
hg

Pp
Z1

b

a

a

b

Z2

Hình 2.1. Sơ đồ phân bố lực
*Xác định độ võng tĩnh của hệ treo ở trạng thái không tải tĩnh:
fOT 

M T 0. . fT 672,1

.160 120
MT1
891,1
(mm).

Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn: KTB
Hệ số dập tắt dao động của hệ treo:
D = 2..(rad/s).
Trong đó: - : Hệ số cản tương đối  = 0,2.
2 .n 2. .80
- = 60 = 60 =8,4 (rad/s).

 D = 2.0,2.8,4=3,36 (rad/s).
Hệ số cản trung bình của giảm chấn quy dẫn về bánh xe:
KTB

M T1
891,1
= 2 .D = 2 . 3,36 = 1497,05 (Ns/m).

* Xác định độ cứng của HTT sau
n

Ta có:

30
ft

ft: Độ võng tĩnh của hệ thống treo (m)
Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo sau: ntr= 75 (lần/phút).
2

Vậy độ võng tĩnh:

2

 30 
 30 
f t 
   0,16(m) 16(cm)
 75 
 ntr 

Độ cứng sơ bộ của hệ thống treo:

Ct 

Gtt 5390,1

336,88( N / cm)
fts
16

*Xác định độ võng tĩnh của hệ treo ở trạng thái không tải tĩnh:
19


fOS 

M 0 S . . fT
874,5  116, 6

.160 110
M S1
1215,5  116, 6
(mm).

Độ võng động (fđ): fđ=0.75ft = 0.75.16 = 12 (cm)
Độ võng tổng cộng: f0 = fđ + ft = 16 + 12 = 28 (cm)
f d  f t 120  160

1, 75
160
- Kđ: hệ số tải trọng động Kđ= ft

b.Chế độ tải trọng động
*Các lực tác dụng lên bánh xe

Hình 2.2. Lực tác dụng lên bánh xe
 Lực dọc:Fx(gồm lực kéo Pk và lực Pp)
-Lực kéo Pk xuất hiện do Mk(mômen kéo ) của xe chủ động tác dụng lên
mặt đường Pk=Z.x
Trong đó: Z- Trọng lượng bám(tải trọng thẳng đứng)
x-Hệ số bám dọc
 Lực bên:Fy xuất hiện do tác dụng của mặt đường lên bánh xe khi ơtơ vào
vịng cua,hay do tác dụng của mặt đường(mặt đường nghiêng)hoặc gió
ngang.
Fy=Z.y

Trong đó: Z -Tải trọng tác dụng lên bánh xe theo phương thẳng đứng
y: Hệ số bám ngang.
 Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng gây ra phản lực thẳng đứng
tại bánh xe:Z=G.g
Trong đó: - G: Khối lượng phần treo +không treo tác dụng lên bánh xe.
- g: Gia tốc trọng trường.
20