tính toán thiết kế hệ thống phanhtreolái xe 25 chỗ ngồi

LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
58



CHƯƠNG III

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO














LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
59
III.1 - NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI , ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC
1. Nhiệm vụ
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ôtô với các c ầu. Nhiệm vụ
chủ yếu của hệ thống treo là giúp ôtô chuyển động êm dòu khi đi qua các mặt
đường không bằng phẳng. Ngoài ra hệ thống treo còn dùng để truyền các lực và

môment từ bánh xe lên khung hoặc vỏ xe. Trong đó từn g bộ phận của hệ thống có
các chức năng sau:

Bộ phận đàn hồi làm giảm nhẹ các tải trọng động tác dụng từ bánh xe
lên khung và đảm bảo độ êm dòu cần thiết khi chuyển động.

Bộ phận dẫn hướng để truyền lực dọc , ngang và mômen từ đường lên các
bánh xe. Động học của bộ phận dẫn hướng xác đònh tính chất dòch chuyển
tương đối của bánh xe đối với khung.

Bộ phận giảm chấn để dập tắt các dao động của phần được treo và không
được treo của ôtô.
2. Phân loại
Có nhiều cách phân loại hệ thống treo tùy theo tiêu chí mà mỗi người đ ưa ra
để phân loại.
Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng:

Hệ thống treo phụ thuộc giữa hai bánh xe bên phải và bên trái

Loại riêng và loại thăng bằng

Hệ thống treo độc lập giữa hai bánh xe bên phải và bên trái

Loại dòch chuyển bánh xe trong mặt phẳng dọc

Loại dòch chuyển bánh xe trong mặt phẳng ngang

Loại nến với bánh xe dòch chuyển tr ong mặt phẳng đứng
Theo bộ phận đàn hồi:


Loại bằng kim loại

Hệ thống treo loại nhíp lá
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
60

Hệ thống treo loại lò xo xoắn ốc

Hệ thống treo loại thanh xoắn

Loại khí

Loại bọc bằng cao su -sợi

Loại bọc bắng màng

Loại ống

Loại thủy lực

Hệ thống treo loại thuỷ khí kết hợp
3. Yêu cầu

Độ võng tónh ft (sinh ra dưới tác dụng của tải trọng tónh) phải nằm trong
giới hạn đủ đảm bảo tần số dao độïng thích hợp cần thiết.

Độ võng động fđ (si nh ra khi ôtô chuyển động) phải đủ đảm bảo vận tốc
chuyển động của ôtô trên đường xấu nằm trong giới hạn cho phép. Ở giới hạn
này không có sự va đập lên bộ phận hạn chế.


Động học của các bánh xe dẫn hướng vẫn giữ đúng khi các bánh xe dẫn
hướng dòch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng (nghóa là chiều rộng cơ sở và
các góc đặt trụ đứng của bánh dẫn hướng không đổi).

Có hệ số cản thích hợp để dập tắt nhanh dao động của vỏ và các bánh xe.

Đảm bảo sự tương ứng giữa động học của bánh xe với động học của dẫn
động lái, dẫn động phanh.

Giảm tải trọng động khi ôtô qua đường ghồ ghề.

Phải đảm bảo an toàn, dễ sửa chữa, thay thế và giá thành hợp l ý. Ngoài ra
có thể chế tạo được với trình độ công nghệ sản xuất trong nước.
4. Điều kiện làm việc

Làm việc trong điều kiện luôn chòu tải trọng tác dụng từ khối lượng được
treo lên hệ thống.

Chòu tác động của các phản lực từ mặt đường tác dụng ngược lên.
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
61

Các bộ phận trong hệ thống làm việc trong điều kiện bò biến dạng, va dập
và dòch chuyển tương đối.
III.2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
Hiện nay trên ôtô sử dụng hệ thống tr eo với nhiều dạng khác nhau. Có kết cấu
thay đổi tùy theo từng xe cụ thể, tùy theo nhà sản xuất. Nhưng nhìn chung chúng
đều nằm ở hai dạng là hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.

1. Hệ thống treo phụ thuộc
Nguyên lý hoạt động
Hai bánh xe trái và phải được nối nhau bằng một dầm cứng nên khi dòch chuyển
một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe còn lại cũng dòch chuyển. Do đó
hệ thống treo phụ thuộc không thể đảm bảo đún g hoàn toàn động học của bánh xe
dẫn hướng.
Hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng trong hệ thống treo cầu sau của
ôtô du lòch và ở tất cả các cầu của ôtô tải , ôtô khách loại lớn.
Ưu điểm

Trong quá trình chuyể n động, vết bánh xe được cố đònh do vậy không xảy
ra mòn lốp nhanh như ở hệ thống treo độc lập.

Khi ôtô quay vòng chỉ có thùng xe nghiêng còn cầu vẫn thăng bằng, do đó
lốp ít mòn.

Khi chòu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, g ió bên) hai bánh xe liên kết
cứng, vì vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe.

Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi vừa dẫn hướng
và giảm chấn.

Số khớp quay ít và không cần phải bôi trơn khớp quay .

Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ tháo lắp và sửa chữa, giá thành rẻ.
Khuyết điểm
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
62


Khi nâng một bên bánh xe lên, vết bánh xe sẽ thay đổi, phát sinh lực ngang
làm tính chất bám đường của ôtô kém đi và ôtô dễ bò trượt ngang. Hệ thống
treo ở các bánh xe, nhất là các bánh xe chủ động có trọng lượng phần không
được treo lớn.

Sự nối cứng bánh xe hai bên nhờ dầm liền làm phát sinh những dao động
nguy hiểm ở bánh xe trong giới hạn vận tốc chuyển động.

Nếu hệ thống treo phụ thuộc đặt ở bánh xe dẫn hướng, độ nghiêng của hai
bánh xe sẽ thay đổi khi một bánh xe dòch chuyển thẳng đứng , làm phát sinh
moment do hiệu ứng con quay , ảnh hưởng đến dòch chuyển góc của các cầu
và các bánh dẫn hướng quanh trục quay.

Khó bố trí các cụm của ôtô nếu đặt hệ thống treo phụ thuôc ở đằng trước .
Một số hệ thống treo phụ thuộc đang dùng phổ biến cho ôtô

Hệ thống treo có bộ phận đàn hồ i là nhíp lá

Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo trụ
1.1. Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá

a)

LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
63

b)
Hình III.1 - a) Hệ thống treo loại nhíp lá ở cầu không chủ động
b) Hệ thống treo loại nhíp lá ở cầu chủ động

Ưu điểm

Nhíp vừa là cơ cấu đàn hồi, vừa là cơ cấu dẫn hướng và một phần làm
nhiệm vụ giảm chấ n nghóa là thực hiện toàn bộ chức năng của hệ thống treo,
do đó kết cấu hệ thống treo sẽ đơn giản.

Với chức năng là bộ phận dẫn hướng, nhíp có thể truyền được lực dọc (lực
kéo hoặc lực phanh) và lực ngang từ bánh xe q ua cầu xe lên khung.

Chức năng đàn hồi theo phương thẳng đứng

Ngoài ra nhíp cũng có khả năng truyền các mômen từ bánh xe lên khung,
đó là mômen kéo hoặc mômen phanh.
Khuyết điểm

Trọng lượng nhíp nặng hơn tất cả bộ phận đa øn hồi khác, nhíp kể cả giảm
chấn chiếm từ 5,5% - 8% trọng lượng bản thân ôtô.
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
64

Thời hạn phục vụ ngắn do các ứng suất ban đầu, do trạng thái ứng suất
phức tạp, do lực động và lặp lại nhiều lần.

Đường đặc tính đàn hồi đòi hỏi phải là đường cong nhưng trong thực tế độ
cứng của bản thân nhíp lại là hằng số.

1.2. Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi là lò xo trụ
Hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi là lò xo trụ có thể được bố trí ở cầu
bò động (hình 2.a) hoặc ở cầu chủ động (hình 2.b).

Hình III.2 – Hệ thống treo phụ thuộc kiểu lò xo trụ
a) ở cầu trước, b) ở cầu sau
Ưu điểm

Nếu có cùng độ cứng và độ bền thì lò xo t rụ có trọng lượng nhẹ hơn nhíp
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
65

Lò xo trụ có tuổi thọ lớn hơn nhíp, khi làm việc giữa các vành lò xo không
có ma sát như giữa các lá nhíp, không phải bảo dưỡng và chăm sóc như chăm
sóc nhíp.
Khuyết điểm

Lòxo trụ chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi còn các nhiệm vụ dẫn hướng và giảm
chấn phải do các bộ phận khác đảm nhiệm, do đó kết cấu phức tạp


2. Hệ thống treo độc lập
Nguyên lý hoạt động
Hệ thống treo độc lập khi: hai bánh xe trái và ph ải không có quan hệ trực tiếp
với nhau. Khi dòch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng nằm ngang, bánh xe kia
vẫn đứng yên.
Hệ thống treo độc lập thường được sử dụng ở cầu trước ôtô du lòch, hiện nay
có một số loại ôtô sử dụng hệ thống treo độc lập cho tất cả các cầu.
Ư u điểm

Khi dòch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang bánh xe kia vẫn đứng
nguyên, do đó động học của bánh dẫn hướng được giữ đúng.


Khả năng quay vòng của xe tốt hơn vì khi quay vòng đảm bảo được vận tốc
quay của hai bánh xe trái và phải không bò ràng buộc nhiều như hệ thống treo
phụ thuộc.

Khối lượng không được treo của hệ thống nhỏ hơn so với hệ thống treo phụ
thuộc. Do đó tăng trọ ng lượng bám, tăng độ êm dòu của ôtô

Đảm bảo khi dòch chuyển , các bánh xe không làm thay đổi các góc đặt
bánh xe và chiều rộng cơ sở, do đó làm triệt tiêu hoàn toàn sự lắc củ a bánh xe
đối với trụ đứng, dẫn đến không phát sinh moment hiệu ứng con quay khi các
bánh xe dòch chuyển thẳng đứng.
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
66
Nhược điểm

Kết cấu phức tạp gồm nhiều chi tiết.

Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe không cố đònh do vậy xảy ra tình
trạng mòn lốp nhanh.

Khi chòu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe không liên
kết cứng, vì vậy xảy ra hiện tượng trượt bên bánh xe.
Một số hệ thống treo độc lập dùng cho ôtô

Treo trên đòn dọc

Treo trên 2 đòn ngang


Treo loại macpherso n

Treo trên đòn chéo

Treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn
2.1. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn treo dọc

Hình III.3 - Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi là lò xo với đòn treo dọc
1- Khung xe; 2- Phần tử đàn hồi lò xo; 3 - Giảm chấn ống thuỷ lực; 4 - Bánh xe; 5 -
Đòn treo dọc; 6 - Khớp bản lề
Ưu điểm

Dễ dàng tháo lắp tòan bộ cầu xe, kết cấu đơn giản

Có trọng lượng phần không được treo bé và chiều rộng cơ sở khô ng thay
đổi.
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
67



Giảm nhẹ được lực tác dụng lên đòn ngang và các khớp quay, đồng thời
không cần dùng đến thanh ổn đònh(dùng đòn liên kết có độ cứng nhỏ)

Không có moment hiệu ứng con quay ở bánh xe dẫn hướng , không gây nên
sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe , động học dẫn động lái đúng.
Nhược điểm

Đòi hỏi công nghệ hàn cao, tải trọng đặt lên cầu xe hạn chế và có thể

làm quay trục cầu xe khi đi trên đường vòng ở trạng thái quay vòng thừa.



2.2. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang
Sơ đồ của hệ thống treo độc lập hai đòn ngang có chiều dài bằng nhau gọi là
hệ thống treo có cơ cấu hướng hình bình hành.
Sơ đồ của hệ thố ng treo độc lập hai dòn ngang có chiều dài không bằng nhau
gọi là hệ thống treo có cơ cấu hướng hình thang.

Hình III.4 - a) Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang hình bình hành
b) Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang hình thang
Ưu điểm

Khắc phục được sự phát sinh moment hiệu ứng con quay.

Triệt tiêu được sự rung của bánh xe đối với trục đứng.

Khắc phục được sự thay đổi độ nghiêng mặt phẳng quay của bánh xe.

Trọng tâm xe thấp, độ nghiêng thùng xe khi chòu lực ly tâm nhỏ.

LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
68

Góc lệch và chuyển vò nhỏ nên có khả năng ổn đònh khi chuyển động ở tốc
độ cao

Khối lượng của phần không treo nhỏ đảm bảo độ êm dòu khi chuyển động

trên đường gồ ghề.
Nhược điểm

Kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian lớn trên xe.

Do sự thay đổi

tương đối lớn nên lốp nhanh mòn.

Độ ổn đònh ngang của bánh xe kém.

Động học của bánh xe phụ thuộc vào độ dà i của đòn dưới.

Chiều rộng cơ s ở cũng như độ nghiêng bên thay đổi.
2.3. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson

Hình III.5 - hệ thống treo kiểu Macpherson
Ưu điểm

Có khả năng điều chỉnh chiều cao thân xe khi xe chạy ở tốc độ cao

Tăng độ ổn đònh của phần thân vỏ xe nhờ bố trí thêm một thanh ổn đònh
Khuyết điểm

Kết cấu phức tạp, khó bảo dưỡng

Giá thành cao

LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO

69
2.4. Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo


Hình III.6 - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo
Ưu điểm

Tăng độ cứng vững nên tăng khả năng chòu lực ngang

Giảm thiểu sự thay đổi của go ùc đặt bánh xe (độ chụm, vết bánh xe và góc
nghiêng ngang của trụ đứng) xảy ra do bánh xe dao động trong phương thẳng
đứng.

Kết cấu đơn giản và chiếm ít không gian
Khuyết điểm

Giá thành cao






LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
70
2.5. Hệ thống treo độc lậ p, phần tử đàn hồi thanh xoắn


Hình III.7 - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn

Ưu điểm

Kết cấu, kích thước và trọng lượng của phần tử đàn hồi nhỏ.

Không gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện

Đảm bảo tính chòu lực cao cho xe trong mọi điều kiện .
Khuyết điểm

Giá thành cao
2.6. Hệ thống treo độc lập loại nến
Ưu điểm

Đảm bảo khi dòch chuyển bánh xe không làm thay đổi các góc đặt bánh xe

Trọng lượng phần không đượ c treo bé

Làm triệt tiêu hoàn toàn sự lắc của bánh xe với trụ đứng
Khuyết điểm

Lực ngang và moment do lực ngang ở bánh xe tác động lên cơ cấu đòn có
giá trò lớn, do đó tuổi thọ của cơ cấu giảm.

Độ dòch chuyển tònh tuyế n hai chiều của bộ phận hướng lớn nên khó giảm
ma sát, khó đảm bảo độ kín.

Khó bố trí hệ thống treo khi phần tứ đàn hồi là lò xo xoắn ốc

LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO

71
3. Hệ thống treo loại thăng bằng
Được sử dụng cho các loại ôtô ba cầu (có cầ u thứ hai và thứ ba gần nhau), ôtô
bốn cầu và nhiều rơmooc.
Ưu điểm

Đảm bảo tải trọng thẳng đứng tác động lên bánh xe ở các cầu như nhau,
cũng như là các bánh xe bên trái và các bánh xe bên phải .

Hình III.8 - Hệ thống treo thăng bằng

4. Hệ thống treo loại khí
Phần tử đàn hồi khí được sử dụng hiều trong các ôtô có trọng lượng phần được
treo lớn và thay đổi nhiều
Ưu điểm

Phần tử đàn hồi có thể tự thay đo åi độ cứng của hệ thống treo bằng cách
thay đổi áp suất bên trong phần tử đàn hồi.

Giảm được độ cứng của hệ thống treo làm tăng độ êm dòu .

Đẩy được sự cộng hưởng xuống vùng có tần số thấp hơn, giảm được gia tốc
thẳng đứng của buồng lái, giảm được sự dòch chuyển của vỏ và bánh xe.

Đường đặc tính của hệ thống treo khí là phi tuyến và tăng đột ngột trong cả
hành trình nén và hành trình trả. Do đó khối lượng phần được treo và không
được treo dù bò giới hạn do các dòch chuyển tương đối thì độ êm dòu của hệ
thống vẫn lớn.
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO

72

Không có ma sát trong phần tử đàn hồi, trọng lượng phần tử đàn hồi bé,
giảm được chấn động cũng như giảm được tiếng ồn từ bánh xe lên buồng lái.

Có thể thay đổi được ví trí của vỏ xe với mặt đường tức là thay đổi được
chiều cao chất tải.
Nhược điểm

Phải bố trí thêm hệ thống cung cấp khí như bình chứa, máy nén.

Hệ thống treo khí yêu cầu phải sử du ïng thêm phần điều chỉnh hệ thống
treo(điều chỉnh vò trí của thùng xe và điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo).

Kết cấu phức tạp.
5. Chọn phương án thiết kế hệ thống treo

Sau khi tìm hiểu và phân tích một số dạng hệ thốn g treo đang sử dụng
thực tế, kết hợp với thực tế các xe khách 25 chỗ hiện đang sử dụng trên thò
trường, tình hình sản xuất của các công ty ôtô trong nước, ta chọn hệ thống
treo cho cầu trước và cầu sau cho xe thiết kế là hệ thống treo phụ thuộc với
phần tử đàn hồi là nhíp.

Hệ thống treo này có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, sửa chữa và thay thế
nên giá thành rất cạnh tranh. Kết cấu của hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm
bảo được tính êm dòu của ôtô khi làm việc. Do một số tính chất mà chỉ có nhíp
mới có được (vừa là bộ phận đàn hồi, vừa là bộ hướng và có thể tham gia
giảm chấn). Mặc dù nhíp vẫn còn một số hạn chế nhưng vẫn có thể khắc phục
được tương đối tốt một số điểm còn chưa hoàn thiện.


Hệ thống treo cầu sau xe khách 25 chỗ dùng hệ thống treo phụ thuộc loại
nhíp lá ½ elip (đây vừa là bộ phận đàn hồi vừa là bộ phận hướng ), bộ phận
giảm chấn dùng loại thủy lực, loại tác động 2 chiều.
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
73
III.3 - THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG TREO

1. Kết cấu
Nhíp được làm từ các lá thép cong, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn đến
dài. Cụm nhíp được kẹp chặt lại với nhau ở vò trí giữ a bằng một bulông đònh tâm.
Hai đầu của lá nhíp dài nhất (lá nhíp chính) được uốn cong tạo thành tai nhíp (mắt
nhíp để gắn nhíp vào khung hay vào một dầm nào đó thông qua mõ nhíp và chốt
nhíp.

Hình III.9 - Kết cấu của nhíp
Lá nhíp chính làm việc căng hẳng nhất nên người ta chế tạo lá nhíp chính dày
hơn
Độ cong của mỗi lá nhíp được gọi là độ võng. Do lá nhíp ngắn có độ võng lớn
hơn, nên độ cong của nó lớn hơn các lá nhíp dài. Khi bulông đònh tâm được xiết
chặt các lá nhíp bò giảm độ võng một chút làm cho hai đầu lá phía dưới ép chặt vào
lá phía trên.
Sơ đồ đơn giản nhất của hệ thống treo phụ thuộc là hai nhíp có dạng nửa elip.
Tính chất dòch chuyển của cầu đối với vỏ phụ thuộc vào thông số của nhíp. Tổng
số khớp cả nhíp là sáu khớp (mỗi một nhíp có ba khớp ). Lực dọc X và moment
phản lực M
Y
truyền lên khung qua nhíp.
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO

74
Trong quá trình biến dạng, chiều dài của nhíp thay đổi nê n hai tai nhíp bắt lên
khung hoặc dầm có một đầu cố đònh còn một đầu di động. Đối với nhíp sau đầu cố
đònh ở phía trước đầu di động nằm ở phía sau, cách bố trí các đầu cố đònhvà di động
này phụ thuộc vào mối quan hệ giữa hệ thống treo và các hệ thống khác. Các lá
nhíp được đặt trên cầu.
Các lá nhíp chòu tải thì thớ trên chòu kéo, thớ dưới chòu nén nên tiết diện các lá
nhíp cá dạng như sau:

Hình III. 10- Tiết diện của các lá nhíp

2. Một số nhược điểm của nhíp

Trọng lượng lớn

Trọng lượng của nhíp nặmg hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác. Nhíp
kể cả giảm chấn chiếm từ (5.5

8)% trọng lượng bản thân ôtô.

Năng lượng đàn hồi biến dạng A (năng lượng biến dạng đàn hồi trên
một đơn vò thể tích phần tử đàn hồi ) Năng lượng biến dạng đàn hồi
của nhíp được tính theo công thức sau:

2
1 1
A
6 10 E

 

 
 
 

Trong đó:

_ ứng suất pháp tuyến (MN/m
2
)
E _ modun đàn hồi (MN/m
2
)

Khi

= 1000 MN/m
2
thì A = (0,5 ÷ 0,85) MN/m
2


Chọn A = 0, 5 MN/m
2


Năng lượng biến dạng đàn hồi A càng lớn thì thể tích và trọng
lïng nhíp càng lớn, trọng lượng nhíp phụ thuộc vào bình phương của
ứng suất, vì vậy cần thiết phải tìm mọi cách tăng độ bền của nhíp để
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO

75
ứng suất pháp tuyến tăng lên. Do đó trọng lượng nhíp sẽ giảm và thời
gian phục vụ t ăng lên.

Thời hạn phục vụ ngắn

Do các ứng suất ban đầu, do trạng thái ứng suất phức tạp, do lực động
và lặp lại nhiều lần. Độ mỏi của nhíp thấp hơn độ mỏi của phần tử
đàn hồi là thanh xoắn. Để tăng tuổi thọ của nhí p người ta thực hiện
các biện pháp sau:

Giảm bớt lực tác động lên nhíp. Để nhíp đỡ bò xoắn đầu nhíp dặt vào
trong các gối cao su và đua thêm ụ đỡ phụ để giới hạn moment tác
dụng lên nhíp khi phanh.

Giảm ứng suất trong nhíp

Bằng cách hạn chế biên độ trung bình của các dao động của bánh xe
với thùng xe. Ta đưa thêm vào các phần tử đàn hồi phụ (như cao su
làm việc chòu nén ) và làm tăng sức cản của các giảm chấn.

Có thể giảm ứng suất bằng cách thay đổi tiết diện ngang của lá nhíp
làm phân bố lạicác ứng suất pháp tuyến trong lá nhíp. Khi nhíp chòu
tải các lớp mặt trên của nhíp chòu kéo và các lớp mặt dưới chòu nén.
Vì giới hạn chòu mỏi của thép khi ké o kém hơn khi nén nên tiết diện
ngang của lá nhíp nên làm vác hai đầu. Làm như vậy đường trung hòa
sẽ dòch chuyển lên trên (so với kết cấu có tiết diện ngang là hình chữ
nhật) làm cho ứng suất kéo giảm đi. Ngoài ra nó cò n làm giảm ứng
suất tập trung ở các góc tiết diện.


Đầu lá nhíp làm theo hình trái xoan và mỏng hơn thân sẽ làm tăng
độ đàn hồi đầu lá nhíp. Đồng thời làm cho ứng suất trong nhíp phân
bố đều hơn và ma sát giữa các lá nhíp ít đi.

Tăng độ cứng bề mặt lá nhíp
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
76

Lá nhíp bò mỏi do ứng suất kéo, thường có vết nứt ở các góc của tiết
diện hay trên mặt làm việc của các lá(do ma sát giữa các lá nhíp sinh
ra ứng suất tiếp xúc cao kết hợp với điều kiện dao động gây nên)

Đường đặc tính của nhíp là đường thẳng
Đường đặt tính đàn hồi đòi hỏi phải là đường cong nhưng thực tế độ cứng của
nhíp lại là hằng số. Vì thế cần phải làm cho độ cứng của nhíp thay đ ổi theo tải
trọng. Có thể thay đổi độ cứng của nhíp một ít bằng cách đặt nghiêng móc treo
nhíp (khoảng 5
0
khi không tải ).

Ma sát giữa các lá nhíp cần hạn chế bé hơn (5

8)%

Có thể làm giảm ma sát bằ ng cách bôi trơn tốt các lá nhíp, giảm số
lá nhíp.

Đặt các tấm đệm giữa các lá nhíp không những làm giảm lực ma sát
mà còn làm quy luật thay đổi lực ma sát tốt hơn.

3. Bộ phận giảm chấn
3.1 Công dụng, yêu cầu và p hân loại của bộ phận giảm chấn
Công dụng

Giảm chấn để dập tắt các dao động của vỏ xe và lốp xe bằng cách chuyển
cơ năng của các dao động thành nhiệt năng.

Giảm chấn trên ôtô hiện nay chủ yếu là giảm chấn thủy lực nên ma sát
giữa chất lỏng và các lỗ tiết lưu là ma sát chủ yếu để dập tắt dao động.
Yêu cầu

Đảm bảo giảm trò số và sự thay đổi đường đặc tính của các dao động, đặc
biệt là:

Dập tắt càng nhanh các dao động nếu tần số dao động càng lớn. Mục đích
để tránh cho thùng xe khỏi bò lắc khi đi qua đường mấp mô lớn.

Dập tắt chậm các dao động nếu ôtô chạy trên đường ít mấp mô (độ lòi lõm
của đường càng bé và dày ).
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
77

Hạn chế các lực truy ền qua giảm chấn đến thùng xe.

Làm việc ổn đònh khi ôtô chuyển động trong các điều kiện đường xá khác
nhau và nhiệt độ không khí khác nhau.

Có tuổi thọ cao.


Trọng lượng và kích thước bé
Phân loại
Người ta phân loại giả m chấn theo hai đặc điểm sau:

Theo tỉ số của hệ số cản Kn trong hành trình nén (lúc lốp tiến gần đến
khung) và hệ số cản K
t
trong hành trình trả (lúc ôtô đi xa khung) ta có:

Loại tác dụng một chiều K
n
=0. Chấn động chỉ được dập tắt ở hành
trình trả tức là ứng với lúc bánh xe đi xa khung.

Loại giảm chấn hai chiều có đường đặc tính đối xứng. Chấn động bò
dập tắt ở cả hai hành trình nén và trả.

Loại giảm chấn hai chiều có đường đặc tính khô ng đối xứng. Chấn
động bò dập tắt ở cả hai hành trình nén và trả.

Theo van giảm tải

Loại có van giảm tải

Loại không có van giảm tải

Theo kết cấu

Loại đòn


Loại ống

3.2. Chọn phương án thiết kế bộ phận giảm chấn
Nguyên lý làm việc
Chất lỏng bò dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác qua những van tiết
lưu rất bé nên chất lỏng chòu sức cản chuyển động rất lớn. Sức cản làm dập tắt
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
78
nhanh các chấn động và năng lượng của dao động bò mất biến thành nhiệt năng
nung nóng chất lỏng chứa trong giảm chấn.
3.2.1. Giảm chấn đòn
Giảm chấn đòn hai chiều có pittông kép 2. Trong đó có đặt các van ngược làm
cho dầu ở bầu giảm chấn luôn chảy vào làm đầy buồ ng chứa 1 và 3. Pittông ngăn
xi lanh ra làm hai buồng chứa 1 và 3.Thể tích của buồng 1 và 3 thay đổi khi pittông
dòch chyển qua lại tương ứng với hành trình nén và trả nhờ cam quay 4 đặt vào
giữa pittông kép.
6
5
3
4
2
1

Hình III. 12 - Giảm chấn đòn
Trong hành trình nén nhẹ, pittông đi về bên phải, chất lỏng bò dồn từ buồng 3
qua buồng 1 qua một lỗ rất bé ở thanh van 5 và khe hở ở van 6, van 5 vẫn đóng.
Khi bò nén mạnh áp suất dầu tăng lên thắng được lực cản của lò xo làm van 6 mở
rộng. Chất lỏng chạy được qua buồng 1 dễ dàng.
Trong hành trình trả pittông dòch chuyển sang bên trái. Chất lỏng chảy từ

buồng 1 qua buồng 3 qua lỗ rất bé ơ û thanh van 5, van 6 vẫn đóng. Khi trả mạnh áp
suất chất lỏng tăng lên thắng được lực của lò xo làm van 5 mở chất lỏng di qua
buồng 3 dễ dàng.
Ưu điểm

Thể tích chất lỏng đi qua van bé giảm chấn ống nên tuổi thọ của va n đảm
bảo hơn.
1
6
5
3
4
2
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
79
Nhược điểm

Giảm chấn làm việc với áp suất dầu rất lớn(25 -40 MN/m
2
) làm ảnh hưởng
đến trọng lượng của giảm chấn. Để đảm bảo giảm chất làm việc trong điều
kiện đó giảm chấn phải có kết cấu đủ bền do đó trọng lượng lớn hơn loại
giảm chấn ống.
3.2.2. Giảm chấn ống



Hình III.13 - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của giảm chấn ống
1 - Tai giảm chấn; 2 - Nắp có ren; 3, 4 - Gioăng làm kín; 5 - Van lá; 6 - Lỗ tiết

lưu van nén; 7 - Van lá; 8 - Lò xo van trả mạnh; 9 - Van lá; 10 - Van nén mạnh; 11 -
Lò xo van nén mạnh; 12 - cu điều chỉnh; 13 - Lỗ tiết lưu khi trả; 14 - Pittông giảm
chấn; 15- Lỗ tiết lưu khi trả; 16 - Phớt làm kín; 17 - Ống xi lanh ngoài; 18 - Ống xi
lanh trong; 19 - Cần pittông; 20 - Bạc dẫn hướng; 21 - Phớt làm kín; 22 - Lò xo; 23 -
Nắp chặn; 24 - Phớt làm kín.
Ưu điểm
- Giảm chấn ống làm việc với áp suất cực đại nhỏ hơn 6 -8 MN/m
2
.
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
80
- Giảm chấn ống nhẹ hơn giảm chấn đòn hai lần.Chế tạo đơn giản hơn và tuổi
thọ tương đối cao.
3.2.3 Chọn phương án thiết kế giảm chấn
Sau khi ph ân tích các loại giảm chấn, dựa trên các điều kiệ n làm việc của xe
thiết kế, ta chọn giảm chất loại tác dụng hai chiều dạng ống có đường đặc tính
không đối xứng và có van giảm tải là phù hợp nhất.

4. Thiết kế kỹ thuật bộ phận đàn hồi
Các thông số thiết kế ban đầu
Tốc độ tối đa: V
max
=110 Km/h
Kích thước tổng thể LxBxH ; 6275x1970x2365 mm

4.1. Lực tác dụng lên một bên nhíp
Hệ số phân bố tải trọng khi xe đầy tải: m
1
=0,33 và m

2
=0,67
Chọn tỉ số

giữa phần khối lượng được treo
M
và khối lượng không được
treo m

của xe, ta chọn:
7




/ 7 / 7 6125( )
7000 875( )
M m M m M Kg
M m G M m m Kg
  
  
  
  
    
  

Trọng lượng phần được tr eo tác dụng lên hệ thống treo cầu trước và cầu sau
Ta có:
1/ 2 33/ 67 1/ 2 33/ 67 1 2021,25( )
1 2 1 2 6125 2 4103,75( )

M M M M M Kg
M M M M M M Kg
  
  
  
  
    
  

Tải trọng tác dụng lên 1 bên nhíp cầu trước và cầu sau là:
1
.9,81
2021, 25 9,81
9914,23( )
2 2
nt
M
Z N

  

2
.9,81
4103'75 9,81
20128,9( )
2 2
ns
M
Z N


  

4.2. Tính chọn kích thước của nhíp
Chọn bề dày và bề rộng của các lá nhíp
LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
81
Bộ phận đàn hồi của dùng nhíp ½ elip đối xứng,có bề dày h và bề rộng b của
các lá nhíp bằng nhau.
Chọn tần số dao động riêng của hệ thống treo n = 70 (lần / phút)

Độ võng tónh của nhíp:
2 2
300 300 300
18,3( ) 183( )
70
t
t
n f cm mm
n
f
   
     
   
   


Độ võng động của nhíp
f
đ

=(
(0,5 0,6)
f
t
=
 
0,5 0,6 183 91,5 109,8mm   

Ta chọn f
đ
=100 mm

Chọn hệ số động K
đ
= 2,5
Tải trọng lớn nhất ta ùc dụng lên hệ thống treo ở cầi trước và cầu sau:
max
2,5 9914,23 24785,58( )
d tt
Z K Z N    

max
2,5 20128,9 50322,25( )
d ts
Z K Z N    


Chiều dài lá nhíp chính:
 
1 0

0,35 0,5
h
l L 
=
 
0,35 0,5 3400 1190 1700mm   


Chọn chiều dài toàn bộ của lá nhíp chính dài: l = 1 400 (mm)

Hệ số biến dạng đối với nhíp có tính chống uốn. Do bộ nhíp có lá thứ hai
dùng để cường hoá lá nhíp chính nên hệ số biến dạng của nhíp là
1, 2


.

Độä võng tónh của nhíp ½ elip đối xứng được tính bằng công thức
0
3
48EJ
lZ
f
hn
t




Trong đó l

h
– chiều dài hiệu dụng của lá nhíp chính
0
1400 150 1250
h
l l l mm    


l _ chiều dài toàn bộ của nhíp
l
o
_ khoảng cách gi ữa các quang nhíp (m), ta chọn l
0
= 150 (mm)
E = 2,15

10
5
MN/m
2
_ modun đàn hồi theo chiều dọc

_ hệ số biến dạng của các lá nhíp
1, 2



LUẬN VĂN TỐT NG HIỆP “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHAN H - TREO LÁI XE KHÁCH 25 CHỖ NGỒI ”
CHƯƠNG III – THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
82

J
o
_ tổng số momen quán tính của nhíp ở tiết diện t rung bình nằm sát bên tiết
diện bắt quang nhíp:
3
o i
b
J h
12
 

h
i
_ chiều cao của các lá nhíp, do các lá nhíp có cùng chiều dày nên

 hnh
i
,với n – số lá nhíp, n = 6

14
3
3
0
3
4
12 48
12 48
n h
t
n h

t
Z l
n b h
J
Ef
Z l
n h b
h Ef



 
  


  
(3.2)

l
lo

Hình III.14 - Các thông số chiều dài của nhíp
Số lá nhíp giới hạn trong khoảng: n =
6 14
lá và tỉ số
(6 10)
b
h
 
.

Biến đổi ta được:
3
4
4
n h
t
Z l
h
b
E n f
h

 

  

Thay các giá trò
(6 14)
b
h
 
, n =
6 14
, Z
n
= Z
tt
=

9914.23 (N) ,

E =2,15

10
5
MN/m
2
vào công thức tính giá trò của h ta có bảng giá trò (cho cầu
trước):
n
b/h
H
b/h
h
b/h
h
b/h
h
b/h
H
6
6
8,00
7
7,70
8
7,45
9
7,23
10
7,04

7

7,70

7,41

7,17

6,96

6,78
8

7,45

7,17

6,93

6,73

6,55