Đồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc Pherson

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


1

Lời nói đầu
ôtô là một phơng tiện giao thông vận tải vô cùng quan trọng. Nó có
mặt trong nhiều lĩnh vực: Kinh tế, giao thông vận tải, quốc phòng, du lịch và
với nhiều chủng loại khác nhau, nhiều công dụng khác nhau.
Từ ngày nền kinh tế Việt Nam mở của thì nhu cầu sử dụng ôtô cũng nh
lắp ráp, sản xuất ôtô ở nớc ta cũng ngày càng phát triển. Với mỗi chiếc xe có
nhiều chỉ tiêu để đánh giá chất lợng. Với nhu cầu xã hội ngày nay thì chỉ tiêu
an toàn, tiện nghi đóng vai trò quan trọng.
Hiện nay do tính chất xã hội thay đổi, nền kinh tế xã hội ngày càng phát
triển, phơng tiện đi lại là ôtô ngày càng phổ biến thì nhu cầu của ngời sử dụng
và hành khách đối với sự êm dịu chuyển động ngày càng cao.
Trong đó vấn đề đặt ra với hệ thống treo là:
- Dập tắt nhanh các dao động truyền từ mặt đờng lên bánh xe, vỏ xe.
- Có tần số dao động thích hợp để đảm bảo độ êm dịu khi xe chuyển
động trên đờng phù hợp với tâm sinh lý con ngời
Đồ án của em là giao nhiệm vụ: thiết kế hệ thống treo xe du lịch dựa
vào các tài liệu tham khảo của một số xe đang phổ biến hiện nay trên thị trờng
Việt Nam.
Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của toàn thể các thầy cô giáo
ngành ôtô ĐHBK Hà Nội đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy Nguyễn
Trọng Hoan. Do thời gian có hạn nên đồ án của em còn nhiều hạn chế, rất mong
sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên.

Hà nội, tháng 5 năm 2008
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48

2

Chơng I
Tổng quan về hệ thống treo

Công dụng, yêu cầu, cấu tạo chung và phân loại hệ thống treo:
1.1. Công dụng, yêu cầu của hệ thống treo
Hệ thống treo của ôtô là hệ thống các cụm chi tiết liên liên kết giữa cầu
xe hoặc bánh xe với khung hoặc vỏ xe.
* Công dụng:
- Tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phơng thẳng đứng đối với
khung hoặc vỏ xe một cách êm dịu.
- Đỡ trọng lợng của ôtô và truyền lực và mô men từ bánh xe lên khung
(vỏ) xe và ngợc lại.
- Giữ cho bánh xe có động học đúng và duy trì sự bám đờng của bánh xe.
* Yêu cầu:
- Có độ cứng thích hợp để xe chuyển động đợc êm dịu đồng thời có khả
năng dập tắt nhanh các dao động thấp tần biên độ lớn.
- Quan hệ động học của bánh xe hợp lý để đảm bảo động học và động
lực học đúng của ôtô.
1.2. Cấu tạo chung hệ thống treo xe .
Hệ thống treo xe con gồm các bộ phận chính sau đây:
- Bộ phận đàn hồi: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm
biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con ngời (60-80 lần/ph).
Trên xe con bộ phận đàn hồi thờng gặp là loại :
- Nhíp lá, lò xo trụ, lò xo côn hoặc lò xo xếp, thanh xoắn, khí nén, thuỷ
lực.
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48

3

- Bộ phận dẫn hớng: Cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở
mỗi vị trí của nó so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực
đầy đủ. Bộ phận dẫn hớng phải thực hiện tốt chức năng này.
- Bộ phận giảm chấn: Đây là bộ phận hấp thụ năng lợng dao động cơ
học giữa bánh xe và thân xe. Bộ phận giảm chấn có ảnh hởng tới biên độ dao
động.
- Thanh ổn định: Trên xe con thanh ổn định hầu nh đều có. Thanh ổn
định có tác dụng khi xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh
xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn.
- Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình: Trên xe con các vấu
cao su thờng đợc đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn. Vấu cao su vừa tăng
cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe.
1.3. Phân loại hệ thống treo
Hiện nay trên xe con hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính: Hệ thống
treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.
Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.1.a) các bánh xe đợc đặt trên
dầm cầu liền, bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền.
Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc.
Trong hệ thống treo độc lập (hình 1.1b) các bánh xe trên một dầm cầu
dao động độc lập với nhau. Các bánh xe độc lập dịch chuyển tơng đối với
khung vỏ.




Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48

4









a) b)
Hình 1.1 : Sơ đồ hệ treo
1.Thùng xe -2. Bộ phận đàn hồi 3. Bộ phận giảm chấn 4. Dầm cầu
- 5. Các đòn liên kết của hệ treo
3.1. Hệ thống treo phụ thuộc ( hình 1.1a ):
Đặc trng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm
cầu cứng. Trong trờng hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định
hình, còn trờng hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một
phần của hệ thống truyền lực.
a)Nhợc điểm:
- Khối lợng phần liên kết bánh xe (phần không đợc treo) lớn, đặc biệt
là ở cầu chủ động. Khi xe chạy trên đờng không bằng phẳng, tải trọng động
sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảm độ
êm dịu chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đờng sẽ làm xấu
sự tiếp xúc của bánh xe với đờng.
- Khoảng không gian phía dới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu
có thể thay đổi vị trí, do vậy chỉ có thể lựa chọn là chiều cao trọng tâm lớn hoặc
là giảm bớt thể tích chứa hàng hoá sau xe.

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


5









Hình 1.2. Sự thay đổi vị trí bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô đất
- Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nên hiện tợng xuất hiện
chuyển vị phụ khi xe chuyển động.
b. Ưu điểm:
- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe đợc cố định do vậy không
xảy ra hiện tợng mòn lốp nhanh nh hệ thống treo độc lập.
- Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đờng nghiêng). 2 bánh xe liên
kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tợng trợt bên bánh xe.
- Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa.
- Giá thành thấp
c. Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc.
Trọng tâm của ô tô cần phải đợc hạ thấp. Vấn đề ổn định lái phải tốt,
trọng lợng phần không đợc treo nhỏ để tăng sự êm dịu khi chuyển động. Vì lí
do nh vậy mà hệ thống treo phụ thuộc không đợc sử dụng trên xe có vận tốc
cao, có chăng chỉ đợc sử dụng ở những xe có tốc độ trung bình trở xuống và
những xe có tính năng việt dã cao.

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


6

3.2. Hệ thống treo độc lập ( hình 1.1b ):
* Đặc điểm:
- Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà là lắp trên loại cầu rời, sự
chuyển dịch của 2 bánh xe không phụ thuộc vào nhau
- Mỗi bên bánh xe đợc liên kết bởi các đòn ngang nh vậy sẽ làm cho
khối lợng phần không đợc treo nhỏ nh vậy mô men quán tính nhỏ do đó xe
chuyển động êm dịu.
- Hệ treo này không cần dầm ngang nên khoảng không gian cho nó dịch
chuyển chủ yếu là khoảng không gian 2 bên sờn xe nh vậy sẽ hạ thấp đợc
trọng tâm của xe và sẽ nâng cao đợc vận tốc của xe.
Trong hệ thống treo độc lập còn đợc phân ra các loại sau :
- Dạng treo 2 đòn ngang, dạng treo MC.pherson, dang treo kiểu đòn dọc,
đòn dọc có thanh ngang liên kết và dang treo đòn chéo.
Đặc điểm kết cấu của các dạng treo :
a)Dạng treo hai đòn ngang (hình 1.3):
* Đặc điểm:
Kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian quá lớn.
Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, một đòn
ngang dới. Các đầu trong đợc liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu
ngoài đợc liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng đợc nối cứng với
trục bánh xe.

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48

7

1
2
3
6
5 4

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý của hệ treo 2 đòn ngang
1.Bánh xe 2. Giảm chấn 3. Lò xo 4.Đòn trên
5.Đòn dới - 6. Đòn đứng

* Phần tử đàn hồi trên hệ treo 2 đòn ngang.
+ Lò xo :
Lò xo xoắn ốc (hình 1.5a).
Lò xo trụ (hình 1.4b).

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


8

- Ưu điểm:
+ Có khối lợng nhỏ
+ Lắp ráp đơn giản.

+ Chiếm ít không gian
của xe.
+ Không chịu ảnh hởng

do ma sát nên không phải
chăm sóc.
a) b)
Hình 1.4. Một số dạng lò so

- Nhợc điểm:
+ Lò xo xoắc ốc không có khả năng dẫn hớng
+ ít có khả năng dập tắt dao động
b) Dạng treo Mc.Pherson:
* Đặc điểm:
Sơ đồ cấu tạo của hệ treo (Hình 1.6) bao gồm : một đòn ngang dới,
giảm chấn đặt theo phơng thẳng đứng, một đầu đợc gối ở khớp cầu B. đầu còn
lại đợc bắt vào khung xe.
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


9

1
2
3
4
P
A
B


Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo hệ Mc.Pherson
1.Giảm chấn đồng thời là trụ đứng - 2. Đòn ngang dới - 3. Bánh xe
4. Lò xo - P.tâm quay bánh xe

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


10

* Mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson:
Trên hình 1.6 biểu diễn mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson:









Hình 1.6 : Mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson
a) Sự thay đổi góc nghiêng ngang của bánh xe và trụ xoay dẫn hớng
b) Sự thay đổi góc nghiêng dọc của trụ, xoay dẫn hớng
c) Sự thay đổi độ chụm trớc của bánh xe
c) Hệ treo đòn dọc:
* Đặc điểm
Hệ treo hai đòn dọc( Hình 1.7) là hệ treo độc lập mà mỗi bên có một đòn
dọc. Mỗi đầu của đòn dọc đợc gắn cứng với trục quay của bánh xe, một đầu
liên kết với khung vỏ bởi khớp trụ. Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòn dọc và
khung. Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc.

Hệ treo đòn dọc chiếm các khoảng không gian hai bên sờn xe nên có
thể tạo điều kiện cho việc hạ thấp trọng tâm xe và có thể nâng cao tốc độ, dành
một phần không gian lớn cho khoang hành lý.

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


11










Hình 1.7 : Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai đòn dọc
1. Khung vỏ 2. Lò xo 3. Giảm chấn 4. Bánh xe
5. Đòn dọc 6. Khớp quay
d) Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết (hình 1.8):
Là hệ treo đợc phân loại là treo độc lập tức là đòn liên kết có độ cứng
nhỏ hơn nhiều so với độ cứng của dầm cầu phụ thuộc.
- Kết cấu của hệ treo khá gọn, khối lợng nhỏ, có thể sản xuất hàng loạt
và khả năng lắp rắp nhanh, chính xác, điều này có lợi cho việc làm giảm giá
thành, đặc biệt đối với hệ treo có bộ phận đàn hồi là thanh xoắn.
- Giảm nhẹ đợc lực tác dụng lên đòn ngang và các khớp quay do có
thanh liên kết nên có thể san bớt lực tác dụng ngang cho cả hai khớp trụ ở hai
bên, do đó mỗi bên khớp trụ sẽ chịu một lực nhỏ hơn, các khớp trụ sẽ có độ bền

cao hơn.



Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


12








Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết
1.Bánh xe; 2. Khớp quay trụ cầu đòn dọc; 3. Đòn dọc; 4. Thùng xe;
5. Lò xo; 6. Giản chấn:
* Ưu điểm
- Không gây nên sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, vết của bánh xe.
- Tuỳ theo vị trí đặt đòn ngang mà ngời ta có thể không cần dùng đến
thanh ổn định của hệ treo độc lập ( đòn ngang đảm nhận chức năng của thanh
ổn định).
* Ngoài ra trong hệ treo độc lập còn hệ thống treo đòn chéo và hệ thống
treo loại khí.
3.3. Bộ phận giảm chấn.
Trên xe ôtô giảm chấn đợc sử dụng với mục đích sau:
- Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền
đờng không bằng phẳng nhằm bảo vệ đợc bộ phận đàn hồi

- Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm
tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đờng.
- Nâng cao các tính chất chuyển động của xe nh khả năng tăng tốc ,khả
năng an toàn khi chuyển động.
1
2
3
4
5
6
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


13

Giảm chấn hai lớp vỏ:
1- Khoang vỏ trong;
2- Phớt làm kín;
3- Bạc dẫn hớng;
4- Vỏ chắn bụi;
5- Đũa đẩy;
6- Piston;
7- Van cố định;
8- Vỏ ngoài.

Hình 1.9:Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ có tác dụng hai chiều .

Cấu tạo giảm chấn hai vỏ lớp (Hình 1.9)
Buồng C đợc gọi là buồng bù chất lỏng, trong C chỉ điền đầy một nửa,
không gian còn lại chứa không khí có áp suất khí quyển .
Ưu điểm:
- Giảm chấn hai lớp có độ bền cao.
Nhợc điểm:
- Khi làm việc hiện tợng không khí lẫn vào chất lỏng để giảm hiệu quả
của giảm chấn.
Việc bố trí trên xe cho phép nghiêng tối
đa là 45
0
so với phơng thẳng đứng.
1
5
4
2
3
7
8
6
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


14

Giảm chấn một lớp vỏ:
1. Van một chiều

2. Đũa đẩy
3. Cụm làm kín
4. Xy lanh
5. Buồng chứa dầu
6. Piston
7. Van một chiều
8. Khoang chứa khí


Hình 1.10 : Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống thuỷ lực một lớp vỏ có tác
dụng hai chiều.
So sánh giữa hai loại giảm chấn:
So sánh với loại giảm chấn hai lớp vỏ, giảm chấn một lớp vỏ có u điểm
sau :
- Khi có cùng đờng kính ngoài, đờng kính của cần piston có thể làm
lớn hơn mà sự biến động tơng đối của áp suất chất lỏng sẽ nhỏ hơn.
- Điều kiện toả nhiệt tốt hơn.
- ở nhiệt độ thấp( Vùng băng giá ) giảm chấn không bị bó kẹt ở những
hành trình đầu tiên.





1
2
8
6
7
3

2
5
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


15

Kết luận:
- Qua phần tổng quan em thấy các u, nhợc điểm của hệ
thống treo từ đó em chọn hệ thống treo MC.pherson làm phơng án
thiết kế hệ thống treo trớc vì hệ thống treo này ít chi tiết kết cấu nhỏ
gọn, không gian bố trí thích hợp với xe du lịch và hay đợc dùng hiện
nay nhất. Còn hệ thống treo sau em chọn phơng án hai đòn ngang.
- Các bớc thiết kế hệ thống treo:
+Xác định động học của hệ thống treo để xác định chiều dài các
đòn ngang của hệ thống treo
+Tính các lực tác dụng và kiểm bền cho hệ thống treo, xem nó
có thoả mãn ĐK bền không.
+Tính toán giảm chấn cho phù hợp với hệ thống treo.
+Chon ụ cao su hạn chế.







Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48

16

Chơng II
Thiết kế tính toán Hệ thống treo trớc
mc.pherson
I. Các số liệu ban đầu và số liệu tham khảo.
1. Nhóm các thông số tải trọng:
- Trọng lợng toàn xe khi không tải G
0
= 15200 N.
- Trọng lợng toàn xe khi đầy tải G
T
= 19200 N.
- Trọng lợng đặt lên cầu trớc khi không tải G
10
= 8500 N.
- Trọng lợng đặt lên cầu trớc khi đầy tải G
1T
= 10000 N.
- Trọng lợng đặt lên cầu sau khi không tải G
20
= 6700 N.
- Trọng lợng đặt lên cầu sau khi đầy tải G
2T
= 9200 N.
2. Nhóm các thông số kích thớc bánh xe:
- Chiều dài cơ sở: L = 2775 (mm).
- Chiều rộng cơ sở: B = 1540(mm).
- DàiìRộngìCao: 4825ì1820ì1480.
- Kích thớc bánh xe : Kí hiệu lốp 215/55 R17.

r
o
= (
bx
b
D
+
2
) =






+ %55*215
2
4,25*17
= 334,15mm.

r
bx
= r
o
*
bx

= 334,15*0,93= 310,76mm.
trong đó

bx

hệ số biến dạng lốp, đối với lốp áp suất thấp lấy

bx

=0,93.
- Khoảng sáng gầm xe khi đầy tải : H
min
= 160 (mm).
- Khối lợng phần không treo : m
kt
= 11*2 = 22 kg .
- Khối lợng phần bánh xe : m
bx
= 20 kg.
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


17


- Vết bánh xe: trớc =1400(mm).
Sau = 1410(mm).
- N
e max
= 273,5 (ml) / 6200 (v/ph). v
max
= 230 (km/h).
- M

e max
= 353 (N.m) / 4700 (v/ph).

1
2
3
4
5
6
7
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
18
Khung xe
Đòn dọc
ốc điều chỉnh
Đòn ngang
Thanh ổn định
Bu lông
Lò xo giảm chấn
Vỏ chắn bụi
Ty đẩy

Nắp chụp
ổ bi đỡ
Đai ốc
Chặn lò xo
Moay ơ
Đĩa phanh
vành lốp
Lốp xe
18
15
16
17
11
10
13
14
12
5
8
6
7
1
3
4
2
9
ụ hạn chế
Hình 2.1.Kết cấu hệ thống treo trớc MC.person

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


18

3.Chọn đờng đặc tính đàn hồi cho treo trớc và treo sau:
Đặc tính đàn hồi thể hiện quan hệ độ võng f và tải trọng tác dụng theo
phơng thẳng đứng Z trên hình a thể hiện 3 đờng đặc tính đàn hồi với các tính
chất khác nhau

đ
đ
a
'
h
1
d
'
"
h
f
f
f
f
f
a
b
Z
Z

3
2
1
f
Z
Z
f
O
Z
Z
2
'
2
f
f
1
f
1
'
f
f

a) b)

Hình 2.2.Các dạng đặc tính đàn hồi của hệ thống treo.
1-Độ cứng không đổi.
2-Độ cứng thay đổi.
3-Độ cứng tăng liên tục.
đặc tính đàn hồi của hệ thống
treo với bộ phận đàn hồi phi tuyến.

Các đờng đặc tính đợc vẽ với điều kiện chung là tại tải trọng Z
t
độ
cứng của các hệ thống treo này bằng nhau.
Đờng 1 với hệ thống treo với phần tử đàn hồi có độ cứng không đổi (lò
xo trụ , nhíp ) độ võng tĩnh tăng tỷ lệ với tải trọng . Với đờng đặc tính này khi
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


19

tải trọng lớn thì hành trình động nhỏ điều này dẫn đến va đập thờng xuyên vào
ụ hạn chế làm giảm độ em dịu chuỷên động.
Đờng 3 ứng với hệ thống treo có độ cứng tăng theo tải trọng ( phần tử
đàn hồi dạng khí nén ) khi tải trọng lớn thì độ võng giảm và tần số dao động
tăng nên độ êm dịu giảm.
Hệ thống treo có đặc tính thể hiện trên đờng 2 đảm bảo cho tần số dao
động không đổi trong vùng làm việc Z
1
- Z
2
Để có đợc điều này độ cứng cần
thỏ mãn:
1
1
*
1
f
ff

x
x
ecc

= .
Trong đó c
1
độ cứng ớng với độ võng f
1
; c
x
là độ cứng của hệ thống tại vị
trí bất kỳ của đồ thị có độ võng là f
x
. khi đó:
1
1
*
1
f
fè
x
ẽ
eZZ

=
Với đờng đặc tính này, ở cuối mỗi hành trình độ cứng tăng dần nên giảm
đợc va đập lên ụ hạn chế. Các dạng phần tử đàn hồi thông dụng đều không có
đợc đơng đặc tính này. Do vậy muốn có đợc hệ thống treo nh vậy cần kết
hợp các dạng phần tử đàn hồi với nhau chẳng hạn, nếu sử dụng lo xo cùng các ụ

hạn chế bằng cao su ta có thể tạo đợc đờng đặc tính nh thể hiện trên hình
2.2b
C= tg


Trong đó

là góc giữa đờng thảng tiếp tiếp tuyến với đờng cong trung
bình đi qua điểm tơng ứng với tải tĩnh .
Hai điểm trên đặc tính có độ võng
'
h
f và
''
h
f tơng ứng với vị trí giảm
chấn chạm vào các ụ hạn chế vì vậy:
- với
"'
hh
fff << đặc tính đờng thẳng , thể hiện c=const
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


20

- với
'
h
ff < và f>

"
h
f đặc tính có dạng phi tuyến , nó thể hiện sự phối
hợp làm việc giữa lò xo và ụ cao su.
Vậy ta chọn đờng dặc tính 2 làm chỉ tiêu để tính toán với 1 ụ hạn chế trên.

II. Tính toán các thông số dao động của bánh xe
với thân xe.
Đối với ôtô du lịch giá trị
y

0,85
ữ
1,05(hệ số phân bố lhối lợng) . Vì
vậy có thể coi dao động của khối lợng đặt lên cầu trớc và cầu sau là độc lập.
1.Xác định độ cứng của hệ thống treo thông qua tần số dao động
riêng của cơ hệ.
Ta chọn độ võng tĩnh với xe du lịch f
t
= 0,15 (mm)
Tần số dao động riêng của hệ treo đợc xác định từ công thức
=
T
f
g
=
15,0
81,9
=8,1 (rad/s)
suy ra tần số dao động n =60*

*
2
= 60*
14,3*2
1,8
= 77,4 (l/ph)
Phù hợp với tần số dao động trong khoảng n = 60 ữ 90 l/ph.
Độ cứng của hệ thống treo đợc tính toán theo công thức:
C
T
=
2
M
*
2

C
T
: Độ cứng của hệ thống treo đối với một bánh xe (N/m)
M : Khối lợng của phần treo của ôtô đặt lên cầu (kg)
: tần số dao động riêng của hệ treo (rad/s) giá trị này đợc tính từ số
lần dao động của xe trong thời gian một phút n ( lần/phút)

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


21

Độ cứng trung bình của hệ treo lấy từ trung bình cộng của hai giá trị:
Khi xe đầy tải và khi xe không tải.
1.1 . Với hệ thống treo sau ta có:
- Trạng thái không tải C
0
T
=
2
0
M
*
2

M
0
đợc xác định từ công thức M
d0
= M
0t
- 2.m
bx
.
=670- 2*20 =630(kg).
- Trạng thái đầy tải C
1
T
=
2
t
M

*
2
.
M
t
đợc xác định từ công M
dt
= M
tt
- 2*m
bx
.
=920-2*20 =880(kg).
Độ cứng tính toán C
t
=
2
10
tt
CC +
=
2
00 dd
MM +
*
2
.
=
2
880630

+
*8,1
2
= 51175,8(N/m).
1.2. với hệ thống treo trớc ta có:
- Trạng thái không tải C
0
T
=
2
0
M
.
2
.
Khối lợng phần không treo m
kt
=22 kg.
Khối lợng phần treo ở trạng thái không tải:
M
T0
= m
10
- m
kt
- m
bx
.
M
T0

= 850 - 22 - 20*2 = 788 kg.
m
10
tải trọng đặt lên cầu trớc khi không tải là 850 kg.
- Khối lợng phần treo ở trạng thái đầy tải:
M
T1
= m
1T
- m
kt
- m
bx
.
M
T1
= 1000 - 22 - 20*2 = 938 kg.
m
1T
: tải trọng đặt lên cầu trớc khi đầy tảI 1000 (kg).
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


22

Vậy độ cứng tính toán là:
C
t

=

2
10
tt
CC +
=
2
00 tt
MM
+
.
2

=
2
938788
+
*8,1
2
=56621,43(N/m).
2. Xác định hành trình động của bánh xe:
Hành trình động của bánh xe
f
d
= (0,7
ữ
1,0 )*f
t
. Lấy f
d
= 0,80*f

t
= 0,80*0,15= 0,12(m)
Tổng hành trình của bánh xe:Tính từ chuyển vị bánh xe bắt đầu chịu tải
đến vị trí max( chạm vấu tì hạn chế).
f

= f
d
+ f
t
= 1,8*f
t
= 1,8* 0,15 = 0,27(m)
Với ụ hạn chế bằng cao su có thể lấy đoạn biến dạng bằng 0,1
ữ
0,2 của
toàn bộ chiều dài của ụ.
3. Kiểm tra hành trình động của bánh xe:
- Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện đảm bảo khoảng
sáng gầm xe tối thiểu H
min

f
d


H
0
- H
min

H
0
: khoảng sáng gầm xe ở trạng thái chịu tải tĩnh
H
min
: khoảng sáng gầm xe tối thiểu cần thiết
H
min


(0,1
ữ
0,15)m .Lấy H
min
=0,1 (m)
- Đối với cầu trục trớc cần kiểm tra hành trình động để không xảy ra va
đập cứng vào ụ tì khi tăng tốc:
f
d


f
t
.*
max
*
a
h
g

= 120*0,75*
249,1
50,0
=36,04 (mm)<120 (mm)

thoả mãn.
Trong đó :
-
max
:hệ số bám lớn nhất (
max
=0,75
ữ
0,85), chọn
max

=0,75.
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


23

- a : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trớc.
- h
g
: chiều cao trọng tâm xe.
- Đối với cầu trục trớc cần kiểm tra hành trình động để không xẩy ra va
đập vào ụ tì khi phanh:
Từ công thức : f
đ

f
t
*
max
*
b
h
g

Trong đó :
- Hệ số bám .
max
= 0,75
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau b =L*55%

=2775*55% =1,526 m







(Hình 2.2)
f
đ
150 * 0,75*
1526
500

= 36,86 mm<120 (mm) Thỏa mãn.
- Xác định độ võng tĩnh của hệ treo ơ trạng thái không tải :
Hệ thống treo trớc: f
ot1
=
T
T
M
fM
1
.10
*
=
1000
850
*150 = 127,5(mm).
Hệ thống treo sau: f
ot2
=
150*
920
670
= 110 (mm).

a
b
hg
Pp
Pj
G

Z1
Z2
L
a
b
G
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


24

Trong đó:
M
0
: trọng lợng đặt trên mỗi bánh xe khi không tải tĩnh M
t
: trọng lợng
đặt lên một bánh xe khi đầy tải.
4. Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn K
tb
.
- Hệ số dập tăt dao động của hệ treo D
D = 2.. = 2.0,2.8,1= 3,24(rad/s)
: hệ số cản tơng đối, Chọn =0,2.
- Hệ số cản trung bình của giảm chấn quy dẫn về bánh xe:
+ Đối với hệ thống treo cầu trớc
K
tb1
=
g

G
'
1
*D =
81,9*2
9380
* 3,24 = 1618(Ns/m)
+ Đối với hệ thống treo cầu sau
K
tb2
=
g
G
'
2
*D =
81,9*2
9300
* 3,24 = 1596(Ns/m)
G: Trọng lợng phần đợc treo đặt lên một bánh xe.
5. Phơng án thiết kế cho hệ thống treo cho cầu trớc và treo sau
- Nhiêm vụ đề tài đợc giao là thiết kế hệ thống treo trớc và treo sau cho
xe du lịch và dựa vào đờng đặc tính đàn hồi lên em chọn hệ thống treo trớc
Mc.pherson
- Hệ thống treo Mcperson kết cấu ít chi tiết hơn không chiếm nhiều
khoảng không có thể giảm nhẹ trọng lợng đợc trọng lợng kết cấu không gây
lực cản lớn và không làm mòn lốp quá nhanh.

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48


25






Hình 2.3.Sơ đồ hệ thống treo Mc.pherson




Số Liệu Cơ Sở Để Tính Toán

- Chiều rộng cơ sở của xe ở cầu trớc B
T
= 1540 mm.
- Bán kính bánh xe : Kí hiệu lốp 215/55 R17. R
bx
=310,76 mm.
- Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng(góc Kingpin):
0
= 10
o
.
- Chiều cao tai xe lớn nhất : .H

tmax
= 800 mm
- Góc nghiêng ngang bánh xe(góc Camber):
o
=0
o
.
- Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r
o
= -15 mm.
- Khoảng sáng gầm xe: H
min
=120 mm.
- Độ võng tĩnh f
T
= 150 mm.
- Độ võng động f
đ
= 120 mm.
- Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải f
0T
= 127,5 mm .
- Chiều dài trụ đứng K
r
= 150 mm.




A