PHÂN TÍCH kết cấu hệ THỐNG TREO XE HYUNDAI COUNTY

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO Ô TÔ HYUNDAI COUNTY
2.1 Giới thiệu khái quát về xe HYUNDAI COUNTY
Xe Hyundai county là loại xe buýt chuyên dùng để chở hành khách do hãng
Hyundai Hàn Quốc sản xuất. Đây là loại xe chuyên dùng để chở người thời gian
hoạt động liên tục, xe có kết cấu vững chắc, trang bị đầy đủ các thiết bị an toàn cho
người sử dụng và hành khách ngồi trên xe.

Hình 2.1 Hình ảnh thực tế xe Hyundai county limouse
Bảng 2.a. Các thông số kỹ thuật của ô HYUNDAI COUNTY
TT

THÔNG SỐ

1
1.1

Thông tin chung
Loại phương tiện

1.2

Kiểu loại khung gầm

1.3
2
2.1
2.2
2.3
2.4

Ký

Đơn

Ô tô HYUNDAI

hiệu

vị

COUNTY
Ô tô chở khách
HUYNDAICOUNTY
longbody

×

Công thức bánh xe
4 2R
Thông số về kích thước
×
Kích thước bao: Dài
×

Rộng Cao
Chiều dài cơ sở
L
Vệt bánh xe: Trước/sau
Vệt bánh xe sau phía
ngoài

×

×

mm

7028 1873 1724

mm
mm

4085
1705/1495

mm

1700


2.5
2.6
2.7
2.8
3
3.1
3.1.1
3.1.2
3.2

Chiều dài đầu xe
Chiều dài đuôi xe
Khoảng sáng gầm xe
H
Góc thoát trước/sau
Thông số về trọng lượng
Trọng lượng bản thân
Phân bố lên trục trước
Phân bố lên trục sau
Tr.lượng toàn bộ cho

3.2.1
3.2.2

phép
Phân bố lên trục trước
Phân bố lên trục sau
Bán kính quay vòng

3.4

theo vết bánh xe trước

4

phía ngoài
Động cơ

mm
mm

mm
độ

1173
1770
195
23/15

kg
kg
kg

2025
1180
845

kg

6670

kg
kg

2570
4100

m

7,4

D4DD, 4 kỳ, 4 xilanh thẳng
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9

Kiểu loại động cơ

hàng có tuôc bô tăng áp,

Phương thức làm mát
Dung tích xilanh
Tỷ số nén
ε
×
Đường kính xilanh
DxS
hành trính piston
Công suất động cơ
Ne
Mô men xoắn lớn nhất Me
Phương thức cung cấp

cm3

CRDi
Làm mát bằng dung dịch
3907
18:1
×

mm

104 115

kW
Nm

103 tại 2800 [v/ph]
373 tại 1600 [v/ph]
Công nghệ phun dầu điện

nhiên liệu
Vị trí bố trí động cơ

tử Commont Rail Diesel
Phía trước

trên khung xe

Kiểu đĩa đơn, ma sát khô,
5
6
6.1
6.2

6.3
6.4
6.5

Ly hợp
Hộp số: kiểu M030S5
Tỷ số truyền số thứ 1
Tỷ số truyền số thứ 2
Tỷ số truyền số thứ 3
Tỷ số truyền số thứ 4
Tỷ số truyền số thứ 5

ih1
ih2
ih3
ih4
ih5

-

dẫn động thuỷ lực trợ lực

-

chân không
Cơ khí: 5 số tiến,1 số lùi
5,380
3,028
1,700
1,000

0,722


6.6
7.1
7.1.1
7.2
7.2.1
7.2.2
8
8.1
8.2
9

Tỷ số truyền số lùi
ir
Cầu trước
Tải trọng cho phép
G1
Cầu sau
Tải trọng cho phép
G2
Tỷ số truyền truyền lực
i0
chính
Cỡ lốp
Tải trọng cho phép lốp

kG
kG

5,380
Dầm chữ I
2570

-

5,375

Inch
kG/1

7.00R16LT

trước
Tải trọng cho phép lốp

lốp
kG/1

sau
Hệ thống treo

lốp

4100

1285
1250
Phụ thuộc, nhíp lá dạng

9.1

Hệ thống treo trước

nửa elip, có giảm chấn thuỷ
lực với thanh cân bằng
Phụ thuộc, nhíp lá dạng

9.2

Hệ thống treo sau

nửa elip, có giảm chấn thuỷ
lực với thanh cân bằng

10

Hệ thống phanh
Loại phanh tang trống, dẫn

10.1.1

Phanh công tác

động thuỷ lực trợ lực chân
không, 2 dòng

Đường
10.1.2

kính

×

phanh bề

rộng

trống
má

mm

×

Φ320 85

phanh
Loại phanh tang trống, dẫn
10.2

Phanh tay

11

Hệ thống lái

11.1

Tỷ số truyền cơ cấu lái
Góc quay vòng trung

11.2

bình của các bánh xe θ

12

dẫn hướng
Hệ thống điện

động cơ khí, tác dụng lên
trục thứ cấp hộp số
Trục vít-Ecu bi, trợ lực
thuỷ lực
÷
18 22
[độ]

32


×

12.1

Ắc quy

24V 90Ah

12.2

Máy phát

12.3

Động cơ khởi động

24V
A
×
24V 3,2kW

× 70


.2. Phân tích kết cấu hệ thống treo trên xe HYUNDAI COUNTY
Cả hệ thống treo trước và treo sau của xe HYUNDAI COUNTY đều là hệ
thông treo phụ thuộc, nhíp lá dạng nửa elip, có giảm chấn thuỷ lực với thanh cân
bằng.
Hệ thống treo của ô tô HYUNDAI COUNTY thuộc loại hệ thống treo phụ thuộc ở
cả 2 cầu sử dụng bộ nhíp dọc nửa elip, giảm chấn thủy lực loại ống tác dụng 2
chiều có van giảm tải.
2.2.1. Nhíp
Trong hệ thống treo của ô tô HYUNDAI COUNTY, bộ nhíp vừa là bộ phần
đàn hồi vừa là bộ phận hướng của hệ thống treo.
Để đảm bảo khả năng truyền lực giữa khung xe và cầu xe, bộ nhíp được lắp
với khung xe bằng giá nhíp ở phía trước và sau, chốt dùng để cố định giá nhíp
trước với bộ nhíp nhằm đảm bảo sự thay đổi chiều dài của các lá nhíp khi bộ nhíp

biến dạng.Ống giảm chấn đước lắp với khung xe bằng giá cố định và liên kết với
bộ nhíp bằng giá giảm chấn. Trong hệ treo trước còn có trụ giảm chấn phía trước
và trụ giảm chấn phía sau để làm giảm nhẹ sự va đập của nhíp vào dọc khung xe
khi xe chạy trên đường xóc, hơn nữa nó còn làm tăng độ cứng cả nhíp vì khi nó tì
vào nhíp thì chiều dài làm việc của nhíp sẽ giảm đi. Để tránh xê dịch các lá nhíp
với nhau người ta sử dụng đai nhíp để cố định.

Hình 2.2: Cụm treo phía trước của ô tô HYUNDAI COUNTY.
Ở hệ thống treo phụ thuộc, nhíp luôn làm việc với trạng thái ứng suất phức tạp do
tải trọng động lặp lại nhiều lần. Ứng xuất gây nguy hiểm cho nhíp là ứng xuất uốn


do lực thẳng đứng từ mặt đường tác dụng lên bánh xe. Do đó nhíp gồm nhiều tấm
lò xo lá (gọi là lá nhíp) xếp chồng lên nhau tạo thành 1 dầm có tính chống uốn đều.

Hình 2.3: Nhíp treo phía trước của ô tô HYUNDAI COUNTY.
Nhíp ô tô HYUNDAI COUNTY là loại nhíp nửa elíp, bộ nhíp trước gồm có 6
lá nhíp. Để tránh xê dịch các lá nhíp với nhau người ta sử dụng bu lông xuyên
chính giữa tại tâm các lái nhíp, ngoài ra còn có các đai nhíp để gông các nhíp lại
thành bó tránh sự lệch ngang khi nhíp làm việc. Các đai nhíp được tán chặt vào
một trong các lá nhíp và được bắt chặt bằng các bu lông, các lá nhíp có chiều dài
không như nhau được ghép thành bộ và bắt chặt với dầm cầu bằng các bu lông chữ
U. Khi ghép các lá nhíp thành bộ người ta bôi mỡ chì vào bề mặt tiếp xúc giữa các
lá nhíp với nhau.Vấu cao su và vấu tăng cứng có tác dụng hạn chế hành trình dịch
chuyển của bánh xe và hạn chế độ uốn của nhíp, hơn nữa nó còn làm tăng độ cứng
của nhíp vì khi nó tì vào nhíp thì chiều dài làm việc của nhíp sẽ giảm đi. Phương
pháp cố định nhíp kiểu này được áp dụng rộng rãi trên các ô tô vận tải.
Trong hệ thống treo, bộ nhíp được chế tạo dạng cong. Nếu coi bộ nhíp như
một dầm đàn hồi chịu tải ở giữa và tựa lên 2 đầu, khi tác dụng tải trọng thẳng đứng
lên bộ nhíp, cả bộ nhíp sẽ biến dạng. Một số lá nhíp có xu hướng bị căng ra, một số

lá nhíp khác có xu hướng bị ép lại. Nhờ sự biến dạng của các lá nhíp cho phép các
lá có thể trượt tương đối với nhau và toàn bộ bộ nhíp biến dạng đàn hồi.
Bán kính cong của các lá nhíp được chế tạo theo quy luật: các lá dài có bán
kính cong lớn hơn các lá nhíp ngắn. Khi liên kết chúng lại với nhau bằng bu lông
trung tâm thì một số lá nhíp bị ép lại, một số lá nhíp khác bị căng ra để tạo thành
một bộ nhíp có bán kính cong đồng nhất. Điều này đã làm cho các lá nhíp chịu tải
ban đầu (ứng suất dư ban đầu). Trong kết cấu của các bộ nhíp đều chọn theo kết
cấu giảm dần ứng suất dư. Khi ghép lại thành bó các lá nhíp chịu tải ở dạng có ứng
suất dư ngược chiều với tải trọng. Trong quá trình làm việc tải trọng tăng lên, các
lá nhíp ban đầu sẽ biến dạng khắc phục hết biến dạng dư trở về trạng thái không
chịu tải sau đó chịu tải theo ứng suất do tải trọng ôtô tác dụng.
Điều này cho phép giảm được ứng suất lớn nhất tác dụng lên các lá nhíp và
thu nhỏ kích thước bộ nhíp trên ôtô.
- Ưu điểm: Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp có cấu tạo đơn giản, dễ chăm
sóc bảo dưỡng.
- Nhược điểm:
+ Khi có một bánh xe bị nâng lên cầu xe sẽ bị nâng vì các bánh xe bị nối với
nhau bằng cọc dầm cầu liền, khi đó khoảng cách vết 2 bánh xe thay đổi làm phát
sinh lực ngang, đối với cầu dẫn hướng còn xuất hiện mô men hiệu ứng con quay
tác dụng làm tăng dao động góc của các bánh xe dẫn hướng.
÷

+ Trọng lượng lớn chiếm từ 5,5 8 % trọng lượng của ôtô, nặng nhất trong
các loại bộ phận đàn hồi.
+ Thời gian làm việc ngắn: Do các ứng suất ban đầu, do trạng thái ứng suất
phức tạp, do lực động lặp lại nhiều lần, độ bền mỏi của nhíp thấp hơn của thanh
xoắn đến 4 lần, để tăng tuổi thọ của nhíp người ta làm các biện pháp sau: giảm bớt
lực tác dụng lên nhíp bằng cách đặt các đầu nhíp vào trong các gối cao su, đầu

trước có thêm đệm cao su ở mặt đầu để hạn chế mômen uốn cho nhíp khi phanh.
+ Lá nhíp bị mỏi do ứng suất kéo, thường có vết nứt ở các góc của tiết diện
hay trên bề mặt làm việc ủa lá. Do vậy người ta thường phun bi biến cứng bề mặt
chịu kéo của lá nhíp.


Trên xe ô tô HYUNDAI COUNTY bộ nhíp có kết cấu cụ thể như sau:
Bảng 2.b. Thông số nhíp HYUNDAI COUNTY
Số
nhíp
1
2
3
4
5
6

Treo trước
lá Chiều rộng x Chiều
chiều dày
dài dẫn
thẳng
70 x 10
1200
70 x 10
1200
70 x 10
1020
70 x 10
600

70 x 10
300
70 x 10
100

Treo sau
Số lá Chiều rộng Chiều dài
nhíp
x chiều dày dãn thẳng
1
2
3
4
5
6
7

70 x 10
70 x 10
70 x 10
70 x 10
70 x 10
70 x 10
70 x 10

1350
1350
1140
980
740

540
350

2.2.2 Giảm chấn thủy lực trên ô tô HYUNDAI COUNTY.
Giảm chấn trên ô tô HYUNDAI COUNTY là giảm chấn thủy lực loại ống tác
dụng 2 chiều có van giảm tải, bảo đảm dập tắt dao động trong cả hai hành trình nén
và trả.
- Ở hành trình nén giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung xe,
sức cản ở hành trình nén nhỏ hơn so với hành trình trả khoảng 2 đến 2,5 lần.
- Ở hành trình trả xung lực và đập của bánh xe trên nền đường tạo điều kiện
đặt êm bánh xe, giảm bớt phản lực truyền ngược từ mặt đường tác dụng lên thân
xe. Giảm chấn loại này thường làm việc ở áp suất 6 đến 8 Mpa.

Hình 2.4: Cấu tạo giảm chấn thủy lực ô tô HYUNDAI COUNTY.


1,25 .Tai; 2. Đai ốc; 3. Đệm điều chỉnh; 4.Lò xo van nén ; 5 . Van nén; 6,9 . Van trả; 7 . Đai
ốc 8 . Lò xo; 10 . Piston; 11 . Vòng găng Piston; 12 . Van thông qua; 13 . Bạc chặn; 14. Cần
piston; 15.Xy lanh ngoài; 16 . Xy lanh công tác; 17 . Vỏ; 18 . Bạc dẫn hướng; 19 . Lò xo; 20 .
Cốt ép phớt ; 21,23 . Phớt làm kín ; 24 . Đai ốc.

Kết cấu giảm chấn thuỷ lực (hình 2.4): Giảm chấn được bắt chặt với khung xe
nhờ giá đỡ trên và Tai trên giảm chấn (25), còn đầu dưới được bắt với dầm cầu nhờ
giá đỡ và tai giảm chấn dưới. Giảm chấn bao gồm 2 lớp vỏ, vỏ trong cùng và vỏ
ngoài có dạng trụ ống. Vỏ trong là một xy lanh công tác 18 có độ bòng cao để
píttông dịch chuyển trong ống trụ. ở đáy xy lanh công tác có van nén (5) và van trả
(6), toàn bộ không gian bên trong chứa đầy dầu giảm chấn. Bao ngoài vỏ trong là
lớp vỏ ngoài (7), phần không gian giữa xy lanh ngoài (15) và xy lanh công tác (16)
được gọi là khoang bù và chỉ chứa 1 ít dầu. Vỏ ngoài và vỏ trong được ghép cứng
với nhau. Bên trong xy lanh công tác có piston (10), ở trên piston có 2 hàng lỗ,

hàng lỗ trong là của van trả, hàng lỗ ngoài là của van thông qua. Piston dịch
chuyển thông qua trục của giảm chấn liên kết với khung xe, piston giảm chấn hoạt
động chia xy lanh thành 2 luồng. Trên nắp của giảm chấn có các vòng bao kín và
ống dẫn hướng (18) của trục giảm chấn. Cần đẩy piston (14) được cố đinh với
khung xe qua tai (25) và bạc cao su.
Để ngăn bụi bẩn không rơi vào xi lanh, người ta dùng phớt làm kín cần piston
(23). Tất cả các vòng làm kín cho cần đẩy piston được bố trí trong vỏ đảm bảo định
tâm. Vỏ được cố định ở phần trên xy lanh ngoài bằng đai ốc (24) và được bao kín
bằng các vòng bao cao su.
Tuổi thọ của giảm chấn phụ thuộc vào việc làm kín ống dẫn hướng của cần
đẩy piston, vì giảm chấn làm việc ở điều kiện nặng nề, khi có những dịch chuyển
lớn của cần đẩy và bụi bẩn thường bám vào cần đẩy.
Có 2 vòng bằng cao su chịu dầu được bố trí trong vỏ và bị ép bởi lo xo vòng
làm kín (22). Khi cần đẩy chuyển động lên trên thì vòng dưới của vòng bít gạt dầu
khỏi bề mặt của nó và dầu tụ lại ở các túi dầu.
Nếu lắp nắp ngược thì dầu sẽ chảy khỏi giảm chấn. Phần không gian ở trên
ống dẫn hướng nối với khoang lùi qua lỗ khoan. ở đây áp suất không khí gần với


áp suất khí quyển, bởi vậy vòng bít được giảm tải khỏi tác dụng của áp suất dầu
cao. Dầu từ khoang làm việc qua qua piston được chảy vào khoang bù qua các lỗ
Để tránh bó cứng trong quá trình làm việc bao giờ cũng có các lỗ khoan lưu
thông thường xuyên. Van trả, van nén của 2 cụm van nằm trên piston và xi lanh kết
cấu mở theo hai chế độ hoặc các lỗ riêng biệt để tạo lên lực cản giảm chấn tương
ứng khi nén mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ.
Nguyên lý làm việc của giảm chấn thuỷ lực:
Nguyên lý chung: chất lỏng bị dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác,
qua các van tiết lưu rất bé nên chất lỏng chịu lực cản chuyển động lớn. Sức cản
làm dập tắt nhanh các chấn động và năng lượng của dao động được biến thành
nhiệt năng đốt nóng dầu tỏa ra ngoài.

a)

b)
Hình 2.5: Nguyên lý làm việc của giảm chấn.

a. Làm việc ở hành trình nén; b. Làm việc ở hành trình trả.
- Khi nén êm, khung xe và cầu xe dịch chuyển lại gần nhau, pít tông (14,hình
2.4) dịch chuyển đi xuống trong xy lanh. Van thông qua (12,hình 2.4) mở, dầu chảy


từ khoang dưới pít tông lên khoang trên pít tông. Nhưng không phải tất cả dầu
chảy vào khoang trên vì còn có cần đẩy pít tông choáng chỗ nên phần dầu bằng thể
tích pít tông choáng chỗ sẽ chảy qua lỗ nhỏ trên van nén (6,hình 2.4) làm tăng áp
suất ở khoang bù lên một chút. Các lỗ tiết lưu tạo ra sức cản thủy lực tỉ lệ với bình
phương vận tốc lưu thông của dầu.
- Khi nén mạnh thì dầu không kịp chảy qua các lỗ tiết lưu, áp suất trong xy
lanh công tác tăng lên và van nén (5,hình 2.4) mở. Sau đó lực cản giảm chấn tăng
lên một chút nhưng tốc độ tăng chậm hơn so với khi nén êm.
- Khi trả êm (hành trình mà bánh xe và khung xe tách xa nhau) cần đẩy
(14,hình 2.4) và piston (10,hình 2.4) chuyển động lên trên. Khoang dưới piston xy
lanh công tác áp suất giảm, còn ở khoang trên piston áp suất tăng dần lên. Do vậy
dầu từ khoang trên sẽ qua khe hở van thông qua (12,hình 2.4) (đồng thời van trả
(9,hình 2.4) đóng) vào khoang dưới piston, đồng thời dầu từ khoang bù qua van
nạp bổ sung vào khoang dưới piston.
- Khi trả mạnh thì lò xo van trả lại nén và van sẽ mở ra để cho dầu lưu thông
cả lỗ tiết lưu của van trả (9,hình 2.4). Độ mở của van trả phụ thuộc vào mức độ đột
ngột của hành trình trả, trả càng mạnh thì van mở càng lớn.
Qua phân tích giảm chấn thủy lực xe ô tô HYUNDAI COUNTY có ưu, nhược
điểm sau:

- Ưu điểm: Có độ bền cao, giá thành hạ, trọng lượng nhẹ.
- Nhược điểm: Khi làm việc ở tần số cao, biên độ lớn có thể sảy ra hiện tượng
lẫn lọt khí trong chất lỏng.
2.3.3. Đường đặc tính của giảm chấn
Khi có sự dao động giữa khung xe và cầu xe trong giảm chấn sẽ phát sinh lực
cản Zg phụ thuộc vào vận tốc tương đối V t của khung xe nối với cầu xe, Z g được
xác định bằng biểu thức:
Zg = K.Vtn
Trong đó: K- Hệ số cản của giảm chấn.
n- số mũ trạng thái.

(2.1)


Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Z g= f(Vt) được gọi là đường đặc tính của giảm
chấn thuỷ lực.Tuỳ theo giá trị của mũ số n mà đường đặc tính có thể là tuyến tính
(khi n=1) hay đường cong (khi n # 1). Giá trị số mũ n phụ thuộc vào kích thước và
hình dạng lỗ van, độ nhớt của dầu, để đơn giản khi thiết kế giảm chấn người ta lấy
n=1.

Hình 2.6: Đường đặc tính của giảm chấn tác dụng 2 chiều
không đối xứng có van giảm tải.
Hiện nay trên ôtô sử dụng chủ yếu loại giảm chấn tác dụng 2 chiều không đối
xứng và có van giảm tải, với hệ số cản ở hành trình nén K n nhỏ hơn hệ số cản ở
hành trình Kt. Trên đồ thị sau tại các điểm (1), (2) tương ứng với thời điểm các van
giảm tải mở.
Đường biểu diễn hoặc là đường thẳng (nét đứt) với loại giảm chấn không
có van giảm tải là đường gấp khúc (theo nét liền) với loại giảm chấn có van
giảm tải. Điểm 1, 2 khi đó là điểm mở van giảm tải.
Các bộ phận khác :

Các vấu cao su tăng cứng và vấu cao su hạn chế hành trình:
Các vấu cao su có thể chia ra làm 2 loại:


- Vấu cao su tăng cứng thường đặt trên lá nhíp và tỳ vào phần biến dạng của nhíp lá,
kết cấu này làm giảm chiều dài biến dạng của nhíp lá khi tăng tải.

- Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình làm việc của bánh xe là loại lắp
ở cuối và đầu hành trình làm việc của bánh xe ( được gọi là vấu hạn chế hành
trình). Các vấu hạn chế hành trình trên thường được kết hợp với chức năng tăng
cứng cho bộ phận đàn hồi. Các vấu hạn chế hành trình này có khi được đặt trong
vỏ của giảm chấn.
Các gối đỡ cao su:
Các gối đỡ cao su làm chức năng liên kết mềm. Nó có mặt ở hầu hết các mối
ghép với khung vỏ. Ngoài chức năng liên kết nó còn có chức năng chống rung
chuyển từ bánh xe lên, giảm tiêng ồn cho khang người ngồi.
Hệ thông treo với các bộ phận chính với các chức năng riêng biệt đã kể ở trên,
nhưng trong thực tế, trên ô tô một chi tiết hoặc một cụm có thể đảm nhận nhiều
chức năng khác nhau. Do vậy khi xem xét các hệ thống treo cần phải phân tích một
cách toàn diện.
Ví dụ hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá, nhíp lá vừa là một bộ phận đàn hồi
vừa là một bộ phạn dẫn hướng. Ở hệ thống treo Mc.Pherson bộ phận giảm chấn
vừa có chức năng giảm chấn vừa có chức năng dẫn hướng. Ở hệ thống treo thủy
khí hoặc là thủy lực, bộ phận đàn hồi và các xy lanh lực, đồng thời là một bộ phận
giảm chấn....