Đồ án tính toán thiết kế hệ thống treo xe tải 1 5 tấn

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (514.37 KB, 48 trang )

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

M ỤC L ỤC
Lời nói đầu .....................................................................................................3
Chương 1. Tổng quan hệ thống treo............................................................4
1.1. Nhiệm vụ , yêu cầu , phân loại.................................................................4
1.2 Các loại hệ thống treo trên ô tô.................................................................5
1.2.1. Hệ thống treo phụ thuộc........................................................................5
1.2.2. Hệ thống treo độc lập............................................................................7
Chương 2 Tính toán hệ thống treo trên xe tải 1,5 tấn...............................12
2.1 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế.................................................12
2.1.1. Giới thiệu xe tham khảo .......................................................................12
2.1.2 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế.............................................15
2.2. Tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe tải 1,5 tấn..................................17
2.2.1 Chọn chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu...........................................................17
2.2.2 Thiết kế bộ phận đàn hồi........................................................................17
2.2.3. Chọn thông số nhíp...............................................................................18
2.2.4. Tính độ cứng của nhíp..........................................................................23
2.2.5 Tính bền nhíp.........................................................................................25
2.2.6 Tính ứng suất nhíp ................................................................................27
2.2.7. tính bền tai nhíp....................................................................................30
2.2.8 Tính bền chốt nhíp................................................................................32
2.3 Thiết kế giảm chấn....................................................................................34

1

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

2.3.1 Xác định hệ số của giảm chấn ................................................................34
2.3.2 Xác định kích thước ngoài của giảm chấn...............................................37
2.3.3 Tính kích thước các van giảm chấn..........................................................36
2.3.4 Tính lò xo các van.....................................................................................37
Tài liệu tham khảo............................................................................................41

2

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, các ngành kinh tế làm
tăng mức sống của con người được nâng lên. Vì vậy nhu cầu đi lại và vận chuyển càng
được quan tâm hơn và hoàn thiện không ngừng. Trong các loại phương tiện giao thông
đang được sử dụng trên thế giới cũng như ở Việt Nam thì phương tiện giao thông đường
bộ mà đặc biệt là ô tô là loại phương tiện được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhất. Do nó
có ưu điểm hơn so với các loại khác: cơ động, giá thành rẻ, nhanh gọn (ở cự ly gần và
trung bình). Để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người.
Việt Nam là đất nước đang phát triển, cơ sở hạ tầng và mạng lưới giao thông còn
kém. Do đó nhu cầu vận chuyển hàng hoá trong thành phố cũgn như các tỉnh lẻ. Vì vậy
việc thiết kế một phương tiện giao thông giải quyết nó là rất quan trọng. Qua thực tế em
nhận thấy thiết kế xe ô tô tải cỡ nhỏ 1,5 tấn là rất phù hợp với đường xá của thành phố,
thị xã nước ta hiện nay.
Vì vậy việc thiết kế hệ thống treo của ô tô là biện pháp tối ưu hoá về kỹ thuật, nó
góp phần tạo nên độ êm dịu, ổn định và tính tiện nghi của xe, giúp người lái cảm thấy dễ

chịu, và dập tắt những dao động ảnh hưởng tới hàng hoá và tuổi thọ của xe.
Nhiệm vụ thiét kế được giao của em là “ Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 1,5
tấn”. Sau những tuần cố gắng em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên trong
quá trình thực hiện đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót do em còn hạn chế về
kiến thức và những kinh nghiệm thực tế. Em mong thầy cô có thể cho em xin những ý
kiến về bài làm để em có thể hoàn thiện tốt hơn và trau dồi thêm nhiều kiến thức .
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
KIỀU THẾ HƯNG

3

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

CHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ
1.1 NHIỆM VỤ , YÊU CẦU , PHÂN LOẠI
1.1.1.Nhiệm vụ
Hệ thống treo : Dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ôtô với các cầu. Nhiệm vụ chủ
yếu của hệ thống treo là giúp ôtô chuyển động êm dịu khi đi qua các mặt đường không
bằng phẳng . Ngoài ra hệ thống treo còn dùng để truyền các lực và mômen từ bánh xe lên
khung hoặc vỏ xe, đảm bảo đúng động học bánh xe.
Để đảm bảo chức năng đó hệ thống treo thờng có 3 bộ phận chủ yếu:
+ Bộ phận đàn hồi.
+ Bộ phận dẫn hướng.
+ Bộ phận giảm chấn .

• Bộ phận đàn hồi : Nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng

tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại . Bộ phận đần hồi có cấu tạo chủ
yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm chi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo, thanh
xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo bằng khí hoặc thủy khí ).

• Bộ phận dẫn hướng : Có tác dụng đảm bảo đúng động học bánh xe , tức là đảm
bảo cho xe chỉ dao động trong mặt phẳng thẳng đứng, bộ phận hướng còn làm
nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe.

• Bộphận giảm chấn : Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằng cách
biến năng lượng dao động thành nhiệt năng tỏa ra ngoài. Việc biến năng lượng
dao động thành nhiệt năng nhờ ma sát. Giảm chấn trên ôtô là giảm chấn thủy lực,
khi xe dao động, chất lỏng trong giảm chấn được giữa chất lỏng với thành lỗ tiết
lưu và giữa các lớp chất lỏng với nhau biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn
tỏa ra ngoài.
1.1.2.Yêu cầu
+ Độ võng tĩnh f (sinh ra dưới tác dụng của tảu trọng tĩnh) phải nằm trong giới hạn đủ
đảm bảo tần số dao động thích hợp cần thiết.
+ Độ võng động f (sinh ra khi ô tô chuyển động) phảI đủ đảm bảo vận tốc chuyển động
của otô 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 dịch
chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa là chiều rộng cơ sở và các góc đặt trụ đứng
của bánh xe dẫn hướng không đổi).
+ Có hệ số cản thích hợp để dập tắt nhanh dao động của vỏ và bánh xe.
4

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

+ 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 ô tô qua đường không bằng phẳng
+ Phải đảm bảo an toàn, dễ sửa chữa, thay thế và giá thành hợp lý. Ngoài ra có thể chế
tạo được với trình độ công nghệ sản xuất trong nước.
1.1.3.Phân loại
Có nhiều cách phân loại hệ thống treo tùy theo tiêu chí mà mỗi người đưa ra để phân
loại.
1. Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng :
+ Hệ thống treo phụ thuộc .
+ Hệ thống treo độc lập.

2. Theo bộ phận đàn hồi :
+ Loại bằng kim loại.
- Hệ thống treo loại nhíp lá.
- Hệ thống treo loại lò xo xoắn ốc.
- Hệ thống treo loại thanh xoắn.
+ Loại khí .
+ Loại thủy lực :
+ Hệ thống treo loại thủy khí kết hợp.
1.2.CÁC LOẠI HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ
Hiện nay trên ôtô sử dụng hệ thống treo 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.
1.2.1.Hệ thống treo phụ thuộc

 Nguyên lý hoạt động
Hai bánh xe trái và phải được nối nhau bằng một dầm cứng nên khi dịch chuyển
một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe còn lại cũng dịch chuyển. Do đó hệ

thống treo phụ thuộc không thể đảm bảo đúng 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 lịch và ở tất cả các cầu của ô tô tải, ôtô khách loại lớn.
 Một số hệ thống treo phụ thuộc đang dùng phổ biến cho ôtô

5

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

 Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là nhíp lá.

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống treo dạng dùng nhíp lá

Nhíp là một dầm ghép gồm các lá thép mỏng có độ đàn hồi cao, các lá thép có kích
thước nhỏ dần từ lá lớn nhất gọi là lá nhíp chính hay gọi là lá nhíp gốc, hai đầu của lá
nhíp chính được uốn thành hai tai dùng để nối với khung xe, giữa bộ nhíp có lỗ dùng để
bắt bu lông siết các lá nhíp lại với nhau, có quang nhíp để giữ các lá nhíp không bị sô
lệch về hai bên, các lá nhíp có thể dịch chuyển tương đối với nhau theo dọc nhíp, do đó
khi nhíp biến dạng sẽ sinh ra sự ma sát sẽ làm giảm dao động khi ôtô chuyển động.

 Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo trụ.

6

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

Hình 1.2 Hệ thống treo phụ thuộc kiểu lò xo trụ
Lò xo xoắn chỉ có chức năng là một cơ cấu đàn hồi khi bộ phận chịu lực theo phương
thẳng đứng. Còn lại các chức năng khác của hệ thống treo sẽ do các bộ phận khác chịu
trách nhiệm.
Lò xo xoắn chủ yếu được sử dụng trong hệ thống treo độc lập, nó có thể đặt ở đòn trên
hay đòn dưới của loại treo có hai đòn hay bọc chung quanh ống giảm chấn của treo
MacPherson trên ôtô du lịch hay trên một số hệ thống treo phụ thuộc của ôtô tải nhẹ dùng
làm bộ phận đàn hồi cho hệ thống.
Loại này chủ yếu sử dụng ở các cầu sau chủ động của ôtô con. So với hệ thống treo loại
nhíp thì lò xo có trọng lượng nhỏ hơn, tuổi thọ cao hơn. Do có thể sử dụng lò xo có độ
cứng nhỏ hơn nhíp nên tính êm dịu chuyển động tốt hơn, song nó phải có them bộ phận
dẫn hướng.
1.2.2.Hệ thống treo độc lập
 Nguyên lý hoạt động
+Hệ thống treo độc lập khi hai bánh xe trái và phải không có quan hệ trực tiếp với
nhau.
+Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng nằm ngang, bánh xe kia không
chịu ảnh hưởng đó.
+Hệ thống treo độc lập thường được sử dụng ở cầu trước ôtô du lịch, hiện nay có
một số loại ô tô sử dụng hệ thống treo độc lập cho tất cả các cầu.
Một số hệ thống treo độc lập dùng cho ôtô
7

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

 Hệ treo đòn dọc.

Hình 1.3 Hệ thống treo dạng đòn dọc

- Hệ thống treo đòn dọc có nghĩa là các thanh liên kết của phần tử dẫn hướng giữa
-

bánh xe và khung là các đòn dọc. Các đòn dọc thường được bố trí song song sát
hai bên bánh xe .
Số lượng đòn dọc có thể là hai hoặc bốn và có thể bố trí cả ở hệ thống treo phụ
thuộc hoặc hệ thống treo độc lập.
Nếu đòn dọc là những thanh nhỏ chỉ có khả năng chịu kéo hoặc nén thì trong bộ
phận dẫn hướng phải có them một đòn ngang.
Do lò xo có hình trụ rỗng nên người ta tận dụng không gian bên trong lò xo để bố
trí giảm chấn. Do những đặc điểm trên đây mà hệ thống treo đòn dọc có kết cấu
nhỏ gọn, trọng lượng phần không được treo nhỏ.

 Hệ thống treo đòn chéo.

8

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

Hình 1.4 Hệ thống treo độc lập dạng đòn chéo
Đây là loại hệ thống treo độc lập được thiết kế với tăng độ cứng vững để tăng khả năng
chịu lực ngang đồng thời giảm thiểu sự thay đổi của góc đặt bánh xe xảy ra do bánh xe

dao động trong phương thẳng đứng. Do kết cấu đơn giản và chiếm ít không gian nên
thường được sử dụng trên hệ thống treo sau của ô tô du lịch.

 Hệ thống treo hai đòn ngang

9

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

Hình 1.5 Hệ thống treo dạng hai đòn ngang
Hệ thống treo độc lập với hai đòn ngang có cấu tạo như sau:
Một đòn ngang phía trên và một đòn ngang phía dưới. Mỗi một đò ngang không phải chỉ
là một thanh mà thường có cấu tạo dạng khung hình tam giác hoặc hình thang. Cấu tạo
như vậy cho phép các đòn ngang làm được chức năng của bộ phận dẫn hướng. Đầu trong
của mỗi đòn ngang được liên kết bản lề với khung hoặc dầm ô tô. Đầu còn lại được liên
kết với đòn ngang đứng bởi các khớp cầu. Phần tử đàn hồi lò xo trụ bố trí kết hợp với
giảm chấn ống thủy lực có đầu trên liên kết với gối tựa trên khun hoặc vỏ ô tô, đầu dưới
liên kết bản lề hoặc cầu với đòn treo dưới. Một thanh ổn định hai đầu liên kết với hai giá
bánh xe và được giữ trên khung hoặc dầm bằng hai khớp bản lề.

 Hệ treo độc lập, phần tử đàn hồi thanh xoắn

Hình 1.6 Hệ thống treo dạng thanh xoắn
Hệ thống treo với phần tử đàn hồi thanh xoắn có ưu điểm là kết cấu , kích thước và trọng
lượng của phần tử đàn hồi nhỏ, không gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện. Vì vậy loại hệ
thống treo này thường trên cả ô tô du lịch và ô tô tải.
10

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

Đối với hệ thống treo độc lập hai đòn ngang thì thanh xoắn được bố trí dọc theo thân xe.
Một đầu thanh xoắn được ngàm cố định trên khung hoặc dầm, đầu còn lại liên kết cố định
bằng then hoa với đầu trong của đòn treo trên hoặc đòn treo dưới. Như vậy khi chịu tải
trọng, thông qua các đòn chéo thanh xoắn sẽ chịu một mô men xoắn và biến dạng góc.

 Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson

Hình 1.7 Hệ thống treo loại Macpherson
Nếu kích thước dòn treo của hệ thống treo độc lập hai đòn ngang giảm về bằng 0 thì ta có
kết cấu mới được gọi là hệ thống treo Macpherson.
Cấu tạo hệ thống treo Macpherson bao gồm một đòn treo dưới. Đầu trong của đòn treo
được liên kết bản lề với khung hoặc dầm ô tô, đầu ngoài liên kết với thanh xoay đứng
đồng thời là vỏ của giảm chấn ống thủy lực. Đầu trên của giảm chấn ống thủy lực liên kết
với gối tựa trên khung hoặc vỏ xe. Phần tử đàn hồi là lò xo được đặt một đầu tì vào tấm
chặn trên vỏ giảm chấn còn một đầu tì vào gối tựa trên khung hoặc vỏ ô tô. Trụ bánh xe
được lắp cố định với trụ xoay đứng.

 Hệ thống treo cân bằng khí nén

11

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

Hình 1.8 Hệ thống treo dạng sử dụng khí nén
Hệ thống treo khí nén - điện tử hoạt động dựa trên nguyên lý không khí có tính đàn hồi
khi bị nén. Với những ưu điểm và hiệu quả giảm chấn của khí nén, nó có thể hấp thụ
những rung động nhỏ do đó tạo tính êm dịu chuyển động tốt hơn so với lò xo kim loại, dễ
dàng điều khiển được độ cao sàn xe và độ cứng lò xo giảm chấn.
Khi hoạt động máy nén cung cấp khí tới mỗi xi lanh khí theo các đường dẫn riêng, do đó
độ cao của xe sẽ tăng lên tương ứng tại mỗi xi lanh tuỳ theo lượng khí được cấp vào.
Ngược lại độ cao của xe giảm xuống khi không khí trong các xi lanh được giải phóng ra
ngoài thông qua các van. Ở mỗi xi lanh khí nén có một van điều khiển hoạt động ở theo
hai chế độ bật - tắt (on - off) để nạp hoặc xả khí theo lệnh của ECU. Với sự điều khiển
của ECU, độ cứng, độ đàn hồi của từng giảm chấn trên các bánh xe tự động thay đổi theo
độ nhấp nhô của mặt đường và do đó hoàn toàn có thể khống chế chiều cao ổn định của
xe.

CHƯƠNG 2 . TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TẢI 1.5
TẤN
2.1 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
12

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO
Bảng thông số kỹ thuật Xe tải CỬU LONG 1.5 TẤN

1

THÔNG SỐ CHUNG
Loại phương tiện

Ô tô tải

Nhãn hiệu loại phương tiện

CUULONG DFA4215T

Công thức bánh xe

4x2R

2

THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC
Kích thước bao (D x R x C) (mm)

5430x1940x2265

Chiều dài cơ sở (mm)

2800

Vết bánh xe trước/sau

1420/1400

Khoảng sáng gầm xe(mm)

195

3

4

THÔNG SỐ VỀ TRỌNG LƯỢNG
Trọng lượng bản thân (kG)

2125

Trọng tải (kG)

1500

Số người cho phép chở kể cả người
lái
(người)

03

Trọng lượng toàn bộ (kG)

3420

THÔNG SỐ VỀ TÍNH NĂNG CHUYỂN ĐỘNG
Tốc độ lớn nhất của ô tô (km/h)

74

Độ dốc lớn nhất ô tô vượt được (%)

26.3

Bán kính quay vòng nhỏ nhất theo vết
bánh xe trước phía ngoài (m)

5.69

5

THÔNG SỐ VỀ ĐỘNG CƠ
Kiểu loại

SD485ZL2
13

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

Loại nhiên liệu, số kỳ, số xi lanh,
cách bố
trí xi lanh, cách làm mát

Diesel, 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, tăng
áp, làm mát bằng nước

Dung tích xi lanh (cm3)

2156

Tỷ số nén

17:1

Đường kính xi lanh x hành trình
piston
(mm)

85X95

Công suất lớn nhất (kW)/
Tốc độ quay (v/ph)

42/3200

Mô men xoắn lớn nhất(N.m)/ Tốc độ
quay (v/ph)

145/2000

6

LY HỢP
Một đĩa ma sát khô, dẫn động thuỷ lực

7

HỘP SỐ
Kiểu hộp số

Hộp số cơ khí

Dẫn động

Cơ khí

Số tay số

5 số tiến , 1 số lùi

Tỉ số truyền

5,174; 2,775; 1,566; 1,00; 0,752; R4,657

8

9

BÁNH XE VÀ LỐP XE
Trục trước (2 bánh xe )

6.50-16

Trục sau (4 bánh xe )

6.50-16

HỆ THỐNG PHANH

Kiểu tang trống dẫn động bằng thuỷ lực
hai dòng, trợ lực chân không
Phanh tang trống dẫn động cơ khí tác
động lên đầu ra hộp số

Phanh đỗ xe

14

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

1
0

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

HỆ THỐNG TREO

11

Treo trước: kiểu phụ thuộc, nhíp lá,
giảm chấn thuỷ lực
Treo sau: kiểu phụ thuộc, nhíp lá
HỆ THỐNG LÁI

Kiểu loại

Trục vít ê cu bi , trợ lái thủy lực

Tỉ số truyền

16.4

1
2

HỆ THỐNG ĐIỆN
Ắc quy

2x12Vx85Ah

Máy phát điện

28V,750W

Động cơ khởi động

4.5KW ,24V

1
3

CABIN
Kiểu loại

Cabin lật

Kích thước bao ( DxRxC) (mm)

1480x1770x1740

1
4

THÙNG HÀNG
Loại thùng

Lắp cố định trên xe

Kích thước thùng ( DxRxC) (mm)

3650x1810x1790

2.1.2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Để lựa chọn hệ thống treo cho phù hợp với loại xe đang thiết kế , ta so sánh ưu nhược
điểm giữa các hệ thống để đưa ra phương án lựa chọn phù hợp nhất
15

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

2.1.2.1 Ưu nhược điểm hệ thống treo phụ thuộc

 Ưu điểm

+ Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe được cố định 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 xe vẫn thăng bằng, do đó lốp ít
mòn.
+ Khi chịu lực bên (lực ly tâm, đường nghiêng, gió 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 làm nhiệm vụ dẫn
hướng.
+ Số khớp quay ít và không càn phải bôi trơn khớp quay.
+ Dễ chế tạo, dễ tháo lắp và sửa chữa, giá thành rẻ.
 Nhược điểm
+ Khi nâng một bên bánh xe lên, vết bánh xe sẽ thay đổi, phát sinh lực ngang làm
tính chất bám đường của otô kém đi và ôtô dễ bị 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 dịch chuyển thẳng đứng, làm phát sinh mômen do hiệu ứng
con quay, ảnh hưởng đến các dịch chuyển góc của các cầu và các bánh xe dẫn hướng
quanh trục quay.
+ Khó bố trí các cụm của ôtô nếu đặt hệ thống treo phụ thuộc ở đằng trước.

2.1.2.2 Ưu nhược điểm hệ thống treo độc lập

 Ưu điểm
+ Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang bánh xe kia vẫn đứng nguyên,
do đó động học bánh xe 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 bị ràng buộc nhiều như ở 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 trọng lượng bám, tăng độ êm dịu của ôtô.
+ Đảm bảo khi dịch 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 của bánh xe đối với trụ đứng, dẫn
đến không phát sinh mômen hiệu ứng con quay khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng.
 Nhược điểm
+ Kết cấu phức tạp gồm nhiều chi tiết.
16

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

+ Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe không cố định do vậy xảy ra tình trạng
mòn lốp nhanh.
+ Khi chịu 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.
2.1.2.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Qua những phân tích ưu nhược điểm của các loại bộ phận đàn hồi, thêm vào đó việc chọn
thiết kế hệ thống treo cho xe tải dựa trên xe cơ sở là xe Cửu Long, Trường Hải. Đây là
sản phẩm kết hợp độc đáo giữa khả năng vượt đường trường. Xe có khả năng di chuyển
trên các loại địa hình phức tạp, do đó chọn thiết kế bộ phận đàn hồi là nhíp. Trước hết
với tình hình kinh tế hiện nay, các ngành chế tạo trong nước có thể đảm nhận được sản
xuất nhíp. Nhíp được sản xuất không cần những vật liệu quá phức tạp, cầu kỳ do đó sẽ
đảm bảo được tiêu chí đầu tiên là tăng nội địa hoá ngành ô tô. Xe Trường Hải, Cửu Long
hiện nay đang được nhà máy ô tô Trường Hải, Cửu Long lắp ráp và bán ra, việc chọn
thiết kế bộ phận đàn hồi nhíp sẽ góp phần giúp giá thành của xe bán ra có khả năng cạnh
tranh. Nhíp còn có thêm các ưu điểm là trong quá trình vận hành xe ít bị hư hỏng và phải
sửa chữa, tuổi thọ lâu do đó rất phù hợp với việc sử dụng ô tô trên địa hình giao thông

phức tạp của nước ta hiện nay.

2.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TẢI 1.5 TẤN
17

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
2.2.1 Chọn chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu
- Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã
đề ra. Trong khuôn khổ của 1 đồ án tốt nghiệp em xin lựa chọn chỉ tiêu đó là chỉ tiêu về
tần số dao động. Chỉ tiêu này đươc lựa chọn như sau:
- Đối với xe tải tần số dao động

90 ÷ 120

1,5 ÷ 2

HZ( tương ứng với số lần dao động:

lần / phút)

Cơ sở của việc lựa chọn này là số bước của người đi bộ trong một phút. Nếu đi bộ
chậm(đi dạo) thị 60 bước/ phút, đi nhanh khoảng

90 ÷ 100

bước/ phút. Đây là tần số con

người đã quen và do đó không cảm thấy khó chịu. Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ
thống treo trước là 96 lần / phút.
2.2.2Thiết kế bộ phận đàn hồi ( nhíp)
- Lực tác dụng lên nhíp là phản lực của nhíp, là phản lực của đất Z tác dụng lên
nhíp tại điểm tiếp xúc của nhíp với dầm cầu. Quang nhíp thường được đặt dưới một góc
α

, vì vậy trên nhíp sẽ có lực dọc X tác dụng. Muốn giảm lực x góc

nếu có thể, nhưng góc

α

α

phải làm càng nhỏ

phải có trị số giới hạn nhất định để đảm bảo cho quang nhíp

không vượt quá trị giá, giá trị trung gian. Khi ô tô chuyển động không tải thì góc
thường chọn không bé hơn 30. Khi tải trọng đầy góc

α

có thể đạt giá trị số

40 ÷ 50

α

. Để

đơn giản chúng ta không tính đến ảnh hưởng của lưc X.
- Hệ thống treo là đối xứng 2 bên. Vì vậy khi tính toán hệ thống treo ta chỉ cần tính
toán cho một bên.
+ Khối lượng không được treo
18

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

+Trọng lượng cầu trước: Gt= 1400 N
+ Trọng lượng một bánh xe có lắp lốp: Gbx = 350 N
+ Trọng lượng 1 bên nhíp : Gnhíp = 190 N
+ Trọng lượng không được treo
Mctt = Mct + 2.G

bx

+ 2. Gnhíp =1400 +2.350 +2.190 = 2500 N

=> Trọng lượng treo trước:
Mtt =Mt – Mctt = 10530 – 2500 = 8030 N
+ Trọng lượng được phân bố lên một bên nhíp

Z=

Gi − Gc 10530 − 2500
=
= 4015N
2
2

Chọn nhíp trước là nhíp đối xứng cho nên lực tác dụng lên 1 đầu nhíp là 2007 N
2.2.3 Chọn thông số nhíp
L

l

l

Z

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lí nhíp lá

19

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

- Nhíp là một loại lò xo gồm nhiều lá thép mỏng( lá nhíp) ghép lại với nhau. Các
lá nhíp có bán kính cong và chiều dài nhất định để ở trạng thái tự do, bán kính cong và
chiều dài các lá nhíp dưới giảm dần ( hình vẽ)
Khi ghép lại với nhau các lá sẽ ôm khít vào nhau. Kích thước hình học nhíp là:

Chiều dài các lá: L1, L2, ...Lk tiết diện lá nhíp b x hk
Trong đó:

Số lá nhíp : n
Chiều rộng lá nhíp: b
Số nhóm chiều dày và chiều dày các lá trong mỗi nhóm: hk

Chọn chiều dài nhíp chích
Đối với xe tải: chiều dài toàn bộ nhíp ( Lt)

Lt = (0,26 ÷ 0,35).L = (0,26 ÷ 0,35).300 = 780 ÷ 1050

mm

Chọn L = 1000 mm
Tham khảo số xe có tải trọng tương đương ta chọn sơ bộ như sau:
+ Chiều rộng b và chiều dày ht phải thoả mãn các điều kiện:

6<

b
< 10
hk

Chọn số lá nhíp: n =7 trong đó có 2 lá nhíp cái.
+ Chiều rộng các lá: b = 60 mm;
+ Chiều dày các lá: h1 = 6 mm;
+ Chiều dài các lá: l1 = l2 =

h3 ÷ h5 = 7

mm

(0,26 ÷ 0,35).l = (0,26 ÷ 0,25).3000 = 780 ÷ 1050

mm

20

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

+ Chọn L = 1000 mm ; L1 = L2 = 1000 mm ;
+ Chọn khoảng cách giữa 2 quang nhíp Iq = 120 mm
Ta có chiều dài 1/2 nhíp tính từ quang nhíp:

lk =

( Lk − lq )
2

=

1000 − 120
= 440
2

mm

Như vậy chiều dài ½ nhíp tính từ quang nhíp là l1 = 440 mm
- Chiều dài các lá nhíp( cụ thể là lk) được tính bằng hệ số phương trình sau đây:

 A2
A
 3

 A4

 A5
 A6


 A7

+ B2 + C 2 = 0
+ B3 + C 3 = 0
+ B4 + C 4 = 0
+ B5 + C 5 = 0
+ B6 + C 6 = 0
+ B7 + C 7 = 0

Trong đó:

Ak =

Jk
3l
.( k −1 − 1)

2 J k −1
lk


Jk
B k = −
1
+

J k −1

1  l k +1
C k = .
2 
 lk






3






 3l k


.
− 1
l

 k +1


Hệ phương trình xuất phát từ phương trình tính phản lực đầu mút lá nhíp (mục
2.1.4) với điều kiện phản lực đầu mút ở các lá bằng nhau.
Trong hệ phương trình này ta coi lk là các ẩn số( trong đó l1 đã biết. Như thế ta có n -1 ẩn
với n -1 phương trình.
21

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

Giải hệ phương trình này ta sẽ có các l k với các lk này ta sẽ có phản lực các đầu mút lá
nhíp xấp xỉ bằng nhau.
Ta có:

2.60.6 3
J1 =
= 2160
12
60.7 3
J1 = J 2 =
= 1715
12

Cụ thể ta có 5 phương trình sau:
2
  3l1


 l 3   3l 2
− 1 + 0,5.  .
− 1 = 2 (1)
0,5.
  l2

 l 2   l3


2
0,5. 3l 2 − 1 + 0,5. l 4  . 3l 3 − 1 = 7 (2)


l   l
  l 3


 3  4

........
 l

0,5. 5 − 1 = 2
(5)
  l 6



Trong hệ phương trình này l1 là chiều dài 2 lá nhíp cái ( lá thứ nhất và lá thứ 2) l 6 là chiều
dài lá cuối cùng lá thứ 7
- Giải hệ phương trình này bằng phương pháp thế ta có:

→
Từ (5)

l5
− 1 = 4 → l6 = 0,6l5
l6

Thay kết quả trên vào (4) ta lại có:

22

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

l


3  3
0,5. 4 − 1 + 0,5.( 0,6 ) .
− 1 = 2
 0,6 
 l5


l

→ 0,5. 4 − 1 = 1,568
 l5

→ l5 = 0,725l 4
Tương tự từ (3)

l

3

3 
→ 0,5. 3 − 1 + 0,5.( 0,725) .
− 1 = 2
 0,725 
 l4

l

→ 0,5. 3 − 1 = 1,0402
 l4

→ l 4 = 0,789l3
Từ (3) ta có:

l

3


3 
→ 0,5 +  2 − 1 + 0,5.( 0,789) .
− 1 = 2
 0,789 
 l3

l

→ 0,5. 2 − 1 = 1,312
 l3

→ l3 = 0,828l 2
Từ (1) ta có:

l

3

3 
→ 0,5. 1 − 1 + 0,5.( 0,828) .
− 1 = 2
 0,828 
 l2

l

→ 0,5. 1 − 1 = 1,255
 l2


→ l2 = 0,854l1
Như vậy ta có chiều dài các lá nhíp là:
23

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

l1 =( 1000 -120)/2 = 440 mm
l2 = 440. 0,854 = 376 mm
l3 = 376. 0,828 =312 mm
l4 = 312. 0,789 = 245 mm
l5 = 245. 0,725 = 178 mm
l6 = 178. 0,6 = 106 mm
- Từ công thức lk =(lk – lq)/2 ta lại có:
Lk = 2. lk +lq
l1 = 1000 mm, ( 2lá)

l4 = 2. 245 + 120 = 610 mm

l2 = 2. 376 + 120 = 872 mm

l5 = 2. 178 + 120 = 476 mm

l3= 2. 312 + 120 = 744 mm

l6 = 2. 106 + 120 = 332 mm

2.2.4 Tính độ cứng của nhíp

Khi lắp nhíp lên xe, nhíp được bắt chặt với dầm cầu bằng quang nhíp với kết cấu
này ta có thể coi nhíp bị ngàm cứng ở giữa. Do vậy khi tính toán ta chỉ tính cho một nửa
nhíp với giả thiết nhíp bị ngàm cứng chặt một đầu.
- Theo phương pháp thế năng biến dạng đàn hồi độ cứng của nhíp được tính theo công
thức sau:

C=

6.E.α
n

∑a ( y
n −1

3

k +1

k

− y k +1 )

Trong đó: E = 2.105 N/m2

α

: là hệ số thực nghiệm lấy

(2.6)

là moduyn đàn hồi theo chiều dọc

α

= khoảng

( 0,83 ÷ 0,87)

chọn

α

= 0,85
24

GVHD : CHU VĂN HUỲNH

SVTH : KIỀU THẾ HƯNG

ak = (lk – lk+1)

1
Ik

Yk =

Ik - Tổng mô men quán tính của mặt cắt ngang từ lá nhíp thứ nhất đến lá nhíp

thứ k.

b.h 3 k
Jk =
12
Nhíp có 2 lá nhíp cái khi tính toán ta coi 2 lá này là lá thứ nhất, do vậy trường hợp này ta
tính số lá nhíp là 6 lá: n = 6

Để tiện cho việc tính toán ta lập bảng sau:
lk

ak+1

b

hk

Jk

Ik

Yk

Yk –Yk+1
a3k+1.(Yk– Yk+1)

k
( mm)

(mm)