Thiết kế hệ thống treo xe tải 5 tấn (Link Cad: https://bit.ly/3xl0O9M)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG

THUYẾT MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

Cán bộ hướng dẫn: TS Đàm Hoàng Phúc
Cán bộ duyệt:
PGS.TS Hồ Hữu Hải
Sinh viên thực hiện: Phan Văn Phong
Lớp:
CKĐL(CN lên KS)
Khóa:

K57

Hà Nội, 9-2016

SVTH Phan Văn Phong

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------------------

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
---------------------------------

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phan Văn Phong
Số hiệu sinh viên: 20159522
Khố : K57
Viện : Cơ khí Động Lực
Ngành: Kỹ thuật ô tô
1. Đề tài đồ án:
Thiết kế hệ thống treo xe tải 5 tấn.
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Trọng lượng của xe lúc đầy tải là : 100250N ; phân lên cầu : 32500 N/67750 N
Trọng lượng bản thân : 50250 N, phân lên cầu : 25250 N/25000 N
Chiều dài cơ sở của xe: 4300 mm.
3. Các bản vẽ: Bản vẽ bố trí chung, bản vẽ hệ thống treo trước, bản vẽ hệ thống treo sau,
bản vẽ giảm chấn, bản vẽ ứng suất giữa các lá nhíp, bản vẽ chi tiết, bản vẽ sơ đồ chuẩn
đốn hư hỏng.

Cán bộ hướng dẫn
Đàm Hồng Phúc

SVTH Phan Văn Phong

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

SVTH Phan Văn Phong

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu……………………………..…………………………………………3
Chương 1: Tổng quan hệ thống treo…………………………………………...4
1.1. Công dụng, yêu cầu:……………………………………………………….4
1.1.1. Công dụng: ……………………………………………………………….4
1.1.2. Yêu cầu:…………………………………………………………………..4
1.2. Cấu tạo chung và phân loại: ...……………………….………………………4
1.2.1. Cấu tạo chung: ………………………………………………………....4

1.2.2. Phân loại: ……………….……………………………………………...5
1.3 Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo: ……………….……6
1.3.1. Phân tích bộ phận hướng hệ thống treo: ………………………………...6
1.3.2 Phân tích phần tử đàn hồi hệ thống treo: ………………………………9
1.3.3 Phân tích phần tử giảm chấn hệ thống treo: …………………………...13
1.3.4 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo: …………………………..16
Chương2: Tính tốn hệ thống treo trước…………………………………...18
2.1.Tính tốn nhíp…..………………………………………………………..….18
2.1.1. Tính tốn và chọn thơng số chính của lá nhíp……………………..…..18
2.1.2. Tính độ cứng thực tế của lá nhíp.……………………………..………22
2.1.3. Tính bền các lá nhíp…………………………………………..………24
2.1.4. Tính bền tai nhíp……………………………………………...………28
2.1.5. Tính bền chốt nhíp……………………………………………....……29
2.2 Tính tốn giảm chấn trước…………………………………….…...………..30
2.2.1 Hệ số cản hệ thống treo………………………………………………..30
2.2.2 Hệ số cản giảm chấn………………………………..…………..………..30
2.2.3 Xác định lực cản giảm chấn…………………………………....…….......31
2.2.4 Xác định kích thước ngoài giảm chấn……………………..…..…….....32
2.2.5 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt giảm chấn……………………….……….36
2.2.6 Xác định kích thước một số chi tiết khác trong giảm chấn..…………....37
Chương 3: Tính tốn hệ thống treo sau……………………………………….43
SVTH Phan Văn Phong

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

3.1.Tính tốn nhíp………………………………………………………………..43
3.1.1.Tính tốn và chọn thơng số chính của lá nhíp: ………………………….43
3.1.2.Tính độ cứng thực tế của lá nhíp: ……………………………………….50
3.1.3. Tính bền các lá nhíp………………………………………………..……53
3.1.4. Tính bền tai nhíp……………………………………………………...…60
3.1.5. Tính bền chốt nhíp………………………………………………………61
3.2 Tính tốn giảm chấn sau……………………………………………………..62
3.2.1 Hệ số cản hệ thống treo…………………………………………………..62
3.2.2 Hệ số cản giảm chấn……………………………………………………...62
3.2.3 Xác định lực cản giảm chấn……………………………………………....63
3.2.4 Xác định kích thước ngoài giảm chấn……………………...………..…...64
3.2.5 Kiểm tra điều kiện bền nhiệt giảm chấn………………………………….68
3.2.6 Xác định kích thước một số chi tiết khác trong giảm chấn………………69
Chương 4: Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa, chuẩn đốn hệ thống treo ……75
4.1 Quy trình tháo lắp hệ thống treo …………………………………………….75
4.1.1 Quy trình tháo ……………………………………………………………75
4.1.2 Quy trình lắp ……………………………………………………………..75
4.2 Các hư hỏng và cách khắc phục của hệ thống treo…………………………..78
4.3 Bảo dưỡng, sửa chữa các chi tiết của hệ thống treo …………………………78
4.3.1 Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm ……………………………………………78
4.3.2 Kiểm tra, sửa chữa các chi tiết khác của hệ thống treo …………………..80
4.4 Sơ đồ chuẩn đoán hư hỏng hệ thống treo…………………………………….84
Kết luận………………………………………………………………………….85
Tài liệu tham khảo……………………………………………………………...86

SVTH Phan Văn Phong

2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự phát triển kinh tế chung hiện nay, ơ tơ tải ngày càng đóng vai trị quan trọng
trong việc phân phối, vận chuyển hàng hóa. Đối với xe tải, ngoài yêu cầu về độ êm dịu,
ngày nay người ta buộc phải chú ý đến các tiêu chí khác như: an tồn hàng hố, ảnh
hưởng của tải trọng động đến đường .
Khi ôtô chạy trên đường thường phát sinh ra các lực và mômen tác động lên hệ thống
treo chúng tạo ra những dao động. Các dao động này thường ảnh hưởng xấu tới hàng hoá,
tuổi thọ của xe và đặc biệt ảnh hưởng người lái và hành khách ngồi trên xe. Trong vận tải
ôtô, người lái là người quyết định chủ yếu cho an toàn chuyển động, nếu dao động của xe
mà nằm ngoài phạm vi dao động chịu đựng của người lái (90120 lần/phút) thì sẽ làm
tăng lỗi điều khiển của người lái, gây ra hàng loạt những nguy hiểm đến tính mạng của
con người và hàng hoá.
Do tầm quan trọng như vậy của hệ thống treo nên em đã quyết định chọn đề tài cho đồ
án mơn học của mình là “ Thiết kế hệ thống treo xe tải 5 tấn ”.
Nội dung đồ án sẽ gồm 4 chương. Chương 1 giới thiệu tổng quan về hệ thống treo trên
ơ tơ, phân tích và chọn phương án thiết kế cho một số chi tiết trong hệ thống treo.
Chương 2 tính tốn thiết kế hệ thống treo trước. Chương 3 tính tốn thiết kế hệ thống treo
sau. Chương 4 nêu một số hư hỏng thường gặp của hệ thống và phương pháp bảo dưỡng
sửa chữa hỏng hóc.
Dưới sự hướng dẫn và chỉ bảo của thầy Đàm Hoàng Phúc, em đã hoàn thành đồ án tốt
nghiệp đúng theo yêu cầu được giao. Tuy nhiên do năng lực bản thân và kinh nghiệm
thực tế cịn ít nên khơng thể tránh được những thiếu sót trong q trình thực hiện đồ án.
Vì vậy em mong sự thơng cảm và đóng góp ý kiến của thầy.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
Phan Văn Phong

SVTH Phan Văn Phong

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
1.1. Công dụng, yêu cầu.
1.1.1. Công dụng.
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, dập tắt nhanh các dao động trong hệ thống. 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.
1.1.2. Yêu cầu.
- Có độ cứng thích hợp để xe chuyển động được êm dịu .
- 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 khơng đổi).
- Có hệ số cản thích hợp để dập tắt nhanh dao động của vỏ và bánh xe.
- Phải đảm bảo an toàn, dễ sửa chữa, thay thế và giá thành hợp lý. Ngồi ra có thể chế
tạo được với trình độ cơng nghệ sản xuất trong nước.

1.2. Cấu tạo chung và phân loại hệ thống treo.
1.2.1. Cấu tạo chung.

- Bộ phận đàn hồi: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe với khung (vỏ) xe, nhằm đảm
bảo cho thân xe có thể dao động êm dịu khi đi trên đường mấp mô.
- Bộ phận dẫn hướng: là bộ phận truyền các lực từ bánh xe lên khung (vỏ) xe và
ngược lại, đảm bảo động học của bánh xe đúng theo yêu cầu.
- Bộ phận giảm chấn: là bộ phận hấp thụ năng lượng của dao động của bánh xe so với
thân xe nhằm dập tắt các dao động đó.
- Thanh cân bằng: trên một số ơtơ có thanh cân bằng nhằm đảm bảo cho các phản lực
tác dụng lên hai bánh trên cùng một cầu không chênh lệch nhau nhiều.

1.2.2. Phân loại.
SVTH Phan Văn Phong

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

a) Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng.
Theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng hệ thống treo được phân loại thành 2 loại lớn và các
loại nhỏ hơn:
+ Hệ thống treo phụ thuộc.
- Hệ thống treo phụ thuộc dùng nhíp lá : Nhíp lá có độ cứng vững cao nên nhíp lá đảm
nhận vai trò bộ phận dẫn hướng.
- Hệ thống treo phụ thuộc dùng lò xo trụ : Sử dụng các thanh đòn ,giằng để truyền lực
dọc và lực ngang.
+ Hệ thống treo độc lập.
- Hệ thống treo độc lập rất phức tạp, thông thường chúng được phân chia theo khái
niệm động học trên các mặt phẳng của xe với các dạng cơ bản sau:

- Hệ thống treo đòn ngang: 2 đòn ngang, 1 đòn ngang Mc.pherson
- Hệ thống treo đòn dọc: đòn dọc khơng liên kết và địn dọc có thanh liên kết.
- Hệ thống treo đòn chéo.
b) Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo của phần tử đàn hồi.
- Phần tử đàn hồi là kim loại: nhíp lá, lị xo, thanh xoắn.
- Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn kiểu buồng xếp và phần tử đàn hồi kiểu
buồng gấp
- Phần tử đàn hồi là thủy khí.
- Phần tử đàn hồi là cao su.
c) Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động.
- Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn và dạng ống.
- Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong phần tử đàn hồi và trong phần tử hướng.

SVTH Phan Văn Phong

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

1.3. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ
THỐNG TREO.
1.3.1 Phân tích bộ phận hướng hệ thống treo.
a) Hệ thống treo phụ thuộc.
Đặc điểm kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe được bố trí trên một dầm
cầu liền, các bộ phận của hệ thống treo nối giữa khung (vỏ) xe và dầm cầu. Với đặc điểm
cấu tạo đó, khi một bánh xe dao động thì nó có ảnh hưởng đến động học của bánh bên kia
(hình 1.1)

Hình 1.1 Hệ thống treo phụ thuộc.
Ưu điểm.
- Độ cứng vững của hệ thống cao có thể chịu được tải trọng lớn.
- 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 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 khơng cần phải bôi trơn khớp quay.
- Dễ chế tạo, dễ tháo lắp và sửa chữa, giá thành rẻ.

SVTH Phan Văn Phong

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

Nhược điểm.
- Khi một bên bánh xe bị nâng lên, vết bánh xe sẽ thay đổi, làm mất ổn định ơ tơ khi
quay vịng.
- Có trọng lượng phần khơng được treo lớn sẽ làm cho độ êm dịu chuyển động không
được cao và khi di chuyển trên các đoạn đường gồ ghề sẽ sinh ra các va đập lớn làm khả
năng bám của bánh xe kém đi.
- Do bánh xe được lắp trên dầm cầu cứng nên khi bánh xe dao động thì dầm cầu cũng
dao động theo nên không gian dưới gầm xe phải đủ lớn để cầu xe dao động. Do đó thùng

xe phải nâng cao lên dẫn đến giảm độ ổn định của xe và hạn chế tốc độ của xe
- Khó bố trí các cụm của ôtô nếu đặt hệ thống treo phụ thuộc ở đằng trước.
Kết luận.
Với những ưu ,nhược điểm đã phân tích hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng
trên các xe bán tải ,xe tải ,một số loại xe khách do đáp ứng được chế độ tải trọng lớn
,giá thành vừa phải ,dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa thay thế.
b) Hệ thống treo độc lập.
Đặc điểm kết cấu của hệ thống treo độc lập là các bánh xe gắn với khung (vỏ) của xe
một cách độc lập với nhau thơng qua các địn. Với đặc điểm cấu tạo đó, các bánh xe có
thể dao động độc lập với nhau đối với thân ơtơ (hình 1.2)

Hình 1.2 Hệ thống treo độc lập.

Ưu điểm.
SVTH Phan Văn Phong

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

- Độ êm dịu khi chuyển động cao do từng bánh xe chuyển động độc lập so với bánh xe
khác.
- Khối lượng phần không được treo nhỏ hơn so với hệ thống treo phụ thuộc. Do đó tăng
trọng lượng bám, tăng độ êm dịu của ôtô, giảm được tải trọng va đập khi xe chuyển
động trên đường.
- Do 2 bánh xe không được nối bằng dầm cầu cứng nên khoảng khơng gian dao động
khoảng khơng gian cho nó dịch chuyển chủ yếu là hai bên sườn xe. Đặc điểm này cho

phép hạ thấp trọng tâm xe, do đó nâng cao được tốc độ của xe.
- 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.
Nhược điểm
- Ở hệ thống treo độc lập các bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng là riêng biệt nên không
tránh khỏi sự phức tạp về mặt kết cấu. Sự phức tạp trong kết cấu cũng gây khó khăn cho
việc bố trí các hệ thống khác trên ơtơ.
- Trong q trình chuyển động, vết bánh xe khơng cố định do vậy xảy ra tình trạng mịn
lốp nhanh.
- Khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe khơng liên kết cứng, vì
vậy độ ổn định khi chuyển động của xe cao.
- Gía thành cao, khó chế tạo.
- Độ cứng vững hệ thống thấp nên không thể chịu tải trọng lớn.
Kết luận.
Do đáp ứng được độ êm dịu khi chuyển động ,có kích thước và khối lượng nhỏ nên hệ
thống treo độc lập phù hợp với các loại ơ tơ con có tốc độ cao ,một số loại xe buýt, xe du
lịch.

SVTH Phan Văn Phong

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

1.3.2 Phân tích phần tử đàn hồi hệ thống treo.
a) Nhíp lá.
Nhíp lá thường gồm nhiều lá nhíp hình nửa elíp có độ dài và độ cong khác nhau ghép

thành một bó theo thứ tự ngắn dần để nhíp có độ cứng chống uốn của nhíp đều nhau. Các
lá nhíp được kẹp lại với nhau bằng quang nhíp. Các lá nhíp trên cùng được cuộn trịn hai
đầu để bắt với thân ơtơ.

Hình 1.3 Nhíp lá.
Ưu điểm.
- Nhíp vừa là cơ cấu đàn hồi, vừa là cơ cấu dẫn hướng và một phần làm nhiệm vụ giảm
chức năng của hệ thống chấn nghĩa là thực hiện toàn bộ treo. Bản thân nhíp đã có độ
cứng vững lớn để giữ cầu xe ở đúng vị trí nên khơng cần sử dụng các liên kết khác. Do
đó kết cấu hệ thống treo sẽ đơn giản.
- Do giữa các lá nhíp tiếp xúc với nhau nên tạo ra ma sát trong quá trình dao động nên có
thể hấp thụ một phần dao động của hệ thống treo.
- Nhíp có đủ sức bền để chịu được tải trọng lớn.
- Dễ thay thế, sửa chữa, chế tạo.
Nhược điểm.
- Trọng lượng nhíp nặng làm tăng khối lượng phần khơng được treo, ma sát giữa các lá
nhíp làm cho nó khó hấp thụ các rung động nhỏ từ mặt đường do đó làm giảm độ êm
dịu của hệ thống treo.
- Các lá nhíp ma sát với nhau nên gây ra mịn cần bố trí các biện pháp giảm mịn cho
nhíp.

SVTH Phan Văn Phong

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

Kết luận.
Nhíp lá được sử dụng chủ yếu trên hệ thống treo phụ thuộc của ôtô tải và hệ thống treo
cầu sau của một số ôtô con, hệ thống treo phụ thuộc cân bằng do đáp ứng được yêu cầu
chịu được tải trọng lớn giá thành vừa phải dễ dàng thay thế sửa chữa.
b) Lị xo trụ.

Hình 1.4 Lị xo trụ
Ưu điểm.
- Có khối lượng và kích thước nhỏ nên dễ lắp đặt ở các vị trí nhỏ hẹp.
- Lị xo trụ có tuổi thọ lớn hơn nhíp, khi làm việc giữa các vành lị xo khơng có ma sát
như giữa các lá nhíp, khơng phải bảo dưỡng và chăm sóc như chăm sóc nhíp.
Nhược điểm.
- Lị xo trụ chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi còn nhiệm vụ dẫn hướng và giảm chấn phải do các
bộ phận khác đảm nhiệm, do đó kết cấu phức tạp.
- Khả năng chịu tải trọng nhỏ hơn so với nhíp lá.
Kết luận.
Do có khối lượng và kích thước nhỏ dễ dàng bố trí trên các khơng gian nhỏ hẹp nên lị
xo trụ thích hợp bố trí trên các hệ thống treo độc lập và trên hệ thống treo phụ thuộc có
tải trọng vừa và nhỏ.

SVTH Phan Văn Phong

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

c) Thanh xoắn.

Thanh xoắn có dạng tiết diện đơn trịn hay tiết diện ghép hình lục lăng, được chế tạo
từ thép silic, có kích thước và khối lượng nhỏ, dễ dàng bố trí trong khơng gian dưới sàn

xe.
Hình 1.5 Thanh xoắn.
Ưu điểm.
- Kết cấu, kích thước và trọng lượng của phần tử đàn hồi nhỏ.
- Đảm bảo tính chịu lực cao cho xe trong mọi điều kiện .
Nhược điểm.
- Giống như lị xo trụ thanh xoắn khơng có khả năng dẫn hướng và dập tắt dao động do
đó phải bố trí thêm bộ phận hướng và giảm chấn.
Kết luận.
Thanh xoắn thường được sử dụng trên hệ thống treo độc lập và các xe có tính năng cơ
động cao do kích thước và khối lượng nhẹ khả năng chịu lực cao.
d) Baloon khí nén.
Ballon khí nén là một bình chứa khí bằng cao su với các lớp mành nylon chịu tải, đảm
bảo có độ đàn hồi cao và chịu áp suất lớn (3,5 – 8 bar).

SVTH Phan Văn Phong

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN
Hình 1.6 Ballon khí nén.

Ưu điểm.
- Phần tử đàn hồi có thể tự thay đổi độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất

bên trong phần tử đàn hồi do đó làm tăng độ êm dịu.
- Khơng 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.
Nhược điểm.
- Phải bố trí thêm hệ thống cung cấp khí như bình chứa, máy nén nên kết cấu phức tạp.
- Hệ thống treo khí yêu cầu phải sử dụng thêm phần điều chỉnh hệ thống treo (điều chỉnh
vị trí của thùng xe và điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo).
Kết luận.
Do khả năng điều chỉnh độ cứng một cách linh hoạt theo từng chế độ tải trong bộ phận
đàn hồi sử dụng khí nén đạt độ êm dịu cao thường dùng trên xe buýt trên xe du lịch
thường chỉ trang bị cho các dòng xe đắt tiền, sang trọng. Còn đối với xe tải, cũng được sử
dụng đối với các xe có tải trọng lớn. Các loại xe đua bộ phận đàn hồi dạng này được sử
dụng nhiều dưới dạng hệ thống treo thủy khí điều khiển được.
e) Cao su.
Bộ phận đàn hồi bằng cao su thường chỉ là bộ phận đàn hồi phụ, dùng để tăng độ cứng
của bộ phận đàn hồi chính và hạn chế biên độ dao động của bánh xe.

SVTH Phan Văn Phong

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

1.3.3 Phân tích phần tử giảm chấn hệ thống treo.
a) 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.

- Đảm bảo bánh xe bám đường tốt hơn và tăng tính êm dịu khi xe chuyển động.
b) Yêu cầu.
- Dập tắt nhanh các dao động truyển đến thùng xe và khoang lái.
- Làm việc ổn định khi ôtô chuyển động trong các điều kiện đường xá khác nhau, có tuổi
thọ cao.
- Trọng lượng và kích thước nhỏ.
- Có tuổi thọ cao.
c) Ngun lý làm việc
Chất lỏng bị dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác qua những van tiết lưu rất
nhỏ nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động rất lớn do ma sát giữa chất lỏng với thành
van tiết lưu và giữa các lớp dầu với nhau. Sức cản làm dập tắt nhanh các chấn động và
năng lượng của dao động bị mất biến thành nhiệt năng nung nóng chất lỏng chứa trong
giảm chấn.
d) Phân loại.
- Giảm chấn tác dụng một chiều, tác dụng hai chiều đối xứng, không đối xứng.
- Giảm chấn khơng có van giảm tải, có van giảm tải.
- Giảm chấn ống, giảm chấn đòn.
- Giảm chấn một lớp vỏ, hai lớp vỏ.

Trên ôtô hiện nay chủ yếu dùng loại giảm chấn ống tác dụng hai chiều khơng đối xứng,
có van giảm tải.
SVTH Phan Văn Phong

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

+ Giảm chấn ống 1 lớp vỏ.

Hình 1.7 Cấu tạo giảm chấn 1 lớp vỏ.
1. Van trả 2. Vỏ giảm chấn 3. Buồng chứa khí 4. Piston di động tự do 5. Buồng chứa chất
lỏng 6. Piston chứa các van 7. Van nén 8. Cụm bao kín dẫn hướng 9. Trục giảm chấn
Ưu điểm.
- Điều kiện toả nhiệt tốt hơn do khơng có “áo dầu” bao bên ngồi vỏ giảm chấn.
- Giảm chấn có piston ngăn cách có thể làm việc ở bất kỳ góc nghiêng bố trí nào.
- Cùng một tác động bên ngồi thì nó dập tắt dao động nhanh hơn.
Nhược điểm.
- Làm việc kém tin cậy, có thể bị bó kẹt trong các hành trình nén hoặc trả mạnh.
- Chế tạo phức tạp và giá thành đắt hơn.

SVTH Phan Văn Phong

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

+ Giảm chấn ống 2 lớp vỏ.

Hình 1.8 Cấu tạo giảm chấn ống 2 lớp vỏ.
1. Bạc dẫn hướng trục 2. Lỗ dầu bôi trơn trục 3. Phớt làm kín 4. Vỏ che ngồi 5. Trục
giảm chấn 6. Piston và cụm van 7. Vỏ trong 8. Vỏ ngoài 9. Cụm van bù A. Buồng trên B.
Buồng dưới C. Buồng bù
Ưu điểm.
- Độ bền cao, giá thành thấp.

- Làm việc ổn định ở cả 2 hành trình
- Trọng lượng nhẹ.
Nhược điểm.
- Có thể bị lọt khí vào chất lỏng khi làm việc với tần số cao.
- Tản nhiệt chậm.

SVTH Phan Văn Phong

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

1.3.4 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo.
- Sau khi tìm hiểu và phân tích một số dạng hệ thống treo đang sử dụng thực tế, kết
hợp với thực tế các xe tải hiện đang sử dụng trên thị trường, tình hình sản xuất của các
cơng ty ôtô trong nước cùng với tải trọng thiết kế của xe :
-Ta chọn hệ thống treo cho cầu trước cho xe thiết kế là hệ thống treo phụ thuộc với
phần tử đàn hồi là nhíp đơn, giảm chấn loại tác dụng hai chiều dạng ống 2 lớp vỏ có
đường đặc tính khơng đối xứng và có van giảm tải.

Hình 1.9 Hệ thống treo trước sử dụng nhíp đơn.
1. Lá nhíp 2. Quang nhíp 3. Cầu trước 4. Giá đỡ sau 5. Tai nhíp 6. Khung xe
7. Giảm chấn 8. Vấu hạn chế 9. Giá đỡ trước.

SVTH Phan Văn Phong

16

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

-Ta chọn hệ thống treo cầu sau cho xe thiết kế là hệ thống treo phụ thuộc với phần tử
đàn hồi là nhíp kép, giảm chấn loại tác dụng hai chiều dạng ống 2 lớp vỏ có đường
đặc tính khơng đối xứng và có van giảm tải.

Hình 1.10 Hệ thống treo sau sử dụng nhíp kép.
a. Nhíp chính b. Nhíp phụ.
- Vì với tải trọng lớn của xe cần thiết kế nên yêu cầu hệ thống treo sau cần độ

cứng vững cao và chịu được tải trọng lớn.
- Hệ thống treo với nhíp kép mục đích thiết kế nhíp kép là muốn khi xe chạy
khơng tải chỉ có nhíp chính làm việc để xe chạy được êm dịu hơn. Khi tới tải
nào đó nhíp phụ làm việc lúc đó độ cứng của hệ thống treo sẽ tăng lên để chịu
được tải trọng tăng lên .
- Với việc lựa chọn thiết kế hệ thống treo cho xe cần thiết kế như trên. 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 dịu của ơtơ khi làm
việc.

SVTH Phan Văn Phong

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

CHƯƠNG 2

TÍNH TỐN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC.
2.1 Tính tốn nhíp.
2.1.1 Tính tốn và chọn thơng số chính của lá nhíp.
Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra.
Hiện nay có rất nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao động, gia
tốc dao động, vận tốc dao động......
Trong khuôn khổ của một đồ án tốt nghiệp, Em xin lựa chọn một chỉ tiêu, đó là chỉ tiêu
tần số dao động. Chỉ tiêu này được lựa chọn như sau:
Tần số dao động của xe tải: n=90120(lần/phút). Cơ sở của việc lựa chọn này là số bước
của người đi bộ .Với số lần như vậy thì con người có thể chịu được đồng thời hệ treo đủ
cứng vững.
a) Tính khối lượng được treo.
Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính tốn hệ thống treo ta chỉ cần tính tốn
cho một bên. Tải trọng tác dụng lên một bên của hệ thống treo trước:
Trọng lượng được treo (Gdt):

Gdt

là trọng lượng được treo trên 1 bên nhíp là.

Gdt 

Gt Gkt

2

2

Trong đó :

Gt

: trọng lượng tác dụng lên cầu trước khi đầy tải.

Gkt

: trọng lượng không được treo cầu trước.
Gdt 

Gkt

Gt

=32500 (N)

=2500 (N)

32500  2500
 15000( N )
2

b) Các kích thước hình học của bộ nhíp.
Nhíp là một loại lị xo gồm nhiều lá thép mỏng (lá nhíp) ghép lại với nhau. Kích thước
hình học của các nhíp sẽ là :
- Chiều dài các lá L1, L2, Lk..., Ln
- Tiết diện lá nhíp: b . hk

- Số lá nhíp: n
SVTH Phan Văn Phong

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

- Bề rộng lá nhíp: b
- Chiều dày lá nhíp thứ k: hk
c) Chọn các thơng số cơ bản.
Đối với xe tải: Chiều dài hiệu dụng lá nhíp chính được chọn:
L=(0,260,35)Lx
Lx: chiều dài cơ sở của xe : 4300(mm).
L = 1118  1505 (mm).
Chọn L=1470(mm). Chọn chiều rộng quang nhíp a = 150 (mm).
� l1 

L1  a 1470  150

 660(mm)
2
2

Chọn số lá nhíp : với xe tải (6 -14) lá. Chọn số lá nhíp 12 lá.
Với 2 lá nhíp chính chọn chiều dày h c = 9 (mm).
Với các lá nhíp cịn lại chọn chiều dày h = 9.5 (mm).
Chọn chiều rộng tất cả các lá là b = 80 (mm).

b
Như vậy chiều rộng b và chiều dày h thỏa mãn điều kiện 6 < h < 10.

d) Xác định chiều dài các lá nhíp.

l3

l2

l1

a3

ln

ln-1

a2

an+1

Hình 2.1 Sơ đồ tính tốn chiều dài các lá nhíp.
Hệ phương trình dùng để xác định chiều dài nhíp có dạng:
SVTH Phan Văn Phong

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

l3 3 l2
j2
� j2 l1
0,
5
(3

1)

(1

)

0,5(
) (3  1)  0
� j
l
j
l
l3
2
1
2
� 1
� j3 l2
j
l
l

0, 5 (3  1)  (1  3 )  0,5( 4 )3 (3 3  1)  0
�
j2
l3
l4
� j2 l3
�
.........................................................................
�
l
j
� jn
0, 5
(3 n 1  1)  (1  n )  0
�
ln
jn1
� jn 1
Trong đó:
Lk: chiều dài lá nhíp thứ k
jk: mơ men quán tính mặt cắt ngang của lá nhíp thứ k
3

3

4

j 1 = 2bh c /12 = 2.80.9 /12 = 9720 (mm )
jk = bh3/12 = 80.9,53/12 = 5715.8 (mm4)
Biết l1 = l 2 = 660 mm.

Do l 1 =l 2 nên ta tính từ l 2 .

Ta có hệ phương trình:
SVTH Phan Văn Phong

20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

�
0, 5
�
�
�
0, 5
�
�
�
0, 5
�
�
�
0, 5
�
�
�
0, 5

�
�
�
�
0, 5
�
�
�
0, 5
�
�
�
0, 5
�
�
�
0, 5
�
�
�
0, 5
�
�

SVTH Phan Văn Phong

l
j2
l
j

l
(3 2  1)  (1  2 )  0, 5( 4 ) 3 (3 3  1)  0
j1
l3
j1
l3
l4
j3
l
j
l
l
(3 3  1)  (1  3 )  0, 5( 5 ) 3 (3 4  1)  0
j2
l4
j2
l4
l5
l
l
j4
l
j
(3 4  1)  (1  4 )  0, 5( 6 ) 3 (3 5  1)  0
j3
l5
j3
l5
l6
j5

l
j
l
l
(3 5  1)  (1  5 )  0, 5( 7 ) 3 (3 6  1)  0
j4
l6
j4
l6
l7
j6
l
j
l
l
(3 6  1)  (1  6 )  0, 5( 8 )3 (3 7  1)  0
j5
l7
j5
l7
l8
j7
l
j
l
l
(3 7  1)  (1  7 )  0, 5( 9 )3 (3 8  1)  0
j6
l8
j6

l8
l9
j8
l
j
l
l
(3 8  1)  (1  8 )  0, 5( 10 ) 3 (3 9  1)  0
j7
l9
j7
l9
l10
j9
l
j
l
l
(3 9  1)  (1  9 )  0, 5( 11 ) 3 (3 10  1)  0
j8
l10
j8
l10
l11
j10
l
j
l
l
(3 10  1)  (1  10 )  0, 5( 12 ) 3 (3 11  1)  0

j9
l11
j9
l11
l12
j11
l
j
(3 11  1)  (1  11 )  0
j10
l12
j10

21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 5 TẤN

Hệ phương trình có được khi ta cho phản lực ở các đầu mút lá nhíp bằng nhau.
Giải hệ phương trình:
Ta dùng phương pháp thế để giải hệ trên.
0,5.1.(3

Cụ thể từ phương trình cuối ta có

l11
 1)  (1  1)  0 � l12  0, 6l11
l12

(1)

Thế phương trình (1) vào phương trình thứ 9 ở hệ trên ta có :
l11  0,725l10

SVTH Phan Văn Phong

22