ĐỀ tài THIẾT kế THIẾT kế hệ THỐNG TREO CHO XE tải

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

















Hng Yên, ngày

tháng

năm 2012
Giáo viên hớng
dẫn

Đồng Minh
Tuấn
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 1

Nhận xét của giáo viên phản biện
.....................................................................................................
.....................................................................................................
.....................................................................................................
.................................................................................... ................
.....................................................................................................
...
.....................................................................................................
.....................................................................................................
...............................................
.....................................................................................................
.....................................................................................................
...............................................
.....................................................................................................
.....................................................................................................
...............................................
.....................................................................................................
.....................................................................................................
...............................................
.....................................................................................................
.....................................................................................................
...............................................

Hng Yên, ngày
năm 2012
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 2

tháng


Giáo viên phản
biện

Mục lục
Mục lục
Lời nói đầu
Chơng 1. Tổng quan về hệ thống treo
1.1.
Nhiệm
vụ,
yêu
cầu,
phân
loại..................................................
1.1.1
Nhiệm
vụ......................................................................
1.1.2.
Yêu
cầu........................................................................
1.1.3
Phân loại hệ thống
treo..................................................
1.2.
Kết
cấu

các
chi
tiết................................................................
1.2.1.
Nhíp
lá..............................................................................
1.2.2.
Bộ
giảm
chấn................................................................
1.2.3
Lò
xo
xoắn
ốc...............................................................
Chơng 2. Tính toán thiết kế hệ thống treo
trên xe tải
A. Lựa chọn phơng án thiết kế
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 3

Trang
03
04
05
05
05
06
07

07
08
13

15


2.1
Các
thông
số
cho
trớc.............................................................
2.2
Chọn
phơng
án
thiết
kế..........................................................
2.2.1 Chọn loại hệ thống
treo...................................................
2.2.2 Chọn bộ phận đàn
hồ....................................................
2.2.3 Chọn bộ phận giảm
chấn...............................................
B. Tính toán thiết kế hệ thống treo.
2.1
Tính
toán
sơ

đồ
treo..................................................................
2.1.1 Xác định hệ số phân bố khối lợng phần
treo................
2.1.2 Xác định độ cứng của hệ thống
treo...................................
2.1.3. Xác định hành trình tĩnh của bánh
xe...............................
2.1.4 Xác định hành trình động của bánh
xe...............................
2.1.5 Kiểm tra lại hành trình động của bánh xe
theo điều kiện đảm bảo khoảng sáng gầm xe là nhỏ
nhất...........................................
2.1.6 Xác định hệ số dập tắt dao động của
khối lợng phần treo
2.2.
Tính
toán
dao
động
của
oto......................................................
2.2.1. Xác định tân số dao động và hệ số dập
tắt .............
2.2.2
Tính
tai
nhíp...................................................................
2.3. Tính toán thiết kế các bộ phận của hệ thống
treo..........................

2.3.1. Xác định các kích thớc cơ bản của bộ
phận nhíp........
2.3.2 Tính tai
nhíp...................................................................
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 4

15
15
15
15
15
16
16
17
18
18
18
18
19
20
27
23
2
27
35
36

Lời nói đầu
Trong đời sống kinh tế xà hội hiện nay, nhu cầu về
chuyên chở hàng hoá và hành khách là rất lớn. Có rất nhiều phơng tiện giao thông cùng tham gia giải quyết vấn đề này, một
trong những phơng tiện không thể thiếu đợc đó là ôtô. ở Việt
Nam những năm gần đây số lợng ôtô lu thông càng lớn, chủng
loại càng phong phú và đa dạng : xe tải, xe khách, xe con ...
Trên ôtô, hệ thống treo có vai trò hết sức quan trọng, nó
quyết định đến ổn định chuyển động của bánh xe trên đờng. Đối với xe tải thì vấn đề này cũng rất quan trọng, vì
trong quá trình vận chuyển xe tải thờng phải chuyên trở vật
liệu với tải trọng lớn đồng thời xe tải cũng có kết cấu cồng kềnh
vì thế việc giúp cho xe chạy ổn định, ít bị dao động là hết
sức cần thiết.
Đề tài thiết kế mà em đợc giao là: Thiết kế hệ thống
treo cho xe tải . Đây là một đề tài rất thiết thực cho ngành
công nghệ ôtô hiện nay, vì lợng xe tải trong hệ thống giao
thông Việt Nam ngày càng phong phú và đa dạng với những
kết cấu và chủng loại phức tạp. Trên cơ sở phân tích những u
nhợc điểm của từng loại hệ thống treo và yêu cầu bố trí cụ thĨ
trªn xe em chän thiÕt kÕ hƯ thèng treo phơ thuộc. Vì đây là
hệ thống treo có nhiều u điểm và đợc sử dụng nhiều trên các
dòng xe tải hiện nay.
Tuy nhiên, trong quá trình làm đồ án mặc dù đà cố
gắng hết sức nhng do trình độ và thời gian có hạn nên không
thể tránh khỏi đợc những sai sót em rất mong đơc sự đóng
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 5

góp ý kiến của thầy cô, bạn bè để đồ án của em đợc hoàn
thiện hơn.
Đặc biệt, trong quá trình thực hiện đồ án em rất cám ơn
sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.s Đồng Minh Tuấn đÃ
giúp ®ì em rÊt nhiỊu ®Ĩ em cã thĨ hoµn thµnh đồ án đợc
giao.
Em xin trân thành cảm ơn!
Hng Yên, Tháng
02 năm 2012.
Sinh Viên thực
hiện:

Nguyễn
Thành Luân
Chơng I: Tổng quan về hệ thống treo
1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
1.1.1 Nhiệm vụ
Hệ thống treo ở đây đợc hiểu là hệ thống liên kết giữa
bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối
liên kết đàn hồi. Nó có các chức năng sau đây:
+ Tạo điều kiện cho bánh thực hiện chuyển động tơng đối
theo phơng thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu
cầu dao động êm dịu, hạn chế tới mức có thể chấp nhận đợc
những chuyển động không muốn có khác của bánh xe nh lắc
ngang lắc dọc...
+ Truyền lực, mô men giữa bánh xe và khung xe: bao gồm
lực thẳng đứng ( t¶i träng, ph¶n lùc), lùc däc ( lùc kÐo hoặc
lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ) lực bên ( lực li
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn

Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 6


tâm, lực gió bên, phản lực bên...) mô men chủ động và mô
men phanh.
1.1.2. Yêu cầu
Sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải "mềm",
nhng cũng phải đủ khả năng truyền lực. Quan hệ này thể hiện
ở các yêu cầu chính sau đây:
+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính
năng kĩ thuật của xe có thể chạy trên mọi địa hình khác
nhau.
+ Bánh xe có khả năng chuyển dịch trong một giới hạn không
gian hạn chế.
+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lí, thoả mÃn mục
đích là mềm theo phơng thẳng đứng nhng không phá hỏng
quan hệ động lực học và động học của chuyển động bánh xe.
+ Không gây nên tải trọng lớn tại mối liên kết với khung hoặc
vỏ.
+ Có độ bền cao
+ Có độ tin cậy lớn, trong điều kiện sử dụng phù hợp với tính
năng kĩ thuật, không gặp h hỏng bất thờng.
Riêng đối với xe con còn phải đợc chú ý thêm các yêu cầu:
+ Giá thành thấp và mức độ phức tạp của kết cấu không quá
lớn.
+ Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên
thùng vỏ tốt.
+ Đảm bảo tính điều khiển và ổn định chuyển động của
xe ở tốc độ cao.

1.1.3 Phân loại hệ thống treo
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 7


Ngày nay trên ô tô sử dụng hai nhóm lớn là :hệ thống treo phụ
thuộc và hệ thống treo độc lập.

a)

b)
Hình 1 : Sơ đồ tổng thể hệ thống treo

a. HƯ thèng treo phơ thc

b. HƯ

thèng treo ®éc lËp
1.Thïng xe- 2. Bộ phận đàn hồi

3. Bộ phận giảm chấn

4. Dầm cầu
5. Các đòn liên kết của hệ treo
- Hệ thống treo phụ thuộc : Là hệ thống treo mà các bánh
xe đặp trên dầm liền, bộ phận giảm trấn và đàn hồi đặt
giữa thùng xe và dầm cầu liền. Qua cấu tạo của hệ thống treo
phụ thuộc, sự dịch chuyển của một bên bánh xe theo phơng
thẳng đứng sẽ gây chuyển vị nào đó của bánh xe kia, chúng

ta có ý nghÜa chóng "phơ thc" lÉn nhau.
- HƯ thèng treo độc lập : là hệ thống treo mà các bánh xe
gắn "độc lập" với khung vỏ thông qua đòn, bộ phận giảm
chấn đàn hồi. Các bánh xe "độc lập" dịch chuyển tơng đối
với khung vỏ. Trong thực tế chuyển động của xe , điều này
chỉ đúng khi chúng ta coi thùng xe hoặc vỏ xe đứng yên.

Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 8


Ngoài ra ngời ta còn phân chia hệ thống treo theo nhiều
cách khác nh:

+ Dựa và tính chất động học, hệ thống treo độc lập còn đợc
chia ra các loại: Treo trên hai đòn ngang, treo trên một đòn
ngang và giảm chấn, treo đòn dọc, treo đòn chéo.
+ Hệ thống treo còn đợc phân loại theo kết cấu của bộ phận
đàn hồi nh: Treo nhíp lá, treo lò xo, treo thanh xoắn, treo khí
nén treo thuỷ khí.
+ Phân loại theo kết cấu giảm chấn: Giảm chấn ống, giảm
chấn đòn, giảm chấn có áp suất trong bằng áp suất khi quyển,
giảm chÊn cã ¸p suÊt trong cao.
1.2. KÕt cÊu c¸c chi tiết
1.2.1. Nhíp lá

Hình 2 : Kết cấu nhíp lá.

a. Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 9


- Chịu đợc tải trọng lớn.
- Sửa chữa và bảo dỡng dễ dàng.
- Đóng vai trò cả giảm xóc và giảm chấn.
b. Nhợc điểm:
- Dập tắt dao động không đợc nhanh và êm dịu.
- Chiếm diện tích không gian lớn, do đó khoảng không gian
phải lớn làm tăng chiều cao của xe dẫn đến tính ổn định
không cao.

1.2.2. Bộ giảm chấn
Giảm chấn đợc sử dụng trên xe với mục đích
- Giảm chấn dập tắt các va đập truyền lên khung khi xe bắt
đầu lăn trên đờng không bằng phẳng, nhờ vậy mà bảo vệ đợc
bộ phận đàn hồi tăng tính tiện nghi cho sử dụng.
- Đảm bảo giao động của phần đợc treo ở mức độ nhỏ nhất,
nhằm làm tốt tiếp xúc của bánh xe trên nền đờng, nâng cao
tính chất chuyển động của xe nh khả năng tăng tốc, khả năng
an toàn chuyển động.
- Bản chất của quá trình giảm chấn là quá trình tiêu hao cơ
năng ( biến cơ năng thành nhiệt năng). Thực ra quá trình này
sảy ra với cả ma sát của nhíp lá, khớp trợt, khớp quay của các ổ
kim loại, ổ cao su. Song quá trình dao động cơ học của xe
đòi hỏi phải tiêu hao cơ năng nhanh và khống chế đợc quá
trình vật lí đó, cho nên giảm chấn đặt trên các bánh xe thực

hiện chức năng này chủ yếu.
- Giảm chán dùng cho xe có nhiều loại, đến nay chỉ sản xuất
giảm chấn ống thủy lực có tác dụng hai chiều ( nén và giÃn).
Bộ giảm chấn đợc phân loại nh sau:
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 10


- Phân loại theo vận hành: Kiểu tác dụng đơn, kiểu đa tác
dụng.
- Phân loại theo cấu tạo: Kiểu ống đơn, kiểu ống kép.
- Phân loại theo môi chất làm việc: Kiểu thủy lực, kiểu nạp khí.
- Giảm chấn ống có một lớp vỏ và giảm chấn ống có hai lớp vỏ.
Trên ôtô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ
lực có tác dụng hai chiều ở cÊu tróc hai líp .

A. Gi¶m chÊn hai líp vá
Gi¶m chấn hai lớp vỏ ra đời vào năm 1938, đây là một loại
giảm chấn quen thuộc và đợc dùng phổ biến cho ôtô từ trớc
đến nay.
Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ có tác dụng hai
chiều .

1- Vỏ ngoài.
2- Van cố định;
3- Piston;
4- Khoang vỏ trong;
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân

Trang 11


5- Đũa đẩy;
6- Vỏ chắn bụi;
7- Phớt làm kín;
8- Bạc dẫn hớng

hai lớp

Hình 3: Giảm chấn vỏ

*) Cấu tạo giảm chÊn vá hai líp
Trong gi¶m chÊn , piston di chun trong xy lanh,chia không
gian trong thành buồng A và B . ở đuôi của xy lanh thuỷ lực có
một cụm van bï.Bao ngoµi vá trong lµ mét líp vá ngoµi , không
gian giữa hai lớp vỏ là buồng bù thể tích chất lỏng và liên hệ với
B qua các cụm van một chiều (III,IV).
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 .
*) Nguyên lý làm việc:
ở hành trình nén (bánh xe tiến lại gần khung xe), lúc đó
ta có thể tích buồng B giảm nên áp suất tăng, chất lỏng qua
van (I) và (IV) đi lên khoang A và sang khoang C ép không khí
ở buồng bù lại . Vỏ ngoài của giảm chấn có tác dụng chứa dầu và
thoát nhiệt ra môi trờng không khí xung quanh. Trên nắp của
giảm chấn có phớt che bụi , phớt chắn dầu và các lỗ ngang để
bôi trơn cho trục giảm chấn trong quá trình làm việc.
ở hành trình trả (bánh xe đi xa khung xe). Thể tích

buồng B tăng do đó áp suất giảm , chất lỏng qua van (II,III) vào
B, không khí ë bng bï gi·n ra, ®Èy chÊt láng nhanh chãng
®iỊn đầy vào khoang B.
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 12


Trong quá trình làm việc của giảm chấn để tránh bó
cứng bao giờ cũng có các lỗ van lu thông thờng xuyên . Cấu trúc
của nó tuỳ thuộc vào kết cÊu cơ thĨ. Van tr¶ , van nÐn cđa hai
cơm van n»m ë piston vµ xylanh trong cơm van bï có kết cấu
mở theo hai chế độ , hoặc các lỗ van riêng biệt để tạo nên lực
cản giảm chấn tơng ứng khi nén mạnh, nén nhẹ , trả mạnh , trả
nhẹ.
Khi chất lỏng chảy qua lỗ van có tiết diện rất nhỏ tạo nên
lực ma sát làm cho nóng giảm chấn lên. Nhiệt sinh ra truyền
qua vỏ ngoài (1) và truyền vào không khí để cân bằng năng
lợng.
Ưu điểm:
- Giảm chấn hai lớp có độ bền cao, giá thành hạ làm việc ở cả
hai hành trình, trọng lợng nhẹ.
Nhợc điểm:
Khi làm việc ở tần số cao có thể xảy ra hiện tợng không khí
lẫn vào chất lỏng để giảm hiệu quả của giảm chấn.
Sự khác nhau giữa các giảm chấn hiện nay là ở các kết cấu
van trả van nén, cụm bao kín và đờng kính, hành trình làm
việc. Việc bố trí trên xe cho phép nghiêng tối đa là 45 0 so với
phơng thẳng đứng.

Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 13


B.Giảm chấn một lớp vỏ:
1. Đũa đẩy
2. Cụm làm kín
3. Van mét chiỊu
4. Piston

8

5. Bng chøa dÇu
6. Khoang chøa khÝ
7. Vỏ ngoài
8. Van một chiều

Hình 4 : Sơ đồ cấu tạo của
giảm chấn ống
thuỷ lực một lớp vỏ có
tác dụng hai chiều.

Nguyên lý làm việc :
Trong một giảm chấn một lớp vỏ không còn bù dầu nữa mà
thay thế chức năng của nó là buồng II chứa khí nén có P =
2,5.106 N/mm2 đây là sự khác nhau giữa giảm chấn một lớp vỏ
và hai lớp vỏ
Khi piston dịch chuyển xuống dới tạo nên sự chênh áp dẫn đến
mở van (8) chất lỏng chảy nên phía trên của piston. Khi piston

đi lên làm mở van (3) chất lỏng chảy xuống dới piston. áp suất
trong giảm chấn sẽ thay đổi không lớn và dao động xung
quanh vị trí cân bằng với giá trị áp suất tĩnh nạp ban đầu,
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 14


nhờ vậy mà tránh đợc hiện tợng tạo bọt khí, một trạng thái
không an toàn cho sự làm việc của giảm chấn. Trong quá trình
làm việc piston ngăn cách (4) di chuyển tạo nên sự cân bằng
giữa chất lỏng và chất khí do đó áp suất không bị hạ xuống dới
giá trị nguy hiểm. Giảm chấn có độ nhạy cao kể cả piston
dịch chuyển rất nhỏ, tránh đợc hiện tợng cỡng bức chảy dầu khi
nhiệt độ thay đổi sẽ làm cho áp suất thay đổi.

C.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.
- Giảm chấn có piston ngăn cách có thể làm việc ở bất kỳ
góc nghiêng bố trí nào. Nhờ các u điểm này mà giảm
chấn một lớp một lớp vỏ đợc sử dụng rộng rÃi trên hệ treo
Mc.pherson và hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên
kết.
-

Nhợc điểm của loại giảm chấn một lớp vỏ là vấn đề
công nghệ và bao kín ( tuổi thọ của phớt và độ mòn
của piston với ống dẫn hớng ).

- ở loại hai lớp vỏ: ống dẫn hớng cần piston hỏng trớc phớt
bao kín.
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 15


- ở loại giảm chấn một lớp vỏ : phớt bao kín hỏng trớc ống
dẫn hớng của cần piston.

1.2.3 Lò xo xoắn ốc

Hình 5. Các dạng lò xo xoắn ốc thông dụng.

Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 16


Hình 6. Các dạng lò xo xoắn ốc đặc
biệt

a. Ưu điểm:
Khối lợng nhỏ, không phải chăm sóc, lắp đặt đơn giản,
không bị h hỏng do ma sát.

b. Nhợc điểm:
Không có khả năng dẫn hớng, ít có khả năng dập tắt dao
động.

Chơng II
tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe tải
A. Lựa chọn phơng án thiết kế
2.1 Các thông số cho trớc
Trọng lợng ô tô không tải
35500

=

G

=

(N)

Trọng tải ô tô
25500

G0

(N)

Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 17

Trọng lợng phần treo ô tô đầy tải:
61000

(N)

Trọng lợng phần treo khi không tải trên cầu trớc
12200

m1 =
m2 =

(N)

Chiều dài cơ sở
4250

M2 =

(N)

Trọng lợng không treo cầu sau
10500

=

(N)

Trọng lợng không treo cầu trớc
6400

M1

(N)

Trọng lợng phân bố cầu sau
13300

GT =

L

=

(mm)

2.2 Chọn phơng án thiết kế
2.2.1 Chọn loại hệ thống treo
Xe thiết kế là xe tải, thờng xuyên phải chịu tải trọng lớn và
hoạt động trên địa hình phức tạp, đòi hỏi tính việt dà cao nhng độ êm dịu của xe dựa vào các thông số cho trớc ta lựa chọn
hệ thống treo phụ thuộc.
Loại hệ thống treo này độ êm dịu của xe không cao nhng kết
cấu đơn giản, khoảng sáng gầm xe lớn thích hợp với di chuyển
trên địa hình phức tạp. ta chọn treo sau để tính toán thiết
kế.
2.2.2 Chọn bộ phận đàn hồi
Đối với hệ thống treo phụ thuộc ta chọn bộ phận đàn hồi là
nhíp đồng thời nó cũng là bộ phận hớng. Điều này làm cho hệ
thống treo đơn giản và lắp ghép dễ dàng.
2.2.3 Chọn bộ phận giảm chấn

Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 18


Ta chọn loại giảm chấn hai chiều không đối xứng. Về
mặt kết cấu ta chọn loại giảm chấn thuỷ lực loại ống lồng. Giảm
chấn ống lồng có áp suất chất láng nhá ( 2,5 ÷ 5) MN m 2 , thoát nhiệt
tốt phù hợp với xe tải.
B. Tính toán thiết kế hệ thống treo.
2.1 Tính toán sơ đồ treo
2.1.1 Xác định hệ số phân bố khối lợng phần treo
Từ công thức:
Y =

JY
M a b

(2-1)
Trong đó:
M : Khối lợng phần treo khi ô tô y ti .
a : Khoảng cách từ trọng tâm phần treo đến bánh xe cầu
trớc.
b : Khoảng cách từ trọng tâm phần treo đến bánh xe
cầu sau.
JY: Mô men quán tính của khối lợng phần treo.
Mặt khác mô men quán tính của khối lợng phần treo đợc xác
định theo công thức sau:
J Y = A M L2

(Nm.s2)

Trong đó:
A: Hệ số kinh nghiệm. Đối với hầu hết các ô tô hệ số kinh
nghiệm A từ 0,13 đến 0,22 ta chọn A = 0,2
M: Khối lợng phần treo khi ô tô đâỳ tải (N.s2/m)
Ta có M đợc xác định theo công thức sau:

Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Lu©n
Trang 19


M =

GT
g

(2-2)
Trong đó:
GT: Trọng lợng phần treo ô tô đầy t¶i
g : Gia tèc träng trêng.
Nh vËy:
M=

GT 61000
=
= 6224.5 ( N ìs 2 / m )
g

9,8

L: Chiều dài cơ sở của ô tô.
Vậy mô men quán tính:
J Y = 0, 2 ×6224.5 ×4, 2502 = 22486 ( N ×m ×s 2 )

Xác định chiều dài a,b:
Từ các công thức tính khối lợng phần treo phân bố lên các cầu:
M

T1

b
M ìL
= M ì b = T1
L
M

(2-3)
Trong đó :
MT1: Khối lợng phần treo phân bố lên cầu trớc.
Ta lại có:
MT1 =

M 1 12200
=
= 1245 ( N ×s 2 / m )
g
9,8

VËy:
b=

1245.4, 250
= 0,85(m)
6224,5

Mặt khác ta lại có: a+b= L
Suy ra: a = L - b = 4,250 – 0,85 = 3,4 (m)
Thay các giá trị JY, a, b vào phơng trình (1) ta có:
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 20


Y =

22486
= 1, 25
6224,5 ì3, 4 ì0,85

2.1.2 Xác định độ cøng cđa hƯ thèng treo
§é cøng cđa hƯ thèng treo đợc xác định theo công thức sau:
Ct =

M
2
2

(2-4)

Trong đó:
Ct: Độ cứng của hệ thống treo N/m
M: Khối lợng phần treo phân bố lên cầu N.s2/m
: Tần số dao động riêng của khối lợng phần treo.

Để đảm bảo cho độ êm dịu của ô tô, khi tính toán độ cứng
của hệ thống treo

`tần số dao động riêng của khối lợng

phần treo thờng đợc chọn = (10 ữ 15) rad / s
Ta chän ω = 12rad / s .

VËy độ cứng của hệ thống treo sau là:
Ct1 =

6224,5 2
ì12 = 448164 ( N / ìm )
2

2.1.3. Xác định hành trình tĩnh của bánh xe
Hành trình tĩnh của bánh xe đợc xác định theo công thức
sau:
ft =

(2-5)
Trong đó:
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 21

g
2


f t : Hành trình tĩnh của bánh xe (m).

g : Gia tèc träng trêng m/s2
ω : TÇn sè dao động riêng của khối lợng phần treo.

Vậy:
ft =

9,8
= 0,068( m ) = 68( mm )
12 2

2.1.4 Xác định hành trình động của bánh xe
Ta có hành trình động của bánh xe.
f d = (1,0 ÷ 1,5) ⋅ f t

(2-6)
Chän: f d = 1,4 ⋅ f t = 1,4.68 = 95,2( mm )
Trong đó:
f d : Hành trình động cuả bánh xe.

2.1.5 Kiểm tra lại hành trình động của bánh xe theo
điều kiện đảm bảo khoảng sáng gầm xe là nhỏ nhÊt
Ta cã:
f d ≤ χ − χ min ⇒ χ min = f d

Trong đó:


: Khoảng sáng gầm xe ở trạng thái tĩnh (m)

min : Khoảng sáng gầm xe sau khi bánh xe dịch chuyển

hết hành trình động m
Khoảng sáng gầm xe ở trạng thái tĩnh = 270mm = 0,27m
VËy: χ min = 270 − 95,2 = 174.8mm = 0,175m
Mà min 0,1 ữ 0,15m vậy thoả mÃn điều kiện
2.1.6 Xác định hệ số dập tắt dao động của khối lợng
phần treo
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 22


h0 =

(2-7)
Trong đó:
: Hệ số cản tơng đối khi tính toán có thể

chọn

= ( 0,2 ÷ 0,3) chän Ψ = 0,25 .

h0: HÖ sè dËp tắt dao động của khối lợng phần treo.

: Tần số dao động riêng của khối lợng phần treo rad/s.

Vậy:
h0 = 12 0,25 = 3

2.2 Tính toán dao động của ô tô.
Trong phần 2.1 ta mới chỉ xác định đợc hệ số tần số dao
động riêng của phần treo, hành trình tĩnh, hành trình động
của bánh xe, lựa chọn sơ đồ tính toán ... Thực chất những
thông số trên cha đủ để đánh giá độ êm dịu chuyển động
của ô tô nói riêng. Đồng thời mục đích của việc tính toán sơ
đồ treo mới chỉ xét đợc phần khối lợng phần treo mà cha kể
đến ảnh hởng của phần không treo đến dao động đó.
Để đánh giá đầy đủ độ êm dịu chuyển động của ô tô ta
cần xét một hệ trong đó có cả dao động của khối lợng phần
treo và không treo.
Khi tiến hành xét hệ dao động hai khối lợng cần xác định các
thông số sau:
Tần số dao động riêng cao tần k của hệ.
Hệ số dập tắt dao động cao tần hk của hệ.
Hệ số dao động thấp tần 1 của hệ.
Hệ số dập tắt dao động thấp tần h1 của hệ.
Trong phần trớc ta đà coi phần trớc và phần sau dao động độc
lập với nhau quá trình tính toán đợc tiến hành nh sau:

Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 23

+ Dao động của ô tô chỉ sảy ra trong mặt phẳng dọc xe.
+ Nguồn kích thích dao động là sóng mặt đờng có phơng
trình nh sau:
q = q0 (1 cos t )

+ Dao động của ô tô là ổn định.
Tính toán các thông số dao động của ô tô đợc thực hiện bằng
các công thức gần đúng sau.
2.2.1 Xác định tần số dao động riêng và hệ số dập tắt
dao động của hệ.
Tần số dao động thấp tần 1 của hệ đợc xác định bằng
công thức gần đúng.
2 ìCt1 ìC1
2 ì448,164 ì600
=
= 0, 64
M T 1 ×( Ct1 + C1 )
1245 ×( 448,164 + 600 )

Ω1 =

(2-8)
Trong đó:
C1: Độ cứng của phần không treo
Vi C1 = 600 N/mm
Gọi m1 là khối lợng phần không treo phân bố lên cầu trớc. Ta có:
m1 =

Gkt1 6400
=

= 653, 06 ( N )
g
9,8

Hệ số dao động thấp tần đợc xác ®Þnh
 Cl 

h1 = h0 .
 C l + C t1 

2


Ct21
m 
.1 −
. 1 
 Cl .( Ct1 + Cl ) M 1 
2

(2-9)
2

 Cl 
600


h1 ≈ h0 . 
÷ = 3. 
÷ = 0.98

 600 + 448, 64
Cl + Ct1

Tần số dao động cao tần Ω k cđa hƯ treo tríc.
Ω k = ωk2 − hk2

Hệ số dao động cao tần.

2 ìCt1 + Cl
2 ì448,164 + 600

= 0.48
m1
6400

(2-10)

Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 24


M
Ct1
hk ≈ h0 .  T 1 +
 m1 Ct1 + Cl


448,164 
 1245

+
÷ ≈ 3. 
÷ ≈ 1,87
 6400 448,164 + 600


(2-11)

2.2.2 Xác định biên độ dao động của khối lợng phần
treo và khối lợng phần không treo.
a. Xác định biên độ dao động của khôí lợng phần treo.
Ta có sơ đồ tính toán gần đúng biên độ dao động của khối
lợng phần treo.
M

q = q0 (1 cos t )

Hình 2.1 : sơ đồ biên độ dao động của khối lợng
phần treo

Theo sơ đồ biên độ dao động của khối lợng phần treo đợc
xác định theo công thức sau đây.
Giáo Viên Hớng Dẫn : Th.S Đồng Minh Tuấn
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thành Luân
Trang 25