Đồ án thiết kế hệ thống treo

Tài liệu tham khảo Đồ án thiết kế hệ thống treo

Trang 1

MụC LụC Lời mở đầu

Chơng 1:phân tích đặc điểm và lựa chọn phơng án thiết

kế 4

1.1 Phân loại 4

1.2.Yêu cầu đối với hệ thống treo 4

1.3 Chọn phơng án thiết kế 4

Chơng 2:tính toán thiết kế hệ thống treo 4

2.1 Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo: 4

2.1.1 Xác định hệ số phân bố khối lợng phần treo: 4

2.1.2 Xác định hành trình tĩnh của bánh xe: 4

2.1.3 Xác định hành trình động của bánh xe: 4

2.1.4 Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo diều kiện đảm bảo khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất 4

2.1.5 Kiểm tra hành trình động của bánh xe không xảy ra va đập giữa phần treo trớc và phần không treo trớc khi phanh xe cấp tốc 4

2.2 Tính toán dao động của ô tô: 4

2.2.1 Xác định tần số dao động riêng và hệ số dập tắt dao động của hệ thống treo 4

2.2.2 Xác định biên độ dao động của khối lợng phần treo và biên độ dao động của khối lợng phần không treo 4

2.2.3 Xác định gia tốc dao động của khối lợng phần treo: 4

2.2.4 Xây dựng đặc tính biên độ tần số - biên độ của dao động: 4

2.3 Tính toán thiết kế nhíp: 4

A Thiết kế phần tử dẫn hớng và đàn hồi loại nhíp treo trớc 4

2.3.1 Xác định mô men quán tính tổng cộng J 4

2.3.2 Xác định tiết diện của các lá nhíp 4

2.3.3 Xác định chiều dài từng lá nhíp 4

B.Thiết kế phần tử dẫn hớng và đàn hồi loại nhíp treo sau 4

2.3.4 Xác định mô men quán tính tổng cộng J 4

2.3.5 Xác định tiết diện của các lá nhíp 4

2.3.6 Xác định chiều dài của các lá nhíp 4

2.4 Tính toán kiểm tra bền của lá nhíp 4

2.5 Thiết kế tính toán giảm chấn 4

Chơng3:ảnh hởng của các thông số kết cấu đến dao động ô tô 4

3.1 ảnh hởng của độ cứng của treo 4

Trang 2

3.2 ảnh hởng của hệ số cản giảm chấn 4

3.3 ảnh hởng của độ cứng của lốp 4

3.4.ảnh hởng của khối lợng treo 4

3.5 ảnh hởng của khối lợng không treo 4 Kết luận.

Trang 3

Chơng 1 Phân tích đặc điểm kết cấu,CHọN PHƯƠNG áN THIếT Kế

1.1 Phân loại

Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết các bánh xe (cầuxe) với khung xe (vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu và an toàn chuyển động trên cơ

sở tạo ra các dao động của thân xe và bánh xe theo ý muốn, giảm các tải trọng va

đập cho xe khi chuyển động trên địa hình không bằng phẳng Ngoài ra hệ thốngtreo còn dùng để truyền các lực và mô men tác động giữa bánh xe và khung xe(vỏ xe)

Hệ thống treo bao gồm 4 phần tử chính sau:

a) Theo cấu tạo của phần tử h ớng

- Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bênphải của một cầu đợc liên kết cứng với nhau bằng dầm cầu liền hoặc vỏ cầucứng Khi đó dao động hoặc chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc mặtphẳng thẳng đứng) của bánh xe bên này làm ảnh hởng, tác động đến bánh xe bênkia và ngợc lại

Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là cấu tạo đơn giản giá thành khôngcao và đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho các xe có tốc độ chuyển động khôngcao Nếu hệ thống treo phụ thuộc có phân tử đàn hồi loại nhíp thì nó làm đ ợc cảnhiệm vụ của phần tử hớng Hệ thống treo phụ thuộc đợc sử dụng ở rất nhiều xenh: KRAZ; KAMAZ; (hình 1.1)

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống treo phụ thuộc.

Trang 4

1-Thân xe; 2-Giảm chấn; 3-Dầm cầu; 4-Nhíp

- Hệ thống treo độc lập: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bánh xebên phải không có liên kết cứng với nhau, chúng chỉ đợc nối gián tiếp với nhauthông qua khung xe hoặc vỏ xe Chính vì vậy mà dao động hay chuyển dịch củacác bánh xe là độc lập nhau

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống treo độc lập.

u điểm của hệ thống treo độc lập là bảo đảm độ êm dịu chuyển động của

xe nhng kết cấu phức tạp, giá thành đắt nên chỉ đợc sử dụng ở một số cầu trớc xe

Trang 5

- Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa làcao su kết hợp sợi vải bọc cao su làm cốt, dạng màng phân chia và dạng liên hợp.

- Phần tử đàn hồi là thuỷ khí có loại kháng áp và loại không kháng áp

- Phần tử đàn hồi là cao su có loại làm việc ở chế độ nén và làm việc ở chế

1.2.Yêu cầu đối với hệ thống treo.

* Các yêu cầu chung của hệ thống treo:

+ Đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi xe chuyển động

Độ êm dịu chuyển động của ô tô quân sự đợc đánh giá qua giá trị chophép của các thông số nh tần số dao động riêng, biên độ dao động lớn nhất, giatốc dao động lớn nhất…

+ Sự thay đổi quĩ đạo lăn của các bánh xe không đáng kể để đảm bảo độ

êm dịu chuyển động thẳng và tính năng thông qua của ôtô

+ Trọng lợng phần không treo phải nhỏ

Trọng lợng phần không treo bao gồm trọng lợng bánh xe, các chi tiết của

bộ phận dẫn hớng, cầu xe và một phần trọng lợng của bộ phận đàn hồi và giảmchấn Giảm trọng lợng phần không treo sẽ làm giảm rất nhiều tải trọng động tácdụng lên bộ phận đàn hồi và thân xe Yêu cầu này đợc thực hiện rất tốt đối với

Trang 6

+ Giữ nguyên động học bánh xe khi ô tô chuyển động Điều này có nghĩa

là khi bánh xe chuyển động thẳng đứng, các góc đặt bánh xe, các chiều rộng,chiều dài cơ sở phải giữ nguyên Dịch chuyển bánh xe theo chiều ngang (thay

đổi chiều rộng cơ sở) sẽ làm lốp mòn nhanh và tăng sức cản chuyển động của ôtô trên nền đất mềm Dịch chuyển bánh xe theo chiều dọc tuy có giá trị thứ yếunhng gây nên sự thay đổi động học của chuyển động lái Thay đổi góc doãng củabánh xe dẫn hớng là điều nên tránh, vì nó kèm theo hiện tợng mô men hiệu ứngcon quay, làm cho bánh xe lắc xung quanh trục đứng Khi bánh xe lăn với gócnghiêng lớn, sẽ làm lốp mòn, sinh ra phản lực ngang lớn làm xe khó bám đờng

+ Với các bánh xe dẫn hớng nên tránh sự thay đổi góc nghiêngvì khi thay đổi làm trụ đứng nghiêng về sau, nên độ ổn định của xe kém đi Khi bánh xedịch chuyển thẳng đứng cũng làm thay đổi độ chụm bánh xe (thay đổi góc ), làmthay đổi quĩ đạo chuyển động của ô tô làm cho ô tô không bám đúng đờng

+ Đảm bảo truyền lực ngang, lực dọc, mô men từ bánh xe lên khung xe màkhông gây biến dạng rõ rệt, không làm dịch chuyển các chi tiết của bánh xe

+ Giữ đợc đúng động học của dẫn động lái, nghĩa là sự dịch chuyển thẳng

đứng và sự quay quanh trụ đứng của bánh xe không phụ thuộc vào nhau

+ Độ nghiêng của thùng xe trong mặt phẳng ngang phải bé Phần tử dẫnhớng có ảnh hởng đến khoảng cách giữa các phần tử đàn hồi (khoảng cách nhíp),tuỳ theo phần tử dẫn hớng mà ta có khoảng cách này lớn hay bé, phần tử dẫn h-ớng còn ảnh hởng đến vị trí tâm của độ nghiêng bên

+ Phần tử dẫn hớng phải đảm bảo bố trí hệ thống treo trên ô tô đ ợcthuận tiện

+ Kết cấu phần tử dẫn hớng phải đơn giản dễ sử dụng, chăm sóc, bảo dỡng.+ Trọng lợng phải nhỏ, đặc biệt là phần không đợc treo

Phần tử hớng có thể là nhíp lá, thanh giằng, thanh đòn.mỗi loại có u nhợc

điểm và thích hợp với một loại xe nhất định

Phần tử hớng là nhíp lá

Trang 7

Hình 1.4: Kết cấu nhíp chính và phụ của hệ thống treo có độ cứng thay đổi.

1 Nhíp chính và nhíp phụ; 2 ống bạc chốt nhíp; 3,4,5 Quang nhíp; 6 Bạc tỳ đai nhíp và bu lông; 7 Đệm tỳ bắt nhíp; 8 Chốt nhíp; 9 Đệm; 10 Bu lông quang nhíp;

11 Bu lông; 12 Đai ốc.

u điểm là kết cấu đơn giản, vì nhíp vừa đóng vai trò là phần tử hớng vừa

đóng vai trò là phần tử đàn hồi do đó đơn giản trong bảo dỡng, sửa chữa

đủ tải, có lúc ô tô non tải, do vậy cần thiết phải có phần tử đàn hồi thay đổi độcứng theo tải trọng) Chuyển dịch của phần đợc treo không quá lớn, kết cấunhỏ gọn, đảm bảo trọng tâm xe thấp Làm việc tin cậy, an toàn, tuổi thọ cao,chăm sóc bảo dỡng đơn giản, thuận tiện, quá trình làm việc êm dịu không có

sự va đập cứng

Phần tử đàn hồi có thể là nhíp lá, lò xo, thanh xoắn mỗi loại có u nhợc

điểm và thích hợp với một loại xe nhất định

Trang 8

với cầu xe; xác suất xuất hiện dao động của bánh xe dẫn hớng lớn, do vậy ảnh ởng xấu tới ổn định chuyển động thẳng; tuổi thọ của các lá nhíp nhỏ Để tăngtuổi thọ lá nhíp ngời ta áp dụng phơng pháp gia công phun hạt vào mặt trên cáclá nhíp, sử dụng nhíp có tiết diện ngang hợp lý, cố định các đầu nhíp bằng cácphần tử cao su, bôi mỡ chì giữa các lá nhíp hoặc các tấm đệm giữa các lá nhíp(đệm bằng chất dẻo, bằng đồng hoặc hợp kim chống mòn).

h-Hình 1.5: Kết cấu nhíp chính và phụ của hệ thống treo có độ cứng thay đổi.

1 Nhíp chính và nhíp phụ; 2 ống bạc chốt nhíp; 3,4,5 Quang nhíp; 6 Bạc tỳ đai nhíp và bu lông; 7 Đệm tỳ bắt nhíp; 8 Chốt nhíp; 9 Đệm; 10 Bu lông quang nhíp;

11 Bu lông; 12 Đai ốc.

Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi là lò xo thờng đợc áp dụng rộngrãi trên các ô tô du lịch tùy theo kết cấu của bộ phận dẫn hớng mà hệ thống treo

độc lập với phần tử đàn hồi lò xo đợc phân làm bốn loại sau:

- Hệ thống treo độc lập với bộ phận dẫn hớng một đòn treo Loại này cókết cấu đơn giản nhng có nhợc điểm là khi hành trình dịch chuyển của bánh xelớn thì mặt phẳng bánh xe bị nghiêng một góc lớn gây hiệu ứng con quay làmdao động bánh xe, đồng thời bánh xe bị trợt ngang lớn dẫn đến lốp bị mòn nhanhcho nên sơ đồ này chỉ bố trí ở cầu không dẫn hớng để không làm ảnh hởng tới ổn

định lái trong hệ thống lái

- Hệ thống treo độc lập với cơ cấu hai đòn treo dài bằng nhau Loại này có

u điểm là khi bánh xe dịch chuyển theo phơng thẳng đứng, mặt phẳng bánh xekhông bị nghiêng, do đó bánh xe chuyển động ổn định Nhợc điểm ở sơ đồ này

là độ trợt ngang lớn, lốp mòn nhanh

Trang 9

- Hệ thống treo độc lập với cơ cấu hai đòn treo dài không bằng nhau (tơng

tự nh ở bánh xe BTR-60PB) Đặc điểm loại này là khi bánh xe dịch chuyển theophơng thẳng đứng khá lớn nhng mặt phẳng bánh xe bị nghiêng với góc nhỏ (th-ờng 560), khi đó hiệu ứng con quay có thể loại trừ nhờ ma sát trong treo ở đây

độ trợt ngang không lớn lắm cho nên có thể kết hợp với việc sử dụng lốp có độ

đàn hồi tốt để bù cho độ trợt ngang Do vậy hệ thống treo dùng sơ đồ này đợcdùng rộng rãi trên ô tô con hiện nay

- Hệ thống treo độc lập với bộ phận dẫn hớng kiểu nến Đặc điểm treo loạinày là bánh xe dịch chuyển độc lập theo trục nghiêng hoặc đặt thẳng, do vậy mặtphẳng của bánh xe không bị thay đổi Độ trợt ngang của bánh xe phụ thuộc vào

độ nghiêng của trục Thờng độ nghiêng của trục nhỏ nên độ trợt ngangcũng nhỏ do đó ít mòn lốp Nhợc điểm của loại này là độ cứng vững của kếtcấu theo chiều ngang nhỏ, khó bố trí bộ phận dẫn h ớng và ma sát trong bộphận dẫn hớng lớn Do vậy sơ đồ này chỉ dùng ở xe du lịch có công suấtnhỏ

- Trên (hình 1.6) thể hiện sơ đồ cấu tạo hệ thống treo độc lập với bộ phậndẫn hớng hai đòn treo không bằng nhau sử dụng ở ô tô của hãng Open Đặc điểmcấu tạo của loại này là hai đòn dẫn hớng đặt trong mặt phẳng ngang xe Bánh xelắp vào đầu trục của cam quay và nối khớp bản lề với hai đòn treo trên và dới.Giảm chấn 4 có chiều dài lắp ráp lớn hơn lò xo 2 cho nên đầu trên đợc bắt trênphần lồi chụp phía trên, còn đầu dới giảm chấn đợc bắt cùng với đế lò xo Vấu cao

su 1 dùng để hạn chế hành trình dịch chuyển bánh xe ở hành trình trả còn vấu cao

su 5 tơng ứng ở hành trình trên

Hình 1.6: Cấu tạo hệ thống treo trớc dùng hai đòn treo không bằng nhau.

1 Vấu hạn chế hành trình; 2 Lò xo; 3 Giá đỡ;

4 Giảm chấn; 5 Vấu hạn chế hành trình.

Trang 10

c) Phần tử giảm chấn

- Giảm chấn dùng để dập tắt các dao động của thân xe và cầu xe bằngcách chuyển cơ năng của các dao động thành nhiệt năng, đảm bảo độ êm dịucần thiết cho xe khi chuyển động Trên ô tô hiện nay chủ yếu sử dụng giảmchấn thuỷ lực

Để đảm bảo thực hiện đợc chức năng này giảm chấn cần phải:

+ Dập tắt nhanh các dao động có tần số hoặc biên độ lớn

+ Dập tắt chậm các dao động nếu ô tô chạy trên đờng ít mấp mô

+ Hạn chế các lực truyền qua giảm chấn lên thân xe

+ Làm việc ổn định khi ô tô chuyển động trong các điều kiện đờng sákhác nhau và nhiệt độ không khí khác nhau

+ Có tuổi thọ cao

+ Trọng lợng, kích thớc bé; giá thành hạ

Có thể phân loại giảm chấn theo các đặc điểm sau:

+ Theo tỷ số của hệ số cản nén và hệ số cản trả K , n K t.

- Loại tác dụng 2 chiều đối xứng K  n K t

- Loại tác dụng 2 chiều không đối xứng K  n K t.

- Loại tác dụng 1 chiều K n 0 + Theo dạng giảm chấn ta có:

- Giảm chấn đòn

- Giảm chấn ống

+ Có hay không có van giảm tải

Ngày nay trên các xe đợc dùng phổ biến là loại giảm chấn tác động haichiều không đối xứng có van giảm tải và loại giảm chấn ống đợc dùng rộng rãihơn vì giảm chấn ống thuỷ lực nhẹ hơn hai lần so với giảm chấn đòn, chế tạo

đơn giản hơn và có độ bền cao hơn giảm chấn đòn

Trang 11

Hình 1.12: Cấu tạo giảm chấn ống thuỷ lực.

a) Cấu tạo chung b) Làm việc ở trạng thái nén c) Làm việc ở trạng thái trả 1,22 Tai; 2; Đáy; 3 Van nạp; 4 Xy lanh công tác; 5 Xy lanh ngoài; 6 Van nén; 7 Pít tông; 8 Van trả; 9 Vòng găng pít tông; 10 Van thông qua; 11, Vỏ; 12 Cần pít tông; 13 Bạc dẫn hớng; 14 Vòng cao su; 15,17 Vòng làm kín; 16 Lò xo vòng làm kín; 18 Đệm thép; 19 Vòng bít; 20 Đệm nhôm; 21 phớt làm kín cần piston.

1.3 Chọn phơng án thiết kế.

Qua phân tích kết cấu của các hệ thống treo ở trên, từ nhiệm vụ đề tài đợc

giao là: “Tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe tải hạng nhẹ” Tôi chọn phơng

2.0 Các thông số kỹ thuật của xe tải hạng nhẹ đợc thể hiện trong bảng

sau:

Trang 12

- Tải trọng phân bố lên cầu sau 29920 N

- Số vòng quay tơng ứng vớichế độ mô men lớn nhất nM 2000 2500 vg/ph+ Hộp số: 4 số tiến, 1 số lùi

+ Hệ thống treo: loại phụ thuộc

+ Trọng lợng phần treo khi ô tô đầy

Trang 13

+ Gi¶m chÊn: lo¹i èng thñy lùc

Trang 14

Hệ thống treo của xe thuộc loại hệ thống treo phụ thuộc ở cả 2 cầu; 2 nhíp

có dạng nửa elip; Bộ phận dẫn hớng và đàn hồi là nhíp

Nhíp trớc và nhíp sau của xe tải hạng nhẹ cơ bản giống nhau:

+ Chiều dài nhíp: L = 1500 mm = 150 cm+ Chiều rộng lá nhíp: B = 65 mm =6,5 cm+ Chiều dày:

- Nhíp trớc: h1 = 10 mm =1 cm

- Nhíp sau: h2 = 11 mm =1,1 cm

Bộ nhíp gồm 10 lá nhíp ghép lại với nhau nhờ bulông trung tâm và cáckẹp nhíp Hai dầu bộ nhíp đợc liên kết với khung xe qua các gối đỡ cao su, riêngcác gối đỡ trớc của mỗi bộ nhíp có thêm đệm ở mặt đầu để truyền phản lực từmặt đờng lên khung xe, các gối đỡ phía sau của mỗi bộ nhíp không có đệm cao

su mặt đầu để cho bộ nhíp có thể di chuyển đợc trong một giới hạn nào đó

Vấu đỡ nhíp:

- Vấu tăng cứng: làm bằng cao su, đặt trên treo trớc, vấu đợcbắt vào thành bên của xà dọc Khi nhíp bị uốn nhiều, lá nhíp trên cùng sẽ tỳ vàovấu tăng cứng

- Vấu hạn chế hành trình: Để hạn chế hành trình đi lên củanhíp Vấu đợc bắt vào mép dới của xà dọc Khi nhíp bị uốn nhiều, vấu lồi trêndầm cầu sẽ tỳ vào vấu hạn chế hành trình Tính chất dịch chuyển của cầu đối vớikhung phụ thuộc vào các thông số của nhíp, nghĩa là nhíp không phải chỉ là bộphận đàn hồi mà còn đóng vai trò bộ phận dẫn hớng, đồng thời làm nhiệm vụcủa bộ phận giảm chấn Nh vậy nhíp thực hiện đầy đủ chức năng của hệ thốngtreo

Ưu nhợc điểm của hệ thống treo sử dụng nhíp:

+ Ưu điểm: kết cấu đơn giản, chắc chắn, rẻ tiền; chế tạo, bảo dỡng,sửa chữa đơn giản, thuận tiện

+ Nhợc điểm:

- Trọng lợng lớn (chiếm từ 5,5 8% trọng lợng của ô tô),nặng nhất trong các loại bộ phận đàn hồi

- Thời gian làm việc ngắn do trạng thái ứng suất phức tạp, lựctác động có tính chất chu kì, độ bền mỏi của nhíp thấp hơn so với thanh xoắnkhoảng 4 lần Trong điều kiện đờng tốt, tuổi thọ của nhíp khoảng100000 150000 km; điều kiện đờng xấu, tuổi thọ của nhíp giảm đi khoảng10 50 lần

Từ việc phân tích u nhợc điểm và kết cấu của nhíp nh trên, ngời ta đa ramột số biện pháp để tăng tuổi thọ cho nhíp nh sau:

+ Đặt 2 lá nhíp chính để tăng cứng, cờng hóa cho bộ nhíp vì lá nhípchính có điều kiện làm việc khắc nghiệt nhất

+ Bôi mỡ chì giữa các lá nhíp để giảm ma sát giữa chúng, làm giảmkhả năng mài mòn, tăng tuổi thọ, giúp giảm đợc số lợng lá nhíp

Bộ phận giảm chấn của xe tải hạng nhẹ thuộc loại giảm chấn ống thủylực, tác động 2 chiều và có van giảm tải Ưu điểm cơ bản của giảm chấn ốngthủy lực là kích thớc nhỏ gọn hơn rất nhiều so với các loại giảm chấn khác (ví

dụ nh giảm chấn đòn) nhng vẫn đảm bảo đợc tính êm dịu chuyển động cho xe

Hoạt động:

Khi nén êm, cần đẩy pit tông trong xi lanh công tác dịch chuyển xuống

d-ới, van thông mở, dầu trong khoang dới sẽ dồn lên khoang trên nhng không dồntất cả mà còn một phần sẽ chảy sang khoang bù thông qua các lỗ tiết lu ở vannén Khi đó, áp suất trong khoang bù sẽ tăng lên một chút Sức cản thủy độngcủa các lỗ tiết lu tỷ lệ với bình phơng vận tốc lu thông của dầu

Khi nén mạnh, dầu không thể chảy kịp qua các lỗ tiết lu (có tiết diện bé),

áp suất trong xi lanh công tác tăng lên nhiều, van nén mở, dầu qua van nén

Trang 15

xuống, vào khoang bù Sau giai đoạn áp suất khoang công tác tăng nhanh, lựccản của giảm chấn tăng lên nhng tốc độ tăng chậm hơn so với khi nén êm

Khi trả êm, cần đẩy piston chuyển động lên trên, khoang phía dới cầnpiston của xilanh công tác giảm áp suất, còn khoang phía trên piston tăng ápsuất (nhng tăng dần dần), do vậy dầu từ khoang trên sẽ qua khe hở van thông(van trả đóng) vào khoang phía dới piston, đồng thời dầu từ khoang bù qua lỗnạp bổ sung cho khoang phía dới piston

Khi trả mạnh, lò xo van trả bị nén Van trả mở ra, dầu lu thông qua cả lỗtiết lu của van trả Độ mở của van trả phụ thuộc vào mức độ đột ngột của hànhtrình trả, càng trả mạnh thì van càng mở lớn

Theo tài liệu [3], ta có một số thông số đầu vào để tính toán dao động ô tô tải hạng nhẹ

1 Hệ số cản giảm chấn của treo trớc K1 10900 Ns/m

2 Hệ số cản giảm chấn của treo sau K2 14430 Ns/m

16 Khoảng cách từ trọng tâm tới tâmcầu trớc a 1,73 m

17 Khoảng cách từ trọng tâm tới tâmcầu sau b 1,57 m

18 Khoảng cách từ trục đối xứng dọctới phần từ đàn hồi trớc dp1 0,505 m

19 Khoảng cách từ trục đối xứng dọctới phần từ đàn hồi sau dp2 0,505 m

20 Khoảng cách từ trục đối xứng dọctới giảm chấn trớc da1 0,605 m

21 Khoảng cách từ trục đối xứng dọctới giảm chấn sau da2 0,605 m

22 Khoảng cách từ trục đối xứng dọctới bánh xe trớc dk1 0,9 m

23 Khoảng cách từ trục đối xứng dọctới bánh xe sau dk2 0,9 m

24 Mômen quán tính khối lợng phầntreo đối với trục ngang Ja 12300 Kgm2

25 Bán kính quán tính khối lợng treođối với trục ngang ry 1,59 m

26 Mômen quán tính khối lợng phầntreo trớc đối với trục dọc Jx1 386 Kgm2

27 Mômen quán tính khối lợng phầntreo sau đối với trục dọc Jx2 1200 Kgm2

28 Mô men quán tính khối lợng không Jm1 327 Kgm2

Trang 16

a

y y

.

Jy - Momen quán tính khối lợng của phần treo đối vớitrục đi qua trọng tâm phần treo và vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng dọc xe

Ta có công thức tính: Jy =A.M.L2

Với:

A - Hệ số kinh nghiệm, lấy A = 0,21

L - Chiều dài cơ sở ô tô, L=3,3mThay vào công thức (1), ta có:

842 , 0 57 , 1 73 , 1

3 , 3 21 , 0

L A y

100000

2 2

1

1 1

s

rad M

106000

2 2

2

2 2

s

rad M

f t 0 , 116 116

206 , 9

8119 , 9

2

mm m

f t 0 , 118 118

1 , 9

81 , 9

2

Trang 17

 



Ta thấy: f d  0 , 17 Nh vậy khoảng sáng gầm xe đảm bảo

2.1.5 Kiểm tra hành trình động của bánh xe không xảy ra va đập giữa phần treo trớc và phần không treo trớc khi phanh xe cấp tốc:

b

h f

t

d  max. (4)Trong đó:

max- Hệ số bám lớn nhất của bánh xe với mặt đờng, thamkhảo tài liệu [2], ta lấy  max = 0,8

hg - Chiều cao trọng tâm ô tô, h g = 1,05mb- Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau, theobảng các thông số đầu vào, ta có b=1,58m

Thay các giá trị vào công thức (4), ứng với treo trớc và treo sau, tatính đợc:

93 , 61 1570

1050 8 , 0 8 , 115 91 , 138

d

38 , 63 1570

1050 8 , 0 5 , 118 15 , 142

d

Vậy, điều kiện đợc thỏa mãn

2.2 Tính toán dao động của ô tô:

Các phần ở trên xác định tần số dao động riêng của phần treo, hệ số dậptắt dao động của phần treo,hành trình tĩnh, hành trình động của bánh xe Cácthông số đó cha đủ để đánh giá đợc độ êm dịu của chuyển động ô tô nói chung,

đồng thời mục trớc mới chỉ xét dao động của khối lợng phần treo mà cha kể đến

sự ảnh hởng của phần không treo đến dao động đó Để đánh giá đủ độ êm dịucủa chuyển động ô tô, phải xét tới một hệ trong đó có cả dao động phần treo vàphần không treo

Khi tiến hành xét hệ dao động 2 khối lợng cần xác định các thông số của

nó nh: Tần số dao động riêng cao tần và thấp tần, hệ số dập tắt dao động ứng với

Trang 18

tần số cao và tần số thấp Từ những thông số nhận đợc, xây dựng đờng đặc tínhtần số biên độ dao động của ô tô Qua đờng đặc tính này có thể xác định đợc:Biên độ dao động của khối lợng phần treo, khối lợng phần không treo, xác địnhgia tốc dao động của khối lợng phần không treo, đồng thời qua đờng đặc tính

đánh giá:

+ ứng với vận tốc nào của ô tô trong vùng vận tốc sử dụng và ứngvới sóng mặt đờng có chiều dài bớc sóng là bao nhiêu sẽ xảy ra hiện tợng cộnghởng

+ Hệ số dập tắt dao động đã phù hợp cha

Quá trình tính toán dao động của ô tô ta sử dụng các giả thiết:

- Dao động của ô tô chỉ xảy ra trong mặt phẳng dọc xe

- Dao động của ô tô là dao động ổn định

- Nguồn kích thích dao động là sóng mặt đờng, có phơngtrình sóng là:

q = q0 [1-cos(v.t)]

Trong đó:

q0 - Biên độ lớn nhất của sóng mặt đờng

v - Tần số kích thích của sóng mặt đờng,công thức tính là:

s

a

6 , 3



 thời gian này bằng thời gian một chu kì T

2.2.1 Xác định tần số dao động riêng và hệ số dập tắt dao động của hệ:

a Sơ đồ khảo sát:

b Một số thông số cơ bản:

* Hệ số cản quy dẫn của giảm chấn (quy dẫn về tâm bánh xe)

Trang 19

2 cos

8 , 7 4 , 2

k k

5100 75 , 0 30 cos

2 2

0 2

5100 5 , 0 45

cos 2

0 2

i

k

* Tần số dao động riêng của khối lợng phần treo khi cố định phần không treo,

nh đã tính toán ở phần xác định hành trình tĩnh của bánh xe, ta có:

) ( 206 , 9 2360

100000

2 2

1

rad M

106000

2 2

2

2 2

s

rad M

) 430000 100000

( 2 ) (

2

1

1 1

rad m

) 430000 106000

( 2 ) (

2

2 2 2

s

rad m

) ( 411 , 18 590

100000

2

1

1 1

s

rad m

106000

2

Trang 20

* Tần số dao động của khối lợng phần không treo khi cố định phần treo và khi Ct

) ( 179 , 38 590

430000

2

1

1 1

s

rad m

430000

2

2 2

s

rad m

996 , 0 2560

* Hệ số dập tắt dao động của khối lợng phần không treo khi cố định phần treo,công thức tính:

m

K

h 0

483 , 6 590

811 , 4 510

* Tần số dao động thấp tần của hệ, ký hiệu: 

* Tần số dao động cao tần của hệ, ký hiệu: k

* Hệ số dập tắt dao động ứng với tần số thấp của hệ: h

* Hệ số dập tắt dao động ứng với tần số cao của hệ: hk

c Quá trình tính toán và kết quả:

Ta có các phơng trình đặc tính dao động:

2 2

U   

2 2 2

Lần tính Công thức tính Giá trị của treo

trớc Giá trị của treosau

Lần thứ

nhất

2 2

l p

l

C C

C U



2 1 2

2 0 0

2 0

2 0 1

.

U

h h

C C

C h

k

k l

2 0

2 0 1

.

U

h h

h

k

k k

Trang 21

2 2

2 2 2 2

2 2

2 2 0

2 2

2 0 2

.

U V

U h U h

2 2

2 2 0

2 2 2 0 2

.

U V

V h V

2 2 2 2 2

2 3

2 2 2 3

2 3

2 3 0

2 3

2 0 3

.

U V

U h U h

2 3

2 3 0 2 2 3 0 3

.

U V

V h V

U 2 69 , 303 1 , 051 2 8 , 258

1

2 1



s

rad h

U 2 66 , 322 0 , 628 2 8 , 12

2

2 2



s

rad h

k 2 1782 7 , 053 2 41 , 626

1

2 1



s

rad h

k 2 2026 5 , 179 2 44 , 713

2

2 2

4 2

0 4 4

4

U h U h U

V

U h q

Z

k k

2 2

0 4 4

4

U h U h U

V

U h U

Trang 22

u - Biên độ dao động của khối lợng phần không treo khixảy ra cộng hởng ở tần số thấp

q0 - Biên độ sóng mặt đờngThay các giá trị đã tính toán đợc ở phần trên vào, ứng với treo trớc và treosau, ta có:

492 , 59

4 2

4

V h V h U

V

V h q

Z

k V

2 2

0 4 4

4

V h V h U

V

V h V

458 , 5

2.2.3 Xác định gia tốc dao động của khối lợng phần treo:

* Gia tốc dao động của khối lợng phần treo khi xảy ra cộng hởng ở tần sốthấp (khi  = U) đợc xác định theo công thức:

 2 2 2 2 2 2 2

2 2 0

4 2

2

0

4 4

4

.

U h U h U

V

U h U

q

Z

k k

k U



q

Z U

755 , 3 0 2

4 2

2

0

4 4

4

.

V h V h U

V

V h V

q

Z

k k

k V

Trang 23

U Z

Z , - Gia tốc dao động của khối lợng phần treo khi xảy ra

hiện tợng cộng hởng ở tần số thấp và tần số cao

q0- Biên độ sóng mặt đờng

Ưng với treo trớc và treo sau, ta có:

417 , 3 0 1



q

Z V

665 , 3 0 2



q

Z U

2.2.4 Xây dựng đặc tính biên độ tần số - biên độ của dao động:

Đặc tính tần số - biên độ là đờng biểu diễn mối liên hệ phụ thuộc giữabiên độ dao động của phần treo, phần không treo, gia tốc dao động của khối l-ợng phần treo với tần số kích thích của sóng mặt đờng

Nói cách khác, xây dựng đặc tính tần số - biên độ là xây dựng các

đồ thị: Z(), () và Z () với sự biến thiên của tần số lực kích thích

Theo [1], ta có các biểu thức sau xác định hàm Z(), () và Z

() nh sau:

2 2 0

4 2

4

h U

h q

2 2 2 2

4

h U

4 2

2

4

h U

h q

Với đặc tính tần số - biên độ, ta có thể đánh giá đợc:

+ ứng với vận tốc chuyển động nào của ô tô trong phạm vivận tốc sử dụng và ứng với sóng mặt đờng xác định nào đó, sẽ xảy ra hiện tợngcộng hởng ở tần số thấp và tần số cao

+ Hệ số dập tắt dao động của hệ thống đã phù hợp cha

Tuy nhiên, với đặc tính tần số - biên độ, ta cha đủ điều kiện để đánh giá

đúng biên độ của khối lợng phần treo, phần không treo, gia tốc phần treo vì theocông thức xác định đã chỉ ra trong mục trên, biên độ dao động và gia tốc dao

động còn phụ thuộc vào biên độ của sóng mặt đờng Nếu cho trớc một biên độsóng kích thích mặt đờng thì đặc tính tần số - biên độ hoàn toàn xác định

Trang 24

Lập bảng biến thiên theo tần số sóng kích thích (sóng mặt đờng) ta sẽ đợcbảng số liệu sau:

q

Z

0 2

Trang 26

100 0.006 0.175 0.004 0.201 58.969 43.824Dựa trên các giá trị vừa tính đợc ta xây dựng đợc đặc tính biên độ - tần sốdao động của hệ, có dạng nh sau:

Đặc tính tần số biên độ treo trớc

Đặc tính tần số biên độ treo sau

2.3 Tính toán thiết kế nhíp:

A Thiết kế phần tử dẫn hớng và đàn hồi loại nhíp treo trớc