Thiết kế hệ thống treo độc lập và mô phỏng dao động.

Thiết kế hệ thống treo độc lập và mô phỏng dao động.

lời nói Đầu

Ô tô là phơng tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọngtrong nền kinh tế quốc dân, vì nó có những u điểm đặcbiệt hơn hẳn các loại phơng tiện vận tải khác: thông dụng,đơn giản, dễ sử dụng và có tính cơ động cao đợc ứngdụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực dân sự cũng nh quốcphòng Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học côngnghệ, nền công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển ngày càngcao, đã cho ra đời nhiều loại xe ô tô hiện đại phục vụ chonhu cầu và mục đích sử dụng của con ngời Việc thiết kếcác hệ thống, các cụm chi tiết trên ôtô, cũng nh đánh giá chấtlợng làm việc của chúng ngày càng đợc quan tâm nghiên cứunhằm nâng cao chất lợng của ôtô.

Hệ thống treo trên ôtô có vai trò hết sức quan trọng, nógóp phần nâng cao độ êm dịu và an toàn chuyển động củaôtô Có rất nhiều hệ thống treo với cấu tạo, chức năng và côngdụng khác nhau, mỗi loại lại có các u, nhợc điểm riêng Vì vậyviệc thiết kế một hệ thống treo phù hợp với các thông số kếtcấu của xe sẽ nâng cao tính tiện nghi và độ êm dịu cho xe.Bên cạnh quá trình thiết kế, để đánh giá hệ thống treo thìviệc đánh giá chất lợng dao động của hệ thống treo cũnggóp phần không nhỏ trong quá trình kiểm định thiết kếcũng nh đánh giá sự phù hợp giữa thông số cơ bản, thông sốkết cấu và điều kiện chuyển động thực tế của ôtô trên đ-ờng.

Hiện nay phơng pháp mô phỏng số đang đợc sử dụngrộng rãi để nghiên cứu các cơ hệ đặc biệt là hệ dao độngcủa ô tô Cùng với sự phát triển của máy tính, quá trình môphỏng đã thể hiện đợc tính u việt của nó, đặc biệt là cóthể mô tả đợc cả các hệ phi tuyến cũng nh các quá trình vậtlý phức tạp.

Trong thời gian vừa qua có nhiều tác giả trong và ngoàinớc đã đề cập đến vấn đề nghiên cứu dao động của ô tô,tuy nhiên do tính phức tạp của vấn đề này, phần lớn tác giảđã phải sử dụng giả thiết đơn giản hoá để chuyển hệ daođộng thực tế về hệ dao động tuyến tính hoặc phi tuyếnyếu.

Trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã có rấtnhiều phần mềm tính toán với khả năng ứng dụng cao Thựctế đã cho thấy Matlab -Simulink là một trong những phầnmềm có khả năng ứng dụng rất cao trong việc giải các bàitoán kỹ thuật bằng các tính năng chuyên biệt nh: lập trình,xử lý số và đồ hoạ để mô phỏng, phân tích một hệ thốngđộng

Xuất phát từ những yêu cầu trên, chúng em đã lựa chọn

đề tài: “Thiết kế hệ thống treo độc lập và mô phỏng

dao động xe minibus 8 chỗ ngồi sản xuất và lắp ráp tạiViệt Nam” Đề tài đã tập trung vào thiết kế hệ thống treo

Mc.Pherson cho xe minibus 8 chỗ ngồi và sử dụng phần mềmMatlab -Simulink 6.5 để nghiên cứu mô phỏng hệ dao độngcủa xe có xét đến một số yếu tố phi tuyến Đề tài cũng lậpquy trình thí nghiệm dao động của xe trong điều kiện

thiết bị hiện có ở Việt Nam Mặc dù kết quả mới chỉ là bớcđầu, tuy nhiên cho phép đề xuất những phơng pháp nghiêncứu chất lợng dao động của hệ một cách đúng đắn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS DQuốc Thịnh cùng các thầy trong bộ môn ô tô đã tận tình hớngdẫn và chỉ bảo trong quá trình thực hiện luận văn.

Chúng em xin cám ơn ! Sinh viên:

Trần Hùng Anh Nguyễn AnhNgọc

Nam đã có từ khá lâu nhng thực sự mới phát triển trong vòng15 năm trở lại đây và phát triển trên cơ sở nội lực liên doanhliên kết.

Hiện nay, nền công nghiệp ôtô Việt Nam cơ bản gồmcó 3 thành phần:

+ Các công ty liên doanh ôtô: Bao gồm các liên doanhcủa các công ty ôtô nổi tiếng thế giới nh: Liên doanh ToyotaViệt Nam, Ford Việt Nam, Vidamco, Nissan tính đến năm2000 có 11 công ty liên doanh Đầu năm 2005 ra đời liêndoanh thứ 12 của hãng Honda.

+ Các doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ôtô phát triển trêncơ sở các công ty cơ khí quốc doanh: Công ty ôtô Hoà Bình,công ty ôtô 1-5, công ty ôtô 3-2 …

+ Các doanh nghiệp t nhân: Doanh nghiệp t nhânXuân Kiên, Công ty ôtô Trờng Hải, công ty TNHH ôtô ChiếnThắng …

Trong đó có gần 20 cơ sở lắp ráp ôtô, gần 20 cơ sở sảnxuất thân xe, rơmooc và hơn 60 cơ sở sản xuất phụ tùngxe…

Trong những năm gần đây nền công nghiệp ôtô ViệtNam có những chuyển biến tích cực đó là việc tham giangày càng nhiều của các công ty t doanh, họ cũng rất mạnhdạn trong việc đầu t không chỉ trong lĩnh vực lắp ráp màcòn đầu t trong việc mua dây chuyền công nghệ của các n-ớc khác nh Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc,…nh công tyXuân Kiên, công ty ôtô Chiến Thắng Đồng thời có sự tăng tr-ởng mạnh mẽ các nhà máy sản xuất phụ tùng ôtô cung cấp cho

các nhà máy lắp ráp ôtô trong nớc và tiến tới xuất khẩu ra thịtrờng trong khu vực…

Mặc dù đã có sự phát triển nhng cho đến nay thực tếsự phát triển của nền công nghiệp ôtô Việt Nam vẫn là tronglĩnh vực lắp ráp thuần tuý Trong khi đó thì chất lợng ôtô lạichỉ ở mức trung bình, tỷ lệ nội địa hoá cha đạt, công nghệvẫn còn rất hạn chế… Ngoài ra, do nền kinh tế của đất nớcđang trên đà phát triển, cơ sở hạ tầng giao thông ngày càngđợc cải thiện đáng kể, đời sống của nhân dân cũng ngàycàng đợc nâng cao thì nhu cầu sử dụng ôtô của thị trờngtrong nớc ngày càng tăng Số lợng xe ôtô đa vào sử dụngtrong những năm qua ngày càng tăng mạnh tuy nhiên vẫn chađáp ứng đủ nhu cầu của thị trờng trong nớc.

Sau nhiều năm Chính Phủ đã định hình đợc ở ViệtNam có 4 tổng công ty đầu mối về sản xuất ôtô đó là:VINAMOTOR, VEAM, VINACOAL và SAIGONMOTOR bao quát tấtcả những loại xe cần thiết Để định hớng cho nền côngnghiệp ôtô Việt Nam phát triển trong những năm tới ChínhPhủ và đặc biệt là Bộ Công Nghiệp và một số ngành có liênquan đã đa ra những chính sách, giải pháp để phấn đấuđến năm 2020 công nghiệp ô tô Việt Nam sẽ trở thành mộtngành công nghiệp quan trọng của đất nớc có khả năng đápứng ở mức cao nhất nhu cầu của thị trờng trong nớc, tham giavào thị trờng khu vực và thế giới

1.1.2 Chính sánh nội địa hoá và phát triển côngnghiệp ô tô trong nớc.

a Quan điểm cơ bản về phát triển ngành công nghiệpôtô:

- Công nghiệp ôtô là ngành công nghiệp quan trọng,cần đợc u tiên phát triển để phục vụ có hiệu quả trong quátrình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và củng cố an ninhquốc phòng của đất nớc.

- Phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam nhằm đápứng nhu cầu trong nớc đồng thời tạo động lực cho các ngànhcông nghiệp hỗ trợ khác phát triển, từng bớc nâng cao khảnăng xuất khẩu phụ tùng ôtô sang các nớc trong khu vực vàthế giới.

- Phát triển ngành công nghiệp ôtô trên cơ sở đẩy mạnhquá trình liên doanh, liên kết trong nớc và phân công hợp tácquốc tế Tổ chức sản xuất theo hớng chuyên môn hóa caotrên cơ sở hình thành các khu công nghiệp phụ trợ làm vệtinh cho các doanh nghiệp lớn sản xuất và lắp ráp ôtô.

- Phát triển ngành công nghiệp ôtô với phơng châm đitắt đón đầu trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiến của thếgiới kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu pháttriển trong nớc và tận dụng có hiệu quả cơ sở vật chất, trangthiết bị sẵn có nhằm nhanh chóng đáp ứng nhu cầu trong n-ớc.

- Phát triển ngành công nghiệp ôtô phải phù hợp với chínhsách tiêu dùng của đất nớc và phải đồng bộ với việc phát triển

hệ thống hạ tầng giao thông, các yêu cầu về bảo vệ và cảithiện môi trờng.

Để đẩy nhanh quá trình phát triển nền công nghiệpôtô Việt Nam, đồng thời tạo động lực cho các ngành côngnghiệp hỗ trợ khác phát triển thì Bộ Công Nghiệp đã cónhững định hớng phát triển cụ thể trong giai đoạn từ nayđến năm 2010 nh:

- Tập trung sản xuất các loại ôtô thông dụng và ôtôchuyên dùng hiện đại đang có nhu cầu lớn trong nớc.

- Ưu tiên đầu t vào lĩnh vực sản xuất phụ tùng ôtô, khuyến khích phát triển những ngành công nghiệp hỗ trợ nhằm phục vụ hiệu quả nhu cầu trong

nớc và xuất khẩu phụ tùng ôtô ra nớc ngoài.

- Các dự án sản xuất động cơ ôtô thuộc chơng trình cơkhí trọng điểm sẽ đợc giao cho các doanh nghiệp nhà nớcđể đảm bảo tập trung nguồn lực, tránh phân tán, tạo thuậnlợi cho khả năng cung cấp cho thị trờng.

- Kết hợp phơng thức sản xuất lắp ráp ban đầu với việctừng bớc nâng cao khả năng chế tạo trong công nghiệp ôtôViệt Nam Khuyến khích tăng tỷ lệ nội địa hóa trong côngnghiệp phụ tùng ôtô.

- Trớc mắt không phát triển thêm các doanh nghiệp sảnxuất ôtô cao cấp Các doanh nghiệp trong nớc sản xuất và lắpráp ôtô khi xây dựng các dự án đầu t mới đều phải thực hiệnđầy đủ các nguyên tắc lựa chọn các dự án đầu t đã đợc xáclập trong Quy hoạch phát triển công nghiệp ôtô 2005, tầmnhìn 2010.

- Coi trọng đầu t vào khâu t vấn thiết kế và chuyểngiao công nghệ trong công nghiệp ôtô nhằm nâng cao nănglực cho ngành, đẩy mạnh công tác xúc tiến thơng mại để hỗtrợ và khuyến khích các doanh nghiệp xuất khẩu phụ tùngôtô.

b Mục tiêu phát triển:

Phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam trên cơ sởtiếp thu và ứng dụng công nghệ tiên tiến của thế giới kết hợpkhai thác và từng bớc nâng cao công nghệ và thiết bị hiệncó, đáp ứng phần lớn nhu cầu thị trờng về phụ tùng và ôtôtrong nớc, hớng tới xuất khẩu phụ tùng và ôtô.

Về các loại xe thông dụng ( xe tải nhỏ, xe khách, xecon ): Đạt tỷ lệ nội địa hoá 60% và đáp ứng trên 80% nhucầu trong nớc về số lợng vào năm 2010 ( riêng phần động cơphấn đấu đạt tỷ lệ nội địa hoá 50% và hộp số đạt 90% ).

Về các loại xe chuyên dùng: Đạt tỷ lệ 60% tỷ lệ nội địahoá và đáp ứng khoảng 60% nhu cầu trong nớc về số lợng.

Các loại xe du lịch do liên doanh hoặc doanh nghiệptrong nớc sản xuất đạt tỷ lệ nội địa hoá là 40-45% vào năm2010.

Các loại xe xe tải, xe khách cao cấp đạt tỷ lệ nội địahoá 35-40% và đáp ứng 80% nhu cầu thị trờng trong nớc vàonăm 2010.

Đồng thời phấn đấu xuất khẩu phụ tùng ôtô đạt 5-10%giá trị tổng sản lợng của ngành vào năm 2010 và nâng dầngiá trị kim ngạch xuất khẩu cho đến giai đoạn tiếp theo.

Ngoài những yêu cầu đạt ra cho ngành công nghiệp sảnxuất ôtô Việt Nam thì Chính Phủ có những giải pháp vàchính sách hỗ trợ sau:

+ Các chính sách về thuế đối với ôtô, linh kiện phụ tùngôtô.

+ Các chính sách và giải pháp về thị trờng.+ Bảo vệ thị trờng.

+ Tạo lập thị trờng.

+ Các chính sách và giải pháp về đầu t.

+ Chính sách và giải pháp về khoa học và công nghệ.+ Chính sách và giải pháp về nguồn nhân lực.

+ Các chính sách và giải pháp về huy động vốn.+ Các chính sách và giải pháp về quản lý ngành.+ Tổ chức thực hiện.

c Đặc điểm thị trờng ôtô Việt Nam:

Thị trờng ôtô Việt Nam có thể chia làm 2 loại cơ bảnnh sau:

- Với thị trờng xe du lịch: Đây là thị trờng có yêu cầu rấtcao đòi hỏi xe phải có chất lợng cao kiểu dáng đẹp, tiện nghihiện đại vì xe phục vụ cho du lịch và mục đích trang trívui chơi Thị trờng này dành cho giới thợng lu và các cơ quandoanh nghiệp chuyên chỉ phục vụ cho công việc đi lại củalãnh đạo nên nhu cầu ngày càng phát triển mạnh khi nền kinhtế phát triển Nhng trong điều kiện hiện nay thì khi côngnghệ của các nhà máy ôtô Việt Nam cha thể đáp ứng đợcyêu cầu thì thị phần này chủ yếu dành cho các công ty liêndoanh với nớc ngoài có công nghệ tiên tiến và xe nhập khẩu.

- Với thị trờng xe thơng mại: Xe phục vụ cho mục đíchkinh doanh vận tải nh: xe buýt, xe vận tải hàng hoá, xechuyên dùng… Đây đợc đánh giá là thị trờng nhiều tiềm năngvà rộng lớn, đồng thời có thể coi là vừa sức với các nhà máyôtô Việt Nam trong giai đoạn hiện nay Trong xu thế dịch vụvận tải hành khách công cộng và dịch vụ vận tải hàng hoángày càng cao, đặc biệt là loại hình xe búyt và xe vận tải cỡnhỏ phù hợp cho các vùng đô thị và nông thôn vận tải cung đ-ờng ngắn, số lợng ít Hàng năm có hàng nghìn xe hết niênhạn sử dụng theo nghị định 23/2004/QĐ-TTg của Thủ tớngchính phủ và lộ trình xe quá đát Từ 1/1/2005 sẽ loại bỏ16.600 xe tải và hơn 6.600 xe khách, con số này tiếp tục tăngnên trong những năm tới, đặc biệt là chủ trơng loại bỏ hoàntoàn xe công nông, bông sen trên toàn quốc vào năm 2007của Chính phủ đòi hỏi một lợng không nhỏ xe tải nhỏ, xekhách để thay thế Đây là một thị trờng đầy sức hấp dẫnđể công nghiệp ôtô Việt Nam đầu t phát triển chiếm lĩnhthị trờng đặc biệt là doanh nghiệp nhà nớc và doanhnghiệp t nhân.

Theo dự báo của Bộ công nghiệp đến năm 2010, nhucầu ôtô của Việt Nam sẽ vào khoảng 100.000 xe/năm Để thựchiện mục tiêu này, Bộ công nghiệp đang soạn thảo kế hoạchphát triển ngành ôtô Việt Nam Theo đó, Bộ sẽ kiến nghị vớiChính phủ cho vay u đãi đối với các doanh nghiệp đầu t sảnxuất ôtô giá rẻ, giảm thuế nhập khẩu đối với các linh kiện màtrong nớc cha sản xuất đợc.

Tóm lại thị trờng ôtô Việt Nam là thị trờng mở, đầytiềm năng có tác động tích cực thúc đẩy ngành sản xuất ôtôViệt Nam đầu t phát triển, đặc biệt là đầu t phát triển cácnhà máy sản xuất, lắp ráp xe Minibus và xe tải nhỏ đáp ứngnhu cầu thị trờng trong nớc và tiến tới xuất khẩu sang khuvực và thế giới.

1.2 Tổng quan về hệ thống treo.

1.2.1 Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo.

Hệ thống treo ở đây đợc hiểu là hệ thống liên kếtmềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe Mối liên kết treocủa xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây:

+ Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động ơng đối theo phơng thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏxe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức có thểchấp nhận đợc những chuyển động không muốn có khác củabánh xe nh lắc ngang, lắc dọc.

t-+ Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lựcthẳng đứng, lực dọc và lực bên.

Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏcần thiết phải mềm nhng cũng phải đủ khả năng để truyềnlực, quan hệ này đợc thể hiện ở các yêu cầu chính sau đây:

+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theotính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên đờng tốt hay xe chạytrên các loại đờng khác nhau).

+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhấtđịnh.

+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãnmục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phơngthẳng đứng nhng không phá hỏng các quan hệ động học vàđộng lực học của chuyển động bánh xe.

+ Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết vớikhung hoặc vỏ.

+ Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp h hỏngbất thờng.

Đối với xe con và xe minibus chúng ta cần phải quan tâmđến các yêu cầu sau:

+ Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treokhông quá lớn.

+ Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánhxe lên khung, vỏ xe tốt.

+ Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyểnđộng của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng.

1.2.2 Các bộ phận chính của hệ thống treo.1.2.2.1 Bộ phận đàn hồi:

Là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằmbiến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con ngời(60  80 lần/ph) Bộ phận đàn hồi có thể bố trí khác nhautrên xe nhng nó cho phép bánh xe có thể dịch chuyển theophơng thẳng đứng.

Bộ phận đàn hồi có các phần tử đàn hồi thờng gặp là:

a Nhíp lá:

Nhíp đợc làm từ các lá thép cong, gọi là nhíp, sắp xếplại với nhau theo thứ tự từ ngắn đến dài Đặc tính làm việccủa nhíp là khi tải trọng tác dụng lên nhíp tăng thì biến dạngcủa nhíp cũng tăng theo quy luật tuyến tính.

Trong hệ thống treo nó không chỉ có nhiệm vụ làm êmdịu chuyển động mà còn đồng thời làm nhiệm vụ của bộphận dẫn hớng.

Trên xe Autobiantri nhíp có thể thay thế cho đònngang trên của hệ thống treo Ưu điểm của kiểu treo này làkhông cần thanh ổn định, đơn giản rẻ tiền nhng lại có nhợcđiểm là thùng xe ở trên cao nên chiều cao trọng tâm xe sẽ lớnảnh hởng đến tốc độ và sự ổn định khi xe chuyển động.

b Thanh xoắn:

Thanh xoắn là 1 thanh bằng thép lò xo, dùng tính đànhồi xoắn của nó để cản lại sự xoắn Một đầu thanh xoắnđợc ngàm vào khung hay 1 dầm nào đó của xe, đầu kiagắn vào kết cấu chịu tải xoắn của hệ thống treo

Trên một số ô tô để dành chỗ cho việc lắp bán trụccầu chủ động ngời ta dùng thanh xoắn thờng đợc gây tải trớc( có ứng suất d) do đó nó chỉ thích hợp cho một chiều làmviệc Trên các thanh xoắn ở 2 phía đều phải đánh dấu đểtránh nhầm lẫn khi lắp ráp.

Sử dụng thanh xoắn có các đặc điểm sau:+ Trọng lợng nhỏ.

+ Chiếm ít không gian, có thể bố trí để điều chỉnhchiều cao thân xe.

+ Đơn giản, gọn, giá thành rẻ và dễ chế tạo.

+ Thanh xoắn không có nội ma sát nên thờng phải lắpkèm giảm chấn để dập tắt nhanh dao động.

Trên xe con và xe minibus bộ phận đàn hồi là thanhxoắn đợc sử dụng phổ biến chỉ sau lò xo.

c Lò xo:

Bao gồm các dạng là lò xo xoắn ốc, lò xo côn và lò xotrụ Do lò xo trụ có đờng kính vòng ngoài không đổi nênbiến dạng của nó sẽ thay đổi tỷ lệ thuận với lực tác dụng, cònđối với lò côn hay lò xo xoắn ốc thì khi tải nhẹ đầu lò xo sẽbị nén lại và hấp thụ năng lợng va đập, còn phần giữa lò xocó độ cứng lớn hơn sẽ đủ cứng để chịu tải lớn.

- Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi, còn nhiệm vụ dẫnhớng và giảm chấn do các bộ phận khác đảm nhận nên với hệthống treo dùng lò xo trụ thì có kết cấu phức tạp hơn do nó

còn phải bố trí thêm hệ thống đòn dẫn hớng để dẫn hớngcho bánh xe và truyền lực kéo hay lực phanh.

d Phần tử đàn hồi loại khí:

Phần tử đàn hồi sử dụng đệm khí dựa trên nguyên tắckhông khí có tính đàn hồi khi bị nén Hệ thống treo loại khíđợc sử dụng tốt ở các ôtô có trọng lợng phần lớn đợc thay đổikhá lớn nh ở ôtô trở khách, ô tô vận tải và đoàn xe Loại nàycó thể tự động thay đổi độ cứng của hệ thống treo bằngcách thay đổi áp suất không khí bên trong phần tử đàn hồi.Giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ làm cho độ êm dịuchuyển động tốt hơn

Hệ thống treo khí không có ma sát trong phần tử đànhồi, trọng lợng nhỏ và giảm đợc chấn động cũng nh giảm đợctiếng ồn từ bánh xe truyền lên buồng lái và hành khách Nhnghệ thống này có kết cấu phức tạp hơn vì phải có bộ phậndẫn hớng riêng và trang thiết bị cung cấp khí, bộ điềuchỉnh áp suất v v

Hiện nay bộ phận đàn hồi đợc làm có xu hớng “mềmmại” hơn nhằm tạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” trên mặtđờng Đồng thời ngời ta dùng các bộ phận đàn hồi có khảnăng thay đổi độ cứng trong một giới hạn rộng Khi xe chạyít tải, độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, khi tăng tải thì độcứng cần phải có giá trị lớn Chính vì vậy mà cần phải cóthêm các bộ phận đàn hồi phụ nh: nhíp phụ, vấu tỳ bằng caosu biến dạng, đặc biệt là các bộ phận đàn hồi có khả năngthay đổi tự động độ cứng theo tải trọng kết hợp với các bộphận thay đổi chiều cao trọng tâm của xe.

1.2.2.2 Bộ phận dẫn hớng:

Bộ phận dẫn hớng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lựcngang và các mômen từ bánh xe lên khung hoặc thân xe Nócó thể có những chi tiết khác nhau tùy thuộc hệ thống treophụ thuộc hay độc lập, phần tử đàn hồi là nhíp, lò xo haythanh xoắn.

Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị trítheo phơng thẳng đứng đợc gọi là quan hệ động học Khảnăng truyền lực ở mỗi vị trí đợc gọi là quan hệ động lực họccủa hệ treo

+ Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độnhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đ-ờng.

+ Nâng cao các tính chất chuyển động của xe nh khảnăng tăng tốc, khả năng an toàn khi chuyển động.

Để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động giảmchấn sẽ biến đổi cơ năng thành nhiệt năng nhờ ma sát giữachất lỏng và các van tiết lu

Trên ôtô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ốngthuỷ lực có tác dụng hai chiều ở cấu trúc hai lớp.

a Giảm chấn hai lớp vỏ:

Giảm chấn hai lớp vỏ ra đời vào năm 1938, đây là mộtloại giảm chấn quen thuộc và đợc dùng phổ biến cho đếnnay.

Trong giảm chấn, piston di chuyển trong xy lanh, chiakhông gian trong thành hai buồng A và B ở đuôi của xy lanhthuỷ lực có một cụm van bù Bao ngoài vỏ trong là một lớp vỏngoài, không gian giữa hai lớp vỏ là buồng bù thể tích chấtlỏng 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 điềnđầy một nửa bên trong là chất lỏng, không gian còn lại chứakhông khí có áp suất bằng áp suất khí quyển.

Các van (I) và (IV) lần lợt là các van nén mạnh và nénnhẹ, còn các van (II) và (III) lần lợt là các van trả mạnh và trảnhẹ của giảm chấn.

Giảm chấn hai lớp vỏ có cấu tạo nh sau:

1- Khoang vỏ trong; 2- Phớt làm kín;

3- Bạc dẫn hớng;

5- Cần piston; A 6- Piston;



7- Van cố định; I

8- Vỏ ngoài B III

ở hành trình trả bánh xe đi xa khung xe, thể tíchbuồng B tăng do đó áp suất giảm, chất lỏng qua van (II, III)vào B, không khí ở buồng bù giãn ra, đẩy chất lỏng nhanhchóng điền đầy vào khoang B.

Trong quá trình làm việc của giảm chấn để tránh bócứng bao giờ cũng có các lỗ van lu thông thờng xuyên Cấutrúc của nó tuỳ thuộc vào kết cấu cụ thể Van trả, van néncủa hai cụm van nằm ở piston và xylanh trong cụm van bù cókết 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 tạonên lực ma sát làm cho nóng giảm chấn lên Nhiệt sinh ra

truyền qua vỏ ngoài (8) và truyền vào không khí để cânbằng năng lợng.

+ Ưu điểm của giảm chấn hai lớp có độ bền cao, giáthành hạ làm việc tin cậy ở cả hai hành trình, trọng lợng nhẹ.

+ Nhợc điểm là khi làm việc ở tần số cao có thể xảy rahiện tợng không khí lẫn vào chất lỏng làm giảm hiệu quả củagiảm chấn.

b Giảm chấn một lớp vỏ:

Giảm chấn một lớp vỏ có cấu tạo nh sau:

1- Van một chiều; 2- Cần piston; 3- Cụm làm kín;4- Xy lanh;

5- Buồng chứa dầu;6- Piston;

7- Van một chiều; 8- Khoang chứa khí.



Trong một giảm chấn một lớp vỏ không còn bù dầu nữamà thay thế chức năng của nó là buồng 8 chứa khí nén có P= 23 KG/cm2 đây là sự khác nhau giữa giảm chấn một lớpvỏ và hai lớp vỏ.

Khi piston dịch chuyển xuống dới tạo nên sự chênh áp,dẫn đến mở van 1, chất lỏng chảy nên phía trên của piston.Khi piston đi lên làm mở van 7, chất lỏng chảy xuống dớipiston áp suất trong giảm chấn sẽ thay đổi không lớn và daođộng xung quanh vị trí cân bằng với giá trị áp suất tĩnh nạpban đầu, nhờ vậy mà tránh đợc hiện tợng tạo bọt khí, là mộttrạng thái không an toàn cho sự làm việc của giảm chấn.Trong quá trình làm việc piston ngăn cách 4 di chuyển đểtạo nên sự cân bằng giữa chất lỏng và chất khí do đó ápsuất không bị hạ xuống dới giá trị nguy hiểm

Giảm chấn này có độ nhạy cao kể cả khi piston dịchchuyển rất nhỏ, tránh đợc hiện tợng cỡng bức chảy dầu khinhiệt 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 lớpvỏ có các u điểm sau:

+ Khi có cùng đờng kính ngoài, đờng kính của cầnpiston có thể làm lớn hơn mà sự biến động tơng đối của ápsuất chất lỏng sẽ nhỏ hơn.

+ Điều kiện toả nhiệt tốt hơn.

+ Giảm chấn có piston ngăn cách có thể làm việc ở bấtkỳ góc nghiêng bố trí nào

Nhợc điểm của loại giảm chấn một lớp vỏ là:

+ Làm việc kém tin cậy, có thể bị bó kẹt trong cáchành trình nén hoặc trả mạnh.

1.2.2.5 Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hànhtrình:

Trên xe con các vấu cao su thờng đợc đặt kết hợp trongvỏ của giảm chấn Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chếhành trình của piston nhằm hạn chế hành trình làm việccủa bánh xe.

Vấu cao su có những u điểm sau:

+ Có thể đợc làm dới mọi hình dạng khác nhau.

+ Không có tiếng ồn khi làm việc, không phải bôi trơn.

1.2.3 Phân loại hệ thống treo.

Từ các cách bố trí các bộ phận trên theo các cách khácnhau sẽ tạo ra 2 nhóm chính là hệ thống treo độc lập và hệthống treo phụ thuộc:

4- Dầm cầu; 5 - Các đòn liên kết của hệ treo.

1.2.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc:

Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.4-a) các bánh xeđợc đặt trên một dầm cầu liền, bộ phận giảm chấn và đànhồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền đó Do đó sự dịchchuyển của một bánh xe theo phơng thẳng đứng sẽ gây nênchuyển vị nào đó của bánh xe phía bên kia.

Đặc trng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắptrên một dầm cầu cứng Trong trờng hợp cầu xe là bị độngthì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trờng hợp là

cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có mộtphần của hệ thống truyền lực.

+ Trong hệ treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi là nhípthì nó vừa là phần tử đàn hồi đồng thời làm luôn bộ phậndẫn hớng.

Vì nhíp làm bộ phận hớng nên trong hệ treo này sẽkhông cần đến các thanh giằng để truyền lực dọc hay lựcngang nữa.

Hình 1.5 - Hệ treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc.

1- Dầm cầu; 2 - Lò xo xoắn ốc; 3- Giảm chấn; 4- Đòndọc dới

5- Đòn dọc trên; 6- Thanh giằng Panhada.

+ Đối với hệ treo này thì do bộ phận đàn hồi là lò xoxoắn nên phải dùng thêm hai đòn dọc dới và một hoặc haiđòn dọc trên Đòn dọc dới đợc nối với cầu, đòn dọc trên đợcnối với khớp trụ (hình 1.5) Để đảm bảo truyền đợc lực ngang

và ổn định vị trí thùng xe so với cầu ngời ta cũng phải dùngthêm “đòn Panhada”, một đầu nối với cầu còn đầu kia nốivới thùng xe.

Cấu tạo của hệ thống treo phụ thuộc có những u nhợc điểmnh sau:

+ Nhợc điểm:

- Khối lợng phần không đợc treo lớn, đặc biệt là ở cầuchủ động nên khi xe chạy trên đờng không bằng phẳng, tảitrọng động sinh ra sẽ gây nên và đập mạnh giữa phầnkhông treo và phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động

- Khoảng không gian phía dới sàn xe phải lớn để đảmbảo cho dầm cầu có thể thay đổi vị trí, do vậy chiều caotrọng tâm lớn.

- Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nênhiện tợng xuất hiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động.

+ Ưu điểm:

- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe đợc cốđịnh do vậy không xảy ra hiện tợng mòn lốp nhanh nh hệthống treo độc lập.

- Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đờng nghiêng)2 bánh xe liên kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tợng trợt bênbánh xe.

- Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửachữa.

- Giá thành thấp.

1.2.3.2 Hệ thống treo độc lập:

Đặc điểm của hệ thống treo này là:

- Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà là lắptrên loại cầu rời, sự chuyển dịch của 2 bánh xe không phụthuộc vào nhau (nếu nh coi thùng xe đứng yên).

- Mỗi bên bánh xe đợc liên kết bởi các nh vậy sẽ làm chokhối lợng phần không đợc treo nhỏ nh vậy mô men quán tínhnhỏ do đó xe chuyển động êm dịu.

- Hệ treo này không cần dầm ngang nên khoảng khônggian cho nó dịch chuyển chủ yếu là khoảng không gian 2 bênsờn xe nh vậy sẽ hạ thấp đợc trọng tâm của xe và sẽ nângcao đợc vận tốc của xe.

Trong hệ thống treo độc lập còn đợc phân ra các loại sau :

a Dạng treo 2 đòn ngang:

Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngangtrên, một đòn ngang dới Mỗi đòn không phải chỉ là 1 thanhmà thờng có cấu tạo hình tam giác hoặc hình thang Cấutạo nh vậy cho phép các đòn ngang làm đợc chức năng củabộ phận hớng.

1- Bánh xe;2- Giảm chấn; 3- Lò so;

4- Đòn trên;5- Đòn dới;

6- Đòn đứng Hình

1.6 - Sơ đồ nguyên lý của hệ treo 2 đòn ngang.6

54321

Các đầu trong đợc liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ.Các đầu ngoài đợc liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng Đònđứng đợc nối cứng với trục bánh xe Bộ phận đàn hồi có thểnối giữa khung với đòn trên hoặc đòn dới Giảm chấn cũngđặt giữa khung với đòn trên hoặc đòn dới Hai bên bánh xeđếu dùng hệ treo này và đợc đặt đối xứng qua mặt phẳngdọc giữa xe.

b Dạng treo Mc.Pherson:

Hệ treo này chính là biến dạng của hệ treo 2 đònngang nếu coi đòn ngang trên có chiều dài bằng 0 và đònngang dới có chiều dài khác 0 Chính nhờ cấu trúc này mà tacó thể có đợc khoảng không gian phía trong xe để bố trí hệthống truyền lực hoặc khoang hành lý Sơ đồ cấu tạo củahệ treo trên hình 1.7 bao gồm: đòn ngang dới, giảm chấnđặt theo phơng thẳng đứng làm nhiệm vụ của trụ xoayđứng có một đầu đợc bắt khớp cầu với đầu ngoài của đònngang tại B, đầu còn lại đợc bắt vào khung xe Bánh xe đợcnối cứng với vỏ giảm chấn Lò xo đợc đặt lồng vào giữa vỏgiảm chấn và trục giảm trấn.

1- Giảm chấn đồng thời là trụ đứng;

2- Đòn ngang dới; 3- Bánh xe;

4- Lò xo;

5- Trục giảm trấn

A

Hình 1.7 - Sơ đồ cấu tạo hệ

Nếu ta so sánh với hệ treo 2 đòn ngang thì hệ treoMc.Pherson kết cấu ít chi tiết hơn, không chiếm nhiềukhoảng không và có thể giảm nhẹ đợc trọng lợng kết cấu Nh-ng nhợc điểm chủ yếu của hệ treo Mc.Pherson là do giảmchấn vừa phải làm chức năng của giảm chấn lại vừa làmnhiệm vụ của trụ đứng nên trục giảm chấn chịu tải lớn nêngiảm chấn cần phải có độ cứng vững và độ bền cao hơn dođó kết cấu của giảm chấn phải có những thay đổi cầnthiết.

Trong quá trình chuyển động bánh xe luôn luôn daođộng theo phơng thẳng đứng, sự dao động này kéo theo

sự thay đổi góc nghiêng ngang của bánh xe, trụ xoay dẫn ớng và khoảng cách giữa hai vết bánh xe (hình 1.8-a), độchụm trớc của bánh xe (hình 1.8-c) và góc nghiêng dọc củatrụ xoay đứng (hình 1.8-b) Các quan hệ giữa các thông sốđó phụ thuộc vào sự chuyển vị của bánh xe theo phơngthẳng đứng đó là mối quan hệ động học của hệ treo.

h-c Hệ treo 2 đòn dọc:

Hệ treo hai đòn dọc (hình vẽ 1.9) là hệ treo độc lậpmà mỗi bên có một đòn dọc Các đòn dọc thờng đợc bố trísong song sát hai bên bánh xe Một đầu của đòn dọc đợcgắn cố định với moayơ bánh xe, đầu còn lại liên kết bản lềvới khung hoặc dầm ôtô Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòndọc và khung Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lựcdọc, và là bộ phận dẫn hớng Do phải chịu tải trọng lớn nên nóthờng đợc làm có độ cứng vững tốt.

1- Khung vỏ; 2- Lò xo;

3- Giảm chấn; 4- Bánh xe;5- Đòn dọc; 6- Khớp quay.

Hình 1.9 - Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai đòn dọc.

Đồng thời đòn dọc đòi hỏi cần phải có độ cứng vữnglớn, nhằm mục đích chịu đợc các lực dọc, lực bên và chịumômen phanh lớn.

Do có kết cấu nh vậy, nên hệ treo này chiếm ít khônggian và đơn giản về kết cấu, giá thành hạ Hệ treo này th-ờng đợc bố trí cho cầu sau bị động, khi máy đặt ở phía tr-ớc, cầu trớc là cầu chủ động.

d Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết:

Hệ treo đòn dọc có thanh liên kết xuất hiện trên xe convào những năm 70 cùng với sự hoàn thiện kết cấu cho các xecó động cơ và cầu trớc chủ động Theo cấu trúc của nó cóthể phân chia thành loại treo nửa độc lập và treo nửa phụthuộc Theo khả năng làm việc của hệ treo, tuỳ thuộc vào độcứng vững của đòn liên kết mà có thể xếp là loại phụ thuộchay độc lập ở đây hệ treo đợc phân loại là treo độc lậptức là đòn liên kết có độ cứng nhỏ hơn nhiều so với độ cứngcủa dầm cầu phụ thuộc.

1- Bánh xe;

2- Khớp quay trụ;3- Đòn dọc;

4- Thùng xe;5- Lò xo;6- Giản chấn.

Hình 1.10 - Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn dọc có

thanh ngang liên kết.

Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết (hình vẽ 1.10)có đặc điểm là hai đòn dọc đợc nối cứng với nhau bởi mộtthanh ngang Thanh ngang liên kết đóng vai trò nh mộtthanh ổn định nh đối với các hệ treo độc lập khác Cũnggiống nh các hệ treo độc lập khác, hệ treo đòn dọc có thanhliên kết bộ phận đàn hồi của nó có thể là lò xo trụ xoắn Lòxo đợc đặt giữa khung và đòn dọc Để tiết kiệm khônggian, lò xo thờng đợc lồng vào giảm chấn

e Hệ treo đòn chéo:

Hệ thống treo trên đòn chéo là cấu trúc mang tínhtrung gian giữa hệ treo đòn ngang và hệ treo đòn dọc Bởivậy sử dụng hệ treo này cho ta tận dụng đợc u điển của haihệ treo trên và khắc phục đợc một số nhợc điểm của chúng.Đặc điểm của hệ treo này là đòn đỡ bánh xe quay trên đ-ờng trục chéo và tạo nên đòn chéo trên bánh xe.

1-Dầm cầu;2- Đòn chéo; 3- Các đăng.

Hình 1.11 - Sơ đồ hệ treo đòn chéo.

Trong hệ treo đòn chéo (hình vẽ 1.11) chi tiết đàn hồiphần lớn là lò xo xoắn ốc Ngoài ra đối với hệ treo này, ngờita còn hay dùng thêm thanh ổn định để làm tăng sự êm dịutrong quá trình chuyển động.

So với các hệ treo đã xét ở trên thì hệ treo đòn chéo cóđặc điểm nổi bật ở chỗ: khi bánh xe dao động theo phơngthẳng đứng thì cũng kéo theo sự thay đổi khoảng cáchgiữa hai vết bánh xe, góc nghiêng ngang, nhng sự thay đổiđó nhỏ hơn các loại đã xét ở trên Riêng độ chụm trớc cửabánh xe thì thay đổi không đáng kể.

Hiện nay trên thị trờng trong nớc và thế giới đang sửdụng nhiều loại hệ thống treo rất đa dạng và phong phú, vớiđủ mẫu mã và chủng loại Nhng đối với ôtô con hiện đại ngàynay ngời ta thờng hay sử dụng các loại hệ thống treo độc lậpcho hệ treo trớc nh: hệ thống treo hai đòn ngang, hệ thốngtreo Mc.Pherson, hệ thống treo đòn dọc, đòn chéo lànhững loại có cấu tạo đơn giản, ít số chi tiết, khối lợng phầnkhông đợc treo nhỏ, giá thành hạ, dễ tháo lắp sửa chữa vàbảo dỡng Còn treo sau thì đa số là dùng hệ treo phụ thuộcnhng cũng có không ít xe dùng hệ thống treo độc lập

Do hệ thống treo Mc.Pherson có những u điểm nổi bậtlà đảm bảo động học các bánh xe tốt nhất, khi dao độngbánh xe luôn nằm trong mặt phẳng thẳng đứng, bề rộngcơ sở thay đổi rất nhỏ, cũng nh nhu cầu thiết kế và kiểmtra chất lợng xe đã thiết kế chế tạo thuộc dự án KC.05.DA.13:

“Hoàn thiện thiết kế, công nghệ chế tạo và lắp rápdòng xe minibus thông dụng 6-8 chỗ ngồi mang nhãnhiệu Việt Nam” nên trong đồ án này đi thiết kế tính toán

hệ thống treo Mc.Pherson cho xe minibus 8 chỗ ngồi LAVI-304N sản suất và lắp ráp tại Việt Nam có phần tử đànhồi là lò xo trụ đợc đặt lồng bên ngoài trụ đứng là vỏ củagiảm chấn có thể quay quanh trục của nó khi bánh xe quayvòng, đòn treo dới chỉ gồm một thanh có bố trí thêm mộtthanh giằng để truyền lực dọc, và để tăng tính ổn địnhcủa phần thân vỏ ôtô trong hệ thống treo này cũng bố trímột thanh ổn định.

MEFA5-1.3 Tổng quan về các nghiên cứu dao động trong vàngoài nớc.

1.3.1 Các chỉ tiêu đánh giá độ dao động.

Khi ô tô chuyển động trên đờng dao động xuất hiệntrong toàn bộ hệ thống của xe dới tác động kích thích củacác mấp mô biên dạng đờng.Dao động của ô tô ảnh hởngđến bản thân ngời lái và hành khách, hàng hoá chuyên chởtrên xe, độ bền, tuổi thọ của các kết cấu ô tô Nghĩa là

trong quá trình chuyển động ô tô luôn bị dao động, với thờigian kéo dài sẽ gây ra mệt mỏi với ngời lái và hành khách,làm giảm hiệu suất công việc, có thể gây ra nguy cơ mắcbệnh thần kinh và não dẫn đến mất phản ứng linh hoạt vàđiều khiển chính xác gây ra tai nạn giao thông.

Vì vậy khi nói đến dao động của ô tô theo quan điểmcủa chế độ sử dụng thì: độ êm dịu chuyển động của ô tôcó thể hiểu là tập hợp các tính chất đảm bảo hạn chế các tácđộng của dao động có ảnh hởng xấu tới con ngời, hàng hoávà các kết cấu của ô tô.

Theo quan điểm về an toàn chuyển động thì daođộng của ô tô gây ra sự thay đổi giá trị phản lực pháptuyến giữa bề mặt tiếp xúc của bánh xe với mặt đờng Nếugiá trị phản lực pháp tuyến giảm so với trờng hợp tải trọngtĩnh thì sẽ làm giảm khả năng tiếp nhận các lực dọc,ngang( Lực kéo, lực phanh, lực bám ngang), dẫn đến hiện t-ợng tách bánh khỏi đờng gây mất an toàn khi xe chuyểnđộng, phanh và quay vòng còn khi giá trị phản lực nàytăng thì sẽ làm tăng tải trọng động tác dụng xuống nền đ-ờng và ngợc lại với các kết cấu của xe.

Từ các khái niệm trên để có thể đánh giá chất lợng xemột cách khách quan, chính xác cần phải nghiên cứu và pháttriển lý thuyết dao động trong tất cả lĩnh vực liên quan.Nghiên cứu tổng quát về dao động xe đó là giải quyết mốiquan hệ “Đờng-Xe-Ngời”.

Hình 1.12 - Hệ thống “Đờng-Xe-Ngời”

Quá trình nghiên cứu dao động của ô tô là quá trìnhxác định các thông số của hệ thống treo, tạo cơ sở cho việcthiết kế các phần tử của chúng: phần tử đàn hồi, phần tửgiảm chấn và bộ phận dẫn hớng Có nh vậy mới tạo ra một hệdao động có chất lợng tốt, các kết quả nghiên cứu sẽ gópphần nâng cao trình độ công nghệ thiết kế, cải tiến ô tô,góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng và năng suất vậnchuyển của ô tô trong nền kinh tế quốc dân.

1.3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu và an toànchuyển động

Các tính chất dao động của ô tô thờng đợc đánh giátheo 2 quan điểm:

- Đánh giá theo quan điểm về độ êm dịu chuyển độngmà thông số gia tốc dao động có tính chất quyết định vìnó tác dụng lên lái xe và hành khách.

Hệ thống phanh,lái.

Thân Xe

Hệ thống treo

Đ ừơng

- Theo quan điểm về độ an toàn chuyển động và tảitrọng tác dụng xuống nền thì giá trị tải trọng động giữabánh xe và nền đờng là thông số mang tính chất quyếtđịnh.

a- Chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động:

Để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô, các nớccó nền công nghiệp ô tô phát triển hàng đầu trên thế giới đãđa đa ra các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu khác nhau.Dựavào các công trình nghiên cứu của nớc ngoài và các tài liệucủa viện khoa học kĩ thuật bảo hộ lao động Việt Nam, đara một số chỉ tiêu đặc trng cho độ êm dịu chuyển độngcủa ô tô nh sau:

+ Chỉ tiêu về tần số:

Con ngời khi tham gia vào giao thông cũng là một hệdao động, “đi lại” là hoạt động thờng xuyên của con ngời đãtrở thành một thói quen Khi con ngời đi lại tơng đơng với hệthực hiện dao động, tuỳ thuộc vào hình dáng, trọng lợngriêng, thói quen từng ngời mà số lần bớc trong một phút thờngtrong khoảng 60-90 bớc, tơng ứng với tần số dao độngkhoảng 1-1,5Hz Vậy nên từ thói quen đó con ngời chịu daođộng hợp lý trong khoảng tần số vừa nêu trên Khi đánh giáđộ êm dịu chuyển động của ô tô với các điều kiện mặt đ-ờng cũng nh kết cấu cụ thể thì tần số dao động của ô tôphải nằm trong giới hạn 1-1,5 Hz, thờng lấy chuẩn để đánhgiá dao động của ô tô nh sau:

- Đối với xe con(du lịch) n = 60:90 (dđ/ph)- Đối với xe vận tải n = 100:120 (dđ/ph).

+ Chỉ tiêu về gia tốc dao động.

Chỉ tiêu này đợc xác định dựa trên cơ sở trị số bìnhphơng trung bình của gia tốc theo các phơng X, Y, Z là:

Chúng có các giá trị sau:

( ) ( ) ( )

Các số liệu trên có thể xem là gần đúng để đánh giáđộ êm dịu chuyển động của ô tô, bởi vì nó dựa trên cơ sởsố liệu thống kê Mặt khác, điều quan trọng hơn là daođộng ô tô truyền cho con ngời thực chất là tác động ngẫunhiên với dải tần số rộng và phức tạp cả theo hớng tác dụng.Ngoài ra theo một số tài liệu tham khảo các tác giả còn đa ramột số chỉ tiêu khác đánh giá độ êm dịu chuyển động củaô tô.

b Chỉ tiêu về an toàn chuyển động và tải trọng tácdụng xuống nền đờng:

Theo quan điểm về an toàn chuyển động(xét theokhía cạnh về tính điều khiển) và tải trọng tác dụng xuốngnền đờng thì trị số lực tác dụng thẳng đứng giữa bánh xevới đờng cũng là thông số quan trọng để đánh giá Lực động xác định phức tạp hơn vì nó phụ thuộc vào tính chấtdao động của ô tô, vận tốc chuyển động và độ mấp môbiên dạng đờng.

Theo quan điểm về tải trọng tác dụng xuống nền đờngthì sẽ dựa vào trị số lớn nhất của tải trọng bánh xe, nghĩa làtơng ứng với giá trị dơng của để đánh giá, nếu

càng lớn thì sự ảnh hởng do lực tác động tới lốp xe và các bộphận chi tiết của xe và nền đờng càng bị tác động xấunhiều hơn Mặt khác để giảm sự ảnh hởng của thìtrong trờng hợp giảm tải trọng bánh xe so với giá trị tải trọngtĩnh, nghĩa là làm giảm khả năng tiếp nhận lực tiếptuyến(nhất là khi phanh) và lực ngang(quan trọng khi quayvòng) Trong trờng hợp đặc biệt bánh xe bị nảy khỏi mặtđờng khi đó lực tác dụng từ đờng lên bánh xe sẽ bằng 0 và ôtô sẽ mất tính điều khiển Để đánh giá tính chất dao độngcủa ô tô theo quan điểm về an toàn chuyển động cần xácđịnh tỉ số giữa lực động và tải trọng tĩnh của bánh xelà :

Khảo sát dao động của ô tô ngời ta quan tâm đến sựbám của lốp với mặt đờng, nhằm đảm bảo dao động của ôtô thoả mãn các chỉ tiêu về độ êm dịu nhng bánh xe vẫnphải bám đờng, nếu không đạt 2 chỉ tiêu đó sẽ dẫn đếnlàm mất tính ổn định khi điều khiển xe, làm tăng tiêu haonhiên liệu

Giá trị gần đúng của lực tác dụng xuống nền đờng cóthể xác định nh sau:

Trong đó: : độ cứng của lốp.

: chuyển dịch của bánh xe theo phơngthẳng đứng.

q : chiều cao mấp mô biên dạng đờng.

Có thể xác định giá trị -là giá trị cực đại củachuyển dịch tơng đối của bánh xe với đờng theo biểu thức:

Giá trị cũng có thể làm cơ sở đánh giá khảnăng bám của lốp với đờng.

1.3.2 Các nghiên cứu về dao động của ô tô trong nớcvà trên thế giới.

Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong quátrình hình thành và phát triển dần trở thành ngành côngnghiệp mũi nhọn hàng đầu của đất nớc Những năm vừa quaÔ tô Việt Nam không ngừng vơn lên đạt đợc những thành tựumới để có thể hội nhập với khu vực và thế giới Chủ trơnghiện nay của chính phủ đa ra là tăng tỷ lệ nội địa hóatrong các sản phẩm đã và đang chế tạo dần tiến tới chế tạođợc các sản phẩm mang thơng hiệu Việt Nam, đây là xuthế mà các nhà nghiên cứu và sản xuất ô tô Việt Nam cầnquan tâm Theo bản “Quy hoạch và phát triển nghành côngnghiệp ôtô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn 2020” thìViệt Nam phải phấn đấu đến năm 2020 đạt tỷ lệ nội địahoá trên 50% đối với hầu hết các chủng loại, sản phẩm ô tô vàphấn đấu xuất khẩu ô tô, phụ tùng đạt mức 5-10% giá trịtổng sản lợng của nghành Tuy nhiên để đạt đợc mục tiêuđó thì trớc mắt có quá nhiều việc để làm, một trongnhững việc đó là nghiên cứu sâu hơn về hệ thống daođộng của ô tô, độ êm dịu cũng nh chất lợng động học vàđộng lực học của xe nhằm thu đợc thuộc tính tối u.

Từ những thực tế đó, cũng đã có một số đề tài thuộcchuyên ngành ô tô đề cập đến vấn đề dao động của ô tônh : luận văn tiến sỹ của tác giả Lu Văn Tuấn đã đề ra mụctiêu nâng cao độ êm dịu cho xe khách Ba Đình đóng trêncơ sở IFA; trong luận văn này tác giả đã chú ý mô tả thuộctính đàn hồi giữa khung và vỏ là kết cấu đặc trng của xeca: xe ca có kết cấu khung - vỏ chịu lực

Luận văn tiến sỹ của tác giả Võ Văn Hờng [5] “Nghiên cứuhoàn thiện mô hình khảo sát dao động ôtô tải nhiều cầu”.

Tác giả đã nghiên cứu sâu về lập mô hình dao động khônggian cho xe tải có yếu tố dao động ngang, khung xoắn chịulực, thanh ổn định, có hệ thống treo có đặc tính phituyến, hàm kích động riêng rẽ và tổng hợp Mô hình có thểnghiên cứu các dao động ở vùng cận biên nh tách bánh xe, quátrình va chạm vấu hạn chế treo, trợt và lật

Luận văn của tác giả Nguyễn Phúc Hiểu "Nghiên cứuảnh hởng của dao động lên khung xơng ôtô khi chuyểnđộng trên đờng" Tác giả chú trọng nghiên cứu ảnh hởng củađờng và xác định các hàm ngoại lực cho bài toán tính khung- xơng.

Tác giả Trịnh Minh Hoàng [6] trong luận văn cao học đãtrình bày một mô hình dao động xe tải hai cầu (khônggian) và mô phỏng bằng MatLab Simulink 5.3 Phần mô hìnhvà tính toán khá hoàn chỉnh, đã trình bày một phần daođộng dới kích động ngẫu nhiên của mặt đờng.

Nhìn chung các đề tài đã tập trung vào việc khảo sátdao động xe theo quan điểm độ êm dịu và an toàn chuyển

động, thực hiện bài toán tính toán kiểm nghiệm Các kếtquả thu đợc làm cơ sở để lựa chọn lựa và cải tiến hệ thốngtreo cho phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Trong những năm gần đây hoà cùng với chủ trơngchiến lợc “Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc”, côngnghiệp ô tô Việt Nam nói chung đợc đi lên bằng lắp ráp từnhững liên doanh lắp ráp ô tô của các hãng hàng đầu trênthế giới Trọng tâm của quá trình xây dựng công nghiệp ôtô Việt Nam là hình thành công nghiệp sản xuất các chitiết, bộ phận, linh kiện và các cụm tổng thành tiến tới sảnxuất hoàn chỉnh xe ô tô Việt Nam có chất lợng cao hơn Khảosát mô hình bài toán dao động ô tô là nhằm mục đích đara cơ sở hoàn thiện và hiện đại hoá mô hình dao động, kếtcấu hệ thống treo góp phần cho nền công nghiệp ô tô ViệtNam ngày càng phát triển

1.3.3.Nghiên cứu về dao động của ô tô trên thế giới.

Việc nghiên cứu dao động ôtô bắt đầu rất sớm, ngay cảkhi ôtô còn rất đơn giản Một trong những tác giả kinh điểncó thể kể đến là Mitschke, Schiehlen Lần đầu tiên vào năm1970 Mitschke đã tập trung vào tác phẩm nổi tiếng"Dynamik der Kraftfahrzeuge" tập hợp tất cả các công trìnhnghiên cứu trớc đó, bao gồm 200 trích dẫn Nội dung chínhtrong quyển B là dao động xe con, mô hình là mô hình 1/4và đợc xem xét ở các yếu tố kết cấu có ảnh hởng đến daođộng và tối u hệ treo Sau đó, tác giả đề cập chỉ tiêu đánhgiá dao động ôtô, cách tiếp cận mang tính cổ điển Nhữngnăm sau này, 1980, Schiehlen trình bày phơng pháp hệ