Khi nghiên cứu sự chuyển động êm dịu của ô tô máy kéo… người ta phân biệt các phần sau đây xét về mặt cấu trúc:
Phần trên lò xo: tất cả các cụm máy, chi tiết máy có trọng lượng tác dụng lên lò xo được thay thế bằng một khối lượng và các mơ men qn tính của khối lượng đối với các trục quán tính chính trung tâm.
Phần dưới lò xo: tất cả các cum máy, chi tiết có trọng lượng khơng tác dụng lên lò xo, được thay thế bằng một khối lượng tập trung.
Bộ phận treo là bộ phận để truyền lực và các kích động mấp mơ mặt đường lên phần lị xo nhằm hạn chế tác dụng động lực học đối với phần trên lò xo
Bánh xe là bộ phận đàn hồi bảo đảm cho xe máy tiếp tục ổn định với mặt đường và giảm bớt tác động động lực học của các mấp mô mặt đường đến liên hợp máy.
Đối với máy kéo bánh hơi, bánh sau của máy kéo được liên kết thẳng với thân máy thơng qua cầu sau mà khơng có hệ thống treo. Vì vậy ở cầu sau chỉ có bộ phận đàn hồi duy nhất là các bánh lốp sau. Ở cầu trước, do máy kéo
phải làm việc ở điều kiện địa hình phức tạp, độ chênh mặt đường giữa hai bánh trước bên trái và bên phải lớn, nên để đảm bảo tính năng ổn định khi di chuyển cầu trước máy kéo phải được liên kết với thân máy thông qua một khớp quay đảm bảo cho cầu trước có thể quay quanh trục dọc. Mặt khác, trong những máy kéo hiện đại bánh trước còn được liên kết với cầu trước thông qua một lo xo xoắn trụ. Bởi vậy đối với máy kéo bánh hơi phần trên lò xo bao gồm khung máy, động cơ, buồng lái, hộp số, cầu sau, máy nông nghiệp treo ( ở thế vận chuyển nếu có…) và cả bánh chủ động lắp trên cầu sau. Trong đó sơ đồ tính tốn khối lượng của cầu trước cũng được tính vào khối lượng của thân máy kéo. Phần dưới lò xo máy kéo bao gồm bánh lốp trước, trục bánh trước và trụ giữ lị xo giảm xóc cầu trước.
Trong thực tế, bản thân mỗi bộ phận cũng không phải là vật thể tuyệt đối cứng, tuy nhiên các biến dạng đàn hồi của chúng có ảnh hưởng tới dộ chạy êm của xe, so với ảnh hưởng các phần tử đàn hồi lò xo trong hệ thống treo, đàn hồi của bánh xe là khơng đáng kể. Vì vậy trong nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm phần trên của lò xo được xem như là một vật thể tuyệt đối cứng. Các đặc trưng cơ bản của nó là khối lượng, các mơ men qn tính của khối lượng đối với các trục quán tính chính trung tâm. Các chuyển vị là chuyển vị thẳng đứng của trọng tâm, chuyển vị góc của nó quay quanh các trục qn tính chính trung tâm.
Khi nghiên cứu về độ chạy êm của xe, qui ước bỏ qua các biến dạng và liên kết giữa các phần tử của phần dưới lị xo, bỏ qua mơ men qn tính khối lượng phần dưới lị xo và coi phần dưới lò xo như một chất điểm( khối lượng tập trung ở một điểm) tập trung ở bánh xe. Như vậy chuyển vị của phần dưới lò xo sẽ tương ứng với chuyển vị thẳng đứng của tâm trục bánh xe.
Các tác động cơ học do các mấp mô mặt đường gây ra tác động lên phần trên lị xo thơng qua hệ thống. Hệ thống này gồm phần tử đàn hồi (lò xo), bộ dập tắt dao động (bộ giảm chấn) và bộ phận dẫn hướng.
Các bánh hơi của của máy kéo có tính đàn hồi theo các phương khác nhau, song chỉ có tính đàn hồi của lốp theo phương bán kính là ảnh hưởng chủ yếu đến độ chạy êm. Vì vậy trong nghiên cứu dao động của máy kéo nhất thiết phải kể đến độ đàn hồi của bánh hơi theo phương này.
Tính đến độ đàn hồi của bánh lốp máy kéo khi thành lập sơ đồ tính tốn dao động cũng giống như tính tốn một lị xo bất kỳ nào.
Mọi thơng số (có thể và khơng thể điều chính) ảnh hưởng đến độ chạy êm của máy kéo được gọi là các đặc trưng của hệ thống treo .
Phần tử cơ bản trong hệ thống treo là phần tử đàn hồi dùng để giảm tác động động lực học do mấp mô mặt đường gây ra cho phần trên lò xo. Đặc tính cơ bản của phần tử đàn hồi là hệ thức giữa lực và biến dạng của nó do lực đó gây ra theo phương nghiên cứu.
Đồ thị diễn tả sự liên hệ giữa lực đàn hồi (Pđh) và biến dạng gọi là đường đặc tính của phần tử đàn hồi (lò xo). Tốc độ gia tăng của Pđh khi biến dạng tăng được gọi là độ cứng của lị xo Cx [8] (Hình 3.1)
c dh x tg d dP C
c: Độ nghiêng của tiếp tuyến của đường đặc tính lị xo tại điểm ứng với
biến dạng c.
Pđh
Pđhc
c
c n
Do những hao tổn bên trong (ma sát trong, hao tổn nhiệt...) đường đặc tính đàn hồi của lị xo Pđh () khi tải tăng và giảm tải là không trùng nhau và tạo thành một đường cơng trễ khép kín ( hình 3.2). Khi đó độ độ cứng của lị xo được xác định từ đường trung bình giữa đường cong tăng tải và giảm tải ( đường nét đứt).
Đường đặc tính của một số phần tử đàn hồi ( khí hay thuỷ khí) phụ thuộc rõ rệt vào tốc độ biến dạng. Do đó người ta cịn phân biệt các đặc tính tĩnh và động lực học. Đường đặc tính tĩnh được xây dựng khi tốc độ biến dạng dưới 50 mm/phút. Đường đặc tính động lực học thu được khi tốc độ biến dạng lớn hơn mức đó. Khi tốc độ biến dạng lớn, nhiệt lượng xuất hiện không kịp tỏa ra môi trường xung quanh do đó độ cứng động lực học lớn hơn độ cứng tĩnh.
Người ta phân biệt độ cứng của phần tử đàn hồi theo hai dạng tuyến tĩnh và phi tuyến. Phần tử đàn hồi có độ cứng khơng đổi có đặc trưng tuyến tĩnh. Nếu độ cứng của nó phụ thuộc vào giá trị của biến dạng thì đó là phần tử
Pđh o o a b c d
Hình 3.2. Đường đặc tính lị xo khi tăng và giảm tải a,b- đường đặc tính động lực học khi tăng và giảm tải;
đàn hồi có đặc trưng phi tuyến.
Vật liệu chế tạo các phần tử đàn hồi có nhiều loại khác nhau: kim loại (lò xo lá, lị xo xoắn ốc trụ...), cao su, khí... Đường đặc tính của phần tử đàn hồi là kim loại gần đúng với đường thẳng hơn (tuyến tính). Các loại cịn lại có đường đặc tính thường là đường cong (đặc trưng phi tuyến).