8.2.1. Dao động của ơtơ trong hệ toạ độ khơng gian
Hình 8. 2. Hệ dao động khơng gian của ơtơ 2 cầu
Hệ dao động của ơtơ khi chuyển động là hệ dao động nhiều bậc tự do rất phức tạp (hình 8-2).
Để cĩ thể tìm ra đƣợc quy luật và nguyên nhân chủ yếu gây dao động, ta xét dao động này trong các mặt phẳng toạ độ đĩ nhƣ những dao động riêng biệt. Trong mặt phẳng ZX cĩ hai dao động, đĩ là dao động theo phƣơng thẳng đứng theo trục Z và dao động cĩ gĩc xoay quanh trục Y. Tƣơng tự nhƣ vậy ở các mặt ZY và YX đều cĩ các dao động ngang, dọc và dao động gĩc quanh các trục X, Y. Tất cả những dao động trên đều ảnh hƣởng tới con ngƣời song mức độ ảnh hƣởng cĩ khác nhau. Khi nghiên cứu tính êm dịu chuyển động, qua nhiều thí nghiệm ngƣời ta nhận thấy so với dao động trong mặt phẳng XZ thì dao động thành phần trong mặt phẳng XY và ZY là khơng đáng kể và cĩ thể bỏ qua.
8.2.2. Khái niệm về khối lƣợng đƣợc treo và khối lƣợng khơng đƣợc treo
Trong sơ đồ dao động, ngƣời ta chia khối lƣợng của ơtơ thành hai phần: Khối lƣợng đƣợc treo M và khối lƣợng khơng đƣợc treo m.
8.2.2.1. Khối lượng được treo
Khối lƣợng đƣợc treo M gồm những cụm, những chi tiết mà trọng lƣợng của chúng tác động lên hệ thống treo nhƣ khung, thùng, cabin, động cơ, hộp số và một số chi tiết gắn liền với chúng. Những cụm máy và chi tiết kể trên đƣợc lắp đặt với nhau bằng những đệm cao su đàn hồi, dạ nỉ hoặc giấy bìa cơng nghiệp… Hơn nữa, trên thực tế bản thân từng cụm và từng chi tiết cũng khơng phải cứng hồn tồn mà cĩ sự đàn hồi, biến dạng riêng nhƣng so với sự biến dạng của hệ thống treo thì chúng rất nhỏ bé, cĩ thể bỏ qua. Trong hệ dao động tƣơng đƣơng, khối lƣợng dƣợc treo xem nhƣ là một vật thể đồng nhất, cứng hồn tồn đƣợc biểu diễn nhƣ một thanh AB cĩ khối lƣợng M tập trung vào trọng tâm T. Các điểm A,B ứng với vị trí cầu trƣớc và cầu sau của xe.
Z
X
115 Tại vị trí cầu trƣớc và cầu sau của xe cĩ các khối lƣợng M1 và M2, toạ độ trọng tâm của các phần đƣợc treo đƣợc thể hiện qua các kích thƣớc a,b (Hình 8-3).
Hình 8. 3. Mơ hình hố khối lƣợng đƣợc treo
8.2.2.2. Khối lượng khơng được treo
Khối lƣợng khơng đƣợc treo m bao gồm
những cụm, chi tiết máy mà trọng lƣợng của chúng khơng tác động lên hệ thống treo đĩ là cầu, hệ thống chuyển động và một phần các đăng. Cũng nhƣ ở phần khối lƣợng dƣợc treo, ta bỏ qua ảnh hƣởng của các biến dạng riêng của các cụm và mối nối đàn hồi giữa chúng, coi phần khơng đƣợc treo là một vật thể đồng nhất cứng hồn tồn cĩ khối lƣợng m tập trung vào tâm bánh xe (Hình 8-4)
Hình 8. 4. Mơ hình hố khối
lƣợng khơng đƣợc treo
8.2.2.3. Hệ số khối lượng
Tỷ số giữa khối lƣợng đƣợc treo M và khối lƣợng khơng đƣợc treo m gọi là hệ số khối lƣợng d. d = m M (8-1) Hệ số khối lƣợng cĩ ảnh hƣởng lớn tới tính êm dịu chuyển dộng. Giảm khối lƣợng khơng đƣợc treo sẽ giảm đƣợc lực va đập truyền lên khung vỏ, cịn tăng khối lƣợng đƣợc treo sẽ giảm đƣợc dao động khung vỏ, cho nên trong quá trình thiết kế xe, ngƣời ta cĩ khuynh hƣớng tăng hệ số này, mà trƣớc hết là giảm trọng lƣợng phần khơng đƣợc treo.
Hình 8. 5. Sơ đồ dao động tƣơng
đƣơng của hệ thống treo
Thơng thƣờng d = 6,5 7,5 đối với xe du lịch khi đầy tải và bằng 4 5 đối với xe vận tải đầy tải.
8.2.3. Sơ đồ dao động của hệ thống treo
116 hệ thống treo đƣợc biểu diễn nhƣ là một lị xo cĩ hệ số cứng C1 và bộ phận giảm chấn với đại lƣợng đặc trƣng là hệ số cản K. Hệ thống treo đƣợc biểu diễn nhƣ ở hình 8-5. Điểm 1 là điểm nối hệ thống treo với khung xe, cịn điểm 2 là điểm đặt của hệ thống treo lên cầu xe.
8.2.5. Sơ đồ dao động tƣơng đƣơng.
8.2.5.1. Ơtơ hai cầu
Với những khái niệm vừa nêu trên, hệ dao động của ơtơ hai cầu đƣợc biểu diễn trên hình (8.6).
Hình 8. 6. Sơ đồ dao động tƣơng đƣơng của ơtơ
Trong đĩ:
M - Khối lƣợng đƣợc treo tồn bộ của ơtơ.
M1,M2 - Khối lƣợng đƣợc treo đƣợc phân ra cầu trƣớc và cầu sau. m1,m2 - Khối lƣợng khơng đƣợc treo của cầu trƣớc và cầu sau.
C1,C2 - Hệ số cứng của thành phần đàn hồi của hệ thống treo trƣớc và sau. Cl1,Cl2 - Hệ số cứng của lốp trƣớc và lốp sau.
K1,K2 - Hệ số cản của thành phần cản của hệ thống treo trƣớc và sau.
8.2.5.2. Ơtơ ba cầu với cụm hai cầu sau dùng hệ thống treo cân bằng:
Sơ đồ dao động tƣơng đƣơng của xe ba cầu với hệ thống treo cho hai cầu sau là hệ thống treo cân bằng đƣợc biểu diễn trên hình 8.7.
Hình 8. 7. Sơ đồ dao động tƣơng đƣơng của cụm hai cầu sau dùng hệ thống treo cân bằng
Trong đĩ:
M2 – Khối lượng được treo phân ra hai cầu sau.
117
C2 – Hệ số cứng của hệ thống treo sau. K2 – Hệ số cản của hệ thống treo sau.
Cl2, Cl3 - Hệ số cứng của lốp cầu giữa và cầu sau. Kl2, Kl3 - Hệ số cản của lốp cầu giữa và cầu sau.