Đồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc Pherson

Đồ án thiếtĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc Pherson

Lời nói đầu

ôtô là một phương tiện giao thông vận tải vô cùng quan trọng Nó có mặt trong nhiều lĩnh vực: Kinh tế, giao thông vận tải, quốc phòng, du lịch và với nhiều chủng loại khác nhau, nhiều công dụng khác nhau

Từ ngày nền kinh tế Việt Nam mở của thì nhu cầu sử dụng ôtô cũng như lắp ráp, sản xuất ôtô ở nước ta cũng ngày càng phát triển Với mỗi chiếc xe có nhiều chỉ tiêu để đánh giá chất lượng Với nhu cầu xã hội ngày nay thì chỉ tiêu

an toàn, tiện nghi đóng vai trò quan trọng

Hiện nay do tính chất xã hội thay đổi, nền kinh tế xã hội ngày càng phát triển, phương tiện đi lại là ôtô ngày càng phổ biến thì nhu cầu của người sử dụng

và hành khách đối với sự êm dịu chuyển động ngày càng cao

Trong đó vấn đề đặt ra với hệ thống treo là:

- Dập tắt nhanh các dao động truyền từ mặt đường lên bánh xe, vỏ xe

- Có tần số dao động thích hợp để đảm bảo độ êm dịu khi xe chuyển

động trên đường phù hợp với tâm sinh lý con người

Đồ án của em là giao nhiệm vụ:” thiết kế hệ thống treo xe du lịch” dựa vào các tài liệu tham khảo của một số xe đang phổ biến hiện nay trên thị trường Việt Nam

Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của toàn thể các thầy cô giáo ngành ôtô ĐHBK Hà Nội đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Trọng Hoan Do thời gian có hạn nên đồ án của em còn nhiều hạn chế, rất mong

sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên

Hà nội, tháng 5 năm 2008 Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh

Chương I Tổng quan về hệ thống treo

Công dụng, yêu cầu, cấu tạo chung và phân loại hệ thống treo:

1.1 Công dụng, yêu cầu của hệ thống treo

Hệ thống treo của ôtô là hệ thống các cụm chi tiết liên liên kết giữa cầu

xe hoặc bánh xe với khung hoặc vỏ xe

1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo xe

Hệ thống treo xe con gồm các bộ phận chính sau đây:

- Bộ phận đàn hồi: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người (60-80 lần/ph)

Trên xe con bộ phận đàn hồi thường gặp là loại :

- Nhíp lá, lò xo trụ, lò xo côn hoặc lò xo xếp, thanh xoắn, khí nén, thuỷ lực

- Bộ phận dẫn hướng: Cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở mỗi vị trí của nó so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực

đầy đủ Bộ phận dẫn hướng phải thực hiện tốt chức năng này

- Bộ phận giảm chấn: Đây là bộ phận hấp thụ năng lượng dao động cơ học giữa bánh xe và thân xe Bộ phận giảm chấn có ảnh hưởng tới biên độ dao

động

- Thanh ổn định: Trên xe con thanh ổn định hầu như đều có Thanh ổn

định có tác dụng khi xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh

xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn

- Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình: Trên xe con các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe

Trong hệ thống treo độc lập (hình 1.1b) các bánh xe trên một dầm cầu dao động độc lập với nhau Các bánh xe “độc lập” dịch chuyển tương đối với khung vỏ

a) b)

Hình 1.1 : Sơ đồ hệ treo 1.Thùng xe -2 Bộ phận đàn hồi 3 Bộ phận giảm chấn 4 Dầm cầu

- 5 Các đòn liên kết của hệ treo 3.1 Hệ thống treo phụ thuộc ( hình 1.1a ):

Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu cứng Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực

a)Nhược điểm:

- Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không được treo) lớn, đặc biệt

là ở cầu chủ động Khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảm độ

êm dịu chuyển động Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường sẽ làm xấu

sự tiếp xúc của bánh xe với đường

- Khoảng không gian phía dưới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu

có thể thay đổi vị trí, do vậy chỉ có thể lựa chọn là chiều cao trọng tâm lớn hoặc

là giảm bớt thể tích chứa hàng hoá sau xe

Hình 1.2 Sự thay đổi vị trí bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô đất

- Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nên hiện t−ợng xuất hiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động

c Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc

Trọng tâm của ô tô cần phải đ−ợc hạ thấp Vấn đề ổn định lái phải tốt, trọng l−ợng phần không đ−ợc treo nhỏ để tăng sự êm dịu khi chuyển động Vì lí

do nh− vậy mà hệ thống treo phụ thuộc không đ−ợc sử dụng trên xe có vận tốc cao, có chăng chỉ đ−ợc sử dụng ở những xe có tốc độ trung bình trở xuống và những xe có tính năng việt dã cao

- Hệ treo này không cần dầm ngang nên khoảng không gian cho nó dịch chuyển chủ yếu là khoảng không gian 2 bên sườn xe như vậy sẽ hạ thấp được trọng tâm của xe và sẽ nâng cao được vận tốc của xe

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

- Dạng treo 2 đòn ngang, dạng treo MC.pherson, dang treo kiểu đòn dọc,

đòn dọc có thanh ngang liên kết và dang treo đòn chéo

Đặc điểm kết cấu của các dạng treo :

a)Dạng treo hai đòn ngang (hình 1.3):

* Đặc điểm:

Kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian quá lớn

Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, một đòn ngang dưới Các đầu trong được liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ Các đầu ngoài được liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng Đòn đứng được nối cứng với trục bánh xe

- Ưu điểm:

+ Có khối lượng nhỏ + Lắp ráp đơn giản

+ Chiếm ít không gian của xe

+ Không chịu ảnh hưởng

do ma sát nên không phải chăm sóc

a) b)

Hình 1.4 Một số dạng lò so

- Nhược điểm:

+ Lò xo xoắc ốc không có khả năng dẫn hướng + ít có khả năng dập tắt dao động

b) Dạng treo Mc.Pherson:

* Đặc điểm:

Sơ đồ cấu tạo của hệ treo (Hình 1.6) bao gồm : một đòn ngang dưới, giảm chấn đặt theo phương thẳng đứng, một đầu được gối ở khớp cầu B đầu còn lại được bắt vào khung xe

Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo hệ Mc.Pherson 1.Giảm chấn đồng thời là trụ đứng - 2 Đòn ngang dưới - 3 Bánh xe

4 Lò xo - P.tâm quay bánh xe

* Mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson:

Trên hình 1.6 biểu diễn mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson:

Hình 1.6 : Mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson a) Sự thay đổi góc nghiêng ngang của bánh xe và trụ xoay dẫn hướng

b) Sự thay đổi góc nghiêng dọc của trụ, xoay dẫn hướng

c) Sự thay đổi độ chụm trước của bánh xe c) Hệ treo đòn dọc:

* Đặc điểm

Hệ treo hai đòn dọc( Hình 1.7) là hệ treo độc lập mà mỗi bên có một đòn dọc Mỗi đầu của đòn dọc được gắn cứng với trục quay của bánh xe, một đầu liên kết với khung vỏ bởi khớp trụ Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòn dọc và khung Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc

Hệ treo đòn dọc chiếm các khoảng không gian hai bên sườn xe nên có thể tạo điều kiện cho việc hạ thấp trọng tâm xe và có thể nâng cao tốc độ, dành một phần không gian lớn cho khoang hành lý

Hình 1.7 : Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai đòn dọc

1 Khung vỏ – 2 Lò xo – 3 Giảm chấn – 4 Bánh xe

5 Đòn dọc – 6 Khớp quay d) Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết (hình 1.8):

Là hệ treo đ−ợc phân loại là treo độc lập tức là đòn liên kết có độ cứng nhỏ hơn nhiều so với độ cứng của dầm cầu phụ thuộc

- Kết cấu của hệ treo khá gọn, khối l−ợng nhỏ, có thể sản xuất hàng loạt

và khả năng lắp rắp nhanh, chính xác, điều này có lợi cho việc làm giảm giá thành, đặc biệt đối với hệ treo có bộ phận đàn hồi là thanh xoắn

- Giảm nhẹ đ−ợc lực tác dụng lên đòn ngang và các khớp quay do có thanh liên kết nên có thể san bớt lực tác dụng ngang cho cả hai khớp trụ ở hai bên, do đó mỗi bên khớp trụ sẽ chịu một lực nhỏ hơn, các khớp trụ sẽ có độ bền cao hơn

Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết 1.Bánh xe; 2 Khớp quay trụ cầu đòn dọc; 3 Đòn dọc; 4 Thùng xe;

5 Lò xo; 6 Giản chấn:

* Ưu điểm

- Không gây nên sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, vết của bánh xe

- Tuỳ theo vị trí đặt đòn ngang mà người ta có thể không cần dùng đến thanh ổn định của hệ treo độc lập ( đòn ngang đảm nhận chức năng của thanh

ổn định)

* Ngoài ra trong hệ treo độc lập còn hệ thống treo đòn chéo và hệ thống treo loại khí

3.3 Bộ phận giảm chấn

Trên xe ôtô giảm chấn được sử dụng với mục đích sau:

- Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền

đường không bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi

- Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường

- Nâng cao các tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc ,khả năng an toàn khi chuyển động

1

5

6

Gi¶m chÊn hai líp vá:

786

Hình 1.10 : Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống thuỷ lực một lớp vỏ có tác

dụng hai chiều

So sánh giữa hai loại giảm chấn:

So sánh với loại giảm chấn hai lớp vỏ, giảm chấn một lớp vỏ có ưu điểm sau :

- Khi có cùng đường kính ngoài, đường kính của cần piston có thể làm lớn hơn mà sự biến động tương 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

1 2 8

6 7 3 2 5

Kết luận:

- Qua phần tổng quan em thấy các ưu, nhược điểm của hệ thống treo từ đó em chọn hệ thống treo MC.pherson làm phương án thiết kế hệ thống treo trước vì hệ thống treo này ít chi tiết kết cấu nhỏ gọn, không gian bố trí thích hợp với xe du lịch và hay được dùng hiện nay nhất Còn hệ thống treo sau em chọn phương án hai đòn ngang

- Các bước thiết kế hệ thống treo:

+Xác định động học của hệ thống treo để xác định chiều dài các

đòn ngang của hệ thống treo

+Tính các lực tác dụng và kiểm bền cho hệ thống treo, xem nó

có thoả mãn ĐK bền không

+Tính toán giảm chấn cho phù hợp với hệ thống treo

+Chon ụ cao su hạn chế

Chương II Thiết kế tính toán Hệ thống treo trước

mc.pherson

I Các số liệu ban đầu và số liệu tham khảo

1 Nhóm các thông số tải trọng:

- Trọng lượng toàn xe khi không tải G0 = 15200 N

- Trọng lượng toàn xe khi đầy tải GT = 19200 N

- Trọng lượng đặt lên cầu trước khi không tải G10 = 8500 N

- Trọng lượng đặt lên cầu trước khi đầy tải G1T = 10000 N

- Trọng lượng đặt lên cầu sau khi không tải G20 = 6700 N

- Trọng lượng đặt lên cầu sau khi đầy tải G2T = 9200 N

4 , 25

12 11 10 9 8

Moay ¬

§Üa phanh vµnh lèp Lèp xe

18 15 17

11 13

5

8 6

1

3 2

9 ô h¹n chÕ

H×nh 2.1.KÕt cÊu hÖ thèng treo tr−íc MC.person

3.Chọn đường đặc tính đàn hồi cho treo trước và treo sau:

Đặc tính đàn hồi thể hiện quan hệ độ võng f và tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng Z trên hình a thể hiện 3 đường đặc tính đàn hồi với các tính chất khác nhau

đ

đ

a

' h

2'2

f f

Các đường đặc tính được vẽ với điều kiện chung là tại tải trọng Zt độ cứng của các hệ thống treo này bằng nhau

Đường 1 với hệ thống treo với phần tử đàn hồi có độ cứng không đổi (lò

xo trụ , nhíp ) độ võng tĩnh tăng tỷ lệ với tải trọng Với đường đặc tính này khi

tải trọng lớn thì hành trình động nhỏ điều này dẫn đến va đập thường xuyên vào

ụ hạn chế làm giảm độ em dịu chuỷên động

Đường 3 ứng với hệ thống treo có độ cứng tăng theo tải trọng ( phần tử

đàn hồi dạng khí nén ) khi tải trọng lớn thì độ võng giảm và tần số dao động tăng nên độ êm dịu giảm

Hệ thống treo có đặc tính thể hiện trên đường 2 đảm bảo cho tần số dao

động không đổi trong vùng làm việc Z1- Z2 Để có được điều này độ cứng cần thỏ mãn:

1 1

* 1

f f f

x

x

e c

*

1

f f è

x

ẽ

e Z

Z

ư

=

Với đường đặc tính này, ở cuối mỗi hành trình độ cứng tăng dần nên giảm

được va đập lên ụ hạn chế Các dạng phần tử đàn hồi thông dụng đều không có

được đương đặc tính này Do vậy muốn có được hệ thống treo như vậy cần kết hợp các dạng phần tử đàn hồi với nhau chẳng hạn, nếu sử dụng lo xo cùng các ụ hạn chế bằng cao su ta có thể tạo được đường đặc tính như thể hiện trên hình 2.2b

- với '

h f

f < và f> "

h

f đặc tính có dạng phi tuyến , nó thể hiện sự phối hợp làm việc giữa lò xo và ụ cao su

Vậy ta chọn đường dặc tính 2 làm chỉ tiêu để tính toán với 1 ụ hạn chế trên

II Tính toán các thông số dao động của bánh xe

81 ,

* 2

1 ,

8 = 77,4 (l/ph)

Phù hợp với tần số dao động trong khoảng n = 60 ữ 90 l/ph

Độ cứng của hệ thống treo được tính toán theo công thức:

CT=

2

M

*ω2

CT : Độ cứng của hệ thống treo đối với một bánh xe (N/m)

M : Khối lượng của phần treo của ôtô đặt lên cầu (kg)

ω : tần số dao động riêng của hệ treo (rad/s) giá trị này được tính từ số lần dao động của xe trong thời gian một phút n ( lần/phút)

Độ cứng trung bình của hệ treo lấy từ trung bình cộng của hai giá trị: Khi xe đầy tải và khi xe không tải

1.1 Với hệ thống treo sau ta có:

Khối lượng phần treo ở trạng thái không tải:

MT0 = m10 - mkt - mbx

⇔ MT0 = 850 - 22 - 20*2 = 788 kg

m10 tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải là 850 kg

- Khối lượng phần treo ở trạng thái đầy tải:

MT1 = m1T - mkt - mbx

⇔ MT1 = 1000 - 22 - 20*2 = 938 kg

m1T : tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tảI 1000 (kg)

Vậy độ cứng tính toán là:

Ct’ =

2

1 0

3 Kiểm tra hành trình động của bánh xe:

- Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện đảm bảo khoảng sáng gầm xe tối thiểu Hmin

fd ≤ H0 - Hmin

H0: khoảng sáng gầm xe ở trạng thái chịu tải tĩnh

Hmin: khoảng sáng gầm xe tối thiểu cần thiết

Hmin≥ (0,1ữ 0,15)m Lấy Hmin=0,1 (m)

- Đối với cầu trục trước cần kiểm tra hành trình động để không xảy ra va

50 ,

0 =36,04 (mm)<120 (mm)⇒ thoả mãn Trong đó :

- φmax :hệ số bám lớn nhất (φmax=0,75ữ 0,85), chọn ϕ =0,75

- a : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước

- hg: chiều cao trọng tâm xe

- Đối với cầu trục trước cần kiểm tra hành trình động để không xẩy ra va

đập vào ụ tì khi phanh:

f M

Trong đó:

M0: trọng lượng đặt trên mỗi bánh xe khi không tải tĩnh Mt: trọng lượng

đặt lên một bánh xe khi đầy tải

4 Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn Ktb

- Hệ số dập tăt dao động của hệ treo D

D = 2.ψ.ω = 2.0,2.8,1= 3,24(rad/s)

Ψ: hệ số cản tương đối, Chọn ψ=0,2

- Hệ số cản trung bình của giảm chấn quy dẫn về bánh xe:

+ Đối với hệ thống treo cầu trước

Ktb1=

g

G1' *D =

81 , 9

* 2

9380 * 3,24 = 1618(Ns/m) + Đối với hệ thống treo cầu sau

Ktb2=

g

G2'*D =

81 , 9

* 2

9300 * 3,24 = 1596(Ns/m) G’: Trọng lượng phần được treo đặt lên một bánh xe

5 Phương án thiết kế cho hệ thống treo cho cầu trước và treo sau

- Nhiêm vụ đề tài được giao là thiết kế hệ thống treo trước và treo sau cho

xe du lịch và dựa vào đường đặc tính đàn hồi lên em chọn hệ thống treo trước Mc.pherson

- Hệ thống treo Mcperson kết cấu ít chi tiết hơn không chiếm nhiều khoảng không có thể giảm nhẹ trọng lượng được trọng lượng kết cấu không gây lực cản lớn và không làm mòn lốp quá nhanh

- Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng(góc Kingpin): δ0= 10o

- Chiều cao tai xe lớn nhất : Htmax= 800 mm

- Góc nghiêng ngang bánh xe(góc Camber): γo=0o

- Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng ro = -15 mm

- Khoảng sáng gầm xe: Hmin =120 mm

- Độ võng tĩnh fT = 150 mm

- Độ võng động fđ = 120 mm

- Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải f0T = 127,5 mm

- Chiều dài trụ đứng Kr = 150 mm

III Động học hệ treo MC.pherson:

1 Xác định độ dài càng chữ A và vị trí các khớp (phương pháp đồ thị):

Các bước cụ thể như sau:

Kẻ đường nằm ngang biểu diễn mặt phẳng đường : dd

- Vẽ đường trục đối xứng ngang của xe Aom: Aom vuông góc với dd

- Bo là điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường

- Tại Bo dựng Boz vuông góc với dd

- Trên đường AoBo lấy ra phía ngoài đoạn A0B0đặt BoCo = |ro|=15

mm

- Tại Co dựng Con tạo với phương thẳng đứng một góc δo=10o

- Trên C0n tìm điểm O2 là điểm liên kết của giảm chấn với tai xe , O2cách mặt đường một đoạn 800 mm

- Trên Boz đặt BoB=rbx=310,76 mm

- Tại B dựng đường vuông góc với Boz cắt Con tại C2 C2là điểm nối cứng của trụ bánh xe với trụ xoay đứng

d d

0

A

A A A

C1C2 là khoảng cách từ tâm trục bánh xe tới khớp quay ngoài đòn ngang

C1 là vị trí khớp quay ngoài của đòn ngang ở vị trí không tải Tại vị trí này tâm quay của đòn ngang phảI cao hơn hoặc ngang bằng vị trí A4 trên đường A0m

Bằng cách tương tự ta sẽ tìm được vị trí khớp ngoài của đòn ngang ở

vị trí đầy tải như sau: Khi hệ treo biến dạng lớn nhất, nếu coi thùng xe đứng yên thì bánh xe sẽ dịch chuyển tịnh tiến lên tới điểm B1

Nếu coi khảng cách giữa hai vết bánh xe ở trạng thái này là không đổi so với trạng thái khi không tải

trên D1O2 ta lấy D1D2 = CoC1.D2 là vị trí khớp cầu ngoài của đòn ngang ứng với

trạng thái hệ treo biến dạng lớn nhất

Như vậy C1 và D2 sẽ cùng nằm trên một cung tròn có tâm là khớp trong

O1 của đòn ngang, bán kính chiều dài đòn ngang ld (chưa biết) Tâm khớp trong

O1 phải nằm trên đường trung trực của C1D2

- Kẻ đường trung trực kk của C1D2

- Từ A4 kẻ đường tt // dd

- Xác định giao điểm O1 của tt với kk O1 chính là tâm khớp trụ trong

của đòn ngang

Khoảng cách từ O1 tới đường đối xứng của xe phải sao cho có thể bố

trí khoang chứa hàng hoặc cụm máy Nếu nó không phù hợp thì có thể cho

phép thay đổi khoảng sáng gầm xe trong giới hạn cho phép

- Nếu kéo dài O1C1 và kẻ đường vuông góc với O2Co thì chúng gặp

nhau tại P ( tâm quay tức thời của bánh xe )

- Nối PBo và kéo dài cắt Aom tại S(S là tâm quay tức thời của cầu xe

cũng nư là thing xe trong mặt phẳng ngang cầu xe )

- Đo khoảng cách O1C1 rồi nhân tỉ lệ ta đựơc độ dài đòn chữ ‘A’ của

hệ treo :

Ld = 370 mm, Lbx= 394 mm

2 Phương pháp đồ thị xây dựng quan hệ động học hệ treo( hình 2.5)

Khi hệ treo biến dạng thì các góc nghiêng ngang trụ đứng, khoảng

cách giữa hai vết lốp sẽ thay đổi

Các điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường là: 0, 1, 2, 3 Các góc nghiêng ngang trụ đứng lần lượt là: δ0, δ1, δ2, δ3

2 0 1

1

3

3 2 0 1

Hình 2.6 Đồ thị quan hệ động học hệ treo mc.pherson

* So sánh với với các xe cùng loại ta thấy giá trị của ∆B, ∆δ không vượt quá giới hạn cho phép.( so sánh ở hình 3.3 giáo trình hướng dẫn đồ án môn học thiết kế hệ thống treo độc lập)

3.Mối quan hệ hình học của hệ treo Mc.Pherson(hình 2.7)

+ Khi bánh xe chuyển vị lên một đoạn là: ∆H, thì điểm C sẽ dịch chuyển trên cung tròn tâm O1 bán kính là ld một đoạn là: CC’ và đòn ngang sẽ quay đi một góc là ∆α

α δ

Hình 2.7: Mối quan hệ hình học giữa các góc đặt + Lúc này góc giữa đòn ngang và phương ngang ban đầu sẽ là: α – ∆α +Khi đó ta có thể coi điểm C’ gần như thẳng đứng nằm trên phương CC2

Do đó:C’C2 = ld*sin(α – ∆α) ;

+Và ta có C’C2 chính là đoạn chuyển vị của bánh xe theo phương thẳng

đứng.Tức là:

α α

Hình 2.8

Suy ra, ta có: sin(α – ∆α) =

d

l H

+Ta xét mối quan hệ giữa α và δ:

Từ hình vẽ trên ta có độ dài của các đoạn:

OC1 = ld *sinα ; Và: OC = O C * tangδ = (OO + OC )*tangδ ;

Mặt khác thì ta có:

OC2 = O1C2 - OO1 = ld*cosC- OO1 ;

Vậy ta suy ra

OC2 = ld*cosα - OO1 = (OO2 + OC1)*tangδ ;

=> ld*cosα - OO1 = (OO2 + ld*sinα)tangδ ;

Suy ra: tangδ = ld*cosα - OO1/(OO2 + ld*sinα) ;

OO l

1.1.Trường hợp lực kéo và lực phanh cực đại:

Trên sơ đồ phân tích lực tồn tại lực Z,X nhưng tính với giá trị cực đại (vắng mặt lực Y)

Tính trong trường hợp chỉ chịu lực phanh cực đại:

+ Z = Ztt =

2

p G m

=

2

10000

* 2 ,

1 = 6000 (N)

Trong đó

Ztt – tải trọng thẳng đứng tính toán cho một bên bánh xe

mp – hệ số phân bố tải trọng khi phanh gấp, mp = 1,2

G1T – trọng lượng tĩnh đặt trên cầu trước (khi đầy tải)

+ X = Xmax = Ztt*φ = 6000*0,75 = 4500 (N)

* 5 0

* 2

Trong đó

B – chiều rộng vết bánh xe, B = 1,54 (mm)

hg – chiều cao trọng tâm xe, hg = 0.5 (m)

φy – hệ số bám ngang, lấy bằng 1

1

* 5 , 0

* 2

kd – hệ số tải trọng động, kd = 1,8 - 2,5 với xe du lịch chạy trên đường tốt

2.Xác định độ cứng và chuyển vị của phần tử đàn hồi:

Các phần tử đàn hồi có thể ở dạng lò xo trụ,lò xo côn,thanh xoắn.Trong mục này chỉ đề cập tới việc tính lực và chọn cách bố trí lò xo trụ

Các góc bố trí trong không gian có thể gặp là: góc nghiêng dọc ε và góc nghiêng ngang δ.Các góc này được bố trí tùy thuộc vào không gian cho phép trên xe

2.1.Độ cứng và chuyển vị của lò xo( hình 2.9):

lx lx

*

Kết cấu bố trí giảm chấn thường gặp như hình vẽ dưới đây

Trục của giảm chấn không trùng với đường tâm trụ đứng thường gặp trên

xe có: ro (bán kính quay bánh xe dẫn hướng)âm và góc nghiêng ngang trụ đứng

gc gc

tb K

3 Xác định các phản lực và lực tác dụng lên hệ treo cầu trước dẫn hướng(hình 2.11):

3.1.Trường hợp chịu tải trọng động chỉ có lực Z (vắng lực X,Y ):

n m

ZA

Zlx

AB Z Y Z

BMZ

MZ A

ZY B

DY

E D

Y C C

Z – tải trọng động thẳng đứng tác dụng lên một bánh xe,

ro – là bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng, 0.015(m)

ZAB – lực dọc theo phương trụ đứng

ZY – lực ngang tác động lên bánh xe

δ – góc nghiêng ngang trụ đứng, δ = 10o

- Và có MZ tạo nên hai phản lực tại A và B là AMZ , BMZ

AMZ = BMZ =

n m

n r

Z Y

+

− ) (

75 434

) 75 76 , 310 (

* 1736

+

− = 804 (N)

BZY =

n m

r m

Z Y

+

+ ) (

75 434

) 76 , 310 434 (

* 1736

DY = CY*

2 1

2

d d

1

d d

d1 ,d2 – là khoảng cách từ hai đầu khớp bản lề trong của

càng A tới khớp cầu ngoài của càng

3.2.Trường hợp chịu lực phanh cực đại chỉ có thành phần Z và X(hình

+ Lực Xo gây nên các phản lực tại A và B là AX và BX:

AX =

n m

n X

+

* =

75 434

75

* 4500

+ = 663 (N)

BX =

n m

m X

+

* =

75 434

434

* 4500

+ = 3837 (N)

Do Mômen MX gây nên tại A và B:

AMX = BMX =

n m

M X

+ = 0 , 434 0 , 075

1398 + = 2747 (N)

- Lực X gây nên đòn ngang lái đặt tại điểm S là SY và tạo nên các phản lực

t

+ = 1661*0 , 434 0 , 075

075 , 0 + = 245 (N)

+ BS = SY*

t s

s

+ = 1661*0 434 0 075

434 0