MỤC LỤC

Mục lục...............................................................................01

Lời nói đầu …………………………………………………………….. 02

Chương 1. Tổng quan về hệ thống treo................................................03

1.1. Hệ thống treo............................................................................ 03

1.1.1. Khái quát chung............................................................... 03

1.1.2. Yêu cầu ........................................................................... 04

1.1.3. Các phần tử cơ bản của hệ thống treo.............................. 06

1.2. Hệ thống treo độc lập .............................................................. 08

1.2.1. Các phương án kết cấu treo độc lập................................ 09

1.2.2.  Kết cấu phần tử hướng trong hệ thống treo độc lập........ 17

Chương 2. Động học và động lực học hệ thống treo............................27

2.1. Động học hệ thống treo Mc’.Pherson....................................... 27

2.1.1. Khái niệm động học hệ thống treo.................................... 27

2.1.2. Tâm quay tức thời và tâm nghiêng ngang ........................ 29

2.1.3. Xây dựng họa đồ động học hệ thống treo Mc’.Pherson.... 31

2.2. Động lực học hệ thống treo Mc’.Pherson................................. 33

Chương 3. Khảo sát động học và động lực học hệ thống treo độc lập Mc’Pherson…....37                                                                          

3.1. Kêt cấu hệ thống treo Mc’.Pherson.......................................... 37

3.2. Các thông số vào để khảo sát động học và động lực học hệ thống treo Mc’.Pherson trên xe Minibus 8 chỗ.......... 40

3.3. Động học hệ thống treo Mc’.Pherson trên xe Minibus 8 chỗ.. 44

3.3.1. Xác định họa đồ động học của hệ thống treo trước trên xe Minibus 8 chỗ ……..44

3.3.2. Xây dựng các mối quan hệ Δh và δ,  ∆B…………………………48

3.4. Động lực học hệ thống treo Mc’.Pherson trên xe Minibus 8 chỗ 50

3.4.1. Trường hợp xe chỉ chịu tải trọng động theo phương thẳng đứng………50

3.4.2. Trường hợp có lực kéo hay lực phanh cực đại…………………53

3.4.3. Trường hợp chịu lực ngang cực đại……………………….……56

3.4.4. Kết quả tính toán động lực học……………………………...…58

Kết luận.............................................................................................. 60

Tài liệu tham khảo............................................................................. 61

LỜI MỞ ĐẦU

Trong xã hội thời buổi kinh tế thị trường hiện nay,phương tiện giao thông vản tải mà ô tô đóng một vai trò hết sức quan trọng thúc đẩy nền kinh tế phát triển và phục vụ nhu cầu giải trí của đa dạng con người.Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngành sản xuất chế tạo ô tô trên thế giới cũng ngày càng phát triển và hoàn thiện hơn đáp ứng khả năng vận chuyển, đảm bảo tốc độ, sự an toàn cũng như đạt hiệu quả kinh tế cao.

Khi ô tô ngày càng hoàn thiện thì tiêu chí đánh giá ảnh hưởng của các kết cấu ngày càng được quan tâm đúng mức. Nghiên cứu để hoàn thiện các kết cấu của ô tô nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động, an toàn chuyển động và thân thiện với môi trường là một nhu cầu cấp thiết. Trong đó đánh giá đúng về chất lượng động học hệ thống treo là một vấn đề quan trọng, nhất là với điều kiện đường xá ở Việt Nam. Hệ thống treo là một trong các hệ thống rất quan trọng trên ôtô, nó góp phần tạo nên độ êm dịu, ổn định và tính tiện nghi của xe, giúp người ngồi có cảm giác thoải mái dễ chịu.

Hệ thống treo Mc’.Pherson là một hệ treo từ lâu đã được sử dụng rất rộng rãi trên các xe ô tô do có nhiều tính năng ưu việt so với các loại treo khác. Ở Việt Nam chúng ta hiện nay loại xe sử dụng hệ treo Mc’.Pherson chiếm tỷ lệ không nhỏ. Bởi vậy việc nghiên cứu,tính toán hoàn thiện các tính năng của hệ treo này là thiết thực.

Xuất phát từ nhu cầu đó và được sự phân công của bộ môn,tôi đã thực hiện đồ án:’’Khảo sát động học và động lực học hệ thống treo độc lập kiểu Mc’.Pherson’’. Nội dung đồ án gồm có:

* Tổng quan về hệ thống treo trên ô tô.

* Đặc điểm kết cấu hệ thống treo Mc’.Pherson.

* Động học, động lực học và khảo sát động học,động lực học hệ treo Mc’.Pherson.

* Tính bền một số chi tiết hệ thống treo Mc’.Pherson.

Với sự hướng dẫn tận tình của thầy : TS…………… cùng các thầy giáo của bộ môn Ôtô quân sự, Khoa Động Lực HVKTQS tôi đã thực hiện đồ án này. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không khỏi có những chỗ còn thiếu sót, tôi rất mong được sự đóng góp chỉ bảo của thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                            Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                            Sinh viên thực hiện

                                                                                                              ………………

Chương 1

TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ

1.1. Hệ thống treo.

1.1.1. Khái quát chung.

a. Công dụng.

Hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây:

- Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc).

- Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực) lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ) lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên ).

b. Phân loại

Hệ thống treo có thể được phân loại như sau:

+ Hệ thống treo phụ thuộc: Các bánh xe được đặt trên 1 dầm cầu cứng, khi bánh xe bên này dao động sẽ gây nên một chuyển vị nào đó ở bánh bên kia. Bộ phận đàn hồi của hệ treo này thường là nhíp lá hoặc lò xo.

+ Hệ thống treo độc lập: Các bánh xe đặt trên 1 dầm cầu rời dao động độc lập với nhau. Bộ phận đàn hồi của hệ treo này thường là thanh xoắn hoặc lò xo. Hệ thống treo này thường sử dụng bộ phận hướng riêng biệt để tieps nhạn và truyền lực từ mặt đường lên thân xe. 

1.1.3. Các  phần tử cơ bản của hệ thống treo.

Hệ thống treo nói chung gồm các bộ phận chính: Bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng, bộ phận giảm chấn. Ngoài ra, trong một số hệ thống treo có sử dụng thêm các bộ phận khác như: các thanh ổn định, các vấu cao su, các cơ cấu điều chỉnh, …

Bộ phận đàn hồi có nhiệm vụ đảm bảo cho tần số dao động của khung vỏ ô tô ở mức hợp lí (60-90 lần/ph), tạo nên độ êm dịu khi chuyển động trên đường không bằng phẳng. Bộ phận đàn hồi chỉ truyền các lực tác động theo phương thẳng đứng. Trên hình 2.1 bộ phận đàn hồi được thể hiện tượng trưng dưới dạng lò xo trụ số 4.

1.2. Hệ thống treo độc lập

Trong hệ thống treo độc lập, các bánh xe trên dầm cầu rời dao động độc lập với nhau. Sự chuyển dịch của 2 bánh xe không phụ thuộc vào nhau (nếu như coi thùng xe đứng yên).

Dựa theo đặc tính dịch chuyển bánh xe và đặc điểm kết cấu bộ phận đàn hồi người ta phân ra các loại sau:

+ Dạng treo 2 đòn ngang

+ Dạng treo Mc.Pherson

+ Dạng treo kiểu đòn dọc

+ Dạng treo kiểu đòn dọc có thanh ngang liên kết.

+ Dạng treo đòn chéo

1.2.1. Các phương án kết cấu hệ thống treo độc lập

a. Dạng treo 2 đòn ngang:

Hệ treo trên 2 đòn ngang được sử dụng nhiều trong các giai đoạn trước đây nhưng hiện nay hệ treo này đang  có xu hướng ít dần do kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian quá lớn.

Hệ thống treo với bộ phận hướng 2 đòn ngang được thực hiện theo 2 phương án: hai đòn có kích thước bằng nhau (hình 1.3.a) và hai đòn có kích thước không bằng nhau (hình 1.3.b).

c. Dạng treo đòn dọc:

Hệ treo đòn dọc (Hình 1.5) 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, và là bộ phận dẫn hướng. Do phải chịu tải trọng lớn nên nó thường được làm có độ cứng vững cao.

d. Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết:

Hệ treo này xuất hiện trên xe con vào những năm 70 cùng với sự hoàn thiện kết cấu cho các xe có động cơ và cầu trước chủ động. Theo cấu trúc của nó có thể phân chia thành loại treo nửa độc lập và treo nửa phụ thuộc. Theo khả năng làm việc của hệ treo, tuỳ thuộc vào độ cứng vững của đòn liên kết mà có thể xếp là loại phụ thuộc hay độc lập. 

e. Hệ treo đòn chéo:

Hệ thống treo trên đòn chéo là cấu trúc mang tính trung gian giữa hệ treo đòn ngang và hệ treo đòn dọc. Bởi  vậy sử dụng hệ treo này cho ta tận dụng được ưu điển của hai hệ treo trên và khắc phục được một số nhược điểm của chúng.

1.2.2. Kết cấu phần tử hướng trong hệ thống treo độc lập

a. Khái quát về phần tử hướng

Phần tử hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và mô men từ mặt đường lên khung xe. Phần tử hướng quyết định đến động học hệ thống treo. Động học của hệ thống treo xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung xe và có ảnh hưởng nhiều tới tính ổn định và tính quay vòng của ô tô. 

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

- Giữ được 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.

- Kết cấu phần tử dẫn hướng phải đơn giản dễ sử dụng, chăm sóc, bảo dưỡng.

- Trọng lượng phải nhỏ, đặc biệt là phần không được treo.

Hệ thống treo đòn chéo có cấu tạo và bố trí chung của hệ thống treo đòn chéo được mô tả trên hình 1.12

Trong hệ thống treo bộ phận hướng cũng có thể là bộ phận đàn hồi hoặc vỏ giảm chấn. Trong hệ thống treo phụ thuộc, nhíp vừa là phần tử đàn hồi vừa là bộ phận dẫn hướng (hình 1.13).

b. Cấu tạo của bộ phận dẫn hướng

Bộ phận dẫn hướng của hệ treo rất đa dạng, nó bao gồm:  Thanh đòn liên kết.  và các khớp trụ,khớp cầu.

- Thanh đòn liên kết.

Hình dạng của các thanh đòn liên kết tùy thuộc vào việc truyền lực và không gian bố trí, ở các hệ treo khác nhau hình dạng của thanh đòn tùy thuộc kết cấu cụ thể.

- Các khớp trụ và khớp cầu:

Khớp cầu bao gồm:quả cầu, bạc nhựa, vỏ và thân. Ngày nay các khớp cầu thường được chết tạo liền khối. Trên vỏ của khớp cầu có các lỗ để bắt với các đòn.

CHƯƠNG 2: ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP KIỂU M.PHERSON

2.1. Động học  hệ thống treo độc lập.

2.1.1. Khái niệm động học hệ thống treo

Động học hệ thống treo nghiên cứu mối quan hệ động học giữa bánh xe với khung xe khi bánh xe thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng.

Các thông số chính được xem xét trong động học hệ thống treo là : sự dịch chuyển (chuyển vị ) của bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh xe thay đổi theo phương thẳng đứng. Các dịch chuyển này ảnh hưởng đáng kể đến khả năng truyền các lực và các mômen khi bánh xe ở các vị trí khác nhau.

Mối quan hệ động học của hệ thống treo phụ thuộc chủ yếu vào phần tử hướng,đối với treo độc lập do các kết cấu hiện nay rất đa dạng về kích thước, hình dáng và vị trí bố trí các đòn treo, bởi vậy quan hệ động học của chúng rất khác nhau .

2.1.2. Xác định tâm quay tức thời và tâm nghiêng ngang.

Việc xác định tâm quay tức thời của bánh xe và tâm nghiêng của cầu xe trên mặt phẳng ngang của hệ thống treo độc lập kiểu Mc Pherson được chỉ ra trên hình 2.1.Nếu kéo dài đường trục của đòn ngang dưới và kẻ đường vuông góc với đường tâm trụ đứng giả tưởng (nối hai tâm khớp trên và dưới của đòn đứng),chúng sẽ gặp nhau tại P (tâm quay tức thời trong mặt phẳng ngang). 

Trên hình 2.2 là sơ đồ xác định vị trí tâm nghiêng ngang của hệ treo Mc Pherson.

2.1.3/ Xây dựng họa đồ động học hệ thống treo Mc.Pherson:

a. Mục đích xác định họa đồ động học là để xác định : L_d..,P,S

b. Để xây dựng họa đồ thì cần các thông số vào như sau:

+ Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r₀: r₀

+ Độ võng tĩnh f_t: f_t

+ Độ võng động f_đ: f_đ

+ Độ võng tĩnh tĩnh của hệ treo khi không tải f_0t: f_0t

+ Khoảng cách từ tâm quay bánh xe tới đòn dưới k_c: k_c

+ Khoảng cách từ mặt đường tới tâm quay trụ đứng h_O2: h_O2

c. Trình tự xác định họ đồ động học phụ thuộc vào từng hệ thống treo,đối với hệ thống treo M.pherson thì trình tự như sau:

Để xác định động học của hệ thống treo Macpherson ta dùng phương pháp đồ thị (họa đồ) theo các bước tuần tự như sau:

+ Kẻ đường nằm ngang dd để biểu diễn mặt phẳng đường.

+ Vẽ đường trục đối xứng của xe A₀m, A₀m vuông góc với dd tại A₀.

+ Trên A₀m ta đặt các đoạn:     

  A₀A₁ = H_min

A₁A₂ = f_đ

A₂A₃ = f_t

A₃A₄ = f_0t

+ Trên đoạn B₀z lấy B₀B = r_bx  , B là tâm quay của bánh xe.

+ Từ B kẻ Bq song song với mặt phẳng đường dd, trên Bq lấy sang phải 1 đoạn BC₂ = r₀ , C₂ chính là điểm nối lý thuyết bánh xe với trụ xoay đứng (giảm chấn).

+ Khi hệ treo biến dạng lớn nhất nếu coi thân xe đứng yên thì điểm B₀ của bánh xe sẽ tịnh tiến tới điểm B_2­, khi đó thì:

B₀B₂ = A₁A₄ = f_đ  + f_t - f_0t

+ Xác định O₁ bằng cách tìm điểm gặp của đường trung trực của C₁D₁ và đường song song với A₀d kẻ từ điểm A₂, A₂ là vị trí khớp trong của đòn ngang được bắt liên kết bản nề với thân xe.

+ Từ đó xác định được độ dài của đòn ngang L_d: L_d .

+ Nối C₁ với O₁ và kéo dài C₁O₁ sẽ cắt đường vuông góc với C₁O₂ tại điểm P, P chính là tâm quay tức thời của bánh xe trong mặt phẳng nằm ngang.

+ Nối P với C₀ sẽ cắt đường trục đối xứng của xe A₀m tại điểm S, S là tâm quay tức thời của cầu xe và của thân xe trong mặt phẳng lằm ngang.

Trên hình 2.4 là dạng của họa đồ cơ cấu và họa đồ động học của hệ treo McPherson

2.2. Động lực học hệ thống treo độc lập M.Pherson            

2.2.1. Khái niệm động lực học hệ thống treo

Động lực học của hệ thống treo, được hiểu là mối quan hệ giữa các lực tác dụng lên hệ thống. Các lực này bao gồm các phản lực từ mặt đường tác dụng lên hệ thống treo thông qua  điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Chúng gồm có: Phản lực thẳng đứng, phản lực ngang, và lực kéo, lực phanh. Các lực tác động từ thân xe : Các phản lực ở các khớp bản lề, các lực của phần tử đàn hồi và giảm chấn.

2.2.2. Các lực tác dụng lên các chi tiết của hệ thống treo

Dưới đây khảo sát trường hợp xe chỉ chịu tải trọng động theo phương thẳng đứng  Trong trường hợp này chỉ có lực Z, còn các lực X = 0 và Y = 0.

Sơ đồ khảo sát như trên hình 2.6.

Do đặc điểm kết cấu hệ thống treo Mc Pherson nên trụ xoay đứng của bánh xe cũng đồng thời là thân của giảm chấn, đầu trên B của nó ăn khớp gối tựa với thân (khung vỏ) xe còn đầu dưới A thì bắt khớp cầu với đầu ngoài C của đòn ngang, đầu trong D của đòn ngang được liên kết bản lề với thân xe.

+ Xác định các phản lực tác dụng lên giảm chấn và đòn ngang:

Phản lực tác dụng vào đầu dưới của giảm chấn Z_A:

 Z_A = Z₁/cos(₀) (N)                                                                                            (2.4)

Từ đó xác định được  lực tác dụng lên giảm chấn là: Z_B = Z_A và lực tác dụng lên đòn ngang: Y_C = Y_A. .

Chương 3

KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP KIỂU Mc’.PHERSON

3.1. Kết cấu hệ thống treo Mc’.Pherson trên xe Minibus 8 chỗ.

Trong đồ án này sử dụng các thông số của hệ thống treo xe Minibus  để khảo sát. Phần này trình bày đặc điểm kết cấu của hệ thống treo này. Treo trước của xe Minibus khảo sát là hệ thống treo độc lập,kiểu Mc Pherson có  phần tử đàn hồi là lò xo. Đặc điểm của hệ thống treo loại này là :

- Do hệ thống treo ít chi tiết nên khối lượng không được treo nhỏ, và đặc tính bám đường của bánh xe tốt. Vì vậy độ êm dịu chuyển và tính ổn định tốt

- Trong hệ thống treo các lò xo chỉ đỡ thân xe, nó không có tác dụng định vị các bánh xe (đó là chức năng của các thanh liên kết) nên có thể dùng lò xo mềm hơn

- Do không có sự nối cứng giữa các bánh xe bên trái và bên phải nên giúp hạ thấp sàn xe và vị trí lắp động cơ.  Điều này giúp hạ thấp trọng tâm xe, làm tăng tính ổn định của xe..

Trong hệ thống treo trước đòn treo dưới chỉ có một thanh. Ngoài ra cầu trước là cầu chủ động đồng thời bánh xe là dẫn hướng nên trụ đứng là vỏ giảm chấn có thể quay quanh trục của nó khi bánh xe quay vòng.  Để tăng tính ổn định của phần thân vỏ của xe trong hệ thống này được bố trí thêm thanh ổn định.

3.2. Các thông số vào để khảo sát động học và động lực học hệ thống treo Mc’.Pherson  trên xe Minibus 8 chỗ.

3.2.1. Các thông số kĩ thuật xe Minibus.

Các thông số kĩ thuật của hệ thống treo được lấy dựa trên cơ sở của xe minibus 8 chỗ ngồi MEFA5-LAVI-304N sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam:

+ Tải trọng của toàn xe khi không tải G₀: G₀ = 975 (kg).

+ Tải trọng của toàn xe khi đầy tải G_T: G_T =1555 (kg).

+ Tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải G₀₁: G₀₁ = 493 (kg).

+ Tải trọng đặt lên cầu sau khi không tải G₀₂: G₀₂ = 482 (kg).

+ Tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải G_T1: G_T1 = 700 (kg).

+ Tải trọng đặt lên cầu sau khi đầy tải G_T2: G_T2 = 855 (kg).

+ Chiều dài cơ sở của xe L: L = 2350 (mm).                     

+ Kích thước bao dài x rộng x cao: 3635 x 1475 x 1895 (mm).

+ Kí hiệu lốp: 155R13.6PR.

+ Khoảng sáng gầm xe khi đầy tải H_min: H_min = 165 (mm).

+ Khối lượng không được treo của cầu trước m_kt1: m_kt1 = 50 (kg).                     

+ Khối lượng của một bánh xe m_bx: m_bx = 15 (kg).

+ Bán kính bánh xe r_bx: r_bx = 290 (mm).

3.2.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo:

a. Xác định độ cứng của hệ thống treo.

Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là:

M_t01 = G₀₁ - M_kt1                                                    (3.3)

Với M_kt1:  Khối lượng không được treo của cầu trước,

M_kt1 = m_kt1 + 2m_bx = 77 + 2.14,5 = 106 (kg)                   (3.4)

Vậy suy ra: M_t01 = 590 - 106 = 444 (kg).

Khi xe ở trạng thái đầy tải thì khối lượng của phần được treo là:

M_tT1 = G_T1 - M_kt1 = 682 - 106 = 576 (kg).

Thay số vào công thức 2.1 được độ cứng của 1 bên hệ treo trước khi không tải và khi đầy tải là:

C₀₁ = 15553 (N/m).

C_T1 = 20176 (N/m).

Như vậy độ cứng của 1 bên hệ treo được lấy từ giá trị trung bình: C₁  = 17865 (N/m)   (3.5)

b. Xác định độ võng của hệ thống treo:

Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở chế độ đầy tải:

f_t = 0,140 m = 140 (mm)                (3.6)

Độ võng động của hệ thống treo được tính theo công thức:

f_đ = (0,7 - 1,0)f_t                                                     (3.7)

Vậy theo công thức 2.7 thì lấy : f_đ = 0,85f_t = 0,85.140 = 119 (mm).

c. Xác định khoảng sáng gầm xe H0:

Để đảm bảo cho xe khi dao động đầu xe không bị đập vào nền đường thì độ võng động của xe phải thỏa mãn:

f_đ  < = H₀ - H_min                                                        (3.9)

<=> H₀ > = f_đ + H_min = 119 + 173 = 292 (mm).

Vậy suy ra H₀ = 292 (mm).

f. Các thông số hình học của hệ thống treo:

+ Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r₀: r₀ = 25 (mm).

+ Độ võng tĩnh f_t: f_t = 140 (mm).

+ Độ võng động f_đ: f_đ = 119 (mm).

+ Độ võng tĩnh tĩnh của hệ treo khi không tải f_0t: f_0t = 108 (mm).

+ Khoảng cách từ tâm quay bánh xe tới đòn dưới k_c: k_c = 59 (mm).

+ Khoảng cách từ mặt đường tới tâm quay trụ đứng h_O2: h_O2 = 129(mm).

3.3. Động học hệ thống treo Mc’.Pherson  trên xe Minibus 8 chỗ.         

3.3.1. Xác định họa đồ động học của hệ thống treo Mc’.Pherson  trên xe Minibus8 chỗ..

Để xác định động học của hệ thống treo Macpherson ta dùng phương pháp đồ thị (họa đồ) theo các bước như ở chương 2 với các số liệu ở phần 3.2. Kết quả thể hiện trên đồ thị hình 3.2.

3.3.2. Xây dựng mối quan hệ ∆H và δ,∆B của hệ thống treo Mc’.Pherson trên xe Minibus 8 chỗ.

Dựa vào họa đồ động học đã xây dựng được ở phần trên và mối quan hệ động học của hệ thống treo Mc.Pherson ta đi xây dựng mối quan hệ hình học. Mối quan hệ hình học giữa dịch chuyển của bánh xe với sự thay đổi của góc nghiêng ngang của trụ đứng và độ dịch ngang của bánh xe như trên hình 3.3

Từ đồ thị động học 3.2 suy ra độ dài các đoạn:

L_d = O₁C = 297,88 (mm).

O₁O = 192,65 (mm).

O₂O = 596 (mm).

+ Trước tiên đi thiết lập mối liên hệ giữa α và δ:

Từ hình vẽ 3.2 ta có  độ dài của các đoạn:

OC₁ = L_dsin(α)                                                       (3.11)

Và OC₂ = O₂C₁tg(δ) = (OO₂ + OC₁)tg(δ)                    (3.12)

Mặt khác thì ta có OC₂ = O₁C₂ - OO₁ = L_dcos(α) - OO₁ (3.13)

Vậy từ 3.12 và 3.13 suy ra:  OC₂ = L_dcos(α) - OO₁ = (OO₂ + OC₁)tg(δ)

L_dcos(α) - OO₁ = (OO₂ + L_dsin(α))tg(δ)

tg(δ) = L_dcos(α) - OO₁/(OO₂ + L_dsin(α))

Nhưng do đoạn k_r(cos(8^o) - cos(δ)) rất nhỏ so với ∆H cho nên có thể bỏ qua, và điểm C₁ sẽ di chuyển đến điểm C_1H với C₁C_1H  = ∆H.

Mặt khác:                      sin(α) = (OC₁ - C₁C_1H)/L_d

Vậy suy ra                    α = arcsin[(OC₁ - ∆H)/L_d]                           (3.16)

Trong đó:             OC₁ = L_dsin(α _o) = 297,88sin(15,23⁰) = 78,27 (mm).

Từ đó ta có thể lập được mối quan hệ giữa dịch chuyển bánh xe ∆H và góc nghiêng ngang của trụ đứng δ khi ∆H thay đổi từ f_min = -93,3 đến f_max, với f_max = f_đ + f_t - f_0t = 119 + 140 - 93,3 =165,7  mm, là độ võng lớn nhất của hệ thống treo, như trên hình  3.4.

d. Mối liên hệ giữa  ∆B và ∆H:

∆B là độ dịch chuyển ngang của bánh xe, từ hình  ta có:

∆B = L_dcos(α) – O₁C₂ = L_d [cos(α) - cos(α ₀)]  = L_d [cos(α) - cos(15,23⁰)]                                    (3.18)

Trong đó  được tính theo công thức  3.16: α = arcsin[(OC₁ – ∆H)/L_d]     

Với OC₁ = L_dsin(α _o) = 297,88sin(15,23⁰) = 78,27 (mm).

Từ đó ta suy ra đồ thị quan hệ giữa ∆B và ∆H khi ∆H thay đổi từ f_min đến f_max:như trên hình 3.5

3.4. Động lực học hệ thống treo Mc’.Pherson  trên xe Minibus.

3.4.1. Trường hợp xe chỉ chịu tải trọng động theo phương thẳng đứng:

Trong trường hợp này chỉ có lực Z, còn các lực X = 0 và Y = 0.

Nhưng do xe chịu tải theo chế độ tải trọng động cho nên:

Z₁ = K_đZ_1t                                                               (3.20)

Với K_đ : Hệ số tải trọng động, K_đ  = 1,52,5  chọn K_đ  = 1,9.

Vậy thay vào 3.20 suy ra:  Z₁ = 1,9.3286,3 = 6244 (N).   

+ Xác định các phản lực tác dụng lên giảm chấn và đòn ngang:

Phản lực tác dụng vào đầu dưới của giảm chấn Z_A:

Z_A = Z₁/cos(₀) = 6244/cos(8^o) = 6305,4 (N)            (3.23)

Như vậy lực tác dụng lên giảm chấn là: Z_B = Z_A = 6305,4 (N).

Và lực tác dụng lên đòn ngang: Y_C = Y_A = 1015 (N).

3.4.3. Trường hợp chịu lực ngang cực đại:

Trên sơ đồ chỉ có lực Z và Y, lực X = 0.

Khi đó phản lực tác dụng tại đầu O của trục quay bánh xe:

Z_1Y = Z - m_bxg = 6652,4 - 15.9,81 = 6505,3 (N)                     (3.22)

Thay số vào:  Y = 6652,4.1 = 6652,4 (N).

Ta dời lực Y về điểm O trong mặt phẳng OYZ được 1 mômen M_Y có độ lớn: M_Y = Yr_bx = 6652,4.290 = 1929200(Nmm) (3.24)

+ Xác định các lực Y_AY và Y_BY:

Thay số vào công thức 3.25 suy ra: Y_AY  =  7880,6 (N).

Phản lực tác dụng vào đầu dưới của giảm chấn Z_AY:

Z_AY = Z_1Y/cos(₀) = 6505,3/cos(8^o) = 6569,2 (N).

Như vậy lực tác dụng lên giảm chấn là: Z_BY = Z_AY = 6569,2 (N).

Và lực tác dụng lên đòn ngang: Y_CY = Y_AY = 7880,6 (N).

3.4.4. Bảng kết quả tính toán động lực học:

Kết quả tính toán các phản lực tại các điểm A, B, C thể hiện trên bảng 3.1.

KẾT LUẬN

Sau thời gian cố gắng nghiên cứu tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo : TS. …………… cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự tôi đã hoàn thành đúng thời hạn đồ án tốt nghiệp của mình. Với nhiệm vụ được giao trong đồ án tôi đã thực hiện được các công việc sau:

* Phân tích kết cấu hệ thống treo Mc’.Pherson.

* Khảo sát động học và động lực học hệ thống treo Mc’.Pherson trên xe Minibus 8 chỗ.

Mặc dù còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được hết trong đồ án này do hạn chế về thời gian, nhưng đồ án này đã giúp tôi củng cố lại kiến thức chuyên nghành,giúp tôi tiếp cận và giải quyết nhiều vấn đề không những trong quá trình làm đồ án mà cả trong cuộc sống. Đồ án không thể tránh được những chỗ còn thiếu sót, tôi rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn.

Một lần nữa tôi xin cảm ơn thầy giáo : TS. …………… cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ôtô quân sự, khoa Động lực đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình làm đồ án này.

Em chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Hướng dẫn đồ án môn học ô tô ‘’ Lý thuyết kết cấu và tính toán ô tô quân sự ’’. (Tập VI)

Trường Đại học kỹ thuật quân sự – 1977

[2]. Hướng dẫn sử dụng xe Matiz

Nhà máy VIDAMCO

[3]. Nguyễn Hữu Cẩn , Dư Quốc Thịnh

Thiết kế tính toán ôtô máy kéo

NXB  Khoa học và Kỹ thuật. - 2005

[4]. Nguyễn Phúc Hiểu, Võ Văn Hường.

Lý thuyết ôtô quân sự

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1983

[5]. Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập.

Cấu tạo ôtô quân sự tập 1, 2

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1995

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"