Tính toán thiết kế hệ thống treo xe tải hạng nhẹ

- ChiÒu cao H 1750 mm + Kho¶ng s¸ng gÇm xe 320 mm + Gãc tho¸t tr­íc at 41 ®é + Gãc tho¸t sau as 32 ®é + C«ng thøc b¸nh xe 4x4 + Träng l­îng xe khi kh«ng t¶i 36560 N + Träng t¶i cña xe 20000 N + Träng l­îng khi xe ®Çy t¶i 56560 N - T¶i träng ph©n bè lªn cÇu tr­íc 28370 N - T¶i träng ph©n bè lªn cÇu sau 29920 N + B¸n kÝnh quay vßng nhá nhÊt Rmin 9,5 m + VËn tèc lín nhÊt vmax 90..95 km/h + S« l­îng b¸nh xe 4+1 b¸nh + KÝch th­íc lèp 1200 -18 inch + HÖ thèng ®iÖn - b×nh ®iÖn 12 V + §éng c¬ ®èt trong: ®éng c¬ x¨ng 4 kú - C«ng suÊt lín nhÊt Nmax 115 m· lùc - Sè vßng quay t­¬ng øng víi chÕ ®é c«ng suÊt lín nhÊt nN 3200 vg/ph - M« men xo¾n lín nhÊt Memax 29 kGm - Sè vßng quay t­¬ng øng víi chÕ ®é m« men lín nhÊt nM 2000..2500 vg/ph + Hép sè: 4 sè tiÕn, 1 sè lïi + Hép sè ph©n phèi: 2 cÊp - ip1 1 - ip2 1,982 + C¬ cÊu l¸i: lo¹i trôc vÝt lâm con l¨n tû sè truyÒn il 20,5 + HÖ thèng treo: lo¹i phô thuéc + Träng l­îng phÇn treo khi « t« ®Çy t¶i 49200 N - ph©n bè lªn cÇu tr­íc 23600 N - ph©n bè lªn cÇu sau 25600 N + Träng l­îng phÇn kh«ng treo - ë cÇu tr­íc 5200 N - ë cÇu sau 4800 N + §é cøng cña nhÝp - NhÝp tr­íc 115 mm - NhÝp sau 120 mm + Sè l­îng l¸ nhÝp - NhÝp tr­íc 10 c¸i - NhÝp sau 10 c¸i + ChiÒu dµi lµm viÖc cña l¸ nhÝp - NhÝp tr­íc 1500 mm - NhÝp sau 1500 mm + ChiÒu dµy l¸ nhÝp - NhÝp tr­íc 10 mm - NhÝp sau 11 mm + ChiÒu réng l¸ nhÝp - NhÝp tr­íc 65 mm - NhÝp sau 65 mm + Gi¶m chÊn: lo¹i èng thñy lùc - §­êng kÝnh pitt«ng gi¶m chÊn 40 mm - Hµnh tr×nh lµm viÖc lín nhÊt 240 mm - HÖ sè c¶n • Hµnh tr×nh nÐn Kn 2,4 N/mm • Hµnh tr×nh tr¶ Kt 7,8 N/mm + BiÕn d¹ng tÜnh cña lèp khi xe ®Çy t¶i 36..38 mm HÖ thèng treo cña xe thuéc lo¹i hÖ thèng treo phô thuéc ë c¶ 2 cÇu; 2 nhÝp cã d¹ng nöa elip; Bé phËn dÉn h­íng vµ ®µn håi lµ nhÝp. NhÝp tr­íc vµ nhÝp sau cña xe t¶i h¹ng nhÑ c¬ b¶n gièng nhau: + ChiÒu dµi nhÝp: L = 1500 mm = 150 cm + ChiÒu réng l¸ nhÝp: B = 65 mm =6,5 cm + ChiÒu dµy: - NhÝp tr­íc: h1 = 10 mm =1 cm - NhÝp sau: h2 = 11 mm =1,1 cm Bé nhÝp gåm 10 l¸ nhÝp ghÐp l¹i víi nhau nhê bul«ng trung t©m vµ c¸c kÑp nhÝp. Hai dÇu bé nhÝp ®­îc liªn kÕt víi khung xe qua c¸c gèi ®ì cao su, riªng c¸c gèi ®ì tr­íc cña mçi bé nhÝp cã thªm ®Öm ë mÆt ®Çu ®Ó truyÒn ph¶n lùc tõ mÆt ®­êng lªn khung xe, c¸c gèi ®ì phÝa sau cña mçi bé nhÝp kh«ng cã ®Öm cao su mÆt ®Çu ®Ó cho bé nhÝp cã thÓ di chuyÓn ®­îc trong mét giíi h¹n nµo ®ã. VÊu ®ì nhÝp: - VÊu t¨ng cøng: lµm b»ng cao su, ®Æt trªn treo tr­íc, vÊu ®­îc b¾t vµo thµnh bªn cña xµ däc. Khi nhÝp bÞ uèn nhiÒu, l¸ nhÝp trªn cïng sÏ tú vµo vÊu t¨ng cøng. - VÊu h¹n chÕ hµnh tr×nh: §Ó h¹n chÕ hµnh tr×nh ®i lªn cña nhÝp. VÊu ®­îc b¾t vµo mÐp d­íi cña xµ däc. Khi nhÝp bÞ uèn nhiÒu, vÊu låi trªn dÇm cÇu sÏ tú vµo vÊu h¹n chÕ hµnh tr×nh. TÝnh chÊt dÞch chuyÓn cña cÇu ®èi víi khung phô thuéc vµo c¸c th«ng sè cña nhÝp, nghÜa lµ nhÝp kh«ng ph¶i chØ lµ bé phËn ®µn håi mµ cßn ®ãng vai trß bé phËn dÉn h­íng, ®ång thêi lµm nhiÖm vô cña bé phËn gi¶m chÊn. Nh­ vËy nhÝp thùc hiÖn ®Çy ®ñ chøc n¨ng cña hÖ thèng treo. ¦u nh­îc ®iÓm cña hÖ thèng treo sö dông nhÝp: + ¦u ®iÓm: kÕt cÊu ®¬n gi¶n, ch¾c ch¾n, rÎ tiÒn; chÕ t¹o, b¶o d­ìng, söa ch÷a ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn. + Nh­îc ®iÓm: - Träng l­îng lín (chiÕm tõ 5,5..8% träng l­îng cña « t«), nÆng nhÊt trong c¸c lo¹i bé phËn ®µn håi - Thêi gian lµm viÖc ng¾n do tr¹ng th¸i øng suÊt phøc t¹p, lùc t¸c ®éng cã tÝnh chÊt chu k×, ®é bÒn mái cña nhÝp thÊp h¬n so víi thanh xo¾n kho¶ng 4 lÇn. Trong ®iÒu kiÖn ®­êng tèt, tuæi thä cña nhÝp kho¶ng 100000..150000 km; ®iÒu kiÖn ®­êng xÊu, tuæi thä cña nhÝp gi¶m ®i kho¶ng 10..50 lÇn. Tõ viÖc ph©n tÝch ­u nh­îc ®iÓm vµ kÕt cÊu cña nhÝp nh­ trªn, ng­êi ta ®­a ra mét sè biÖn ph¸p ®Ó t¨ng tuæi thä cho nhÝp nh­ sau: + §Æt 2 l¸ nhÝp chÝnh ®Ó t¨ng cøng, c­êng hãa cho bé nhÝp v× l¸ nhÝp chÝnh cã ®iÒu kiÖn lµm viÖc kh¾c nghiÖt nhÊt. + B«i mì ch× gi÷a c¸c l¸ nhÝp ®Ó gi¶m ma s¸t gi÷a chóng, lµm gi¶m kh¶ n¨ng mµi mßn, t¨ng tuæi thä, gióp gi¶m ®­îc sè l­îng l¸ nhÝp. Bé phËn gi¶m chÊn cña xe t¶i h¹ng nhÑ thuéc lo¹i gi¶m chÊn èng thñy lùc, t¸c ®éng 2 chiÒu vµ cã van gi¶m t¶i. ¦u ®iÓm c¬ b¶n cña gi¶m chÊn èng thñy lùc lµ kÝch th­íc nhá gän h¬n rÊt nhiÒu so víi c¸c lo¹i gi¶m chÊn kh¸c (vÝ dô nh­ gi¶m chÊn ®ßn) nh­ng vÉn ®¶m b¶o ®­îc tÝnh ªm dÞu chuyÓn ®éng cho xe. Ho¹t ®éng: Khi nÐn ªm, cÇn ®Èy pit t«ng trong xi lanh c«ng t¸c dÞch chuyÓn xuèng d­íi, van th«ng më, dÇu trong khoang d­íi sÏ dån lªn khoang trªn nh­ng kh«ng dån tÊt c¶ mµ cßn mét phÇn sÏ ch¶y sang khoang bï th«ng qua c¸c lç tiÕt l­u ë van nÐn. Khi ®ã, ¸p suÊt trong khoang bï sÏ t¨ng lªn mét chót. Søc c¶n thñy ®éng cña c¸c lç tiÕt l­u tû lÖ víi b×nh ph­¬ng vËn tèc l­u th«ng cña dÇu. Khi nÐn m¹nh, dÇu kh«ng thÓ ch¶y kÞp qua c¸c lç tiÕt l­u (cã tiÕt diÖn bÐ), ¸p suÊt trong xi lanh c«ng t¸c t¨ng lªn nhiÒu, van nÐn më, dÇu qua van nÐn xuèng, vµo khoang bï. Sau giai ®o¹n ¸p suÊt khoang c«ng t¸c t¨ng nhanh, lùc c¶n cña gi¶m chÊn t¨ng lªn nh­ng tèc ®é t¨ng chËm h¬n so víi khi nÐn ªm. Khi tr¶ ªm, cÇn ®Èy piston chuyÓn ®éng lªn trªn, khoang phÝa d­íi cÇn piston cña xilanh c«ng t¸c gi¶m ¸p suÊt, cßn khoang phÝa trªn piston t¨ng ¸p suÊt (nh­ng t¨ng dÇn dÇn), do vËy dÇu tõ khoang trªn sÏ qua khe hë van th«ng (van tr¶ ®ãng) vµo khoang phÝa d­íi piston, ®ång thêi dÇu tõ khoang bï qua lç n¹p bæ sung cho khoang phÝa d­íi piston. Khi tr¶ m¹nh, lß xo van tr¶ bÞ nÐn. Van tr¶ më ra, dÇu l­u th«ng qua c¶ lç tiÕt l­u cña van tr¶. §é më cña van tr¶ phô thuéc vµo møc ®é ®ét ngét cña hµnh tr×nh tr¶, cµng tr¶ m¹nh th× van cµng më lín. Theo tµi liÖu [3], ta cã mét sè th«ng sè ®Çu vµo ®Ó tÝnh to¸n dao ®éng « t« t¶i h¹ng nhÑ STT Th«ng sè kü thuËt Ký hiÖu Gi¸ trÞ §¬n vÞ 1 HÖ sè c¶n gi¶m chÊn cña treo tr­íc K1 10900 Ns/m 2 HÖ sè c¶n gi¶m chÊn cña treo sau K2 14430 Ns/m 3 HÖ sè c¶n ®µn håi cña hÖ thèng Kh 1071 Nms/rad 4 §é cøng xo¾n cña hÖ thèng Ch 68700 Nm/rad 5 §é cøng cña phÇn tö ®µn håi tr­íc Cp1 100000 N/m 6 §é cøng cña phÇn tö ®µn håi sau Cp2 106000 N/m 7 §é cøng cña lèp tr­íc Cl1 430000 N/m 8 §é cøng cña lèp sau Cl2 430000 N/m 9 Khèi l­îng treo Ma 4920 Kg 10 Khèi l­îng treo tr­íc M1 2360 Kg 11 Khèi l­îng treo sau M2 2560 Kg 12 Khèi l­îng kh«ng treo tr­íc m1 590 Kg 13 Khèi l­îng kh«ng treo sau m2 510 Kg 14 ChiÒu dµi c¬ së L 3,3 m 15 ChiÒu réng c¬ së B 1,8 m 16 Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m tíi t©m cÇu tr­íc a 1,73 m 17 Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m tíi t©m cÇu sau b 1,57 m 18 Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi phÇn tõ ®µn håi tr­íc dp1 0,505 m 19 Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi phÇn tõ ®µn håi sau dp2 0,505 m 20 Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi gi¶m chÊn tr­íc da1 0,605 m 21 Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi gi¶m chÊn sau da2 0,605 m 22 Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi b¸nh xe tr­íc dk1 0,9 m 23 Kho¶ng c¸ch tõ trôc ®èi xøng däc tíi b¸nh xe sau dk2 0,9 m 24 M«men qu¸n tÝnh khèi l­îng phÇn treo ®èi víi trôc ngang Ja 12300 Kgm2 25 B¸n kÝnh qu¸n tÝnh khèi l­îng treo ®èi víi trôc ngang ry 1,59 m 26 M«men qu¸n tÝnh khèi l­îng phÇn treo tr­íc ®èi víi trôc däc Jx1 386 Kgm2 27 M«men qu¸n tÝnh khèi l­îng phÇn treo sau ®èi víi trôc däc Jx2 1200 Kgm2 28 M« men qu¸n tÝnh khèi l­îng kh«ng treo tr­íc Jm1 327 Kgm2 29 M« men qu¸n tÝnh khèi l­îng kh«ng treo sau Jm2 265 Kgm2 30 B¸n kÝnh lèp xe rl 0,5 m 2.1 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hÖ thèng treo: 2.1.1 X¸c ®Þnh hÖ sè ph©n bè khèi l­îng phÇn treo: (1) Trong ®ã: Ma - Khèi l­îng phÇn treo « t«, M = 4920 kg a - Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m phÇn treo ®Õn t©m b¸nh xe cÇu tr­íc, cÇu sau; Theo tµi liÖu, ta cã: a=1,73 m, b=1,57m Jy - Momen qu¸n tÝnh khèi l­îng cña phÇn treo ®èi víi trôc ®i qua träng t©m phÇn treo vµ vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng th¼ng ®øng däc xe. Ta cã c«ng thøc tÝnh: Jy =A.M.L2 Víi: A - HÖ sè kinh nghiÖm, lÊy A = 0,21 L - ChiÒu dµi c¬ së « t«, L=3,3m Thay vµo c«ng thøc (1), ta cã: Ta thÊy = 0,842, n»m trong kho¶ng 0,8 ¸ 1,2 nªn theo [1], ta cã thÓ coi phÇn tr­íc vµ phÇn sau xe dao ®éng ®éc lËp víi nhau. 2.1.2 X¸c ®Þnh hµnh tr×nh tÜnh cña b¸nh xe: Ta cã c«ng thøc tÝnh hµnh tr×nh tÜnh cña b¸nh xe: (3) Trong ®ã: ft - Hµnh tr×nh tÜnh cña b¸nh xe g - Gia tèc träng tr­êng - TÇn sè dao ®éng riªng cña khèi l­îng phÇn treo, ta cã c«ng thøc tÝnh cho treo tr­íc vµ treo sau lµ: Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc (3), øng víi treo tr­íc vµ treo sau, ta cã: 2.1.3 X¸c ®Þnh hµnh tr×nh ®éng cña b¸nh xe: Ta cã c«ng thøc thùc nghiÖm: chän Thay gi¸ trÞ ft vµo, øng víi treo tr­íc vµ treo sau, ta cã 2.1.4 KiÓm tra hµnh tr×nh ®éng cña b¸nh xe theo diÒu kiÖn ®¶m b¶o kho¶ng s¸ng gÇm xe nhá nhÊt: Víi: - Kho¶ng s¸ng gÇm xe ë tr¹ng th¸i tÜnh cña « t«, m - Kho¶ng s¸ng gÇm xe sau khi b¸nh xe dÞch chuyÓn hÕt hµnh tr×nh ®éng; , ta lÊy cmin = 0,15 m Ta thÊy: . Nh­ vËy kho¶ng s¸ng gÇm xe ®¶m b¶o. 2.1.5 KiÓm tra hµnh tr×nh ®éng cña b¸nh xe kh«ng x¶y ra va ®Ëp gi÷a phÇn treo tr­íc vµ phÇn kh«ng treo tr­íc khi phanh xe cÊp tèc: (4) Trong ®ã: jmax- HÖ sè b¸m lín nhÊt cña b¸nh xe víi mÆt ®­êng, tham kh¶o tµi liÖu [2], ta lÊy = 0,8 hg - ChiÒu cao träng t©m « t«, = 1,05m b- Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m « t« ®Õn t©m cÇu sau, theo b¶ng c¸c th«ng sè ®Çu vµo, ta cã b=1,58m Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc (4), øng víi treo tr­íc vµ treo sau, ta tÝnh ®­îc: mm mm VËy, ®iÒu kiÖn ®­îc tháa m·n 2.2 TÝnh to¸n dao ®éng cña « t«: C¸c phÇn ë trªn x¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng cña phÇn treo, hÖ sè dËp t¾t dao ®éng cña phÇn treo,hµnh tr×nh tÜnh, hµnh tr×nh ®éng cña b¸nh xe. C¸c th«ng sè ®ã ch­a ®ñ ®Ó ®¸nh gi¸ ®­îc ®é ªm dÞu cña chuyÓn ®éng « t« nãi chung, ®ång thêi môc tr­íc míi chØ xÐt dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo mµ ch­a kÓ ®Õn sù ¶nh h­ëng cña phÇn kh«ng treo ®Õn dao ®éng ®ã .§Ó ®¸nh gi¸ ®ñ ®é ªm dÞu cña chuyÓn ®éng « t«, ph¶i xÐt tíi mét hÖ trong ®ã cã c¶ dao ®éng phÇn treo vµ phÇn kh«ng treo. Khi tiÕn hµnh xÐt hÖ dao ®éng 2 khèi l­îng cÇn x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña nã nh­: TÇn sè dao ®éng riªng cao tÇn vµ thÊp tÇn, hÖ sè dËp t¾t dao ®éng øng víi tÇn sè cao vµ tÇn sè thÊp. Tõ nh÷ng th«ng sè nhËn ®­îc, x©y dùng ®­êng ®Æc tÝnh tÇn sè biªn ®é dao ®éng cña « t«. Qua ®­êng ®Æc tÝnh nµy cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc: Biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo, khèi l­îng phÇn kh«ng treo, x¸c ®Þnh gia tèc dao ®éng cña khèi l­îng phÇn kh«ng treo, ®ång thêi qua ®­êng ®Æc tÝnh ®¸nh gi¸: + øng víi vËn tèc nµo cña « t« trong vïng vËn tèc sö dông vµ øng víi sãng mÆt ®­êng cã chiÒu dµi b­íc sãng lµ bao nhiªu sÏ x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng. + HÖ sè dËp t¾t dao ®éng ®· phï hîp ch­a. Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n dao ®éng cña « t« ta sö dông c¸c gi¶ thiÕt: - Dao ®éng cña « t« chØ x¶y ra trong mÆt ph¼ng däc xe - Dao ®éng cña « t« lµ dao ®éng æn ®Þnh - Nguån kÝch thÝch dao ®éng lµ sãng mÆt ®­êng, cã ph­¬ng tr×nh sãng lµ: q = q0 [1-cos(v.t)] Trong ®ã: q0 - Biªn ®é lín nhÊt cña sãng mÆt ®­êng v - TÇn sè kÝch thÝch cña sãng mÆt ®­êng, c«ng thøc tÝnh lµ: t- Thêi gian ®i hÕt qu·ng ®­êng ®óng b»ng b­íc sãng mÆt ®­êng. thêi gian nµy b»ng thêi gian mét chu k× T 2.2.1 X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng vµ hÖ sè dËp t¾t dao ®éng cña hÖ: a. S¬ ®å kh¶o s¸t: b. Mét sè th«ng sè c¬ b¶n: * HÖ sè c¶n quy dÉn cña gi¶m chÊn (quy dÉn vÒ t©m b¸nh xe) Trong ®ã: a - Gãc nghiªng cña gi¶m chÊn so víi ph­¬ng th¼ng ®øng, ta cã a1 = 300, a2 = 450 = 5100 (Ns/m) - TØ sè truyÒn bè trÝ gi¶m chÊn lo¹i èng treo phô thuéc, =1 Thay vµo c«ng thøc, ta cã: Víi gi¶m chÊn tr­íc: Víi gi¶m chÊn sau: * TÇn sè dao ®éng riªng cña khèi l­îng phÇn treo khi cè ®Þnh phÇn kh«ng treo, nh­ ®· tÝnh to¸n ë phÇn x¸c ®Þnh hµnh tr×nh tÜnh cña b¸nh xe, ta cã: * TÇn sè dao ®éng phÇn kh«ng treo khi cè ®Þnh phÇn treo, theo [1], ta cã c«ng thøc tÝnh: øng víi c¸c th«ng sè cña treo tr­íc vµ treo sau, ta cã: * TÇn sè dao ®éng cña khèi l­îng phÇn kh«ng treo khi cè ®Þnh phÇn treo vµ Cl = 0, ta cã c«ng thøc tÝnh: TÝnh cho treo tr­íc vµ treo sau, ta ®­îc: * TÇn sè dao ®éng cña khèi l­îng phÇn kh«ng treo khi cè ®Þnh phÇn treo vµ khi Ct = 0; C«ng thøc tÝnh: TÝnh cho treo tr­íc vµ treo sau, ta cã: * HÖ sè dËp t¾t dao ®éng cña khèi l­îng treo khi cè ®Þnh phÇn kh«ng treo, c«ng thøc tÝnh: * HÖ sè dËp t¾t dao ®éng cña khèi l­îng phÇn kh«ng treo khi cè ®Þnh phÇn treo, c«ng thøc tÝnh: * TÇn sè dao ®éng thÊp tÇn cña hÖ, ký hiÖu: W * TÇn sè dao ®éng cao tÇn cña hÖ, ký hiÖu: Wk * HÖ sè dËp t¾t dao ®éng øng víi tÇn sè thÊp cña hÖ: h * HÖ sè dËp t¾t dao ®éng øng víi tÇn sè cao cña hÖ: hk c. Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n vµ kÕt qu¶: Ta cã c¸c ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh dao ®éng: B»ng c¸ch gi¶i gÇn ®óng liªn tiÕp, ta tiÕn hµnh gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh víi sè lÇn lÆp lµ 3 lÇn, ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ trong b¶ng sau: LÇn tÝnh C«ng thøc tÝnh Gi¸ trÞ cña treo tr­íc Gi¸ trÞ cña treo sau LÇn thø nhÊt 1797 2023 68.756 66.435 1,045 0,629 7,059 5,178 LÇn thø hai 1783 2026 69,277 66,326 1,051 0,628 7,053 5,179 LÇn thø ba 1782 2026 69,303 66,322 1,051 0,628 7,053 5,179 Theo [1], ta cã c«ng thøc tÝnh tÇn sè dao ®éng riªng cña hÖ: Thay c¸c gi¸ trÞ øng víi treo tr­íc vµ treo sau võa tÝnh ®­îc trong b¶ng gi¸ trÞ vµo c«ng thøc, ta cã: 2.2.2 X¸c ®Þnh biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo vµ biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn kh«ng treo: * C«ng thøc tÝnh tÇn sè dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo vµ kh«ng treo khi x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng ë tÇn sè thÊp (khi n = U) lµ: Trong ®ã: Zu - Biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo khi x¶y ra céng h­ëng ë tÇn sè thÊp xu - Biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn kh«ng treo khi x¶y ra céng h­ëng ë tÇn sè thÊp q0 - Biªn ®é sãng mÆt ®­êng Thay c¸c gi¸ trÞ ®· tÝnh to¸n ®­îc ë phÇn trªn vµo, øng víi treo tr­íc vµ treo sau, ta cã: ; * C«ng thøc tÝnh tÇn sè dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo vµ kh«ng treo khi x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng ë tÇn sè thÊp (khi n = V) lµ: Trong ®ã: Zu - Biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo khi x¶y ra céng h­ëng ë tÇn sè thÊp xu - Biªn ®é dao ®éng cña khèi l­îng phÇn kh«ng treo khi x¶y ra céng h­ëng ë tÇn sè thÊp q0 - Biªn ®é sãng mÆt ®­êng Thay c¸c gi¸ trÞ ®· tÝnh ®­îc vµo biÓu thøc tÝnh, øng víi treo tr­íc vµ treo sau, ta cã: ; 2.2.3 X¸c ®Þnh gia tèc dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo: * Gia tèc dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo khi x¶y ra céng h­ëng ë tÇn sè thÊp (khi n = U) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: ¦ng víi treo tr­íc vµ treo sau, ta cã: * Gia tèc dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo khi x¶y ra céng h­ëng ë tÇn sè cao (khi n = V) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Trong c¸c c«ng thøc trªn: - Gia tèc dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo khi x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng ë tÇn sè thÊp vµ tÇn sè cao. q0- Biªn ®é sãng mÆt ®­êng ¦ng víi treo tr­íc vµ treo sau, ta cã: 2.2.4 X©y dùng ®Æc tÝnh biªn ®é tÇn sè - biªn ®é cña dao ®éng: §Æc tÝnh tÇn sè - biªn ®é lµ ®­êng biÓu diÔn mèi liªn hÖ phô thuéc gi÷a biªn ®é dao ®éng cña phÇn treo, phÇn kh«ng treo, gia tèc dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo víi tÇn sè kÝch thÝch cña sãng mÆt ®­êng. Nãi c¸ch kh¸c, x©y dùng ®Æc tÝnh tÇn sè - biªn ®é lµ x©y dùng c¸c ®å thÞ: Zn(n), xn(n) vµ n(n) víi sù biÕn thiªn cña tÇn sè lùc kÝch thÝch. Theo [1], ta cã c¸c biÓu thøc sau x¸c ®Þnh hµm Zn(n), xn(n) vµ n(n) nh­ sau: §Æc tÝnh tÇn sè - biªn ®é dao ®éng cña « t« còng cã thÓ ®­îc biÓu diÔn d­íi d¹ng: Zn(S,Va), xn(S,Va) vµ n(S,Va) Trong ®ã: S - B­íc sãng mÆt ®­êng, m Va - VËn tèc chuyÓn ®éng cña « t«, m/s Víi ®Æc tÝnh tÇn sè - biªn ®é, ta cã thÓ ®¸nh gi¸ ®­îc: + øng víi vËn tèc chuyÓn ®éng nµo cña « t« trong ph¹m vi vËn tèc sö dông vµ øng víi sãng mÆt ®­êng x¸c ®Þnh nµo ®ã, sÏ x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng ë tÇn sè thÊp vµ tÇn sè cao. + HÖ sè dËp t¾t dao ®éng cña hÖ thèng ®· phï hîp ch­a. Tuy nhiªn, víi ®Æc tÝnh tÇn sè - biªn ®é, ta ch­a ®ñ ®iÒu kiÖn ®Ó ®¸nh gi¸ ®óng biªn ®é cña khèi l­îng phÇn treo, phÇn kh«ng treo, gia tèc phÇn treo v× theo c«ng thøc x¸c ®Þnh ®· chØ ra trong môc trªn, biªn ®é dao ®éng vµ gia tèc dao ®éng cßn phô thuéc vµo biªn ®é cña sãng mÆt ®­êng. NÕu cho tr­íc mét biªn ®é sãng kÝch thÝch mÆt ®­êng th× ®Æc tÝnh tÇn sè - biªn ®é hoµn toµn x¸c ®Þnh. LËp b¶ng biÕn thiªn theo tÇn sè sãng kÝch thÝch (sãng mÆt ®­êng) ta sÏ ®­îc b¶ng sè liÖu sau: n (rad/s) 0 1.000 1.000 1.000 1.000 0 0 1 1.015 1.003 1.016 1.004 1.015 1.016 2 1.064 1.014 1.067 1.015 4.258 4.266 3 1.156 1.035 1.163 1.037 10.404 10.463 4 1.310 1.069 1.328 1.074 20.965 21.243 5 1.570 1.127 1.618 1.138 39.26 40.441 6 2.035 1.229 2.182 1.260 73.275 78.566 7 2.937 1.418 3.545 1.544 143.923 173.728 8 4.254 1.594 6.755 1.975 272.225 432.294 9 3.442 1.130 3.810 0.810 278.812 308.645 10 2.105 0.831 1.993 0.616 210.542 199.333 11 1.418 0.784 1.291 0.664 171.592 156.257 12 1.047 0.796 0.937 0.714 150.712 134.94 13 0.822 0.818 0.727 0.754 138.891 122.909 14 0.674 0.842 0.590 0.787 132.077 115.676 15 0.570 0.867 0.495 0.816 128.336 111.268 16 0.495 0.891 0.425 0.843 126.659 108.697 17 0.438 0.916 0.372 0.868 126.482 107.42 18 0.393 0.942 0.331 0.893 127.476 107.117 19 0.359 0.969 0.298 0.919 129.443 107.597 20 0.331 0.997 0.272 0.946 132.268 108.74 21 0.308 1.028 0.251 0.974 135.886 110.477 22 0.290 1.061 0.233 1.004 140.273 112.768 23 0.275 1.097 0.219 1.036 145.429 115.6 24 0.263 1.136 0.207 1.070 151.379 118.977 25 0.253 1.179 0.197 1.108 158.169 122.921 26 0.245 1.226 0.189 1.149 165.861 127.466 27 0.239 1.278 0.182 1.195 174.538 132.667 28 0.235 1.335 0.177 1.245 184.3 138.591 29 0.232 1.398 0.173 1.301 195.261 145.326 30 0.231 1.468 0.170 1.364 207.554 152.983 31 0.230 1.545 0.168 1.434 221.318 161.697 32 0.231 1.631 0.168 1.513 236.69 171.636 33 0.233 1.725 0.168 1.603 253.786 183.002 34 0.236 1.827 0.170 1.705 272.658 196.043 35 0.239 1.937 0.172 1.821 293.24 211.052 36 0.243 2.052 0.176 1.955 315.245 228.368 37 0.247 2.169 0.181 2.108 338.045 248.363 38 0.250 2.279 0.188 2.284 360.527 271.395 39 0.251 2.373 0.196 2.483 381.021 297.698 40 0.248 2.439 0.204 2.703 397.411 327.155 41 0.242 2.464 0.213 2.937 407.555 358.879 42 0.232 2.442 0.221 3.166 409.955 390.599 43 0.219 2.372 0.226 3.356 404.346 418.153 44 0.202 2.265 0.225 3.464 391.803 435.916 45 0.185 2.132 0.217 3.454 374.268 439.049 46 0.167 1.986 0.202 3.322 353.876 426.535 47 0.150 1.838 0.182 3.098 332.436 401.93 48 0.135 1.696 0.161 2.829 311.23 370.915 49 0.121 1.563 0.141 2.555 291.041 338.422 50 0.109 1.441 0.123 2.297 272.269 307.475 51 0.098 1.331 0.107 2.066 255.062 279.454 52 0.089 1.232 0.094 1.863 239.418 254.724 53 0.080 1.143 0.083 1.688 225.256 233.151 54 0.073 1.063 0.074 1.536 212.453 214.402 55 0.066 0.991 0.065 1.404 200.878 198.094 56 0.061 0.926 0.059 1.289 190.398 183.864 57 0.056 0.868 0.053 1.189 180.893 171.393 58 0.051 0.816 0.048 1.101 172.25 160.409 59 0.047 0.768 0.043 1.024 164.37 150.683 60 0.044 0.724 0.039 0.955 157.166 142.027 61 0.040 0.685 0.036 0.893 150.561 134.284 62 0.038 0.649 0.033 0.838 144.49 127.326 63 0.035 0.616 0.030 0.789 138.894 121.044 64 0.033 0.585 0.028 0.744 133.721 115.349 65 0.031 0.557 0.026 0.703 128.928 110.165 66 0.029 0.531 0.024 0.666 124.477 105.428 67 0.027 0.507 0.023 0.632 120.332 101.086 68 0.025 0.485 0.021 0.601 116.465 97.091 69 0.024 0.464 0.020 0.572 112.849 93.406 70 0.022 0.445 0.018 0.546 109.461 89.995 71 0.021 0.427 0.017 0.521 106.281 86.831 72 0.020 0.410 0.016 0.499 103.29 83.887 73 0.019 0.394 0.015 0.478 100.471 81.142 74 0.018 0.379 0.014 0.458 97.812 78.577 75 0.017 0.365 0.014 0.440 95.298 76.175 76 0.016 0.352 0.013 0.422 92.918 73.921 77 0.015 0.339 0.012 0.406 90.661 71.802 78 0.015 0.328 0.011 0.391 88.519 69.806 79 0.014 0.317 0.011 0.377 86.483 67.923 80 0.013 0.306 0.010 0.364 84.545 66.144 81 0.013 0.296 0.010 0.351 82.698 64.459 82 0.012 0.287 0.009 0.339 80.935 62.863 83 0.012 0.278 0.009 0.328 79.252 61.348 84 0.011 0.269 0.008 0.317 77.643 59.909 85 0.011 0.261 0.008 0.307 76.103 58.539 86 0.010 0.253 0.008 0.297 74.627 57.233 87 0.010 0.246 0.007 0.288 73.212 55.988 88 0.009 0.239 0.007 0.280 71.853 54.8 89 0.009 0.232 0.007 0.271 70.549 53.663 90 0.009 0.226 0.006 0.264 69.294 52.576 91 0.008 0.220 0.006 0.256 68.087 51.535 92 0.008 0.214 0.006 0.249 66.924 50.537 93 0.008 0.208 0.006 0.242 65.804 49.579 94 0.007 0.203 0.006 0.235 64.724 48.659 95 0.007 0.198 0.005 0.229 63.681 47.775 96 0.007 0.193 0.005 0.223 62.674 46.925 97 0.007 0.188 0.005 0.217 61.701 46.106 98 0.006 0.183 0.005 0.212 60.761 45.318 99 0.006 0.179 0.005 0.207 59.85 44.558 100 0.006 0.175 0.004 0.201 58.969 43.824 Dùa trªn c¸c gi¸ trÞ võa tÝnh ®­îc ta x©y dùng ®­îc ®Æc tÝnh biªn ®é - tÇn sè dao ®éng cña hÖ, cã d¹ng nh­ sau: §Æc tÝnh tÇn sè biªn ®é treo tr­íc §Æc tÝnh tÇn sè biªn ®é treo sau 2.3 TÝnh to¸n thiÕt kÕ nhÝp: A ThiÕt kÕ phÇn tö dÉn h­íng vµ ®µn håi lo¹i nhÝp treo tr­íc NhÝp tr­íc vµ nhÝp sau cña xe t¶i h¹ng nhÑ c¬ b¶n gièng nhau: + ChiÒu dµi nhÝp: L = 1500 mm + ChiÒu réng l¸ nhÝp: B = 65 mm + ChiÒu dµy: - NhÝp tr­íc: h1 = 10 mm - NhÝp sau: h2 = 11 mm 2.3.1 X¸c ®Þnh m«men tæng hîp J Theo xe thiÕt kÕ ta chän bé nhÝp lµ lo¹i nöa ªlÝp ®èi xøng víi nhau: ¸p dông c«ng thøc: J= Trong ®ã: : HÖ sè biÕn d¹ng cña nhÝp (§èi víi xe t¶i = 1,25 1,4): Chän = 1,3 L: ChiÒu dµi tæng qu¸t cña bé nhÝp: L = 150cm E: M« ®un ®µn håi: E = 2,1. 106 KG/ cm2 C : §é cøng cña bé nhÝp ®­îc tÝnh theo c«ng thøc C= Trong ®ã: f : §é vâng tÜnh khi xe ®Çy t¶i chän f = 120mm = 12cm. Z : T¶i träng t¸c dông lªn bé nhÝp ®­îc tÝnh nh­ sau Z=- träng l­îng cÇu tr­íc - träng l­îng b¸nh xe Trong ®ã: G1: Träng l­îng ph©n bè ë cÇu tr­íc khi ®Çy t¶i G1 = 28370 N= 2892 KG Bá qua träng l­îng cña cÇu tr­íc vµ träng l­îng cña b¸nh xe. Tõ ®ã ta sÏ tÝnh ®­îc Z=2892:2 = 1441 KG VËy ®é cøng cña bé nhÝp lµ C==120,49 KG/cm M«men qu¸n tÝnh tæng céng =3,414 cm4 2.3.2 X¸c ®Þnh tiÕt diÖn cña c¸c l¸ nhÝp C¸c gi¶ thiÕt khi thiÕt kÕ tiÕt diÖn cña l¸ nhÝp -Tæng ®¹i sè m« men qu¸n tÝnh cña c¸c l¸ nhÝp b»ng m« men qu¸n tÝnh tæng céng cña bé nhÝp. - Sè l¸ nhÝp (n) chän trong giíi h¹n sau: §èi víi xe t¶i (6 14) l¸: Ta chän n = 7 (l¸) -Tû lÖ gi÷a bÒ réng (b) vµ chiÒu cao (h) chän trong giíi h¹n . ta sÏ chän => h = 0,928 mm 2.3.3 X¸c ®Þnh chiÒu dµi tõng l¸ nhÝp ChiÒu dµi cña mçi l¸ nhÝp ®­îc tÝnh chän sao cho biÓu ®å ph©n bè øng suÊt cña nã lµ hîp lý nhÊt. HÖ sè ph©n bè øng suÊt () ®­îc theo kinh nghiÖm. §èi víi bé nhÝp cã hai l¸ trªn cïng dµi b»ng nhau th× hÖ sè ph©n bè øng suÊt ®­îc chän nh­ sau. L¸ 1 vµ 2 1 = 2 = 0,6 0,8 ; l¸ 3 3 = 0,91;c¸c l¸ kh¸c = 1 TÝnh chän chiÒu dµi c¸c l¸ nhÝp khi ta ®· biÕt ®­îc chiÒu dµi l¸ nhÝp c¸i vµ hÖ sè ph©n bè øng suÊt. Do thiÕt kÕ bé nhÝp cã hai l¸ trªn cïng dµi b»ng nhau (L1 = L2) cho nªn chóng ta b¾t ®Çu tÝnh tõ l¸ nhÝp thø (3) Theo s¬ ®å trªn ta cã: l1= - 0,5d = - 5 = 80 (cm) d: ®­êng kÝnh cña dÇm cÇu tr­íc (kho¶ng c¸ch gi÷a hai quang nhÝp) d = 10cm. Ta cã: øng suÊt t¹i vÞ trÝ x cña l¸ nhÝp sè 1 = = => l2 = l1 - V× bé nhÝp cã 2 l¸ nhÝp trªn cïng b»ng nhau l1=l2nªn l 3 = l1 - a. X¸c ®Þnh chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 3 (L3) ¸p dông c«ng thøc: l 3 = l1 - Trong ®ã: h1, h2: lµ chiÒu dµy cña l¸ thø nhÊt vµ l¸ thø hai ( v× ®é dµy cña c¸c l¸ nhÝp chän b»ng nhau, do ®ã h1 = h2 = h ) W1: M« men chèng uèn cña l¸ nhÝp: W1 = P1: Lùc t¸c dông lªn ®Çu l¸ nhÝp chÝnh : P1 = 1 : øng suÊt cña l¸ nhÝp ®­îc tÝnh nh­ sau: = Trong ®ã: hci: Kho¶ng c¸ch tõ ®­êng trung hoµ cña tiÕt diÖn ng¨n mçi l¸ nhÝp ®Õn tiÕt diÖn: lµ h×nh ch÷ nhËt thÞ hci = hi/2. K: HÖ sè ¶nh h­ëng cña l¸ nhÝp cuèi cïng ®Õn sù ph©n chia kh«ng ®Òu øng suÊt cho c¸c l¸ nhÝp kh¸c, c«ng thøc kinh nghiÖm tÝnh (K) nh­ sau: K = ( 1 - ) x Jn: M« men qu¸n tÝnh l¸ cuèi cïng: Jn = 0: HÖ sè xÐt ®Õn sù gia t¨ng øng suÊt trong l¸ nhÝp cuèi cïng th­êng lÊy = (1,21,3); chän = 1,2 Tõ c«ng thøc trªn ta tÝnh ®­îc : k = n: sè l¸ nhÝp trong mét bé n = 7 ⇒ k = 0,967 Thay sè vµo ta sÏ tÝnh ®­îc : l 3 = l1 - = 80 - = 65,6 (cm) Ta chän l3 = 70 VËy chiÒu dµi nhÝp thø 3 lµ : L3 = 70x2+10 =150(cm) b. X¸c ®Þnh chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 4. ¸p dông c«ng thøc l4= l3 - X3 Víi X3 = trong dã = .(1- ) TÝnh = . (1-) = .() = 0,984 X3 = = 10,66(cm) l4 = l3 - X3 = 59,34(cm) Chän l4= 60 (cm) VËy chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 4 lµ: L4 = 60x2+10 = 130(cm) c. X¸c ®Þnh chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 5 (L5) ¸p dông c«ng thøc: l5 = l4 - X4 Víi : X4 = ; = - . TÝnh : = - . = 0,979 X4 = = 11,47(cm) l5 = l4 - 11,47 = 60 - 11,47 = 48,53(cm) Chän l5 = 50(cm) VËy L5= 50x2+10=110(cm) d. X¸c ®Þnh chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 6 (L6) ¸p dông c«ng thøc: l6 = l5 - X5 Víi X5= ; = - . TÝnh : = -.= 0,97 X5 = = 11,84(cm) l6 = l5 - X5 = 38,16(cm) Chän l6 = 40(cm) VËy L6= 40 x 2 + 10 = 90(cm) e. X¸c ®Þnh chiÒu dµi cña l¸ nhÝp thø 7 (L7) ¸p dông c«ng thøc: l7 = l6 - X6 Víi X6 = ; = - . TÝnh : = - .= 1,01 X4 = = 11,7 (cm) l7 = 40 - 11,7 = 28,3(cm) LÊy l7 = 30(cm) VËy L7 = 30 x 2 + 10 = 70 (cm) B.ThiÕt kÕ phÇn tö dÉn h­íng vµ ®µn håi lo¹i nhÝp treo sau 2.3.4 X¸c ®Þnh m« men qu¸n tÝnh tæng céng () Theo xe thiÕt kÕ ta chän bé nhÝp lµ lo¹i nöa ªlÝp ®èi xøng víi nhau: ¸p dông c«ng thøc: J= Trong ®ã: : HÖ sè biÕn d¹ng cña nhÝp (§èi víi xe t¶i = 1,25 1,4): Chän = 1,3 L: ChiÒu dµi tæng qu¸t cña bé nhÝp: L = 130cm E: M« ®un ®µn håi: E = 2,1. 106 KG/ cm2 C : §é cøng cña bé nhÝp ®­îc tÝnh theo c«ng thøc C= Trong ®ã: f : §é vâng tÜnh khi xe ®Çy t¶i chän f = 120mm = 12cm. Z : T¶i träng t¸c dông lªn bé nhÝp ®­îc tÝnh nh­ sau Z=- träng l­îng cÇu tr­íc - träng l­îng b¸nh xe Trong ®ã: G1: Träng l­îng ph©n bè ë cÇu sau khi ®Çy t¶i G1 = 29920 N= 3050 KG Bá qua träng l­îng cña cÇu tr­íc vµ träng l­îng cña b¸nh xe. Tõ ®ã ta sÏ tÝnh ®­îc Z=1525 KG VËy ®é cøng cña bé nhÝp lµ Cs==127,08 KG/cm = = 3,6 cm4 2.3.5 X¸c ®Þnh tiÕt diÖn cña c¸c l¸ nhÝp C¸c gi¶ thiÕt khi thiÕt kÕ tiÕt diÖn cña l¸ nhÝp -Tæng ®¹i sè m« men qu¸n tÝnh cña c¸c l¸ nhÝp b»ng m« men qu¸n tÝnh tæng céng cña bé nhÝp. - Sè l¸ nhÝp (n) chän trong giíi h¹n sau: §èi víi xe t¶i (6 14) l¸: Ta chän n = 9 (l¸) -Tû lÖ gi÷a bÒ réng (b) vµ chiÒu cao (h) chän trong giíi h¹n . ta sÏ chän => h = 0,7222 mm 2.3.6 X¸c ®Þnh chiÒu dµi cña c¸c l¸ nhÝp ChiÒu dµi cña mçi l¸ nhÝp ®­îc tÝnh chän sao cho biÓu ®å ph©n bè øng suÊt cña nã lµ hîp lý nhÊt. HÖ sè ph©n bè øng suÊt () ®­îc theo kinh nghiÖm. §èi víi bé nhÝp cã hai l¸ trªn cïng dµi b»ng nhau th× hÖ sè ph©n bè øng suÊt ®­îc chän nh­ sau. L¸ 1 vµ 2 1 = 2 = 0,6 0,8 lÊy1 = 2 = 0,65 ; l¸ 3 3 = 0,91 lÊy3 = 0,95;c¸c l¸ kh¸c = 1 TÝnh chän chiÒu dµi c¸c l¸ nhÝp khi ta ®· biÕt ®­îc chiÒu dµi l¸ nhÝp c¸i vµ hÖ sè ph©n bè øng suÊt. Do thiÕt kÕ bé nhÝp cã hai l¸ trªn cïng dµi b»ng nhau (L1 = L2) cho nªn chóng ta b¾t ®Çu tÝnh tõ l¸ nhÝp thø (3) Theo s¬ ®å trªn ta cã: l1= - 0,5d = - 0,5.16 = 83 (cm)=> lÊy l1 = 85 cm d: ®­êng kÝnh cña dÇm cÇu sau + quang nhÝp d = 16 cm. Ta cã: øng suÊt t¹i vÞ trÝ x cña l¸ nhÝp sè 1 = = => l2 = l1 - V× bé nhÝp cã 2 l¸ nhÝp trªn cïng b»ng nhau l1=l2nªn l 3 = l1 - a. X¸c ®Þnh chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 3 (L3) ap dông c«ng thøc: l 3 = l1 - Trong ®ã: h1; h2: lµ chiÒu dµy cña l¸ thø nhÊt vµ l¸ thø hai ( v× ®é dµy cña c¸c l¸ nhÝp chän b»ng nhau, do ®ã h1 = h2 = h ) W1: M« men chèng uèn cña l¸ nhÝp: W1 = P1: Lùc t¸c dông lªn ®Çu l¸ nhÝp chÝnh : P1 = 1 : øng suÊt cña l¸ nhÝp ®­îc tÝnh nh­ sau: = Trong ®ã: hci: Kho¶ng c¸ch tõ ®­êng trung hoµ cña tiÕt diÖn ng¨n mçi l¸ nhÝp ®Õn tiÕt diÖn: lµ h×nh ch÷ nhËt thÞ hci = hi/2. K: HÖ sè ¶nh h­ëng cña l¸ nhÝp cuèi cïng ®Õn sù ph©n chia kh«ng ®Òu øng suÊt cho c¸c l¸ nhÝp kh¸c, c«ng thøc kinh nghiÖm tÝnh (K) nh­ sau: K = ( 1 - ) x Jn: M« men qu¸n tÝnh l¸ cuèi cïng: Jn = 0: HÖ sè xÐt ®Õn sù gia t¨ng øng suÊt trong l¸ nhÝp cuèi cïng th­êng, lÊy = (1,21,3); chän = 1,2 Tõ c«ng thøc trªn ta tÝnh ®­îc : k = n: sè l¸ nhÝp trong mét bé n = 9 ⇒ k = 0,975 Thay sè vµo ta sÏ tÝnh ®­îc : l 3 = l1 - = 85 - = 73,03 (cm) Ta chän l3 = 75 VËy chiÒu dµi nhÝp thø 3 lµ : L3 = 75 x 2 + 16 = 166 (cm ) b. X¸c ®Þnh chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 4. ¸p dông c«ng thøc l4= l3 - X3 Víi X3 = trong ®ã = .(1- ) TÝnh = . (1-) = .() = 1,011 X3 = = 8,652 (cm) l4 = l3 - X3 = 66,347(cm) Chän l4= 67 (cm) VËy chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 4 lµ: L4 = 67x2+16 = 150(cm) c. X¸c ®Þnh chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 5 (L5) ¸p dông c«ng thøc: l5 = l4 -X4 Víi X4 = ; = - . TÝnh : = - . = 0,983 X4 = = 9,265(cm) l5 = l4 - 11,47 = 67 - 9,265 = 57,7(cm) Chän l5 = 58(cm) VËy L5= 58 x 2 + 16 = 132(cm) d. X¸c ®Þnh chiÒu dµi l¸ nhÝp thø 6 (L6) ¸p dông c«ng thøc: l6 = l5 - X5 Víi X5= ; = - . TÝnh : = -.= 0,995 X5 = = 9,312(cm) l6 = l5 - X5 = 48,6(cm) Chän l6 = 49(cm) VËy L6= 49 x 2 + 16 = 114(cm) e. X¸c ®Þnh chiÒu dµi cña l¸ nhÝp thø 7 (L7) ¸p dông c«ng thøc: l7 = l6 - X6 Víi X6 = ; = - . TÝnh : = - .= 0,993 X6 = = 9,37 (cm) l7 = 49 - 9,37 = 39,6(cm) LÊy l7 = 40 (cm) VËy L7 = 40 x 2 + 16 = 96 (cm) f. X¸c ®Þnh chiÒu dµi cña l¸ nhÝp thø 8 (L8) ¸p dông c«ng thøc: l8 = l7 - X7 Víi X7 = ; = - . TÝnh : = - .= 0,99 X7 = = 9,47 (cm) L8 = 40 - 9,47 = 30,52(cm) LÊy l8 = 31 (cm) VËy L8 = 31 x 2 + 16 = 78 (cm) g. X¸c ®Þnh chiÒu dµi cña l¸ nhÝp thø 9 (L9) ¸p dông c«ng thøc: l8 = l7 - X7 Víi X8 = ; = - . TÝnh : = - .= 0,984 X8 = = 9,62 (cm) l8 = 31 - 9,62 = 21,37(cm) LÊy l8 = 22 (cm) VËy L8 =22 x 2 + 16 = 60 (cm) 2.4 TÝnh to¸n kiÓm tra bÒn cña l¸ nhÝp C«ng thøc tÝnh to¸n: Ta cã c«ng thøc x¸c ®Þnh øng suÊt cña bé nhÝp: Trong ®ã: s - øng suÊt bé nhÝp Pmax - t¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn l¸ nhÝp; Khi coi ®­êng ®Æc tÝnh cña l¸ nhÝp lµ tuyÕn tÝnh, ta cã: Víi: Pt - T¶i tÜnh t¸c dông lªn l¸ nhÝp ft' - §é vâng tÜnh cña l¸ nhÝp f®' - §é vâng ®éng cña l¸ nhÝp l - ChiÒu dµi l¸ nhÝp, mm b - ChiÒu réng l¸ nhÝp, mm z - Sè l¸ nhÝp trong bé nhÝp h - ChiÒu dµy l¸ nhÝp, mm Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n vµ kÕt qu¶: 1.TÝnh cho nhÝp tr­íc: + T¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn nhÝp tr­íc: Trong ®ã: N Víi G1 lµ träng l­îng phÇn treo ph©n bè lªn cÇu tr­íc, theo b¶ng th«ng sè ®Çu vµo, ta cã: G1 = 2360.9,81 N f't1 = 115,758 mm f'®1 = 138,91 mm Thay c¸c sè vµo c«ng thøc trªn, ta tÝnh ®­îc t¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn nhÝp tr­íc: N + øng suÊt cña bé nhÝp tr­íc: Víi l1 = 1500 mm, b1 = 65 mm, z1 = 10, h1 =10 mm, ta cã: N/mm2 2.TÝnh cho nhÝp sau: + T¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn nhÝp sau: Trong ®ã: N Víi G1 lµ träng l­îng phÇn treo ph©n bè lªn cÇu sau, theo b¶ng th«ng sè ®Çu vµo, ta cã: G2 = 2560.9,81 N f't2 = 118,46 mm f'®2 = 142,15 mm Thay c¸c sè vµo c«ng thøc trªn, ta tÝnh ®­îc t¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn nhÝp sau: N + øng suÊt cña bé nhÝp sau: Víi l2 = 1500 mm, b2 = 65 mm, z2 = 9, h2 =11 mm, ta cã: N/mm2 Sau khi tÝnh ®­îc øng suÊt trªn nhÝp tr­íc vµ nhÝp sau, so s¸nh víi giíi h¹n bÒn cña vËt liÖu lµm nhÝp, ta thÊy: s1 vµ s2 ®Òu n»m trong giíi h¹n bÒn cña vËt liÖu chÕ t¹o nhÝp do ®ã, nhÝp lu«n ®¶m b¶o bÒn trong mäi ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng cña xe. 2.5 ThiÕt kÕ tÝnh to¸n gi¶m chÊn Bé phËn gi¶m chÊn cña hÖ thèng treo « t« th­êng lµ c¸c gi¶m chÊn thuû lùc (cã thÓ lµ gi¶m chÊn èng hoÆc gi¶m chÊn ®ßn). TÝnh to¸n thiÕt kÕ gi¶m chÊn lµ x¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña gi¶m chÊn, x¸c ®Þnh c¸c tiÕt diÖn cña lç tiÕt l­u dÇu vµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña van th«ng vµ van gi¶m t¶i. Sau khi ®· x¸c ®Þnh ®­îc c¸c th«ng sè cña gi¶m chÊn tiÕn hµnh x©y dùng ®­êng ®Æc tÝnh cña gi¶m chÊn vµ kiÓm tra sù lµm viÖc cña gi¶m chÊn theo chÕ ®é nhiÖt. Th«ng sè ban ®Çu ®Ó thiÕt kÕ gi¶m chÊn lµ hÖ sè d¹p t¾t dao ®éng h0 cña khèi l­îng phÇn treo. a. X¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña gi¶m chÊn. ThiÕt kÕ gi¶m chÊn ®­îc b¾t ®Çu t­ viÖc chän c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña nã. KÝch th­íc c¬ b¶n cña gi¶m chÊn lµ ®­êng kÝnh xi lanh c«ng t¸c dx vµ hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña pÝt t«ng Hp. Hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña pÝt t«ng th­êng ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn bè trÝ chung khi thiÕt kÕ hÖ thèng treo, th«ng th­êng hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña pÝt t«ng nhá h¬n Trong hÖ thèng treo phô thuéc viÖc chän Hp phô thuéc chñ yÕu vµo tæng biÕn d¹ng cña bé phËn ®µn håi. Gi¶m chÊn trong hÖ thèng treo nµy th­êng ®­îc bè trÝ nghiªng mét gãc so víi ®­êng th¼ng cßn hµnh tr×nh pÝt t«ng cña nã th­êng xÊp xØ gÊp hai lÇn hµnh tr×nh pÝt t«ng cña gi¶m chÊn trong hÖ thèng treo ®éc lËp. - Chän ®­êng kÝnh xi lanh c«ng t¸c dx=40(mm). - Hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña pÝt t«ng Hp=200(mm). Theo s¬ ®å chiÒu dµi cña gi¶m chÊn trong hµnh tr×nh nÐn lµ: Ln=Lk+Hp trong ®ã: Lk- ChiÒu dµi kÕt cÊu cña gi¶m chÊn vµ Lk=Li LI - ChiÒu dµi côm i cña gi¶m chÊn. ChiÒu dµi c¸c côm gi¶m chÊn cã thÓ chän nh­ sau: Ly= (0,75¸1,50)dx Chän Ly=1,5.dx= 1,5.40 = 60(mm). Lc= (0,4¸0,9).dx Chän Lc=0,8.dx=0,8.40= 32(mm). Lo=(0,75¸1,10)dx Chän Lo=1,0.dx=1,0.40= 40(mm). Lm=(1,1¸1,5)dx Chän Lm=1,5.dx=1,5.40= 60(mm). VËy Lk=Ly+Lc+Lo+Lm=60+40+32+60=192(mm). Ta cã Ln=Lk+Hp=150+200=392(mm). §­êng kÝnh ®ßn ®Èy pÝt t«ng vµ ®­êng kÝnh c¸c xi lanh ®­îc tÝnh to¸n nh­ sau: dd = (0,4¸0,6)dx Chän dd=0,4.dx= 0,4.40 = 16(mm). d1=1,1dx=1,1.40 = 44(mm). D1= (1,25¸1,50)dx Chän D1=1,35.dx=1,35.40 = 54(mm). D=1,1.D1 = 1,1.50 = 59,4(mm). b. X¸c ®Þnh lç tiÕt l­u dÇu. §Ó tÝnh ®­îc lç tiÕt l­u dÇu cÇn ph¶i x¸c ®Þnh hÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn trong hµnh tr×nh nÐn vµ hµnh tr×nh tr¶. HÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn quy dÉn vÒ b¸nh xe x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: K = h0.M Trong ®ã: K - hÖ sè c¶n quy dÉn vÒ b¸nh xe cña mét gi¶m chÊn. h0 - hÖ sè dËp t¾t dao ®éng cña khèi l­îng phÇn treo. M - khèi l­îng phÇn treo ph©n bè lªn mét gi¶m chÊn. Víi gi¶m chÊn tr­íc: K1 = 2,788 . = 2788(N/m). HÖ sè c¶n cña mét gi¶m chÊn ®­îc x¸c ®Þnh Ka1 =K1. Ka1 =2788.=3717 (N/m). Trong ®ã : Ka1 - hÖ sè c¶n cña mét gi¶m chÊn treo tr­íc. i - tØ sè truyÒn bè trÝ gi¶m chÊn; Chän i = 1. a - gãc nghiªng cña gi¶m chÊn tr­íc so vãi ®­êng th¼ng ®øng; Chän a=300 Chän tû sè gi÷a c¸c hÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn trong hµnh tr×nh tr¶ vµ hµnh tr×nh nÐn. Chän vµ coi hÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè cña gi¶m chÊn trong mçi hµnh tr×nh (N/m). Kat1 = 3.Kan1=3.1858.5= 5576 (N/m). VËn tèc tÝnh to¸n cña gi¶m chÊn Vp=(0,2¸0,3) m/s. Chän Vp= 0,25 (m/s). X¸c ®Þnh tiÕt diÖn lç tiÕt l­u dÇu cña gi¶m chÊn. S Trong ®ã: S - tiÕt diÖn lç tiÕt l­u dÇu cña gi¶m chÇn. m0 - hÖ sè l­u l­îng m0=0,60¸0,75, chän m0=0,65 g-träng l­îng riªng cña dÇu G/cm3 q- ¸p suÊt dÇu KG/cm2 g- gia tèc träng tr­êng g=981cm/s2 Q- l­u l­îng dÇu qua c¸c lç tiÕt l­u cña gi¶m chÊn cm3/s. - Trong hµnh tr×nh nÐn. Q = Qn = Fd.Vp Qn- l­u l­îng dÇu ë hµnh tr×nh nÐn. Fd- diÖn tÝch ®ßn bÈy pÝt t«ng. Fd=p. Q = 2,0096 . 25 = 50,24 (cm3/s). q = qn= (KG/cm2) qn- ¸p suÊt dÇu ë khoang trªn hoÆc khoang d­íi pÝt t«ng gi¶m chÊn trong hµnh tr×nh nÐn. Kan- hÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn trong hµnh tr×nh nÐn. VËy S= (cm2) - Trong hµnh tr×nh tr¶. Q = Qt= (Fp- Fd).Vp Trong ®ã : Qt- l­u l­îng dÇu ë hµnh tr×nh tr¶. Fp- diÖn tÝch pÝt t«ng Fp=p Q = (12,56-2,0096).25 = 211,12(cm3/s) q = qt=(KG/cm2) qt- ¸p suÊt dÇu ë khoang trªn pÝt t«ng gi¶m chÊn trong hµnh tr×nh tr¶. Kat- hÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn trong hµnh tr×nh tr¶. VËy S = (cm2) c. X¸c ®Þnh kÝch th­íc van th«ng. Theo ph­¬ng tr×nh BÐcnuli trong c¬ häc chÊt láng: Ph­¬ng tr×nh BÐcnuli cho dßng chÊt láng thùc kh«ng nÐn ®­îc, lùc khèi lµ träng lùc h­íng lªn trªn. Trong ®ã: z1,2: ®é cao h×nh häc cña chÊt láng (m). p1,2: ¸p suÊt (N). : Träng l­îng riªng cña chÊt láng, =870 (KG/m3). v1,2: vËn tèc trung b×nh dßng ch¶y t¹i mÆt c¾t thµnh xy lanh vµ t¹i mÆt c¾t cña van th«ng qua (m/s). g: gia tèc träng tr­êng, g = 9,81 (m/s2). 1,2: hÖ sè hiÖu chØnh ®éng n¨ng, phô thuéc vµo chÕ ®é ch¶y víi = 2 ch¶y tÇng, cßn = 1 th× ch¶y rèi. hw1_2: tæn thÊt n¨ng l­îng trung b×nh (thÕ n¨ng) däc theo dßng ch¶y. T¹i mÆt c¾t cña thµnh xy lanh th× vËn tèc dßng ch¶y lµ vËn tèc t­¬ng ®èi cña xy lanh vµ pÝt t«ng. T¹i mÆt c¾t cña van th«ng qua vËn tèc dßng ch¶y lµ vËn tèc dßng chÊt láng t¹i ®Çu ra cña lç van. HiÖu ®é cao h×nh häc Dz gi÷a hai mÆt c¾t lµ rÊt nhá (b»ng chiÒu cao lç) nªn bá qua ®¹i l­îng nµy khi tÝnh to¸n. ChÊt láng chuyÓn ®éng trong lç van ë chÕ ®é ch¶y rèi do ®ã hÖ sè = 1. Tæn thÊt n¨ng l­îng trung b×nh däc theo dßng ch¶y hw1_2 chÝnh lµ ®¹i l­îng biÕn n¨ng l­îng chuyÓn ®éng cña dßng chÊt láng thµnh nhiÖt n¨ng do ma s¸t cña chÊt láng víi lç van, chÊt láng víi chÊt láng, chÊt láng víi thµnh xy lanh.V× vËy khi tÝnh to¸n gi¶m chÊn, tæn thÊt n¨ng l­îng sÏ ®­îc ®Æc tr­ng bëi hÖ sè dËp t¾t dao ®éng cña gi¶m chÊn, nghÜa lµ vÕ ph¶i cña ch­¬ng tr×nh BÐcnuli sÏ kh«ng cã ®¹i l­îng hw1_2 mµ thay vµo ®ã lµ hÖ sè dËp t¾t t­¬ng ®èi y, theo phÇn trªn th× y = 0,25. VËy ph­¬ng tr×nh BÐcnuli ®­îc tÝnh nh­ sau: Do v1 rÊt nhá nªn ta cã thÓ bá qua, khi ®ã vËn tèc chÊt láng qua van ®­îc tÝnh xÊp xØ theo biÓu thøc sau: L­u l­îng chÊt láng qua van trong mét ®¬n vÞ thêi gian ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q = f Trong ®ã: f: tæng diÖn tÝch c¸c lç van th«ng. m: hÖ sè l­u l­îng, m = 0,6 ¸ 0,75 chän m = 0,65. Trong hµnh tr×nh lµm viÖc cña gi¶m chÊn th× l­îng chÊt láng qua c¸c lç van th«ng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Q = Vp Q = 0,25..(0,042 - 0,0162) = 2,6376 . 10-4(m3/s) = 263760 (mm3/s). Khi pÝt t«ng ®i xuèng t¹o sù chªnh ¸p trong xy lanh. Dp = Pn/FP Pn: lùc c¶n sinh ra trong qu¸ tr×nh nÐn. Pn = Kan1 . VP Pn = 1859 . 0,25 = 464,75 (N). Víi FP lµ diÖn tÝch ®×nh pÝt t«ng FP = = VËy Dp = 464,75/1256 = 0,37 (N/mm2). Tæng diÖn tÝch c¸c van th«ng lµ: f = ==12,49 (mm2). d. TÝnh to¸n kiÓm tra sù lµm viÖc cña gi¶m chÊn theo chÕ ®é nhiÖt. C¸c sè liÖu ban ®Çu: - HÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn K. + Hµnh tr×nh nÐn Kn1=1,859 (Ns/mm). + Hµnh tr×nh tr¶ Kt1= 5,576 (Ns/mm). - VËn tèc dÞch chuyÓn cña pÝt t«ng gi¶m chÊn Vp=250(mm). - §­êng kÝnh gi¶m chÊn D = 59,4 (mm). - ChiÒu dµi khoang chøa dÇu cña gi¶m chÊn L=392(mm). - §Ó tÝnh to¸n kiÓm bÒn cho gi¶m chÊn bao gåm: - X¸c ®Þnh c«ng suÊt khuÕch t¸n cña gi¶m chÊn: Nt= (Nm/s). - X¸c ®Þnh nhiÖt nung nãng thµnh gi¶m chÊn (t), c«ng thøc: trong ®ã: t0 : nhiÖt ®é m«i tr­êng ta lÊy t0 = 350 Kt : hÖ sè truyÒn nhiÖt vµo kh«ng khÝ cña thµnh èng gi¶m chÊn. §èi víi gi¶m chÊn thµnh èng trô, hÖ sè truyÒn nhiÖt cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: trong ®ã: Vb: vËn tèc cña dßng kh«ng khÝ cã thÓ lÊy vËn tèc cña dßng kh«ng khÝ b»ng vËn tèc « t«. D: ®­êng kÝnh ngoµi cña thµnh èng gi¶m chÊn D = 59,4 mm. Hay ta cã thÓ chän Kt = 1,16.(50¸70)w/m2 ®é. Chän Kt = 1,16.70 w/m2 ®é. F: diÖn tÝch lµm m¸t cña èng gi¶m chÊn. C«ng thøc: F = p.D.L Thay sè ta cã F = 3,14.59,4.392 = 73000 (mm2) = 0,073 (m2). VËy nhiÖt ®é thµnh èng gi¶m chÊn lµ: N»m trong kho¶ng [t] = 110 ¸ 1200C vËy gi¶m chÊn tr­íc ®¶m b¶o bÒn. ch­¬ng 3 ¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè kÕt cÊu ®Õn dao ®éng « t«. Mäi nghiªn cøu vÒ « t« nãi chung còng nh­ dao ®éng « t« nãi riªng, còng ®Òu h­íng vµo viÖc hoµn thiÖn kÕt cÊu nh»m n©ng cao chÊt l­îng, hiÖu qu¶ sö dông xe. Dao ®éng cña « t« vµ chÊt l­îng cña hÖ thèng treo phô thuéc tr­íc hÕt vµo c¸c th«ng sè kÕt cÊu vµ mèi t­¬ng quan gi÷a chóng. C¸c th«ng sè chñ yÕu cña « t« ®­îc dïng ®Õn khi tÝnh to¸n dao ®éng lµ: §é cøng cña treo. §é cøng cña lèp. Khèi l­îng treo vµ ph©n bè cña nã lªn c¸c cÇu. Khèi l­îng kh«ng treo. HÖ sè c¶n gi¶m chÊn. §Ó cã sù ®¸nh gi¸ t­¬ng ®èi chÝnh x¸c vÒ ¶nh h­ëng cña tÊt c¶ c¸c th«ng sè kÕt cÊu ®Õn dao ®éng « t« vµ ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng, chóng ta cÇn ph¶i cã sù nghiªn cøu mét c¸ch tæng hîp vµ tû mû vÒ mèi quan hÖ gi÷a c¸c th«ng sè ®ã. Mét c¸ch gÇn ®óng, c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu th­êng xem xÐt sù ¶nh h­ëng nµy th«ng qua viÖc thay ®æi c¸c tû sè gi÷a c¸c th«ng sè kÕt cÊu. §èi víi néi dung trong ®å ¸n th× t¸c gi¶ chØ quan t©m nhiÒu ®Õn c¸c th«ng sè cã thÓ thay ®æi nh­: ®é cøng cña treo, hay hÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn, cßn c¸c th«ng sè kh¸c t¸c gi¶ chØ ®­a ra lµ tham kh¶o. ë ®©y chØ giíi h¹n nghiªn cøu mét c¸ch riªng rÏ ¶nh h­ëng cña tõng th«ng sè kÕt cÊu ®Õn dao ®éng « t« mµ cô thÓ lµ ¶nh h­ëng tíi c¸c th«ng sè: - ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng vµ gia tèc th¼ng ®øng cña khèi l­îng treo - ChuyÓn dÞch th¼ng ®øng cña khèi l­îng kh«ng treo. Sù nghiªn cøu ë ®©y chñ yÕu mang tÝnh ®Þnh tÝnh ®Ó lµm c¬ së cho nh÷ng nghiªn cøu s©u h¬n vÒ sau. M« h×nh dïng ®Ó nghiªn cøu lµ m« h×nh “mét phÇn t­ xe”, víi c¸c gi¶ thiÕt vÒ c¬ hÖ vµ kÝch ®éng nh­ sau: - ChØ xÐt dao ®éng cña mét trong 4 b¸nh xe. - XÐt dao ®éng th¼ng ®øng cña khèi l­îng treo vµ kh«ng treo. - Coi dao ®éng cña c¸c phÇn tö trong hÖ lµ tuyÕn tÝnh. - B¸nh xe l¨n kh«ng tr­ît trªn nÒn cøng tuyÖt ®èi vµ lu«n tiÕp xóc víi ®­êng. - Liªn kÕt cña c¬ hÖ lµ liªn kÕt lý t­ëng. M« h×nh “mét phÇn t­ xe” lµ m« h×nh 2 bËc tù do bao gåm khèi l­îng kh«ng treo thay thÕ cho khèi l­îng b¸nh xe vµ c¸c thµnh phÇn liªn kÕt, cßn khèi l­îng treo thay thÕ cho khèi l­îng th©n xe. C¸c chuyÓn ®éng cña chóng theo ph­¬ng th¼ng ®øng cã thÓ biÓu diÔn bëi hai to¹ ®é z vµ x víi gèc theo thø tù t¹i vÞ trÝ c©n b»ng tÜnh cña khèi l­îng treo vµ khèi l­îng kh«ng treo, M lµ khèi l­îng phÇn treo, m lµ khèi l­îng phÇn kh«ng treo, C lµ ®é cøng cña phÇn tö ®µn håi, CL lµ ®é cøng cña lèp xe, K lµ hÖ sè c¶n gi¶m chÊn, KL lµ hÖ sè c¶n cña lèp xe, q biÓu diÔn kÝch ®éng mÆt ®­êng, trong ph¹m vi ®å ¸n, chóng t«i chän q lµ hµm ®iÒu hoµ. Víi c¸c th«ng sè kÕt cÊu cè ®Þnh nh­ ®· ®­îc tÝnh to¸n ®èi víi treo tr­íc cña xe ®· ®­îc tÝnh to¸n ë c¸c phÇn trªn. Sau ®©y sÏ lÇn l­ît xem xÐt sù ¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè kÕt cÊu. 3.1. ¶nh h­ëng cña ®é cøng cña treo Bé phËn chÝnh cña hÖ thèng treo lµ phÇn tö ®µn håi. KÕt cÊu phæ biÕn nhÊt hiÖn nay cña phÇn tö ®µn håi lµ nhÝp l¸, lß xo vµ thanh xo¾n. HiÖn nay trªn mét sè xe ®· sö dông phÇn tö ®µn håi khÝ nÐn. Nh­ ®· nãi ë trªn, chóng ta sö dông ®Æc tÝnh tÇn sè biªn ®é ®Ó ®¸nh gi¸ sù ¶nh h­ëng cña ®é cøng phÇn tö ®µn håi tíi dao ®éng. Trong nghiªn cøu nµy, ®Æc tÝnh tÇn sè biªn ®é ®­îc x©y dùng víi c¸c gi¸ trÞ ®é cøng kh¸c nhau: 154, 184, 214, 244 (N/mm). Tõ c¸c ®å thÞ 3.1.1; 3.1.2; 3.1.3 ta thÊy, khi gi¶m ®é cøng phÇn tö ®µn håi th× nh×n chung sÏ c¶i thiÖn ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng cho xe, v× biªn ®é chuyÓn dÞch th©n xe gi¶m, ®Æc biÖt gi¶m m¹nh ë vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp; ngoµi ra vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp lïi sang tr¸i nªn hiÖn t­îng céng h­ëng (tÇn sè thÊp) chØ xÈy ra ë ®­êng cã b­íc sãng lín. Nh­ vËy x¸c suÊt xuÊt hiÖn nh÷ng dao ®éng nh­ vËy sÏ gi¶m ®i. Còng t­¬ng tù nh­ vËy ®èi víi gia tèc th©n xe. Tuy nhiªn, ®èi víi chuyÓn dÞch b¸nh xe l¹i cã ®iÓm kh¸c. Khi ®é cøng cña treo gi¶m th× biªn ®é chuyÓn dÞch b¸nh xe ë vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp cã gi¶m, nh­ng ë vïng céng h­ëng tÇn sè cao l¹i t¨ng lªn ®¸ng kÓ. CP4 CP3 CP2 CP1 H×nh 3.1.1. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL treo khi CP thay ®æi. CP1 CP2 CP3 CP4 H×nh 3.1.2. §Æc tÝnh TSB§ gia tèc KL treo khi CP thay ®æi. CP4 CP3 CP2 CP1 H×nh 3.1.3. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL kh«ng treo khi CP thay ®æi. 3.2. ¶nh h­ëng cña hÖ sè c¶n gi¶m chÊn Dao ®éng cña « t« ®­îc dËp t¾t bëi c¸c d¹ng ma s¸t kh¸c nhau trong hÖ thèng treo. Th­êng trong hÖ thèng treo, ma s¸t xuÊt hiÖn ë c¸c phÇn tö gi¶m chÊn, phÇn tö ®µn håi hoÆc trong c¸c khíp cña ®ßn treo, dÉn ®éng l¸i vµ lèp xe. Tuy nhiªn, ë ®©y chØ nghiªn cøu sù ¶nh h­ëng cña hÖ sè c¶n gi¶m chÊn ®Õn dao ®éng cña «t«. C¸c ®­êng ®Æc tÝnh tÇn sè biªn ®é nhËn ®­îc khi thay ®æi hÖ sè c¶n gi¶m chÊn nh­ sau: 3,487; 4,487; 5,487; 6,487 (N.s/mm). Tõ c¸c ®å thÞ ta thÊy, khi t¨ng hÖ sè c¶n gi¶m chÊn th× vïng gi÷a céng h­ëng tÇn sè thÊp vµ céng h­ëng tÇn sè cao, chuyÓn dÞch cña th©n xe vµ b¸nh xe t¨ng, ngoµi vïng ®ã, c¸c gi¸ trÞ nµy gi¶m. §èi víi gia tèc th©n xe còng t­¬ng tù nh­ chuyÓn dÞch nh­ng vïng ngoµi céng h­ëng tÇn sè cao, gi¸ trÞ gia tèc th©n xe còng t¨ng. K4 K3 K2 K1 H×nh 3.2.1. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL treo khi K thay ®æi. K3 K4 K2 K1 H×nh 3.2.2. §Æc tÝnh TSB§ gia tèc KL treo khi K thay ®æi. K4 K3 K2 K1 H×nh 3.2.3. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL kh«ng treo khi K thay ®æi. 3.3. ¶nh h­ëng cña ®é cøng cña lèp Lèp « t« cã tÝnh chÊt ®µn håi theo c¶ c¸c h­íng: h­íng kÝnh, h­íng tiÕp tuyÕn, h­íng ngang. ë ®©y, ta chØ nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña ®é cøng h­íng kÝnh cña lèp xe tíi dao ®éng «t«. Sau ®©y sÏ nghiªn cøu sù ¶nh h­ëng nµy khi «t« chuyÓn ®éng trªn ®­êng cã mÊp m« mµ chiÒu dµi lín h¬n vÕt tiÕp xóc cña b¸nh xe trªn mÆt ®­êng. Khi nghiªn cøu, ta cho ®é cøng lèp xe biÕn thiªn nh­ sau: 580, 630, 680, 730 (N/mm). Tõ c¸c ®å thÞ 3.3.1; 3.3.2; 3.3.3 ta thÊy khi gi¶m ®é cøng lèp xe th× lµm t¨ng chuyÓn dÞch th©n xe vµ b¸nh xe ë vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp, nh­ng l¹i lµm gi¶m ®¸ng kÓ c¸c gi¸ trÞ ®ã ë vïng céng h­ëng tÇn sè cao. §èi víi ®­êng ®Æc tÝnh tÇn sè biªn ®é gia tèc th©n xe th× ¶nh h­ëng ®ã còng t­¬ng tù. Tuy nhiªn ë vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp, khi gi¶m ®é cøng lèp xe th× gia tèc t¨ng Ýt. V× vËy gi¶m ®é cøng lèp xe sÏ c¶i thiÖn ®é ªm dÞu cña « t«. H×nh 3.3.1. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL treo khi CL thay ®æi. Cl1 Cl2 Cl3 Cl4 H×nh 3.3.2. §Æc tÝnh TSB§ gia tèc KL treo khi CL thay ®æi. Cl1 Cl2 Cl3 Cl4 H×nh 3.3.3. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL kh«ng treo khi CL thay ®æi. 3.4. ¶nh h­ëng cña khèi l­îng treo Mét trong nh÷ng ®Æc ®iÓm quan träng cña th«ng sè khèi l­îng phÇn treo lµ nã lu«n thay ®æi vµ thay ®æi nhiÒu trong qu¸ tr×nh sö dông. V× vËy mµ nghiªn cøu sù ¶nh h­ëng cña nã tíi ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng lµ rÊt cã ý nghÜa thùc tiÔn. ë ®©y chñ yÕu tËp trung nghiªn cøu sù ¶nh h­ëng cña khèi l­îng treo mµ ch­a tÝnh tíi sù ph©n bè cña nã. Khi nghiªn cøu, ta x©y dùng ®Æc tÝnh TSB§ víi c¸c träng l­îng phÇn treo kh¸c nhau: 12140, 13140, 14140, 15140 (N). Tõ c¸c ®å thÞ 3.4.1; 3.4.2; 3.4.3 ta thÊy khi t¨ng khèi l­îng treo th× biªn ®é chuyÓn dÞch th©n xe ë vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp t¨ng lªn, cßn c¸c vïng kh¸c th× gi¶m xuèng, tÇn sè céng h­ëng thÊp lïi sang tr¸i. §èi víi chuyÓn dÞch b¸nh xe th× sù ¶nh h­ëng lµ nhá. Khi t¨ng khèi l­îng treo th× gia tèc th©n xe ë tÊt c¶ c¸c vïng tÇn sè ®Òu gi¶m, ngoµi ra vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp sÏ lïi sang tr¸i. M1 M2 M3 M4 H×nh 3.4.1. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL treo khi M thay ®æi. M4 M3 M2 M1 H×nh 3.4.2. §Æc tÝnh TSB§ gia tèc KL treo khi M thay ®æi. M3 M2 M1 M4 H×nh 3.4.3. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL kh«ng treo khi M thay ®æi. 3.5. ¶nh h­ëng cña khèi l­îng kh«ng treo Khèi l­îng phÇn kh«ng treo cña «t« thay ®æi trong mét ph¹m vi réng tuú theo lo¹i phÇn tö ®µn håi cña treo, lo¹i vµ kÕt cÊu cña c¬ cÊu h­íng cña treo, lo¹i vµ kÕt cÊu còng nh­ c«ng nghÖ chÕ t¹o vµ vËt liÖu cña truyÒn lùc chÝnh, khèi l­îng cña c¬ cÊu phanh b¸nh xe. ë ®©y ®­a ra c¸c ®Æc tÝnh tÇn sè biªn ®é khi träng l­îng kh«ng treo thay ®æi: 2329,9; 2629,9; 2929,9; 3229,9 (N). Tõ ®å thÞ ta thÊy khi gi¶m khèi l­îng kh«ng treo th× chuyÓn dÞch th©n xe ë vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp gi¶m xuèng, ë vïng céng h­ëng tÇn sè cao t¨ng lªn nh­ng tÇn sè céng h­ëng cao l¹i tiÕn sang ph¶i. Khi gi¶m khèi l­îng kh«ng treo th× gia tèc th©n xe gi¶m nhiÒu ë vïng céng h­ëng tÇn sè thÊp, cßn vïng céng h­ëng tÇn sè cao cã t¨ng nh­ng kh«ng ®¸ng kÓ. §èi víi chuyÓn dÞch b¸nh xe, ¶nh h­ëng nµy còng t­¬ng tù nh­ ®èi víi gia tèc th©n xe. m1 m2 m3 m4 H×nh 3.5.1. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL treo khi m thay ®æi. m1 m2 m3 m4 H×nh 3.5.2. §Æc tÝnh TSB§ gia tèc KL treo khi m thay ®æi. m1 m2 m3 m4 H×nh 3.5.3. §Æc tÝnh TSB§ chuyÓn dÞch KL kh«ng treo khi m thay ®æi. Nh­ tõ ®Çu ®· nãi, viÖc nghiªn cøu sù ¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè kÕt cÊu ®Õn dao ®éng « t« tr×nh bµy trong ch­¬ng nµy chØ mang tÝnh ®Þnh tÝnh lµ chñ yÕu. C¸c kÕt qu¶ ®· ®­îc chØ ra trong ch­¬ng nµy nh»m cung cÊp cho ng­êi nghiªn cøu vÒ dao ®éng « t« hiÓu thªm vÒ sù ®a d¹ng vµ tÝnh phøc t¹p trong sù ¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè kÕt cÊu « t«. Vµ qua ®ã g¾ng víi néi dung cña ®Ò tµi lµ thiÕt kÕ hÖ thèng treo th× viÖc thay ®æi c¸c th«ng sè nh­: ®é cøng treo hay hÖ sè c¶n cña gi¶m chÊn còng thÓ hiÖn ®­îc viÖc tÝnh c¸c th«ng sè trªn trong néi dung ®Ò tµi lµ ph­¬ng ¸n hîp lý vµ ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu mµ hÖ thèng treo ®Ò ra. Tõ ®ã lµm c¬ së cho nh÷ng nghiªn cøu sau nµy ®Ó ®¹t ®­îc môc ®Ých hoµn thiÖn h¬n n÷a vÒ kÕt cÊu nh»m n©ng cao ®é ªm dÞu vµ an toµn chuyÓn ®éng nãi riªng vµ n©ng cao chÊt l­îng, hiÖu qu¶ thiÕt kÕ, khai th¸c vµ sö dông xe nãi chung. KÕt LuËn HÖ thèng treo lµ mét bé phËn quan träng cña xe, chÊt l­îng cña hÖ thèng treo ¶nh h­ëng lín ®Õn chÊt l­îng ho¹t ®éng cña xe v× nã ph¶i ®¶m b¶o kh¶ n¨ng ªm dÞu cho ng­êi vµ trang bÞ trªn xe khi xe ®i trªn c¸c lo¹i ®­êng kh«ng b»ng ph¼ng. Nh­ vËy hÖ thèng treo ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn chÊt l­îng ho¹t ®éng cña xe. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ chÕ t¹o xe, hÖ thèng treo cña xe ®ang dÇn dÇn hoµn thiÖn trªn c¬ së hÖ thèng treo cña c¸c xe ®· s¶n xuÊt tõ tr­íc, ®Ó tho¶ m·n yªu cÇu ngµy cµng cao trong chuyÓn ®éng cña xe vÒ tèc ®é, ®é tin cËy, tÝnh ªm dÞu.Tuy nhiªn trªn ®Êt n­íc ta cßn sö dông nhiÒu lo¹i xe cña Liªn X« (tr­íc ®©y) vµ mét sè n­íc XHCN. Trong ®ã hÖ thèng treo phô thuéc víi phÇn tö ®µn håi lµ nhÝp ®­îc sö dông phæ biÕn. Qua nghiªn cøu vµ tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng treo phô thuéc dïng nhÝp, chóng ta biÕt r»ng mÆc dï cßn mét sè nh­îc ®iÓm nh­ng lo¹i hÖ thèng treo nµy còng cã nhiÒu ­u ®iÓm nh­: chÕ t¹o ®¬n gi¶n, gi¸ thµnh rÎ, Ýt ph¶i ch¨m sãc vµ b¶o d­ìng lµm viÖc tin cËy, ch¾c ch¾n. Qua qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n do tr×nh ®é b¶n th©n cßn nhiÒu h¹n chÕ, nªn kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt mong ®­îc nhiÒu sù ®ãng gãp cña c¸c ThÇy gi¸o vµ c¸c b¹n ®Ó ®å ¸n ®­îc hoµn thiÖn h¬n. Cuèi cïng t«i xin c¶m ¬n gi¸o viªn h­íng dÉn Vâ Quèc §¹i vµ c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n xe qu©n sù cïng c¸c b¹n trong líp ®· gióp t«i trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n!