Lời nói đầu
Khi ôtô ngày càng hoàn thiện, khi xã hội ngày càng phát triển về mặt văn
hoá, kinh tế và xã hội thì các tiêu chí đánh giá ảnh hởng của dao động cũng
cần đợc xem xét một cách nghiêm túc. Đối với xe tải, ngoài yêu cầu về độ êm
dịu, ngày nay ngời ta buộc phải chú ý đến các tiêu chí khác nh: an toàn hàng
hoá, ảnh hởng của tải trọng động đến đờng (áp lực đờng), và cuối cùng là mức
độ giảm tải trọng và do vậy làm giảm khả năng truyền lực khi tăng tốc và khi
phanh.Trong vận tải ôtô máy kéo, ngời lái là ngời quyết định chủ yếu cho an
toàn chuyển động và mọi chỉ tiêu Ôtô máy kéo dùng trong kinh tế kỹ thuật
khác. Nếu dao động của xe mà nằm ngoài phạm vi dao động cho phép
(80ữ120 lần/phút) thì sẽ làm tăng lỗi điều khiển của ngời lái, gây ra hàng loạt
những nguy hiểm đến tính mạng của con ngời và hàng hoá.
Khi ôtô chạy trên đờng không bằng phẳng thờng phát sinh dao động.
Những dao động này thờng ảnh hởng xấu tới hàng hoá, tuổi thọ của xe và đặc
biệt ảnh hởng ngời lái và hành khách ngồi trên xe. Ngời ta cũng tổng kết
rằng, những ôtô chạy trên đờng xấu, ghồ ghề so với ôtô chạy trên đờng tốt,
bằng phẳng thì tốc độ trung bình giảm 40ữ50%, quãng đờng chạy giữa hai
chu kỳ đại tu giảm từ 35ữ40%, năng suất vận chuyển giảm từ 35ữ40%.
Điều đặc biệt nguy hiểm của dao động là nếu con ngời chịu lâu trong tình
trạng xe bị rung, xóc nhiều sẽ gây mệt mỏi. Một số nghiên cứu gần đây về dao
động và ảnh hởng của nó tới sức khoẻ con ngời đều đi tới kết luận: Nếu con
ngời bị ảnh hởng một cách thờng xuyên của dao động thì sẽ mắc phải bệnh
thần kinh và não.
ở những nớc phát triển, dao động của ôtô đợc quan tâm đặc biệt. Dao động
của xe đợc nghiên cứu đa về mức tối u làm giảm đến mức thấp nhất những tác
hại của nó đến con ngời đồng thời làm tăng tuổi thọ của xe cũng nh các bộ
phận đợc treo.
ở nớc ta hiện nay, công nghệ sản xuất xe hơi cũng không ngừng đợc cải
tiến với sự trợ giúp về khoa học kỹ thuật của các nớc tiên tiến. Ngành xản suất
xe hơi đã từng bớc trở thành mũi nhọn của nền kinh tế, đa đất nớc ngày càng
vững bớc đi lên Chủ Nghĩa Xã Hội. Tuy nhiên nền kinh tế Việt Nam vẫn còn

Có kích thớc và kết cấu hợp lý đảm bảo tính an toàn khi chuyển động.
Hệ thống lái thay đổi theo xu hớng làm nhẹ lực đặt lên vành lái, sử
dụng thuận lợi dễ dàng mà vẫn đảm bảo khả năng điều khiển xe chính xác
nhanh chóng
Kết cấu của xe (khoảng sáng gầm xe, kích thớc cơ sở, ) phải đảm bảo
để xe có thể di chuyển trong những địa hình phức tạp.
Lốp phải có kết cấu đặc biệt để tăng khả năng bám của xe.
Hệ thống truyền lực của xe phải có độ cứng vững và độ bền cao đảm
bảo xe có thể làm việc liên tục trong điều kiện khắc nghiệt.
1.2. Yêu cầu thiết kế
Nhiệm vụ của hệ thống treo:
Nối mềm giữa phần đợc treo và phần không đợc treo.
3
Tạo điều kiện cho bánh xe chuyển động tơng đối theo phơng thẳng đứng
đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động êm dịu, hạn chế tới mức
có trể chấp nhận đợc những chuyển động không mong muốn có khác của bánh
xe (Lắc ngang, lắc dọc).
Truyền lực và mômen giữa bánh xe và khung xe : bao gồm lực thẳng
đứng (tải trọng, phản lực), lực dọc (lực kéo, lực phanh, lực đẩy), lực bên (lực
ly tâm, lực gió), mômen chủ động, mômen phanh.
Để thực hiện đợc điều này hệ thống treo đợc thiết kế cần phải đảm bảo:
Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ
thuật của xe đó là xe có thể chạy trên địa hình phức tạp.
Bánh xe có khả năng dịch chuyển trong một giới hạn không gian hạn
chế.
Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý, thoả mãn mục đích chinhs
của hệ thống treo là làm mềm theo phơng thẳng đứng nhng không phá hỏng
các quan hệ động lực học và động học bánh xe.
Không gây lên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ xe.
Độ võng tĩnh phải nằm trong giới hạn đủ đảm bảo các tần số dao động

giảm chấn.
5
Nhiệm vụ chính của bộ phận đàn hồi là tiếp nhận và truyền lực thẳng đứng
từ đờng lên khung xe, giảm tải trọng động và đảm bảo độ êm dịu cho ôtô khi
chuyển động trên những loại đờng khác nhau.
Bộ phận đàn hồi của xe tải thờng sử dụng các loại sau:
+ Loại lò xo trụ
+ Loại khí
+ Loại nhíp.
Nhíp: Nhíp là bộ phận đàn hồi đợc sử dụng rất nhiều trong ôtô. Chức năng
chính của nhíp:
+ Chức năng đàn hồi theo phơng thẳng đứng.
+ Chức năng dẫn hớng: truyền lực dọc, ngang, có thể có cả lực bên.
+ Chức năng giảm chấn đảm nhiệm nhờ giảm chấn, ma sát giữa các lá
nhíp, ma sát trong các lớp cao su.
Mặt khác nhíp có kết cấu đơn giản, chắc chắn, rẻ tiền, việc chế tạo, sửa
chữa, thay thế cũng rất đơn giản.Với những đặc điểm trên chúng em chọn bộ
phận đàn hồi của hệ thống treo là hệ nhíp.
Hệ nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi vừa làm nhiệm vụ dẫn hớng. Bộ phận
dẫn hớng của hệ thống treo có mục đích xác định động học và tính chất dịch
chuyển của các bánh xe tơng đối với khung hay vỏ ôtô và dùng để truyền lực
dọc (lực kéo tiếp tuyến hoặc lực phanh) lực ngang cũng nh các mômen phản
lực và mômem phanh. Bộ phận dẫn hớng phải đảm bảo giữ đợc động học của
bánh xe khi chuyển động, giữ đợc ổn định các góc đặt của bánh xe dẫn hớng.
Khi bánh xe dao động không làm ảnh hởng đến động lực học quay vòng của
bánh xe. Truyền đợc lực dọc, lực ngang và giữ đợc góc nghiêng của thùng xe
trong một giới hạn nhất định. Đảm bảo cho việc bố trí hệ thống truyền lực đợc
6
dễ dàng, khi hệ thống treo làm việc không làm ảnh hởng đến hệ thống truyền
lực.

thanh giằng. Nhíp phải và trái đợc nối với nhau bằng trục cân bằng để tăng độ
cứng vững của hệ thống treo. Với phơng án này tải trọng phần sau sẽ đợc phân
8
đều ra hai cầu và sẽ giảm đợc một nửa ảnh hởng gây ra do kích động (chiều
cao mấp mô) của mặt đờng truyền lên khung xe.
Trong điều kiện hiện nay, khi ngời ta bắt đầu quan tâm đến tính an toàn
chuyển động (tức là độ bám đờng: phụ thuộc độ cứng nhíp, độ cứng lốp, hệ số
cản của giảm chấn) thì việc thiết kế giảm chấn cho cầu sau sẽ có ảnh hởng rất
lớn tới tính an toàn chuyển động của ôtô. Do đặc điểm phân bố tải trọng lên
phần sau xấp xỉ hai lần phần trớc, để giảm chi phí thiết kế và chế tạo, ở hệ
thống treo sau em sử dụng 4 giảm chấn cùng loại với hai giảm chấn ở hệ
thống treo trớc. Vì vậy ở hệ thống treo sau ta sẽ không tiến hành thiết kế lại
giảm chấn mà chỉ kiểm nghiệm giảm chấn.
Sơ đồ hệ thống treo sau
sơ đồ bố trí

9

3
6
°
7040
910
1250
2975
12503350
2480
3600
1161
sè liÖu ban ®Çu

41 Kgm
Chơng 2. Tính toán hệ thống treo trớc
11
Trên các ôtô hiện đại thờng sử dụng nhíp bán elíp, thực hiện chức năng
của bộ phận đàn hồi và bộ phận dẫn hớng. Ngoài ra nhíp bán elíp còn thực
hiện một chức năng hết sức quan trọng là khả năng phân bố tải trọng lên
khung xe hoặc thùng xe.
Trong thực tế, khi xe có tải hệ thống treo sẽ phải chịu những tác động lớn
hơn trờng hợp xe chạy không tải và thời gian xe chạy có tải (có ích) chiếm
phần lớn thời gian hoạt động của xe, vì vậy tất cả các tính toán thiết kế hệ
thống treo đều đợc thực hiện đối với trờng hợp xe chạy có tải. Sau đó ta tiến
hành kiểm nghiệm hệ thống treo khi không tải.
2.1.Tính toán nhíp
2.1.1.Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp

O
Z'
A
B
X'
Z
1
X''
Z
2
Z''
Z

Sơ đồ để tính nhíp
12

dt
=
)(2760
2
5520
N=
Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ
tiêu đã đề ra. Hện nay có rất nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động
nh tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động
Trong khuôn khổ của một đồ án tốt nghiệp, chúng em chỉ lựa chọn một
chỉ tiêu, đó là chỉ tiêu tần số dao động. Chỉ tiêu này đợc lựa chọn nh sau:
Tần số dao động của xe: n=60ữ120(lần/phút). Với số lần nh vậy thì ngời
khoẻ mạnh có thể chịu đợc đồng thời hệ treo đủ cứng vững.
Ta có:
30
t
n
f
=
13
f
t
: độ võng tĩnh của hệ thống treo (m)
120
60
6
25
f(cm)
n(lần/phút)
Nếu n<60 (lần/phút) thì càng tốt đối với sức khoẻ con ngời nhng độ võng

30
2
= 0,09(m) = 9(cm)
Độ cứng sơ bộ của hệ thống treo:
C
t
=
=
t
dt
f
G
=
9
10115
1123 (N/cm)
Chọn chiều dài lá nhíp chính:
Đối với nhíp trớc của xe tải:
L = (0,26 ữ 0,35)L
x

Dựa vào xe tham khảo ta chọn: L = 1500(mm),
14
n=11(lá) ,b = 80(mm), h = 9(mm)
s lá nhíp cái là 2: m = 2
Chọn số lá nhíp là 11, ta chia số nhíp làm hai nhóm:
- Nhóm một có 2 lá: h=0,9(cm);b=8(cm)
- Nhóm hai có 9 lá:h=0,9(cm);b=8(cm)
Khi nhíp làm việc các lá nhíp không chỉ chịu lực thẳng đứng mà còn chịu
lực ngang và mômen xoắn, các lực này tác động chủ yếu lên lá gốc và tai

0,5 (3 1) (1 ) 0,5( ) .(3 1) 0
j l j l l

j l j
0,5 (3 1) (1 )
j l j


+ + =
+ + =
+ 0









=


Trong đó:
l
i
: chiều dài lá nhíp thứ i
j
i
: mô men quán tính mặt cắt ngang của lá nhíp thứ i

7
; x
6
=l
8
; x
7
=l
9
;
x
8
=l
10
; x
9
=l
11
;
Ta có hệ phơng trình:
3
3 3
2 1
2 1 2 1 2
3
i 2 i 1 i 2 i 1 i
i 1 i i 1 i i 1
15
12
14 1

+ =


Với i=2ữ9.
- Giải phơng trình:
*Viết đoạn chơng trình MATLAB giải hệ trên:
16
%Viết m.file mô tả hệ trên:
function y=cdn(x)
h=0.9*ones(1,11); b=8; j=b*h.^3/12;
y(1,1)=0.5*(j(3)/j(2))*(3*150/x(1)-1)-(1+j(3)/j(2))+
+0.5*(x(2)/x(1))^3*(3*x(1)/x(2)-1);
for i=2:9
y(1,i)=0.5*(j(i+2)/j(i+1))*(3*x(i-1)/x(i)-1)-(1+j(i+2)/j(i+1))+
+0.5*(x(i+1)/x(i))^3*(3*x(i+1)-1);
end
y(1,9)= 0.5*(j(11)/j(10))*(3*x(8)/x(9)-1)-(1+j(11)/j(10));
%Viết hàm gọi chơng trình con:
function c=f
xo=ones(1,9);%ớc lợng ban đầu
options=otimset(display,off);
fsolve(cdn,xo,options);
%gọi chơng trình con;
>>f
*Kết quả là:136 123 109 95 81 67 53 38 23
Vậy chiều dài của các lá nhíp là:
l1=150(cm);l2=150;l3=136;l4=123;l5=109;l6=95;l7=81;l8=67;
l9=53; l10=38;l11=23;
17
2.1.2.Tính độ cứng thực tế của nhíp

f a Y Y
E

+ +
=
=

Vậy ta có độ cứng nhíp là:
n
n
k 1 k k 1
k 1
6.E.
C
a (Y Y )
+ +
=

=


18

l
1
l
2
l
k
l

k
k
1
Y
j
=
j
k
: tổng mô men quán tính của mặt cắt ngang từ lá nhíp thứ nhất đến lá
nhíp thứ k
.
19
Bảng 1. Số liệu về nhíp
Dữ liệu đã biết
Chỉ số lá bề rộng b(cm) bề dày h(cm)
1
ữ
2 8 0,9
3
ữ
11 8 0,9
Chiều dài hiệu dụng các lá nhíp lần lợt là:
150 150 136 123 109 95 81 67 53 38 23
Các lệnh MATLAB dùng để tính độ cứng của nhíp:
%Viết hàm tính độ cứng nhíp:
function x=Docungnhip
anpha=0.86; E=2.1*10^7;
l=[150 150 136 123 109 95 81 67 53 38 23 0];
h=0.9*ones(1,11); b=8; jk=b*h.^3/12;
a=(l(1)-l(1,:))/2; a=a(1,2:end); jk=cumsum(jk);

f
99(lần/phút)
Nh vậy hệ thống treo thiết kế thoả mãn về độ êm dịu khi đầy tải.
2.1.3.Kiểm tra độ êm dịu khi xe chuyển động không tải
Trọng lợng đợc treo(G
dt
):
G
dt
=
10115
2
552021200
=

(N)
Trọng lợng không đợc treo(G
ot
):
G
ot
=
)(2760
2
5520
N=
Độ võng tĩnh thực tế của nhíp:
f
t
=

phần giữa nhíp đợc kẹp cứng bằng các quang nhíp, truyền lực giữa các lá chỉ
nằm giữa hai đầu.
Nếu chỉ khảo sát 1/2 lá nhíp (coi bu lông kẹp nhíp có vị trí ở giữa nhíp), ta
có thể hình dung bộ nhíp đợc cấu tạo từ một số dầm đợc ngàm chặt một đầu, ở
đầu tự do chịu tác dụng của tải trọng ngoài, ứng suất trong các lá có thể các
định nếu biết các lực tác động lên mỗi một lá nhíp. Nh vậy bài toán xác định
ứng suất chuyển về bài toán xác định các lực đặt lên các lá nhíp: X1, X2 Xn.
22
Sơ đồ tính nhíp:

l
1
l
2
l
k
l
n-1
l
n
P
X
2
X
k
X
n-1
X
n
Tại điểm đầu của lá nhíp thứ hai thì biến dạng của lá nhíp thứ nhất và lá

k 1 k
j l
A 0,5 (3 1)
j l


=
;
k
k
k 1
j
B (1 )
j

= +
;
k 1 k
k
k k 1
l l
C 0,5( )(3 1)
l l
+
+
=
X
i
: là phản lực tại các đầu mút
23

6
=4448(N);x
7
=4451,4(N); x
8
=4428,5(N); x
9
=4502(N); x
10
=4453(N);
24
lk
lk+1
Xk+1
Xk
Xk (lk-lk+1)
Xk.lk-Xk+1.lk+1
S¬ ®å tÝnh øng xuÊt l¸ nhÝp.
M«men t¹i ®iÓm A: M
A
= X
k
(l
k
- l
k+1
)
M«men t¹i ®iÓm B: M
B
= X