Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 1

Lời nói đầu
ôtô là một phơng 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 nh
lắp ráp, sản xuất ôtô ở nớc ta cũng ngày càng phát triển. Với mỗi chiếc xe có
nhiều chỉ tiêu để đánh giá chất lợng. 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, phơng tiện đi lại là ôtô ngày càng phổ biến thì nhu cầu của ngời 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 đờng lên bánh xe, vỏ xe.
- Có tần số dao động thích hợp để đảm bảo độ êm dịu khi xe chuyển
động trên đờng phù hợp với tâm sinh lý con ngời
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 trờng
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 hớng 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
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48
3

- Bộ phận dẫn hớng: 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 hớng phải thực hiện tốt chức năng này.
- Bộ phận giảm chấn: Đây là bộ phận hấp thụ năng lợng dao động cơ
học giữa bánh xe và thân xe. Bộ phận giảm chấn có ảnh hởng tới biên độ dao
động.
- Thanh ổn định: Trên xe con thanh ổn định hầu nh 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 thờng đợc đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn. Vấu cao su vừa tăng
cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe.
1.3. Phân loại hệ thống treo
Hiện nay trên xe con hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính: Hệ thống
treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.
Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.1.a) các bánh xe đợc đặt trên
dầm cầu liền, bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền.
Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc.
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 tơng đối với
khung vỏ.

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 5
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 tợng xuất hiện
chuyển vị phụ khi xe chuyển động.
b. Ưu điểm:
- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe đợc cố định do vậy không
xảy ra hiện tợng mòn lốp nhanh nh hệ thống treo độc lập.
- Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đờng nghiêng). 2 bánh xe liên
kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tợng trợt bên bánh xe.
- Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa.
- Giá thành thấp
c. Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc.
Trọng tâm của ô tô cần phải đợc hạ thấp. Vấn đề ổn định lái phải tốt,
trọng lợng phần không đợc treo nhỏ để tăng sự êm dịu khi chuyển động. Vì lí
do nh vậy mà hệ thống treo phụ thuộc không đợc sử dụng trên xe có vận tốc
cao, có chăng chỉ đợc sử dụng ở những xe có tốc độ trung bình trở xuống và
những xe có tính năng việt dã cao.



7

1
2
3
6
5 4

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý của hệ treo 2 đòn ngang
1.Bánh xe 2. Giảm chấn 3. Lò xo 4.Đòn trên
5.Đòn dới - 6. Đòn đứng

* Phần tử đàn hồi trên hệ treo 2 đòn ngang.
+ Lò xo :
Lò xo xoắn ốc (hình 1.5a).
Lò xo trụ (hình 1.4b).

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 8

- Ưu điểm:
+ Có khối lợng nhỏ
+ Lắp ráp đơn giản.

+ Chiếm ít không gian
của xe.
+ Không chịu ảnh hởng Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 10

* 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 hớng
b) Sự thay đổi góc nghiêng dọc của trụ, xoay dẫn hớng
c) Sự thay đổi độ chụm trớc 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 đợc 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.

cao hơn.
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 12 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 ngời 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 đợc sử dụng với mục đích sau:
- Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền
đờng không bằng phẳng nhằm bảo vệ đợc bộ phận đàn hồi


Hình 1.9:Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ có tác dụng hai chiều .

Cấu tạo giảm chấn hai vỏ lớp (Hình 1.9)
Buồng C đợc gọi là buồng bù chất lỏng, trong C chỉ điền đầy một nửa,
không gian còn lại chứa không khí có áp suất khí quyển .
Ưu điểm:
- Giảm chấn hai lớp có độ bền cao.
Nhợc điểm:
- Khi làm việc hiện tợng không khí lẫn vào chất lỏng để giảm hiệu quả
của giảm chấn.
Việc bố trí trên xe cho phép nghiêng tối
đa là 45
0
so với phơng thẳng đứng.
1
5
4
2
3
7
8
6
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 14

Giảm chấn một lớp vỏ:
1. Van một chiều

2
5
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 15

Kết luận:
- Qua phần tổng quan em thấy các u, nhợc điểm của hệ
thống treo từ đó em chọn hệ thống treo MC.pherson làm phơng án
thiết kế hệ thống treo trớc vì hệ thống treo này ít chi tiết kết cấu nhỏ
gọn, không gian bố trí thích hợp với xe du lịch và hay đợc dùng hiện
nay nhất. Còn hệ thống treo sau em chọn phơng án hai đòn ngang.
- Các bớc 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.

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48

r
o
= (
bx
b
D
+
2
) =






+ %55*215
2
4,25*17
= 334,15mm.

r
bx
= r
o
*
bx

= 334,15*0,93= 310,76mm.
trong đó

e max
= 353 (N.m) / 4700 (v/ph).

1
2
3
4
5
6
7
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
18
Khung xe
Đòn dọc
ốc điều chỉnh
Đòn ngang
Thanh ổn định
Bu lông
Lò xo giảm chấn
Vỏ chắn bụi
Ty đẩy


Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 18

3.Chọn đờng đặc tính đàn hồi cho treo trớc và treo sau:
Đặc tính đàn hồi thể hiện quan hệ độ võng f và tải trọng tác dụng theo
phơng thẳng đứng Z trên hình a thể hiện 3 đờng đặc tính đàn hồi với các tính
chất khác nhau

đ
đ
a
'
h
1
d
'
"
h
f
f
f
f
f
a
b
Z
Z


Các đờng đặc tính đợc vẽ với điều kiện chung là tại tải trọng Z
t
độ
cứng của các hệ thống treo này bằng nhau.
Đờng 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 đờng đặc tính này khi
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 19

tải trọng lớn thì hành trình động nhỏ điều này dẫn đến va đập thờng xuyên vào
ụ hạn chế làm giảm độ em dịu chuỷên động.
Đờng 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 đờng 2 đảm bảo cho tần số dao
động không đổi trong vùng làm việc Z
1
- Z
2
Để có đợc điều này độ cứng cần
thỏ mãn:
1
1
*
1
f
ff

hạn chế bằng cao su ta có thể tạo đợc đờng đặc tính nh thể hiện trên hình
2.2b
C= tg


Trong đó

là góc giữa đờng thảng tiếp tiếp tuyến với đờng cong trung
bình đi qua điểm tơng ứng với tải tĩnh .
Hai điểm trên đặc tính có độ võng
'
h
f và
''
h
f tơng ứng với vị trí giảm
chấn chạm vào các ụ hạn chế vì vậy:
- với
"'
hh
fff << đặc tính đờng thẳng , thể hiện c=const
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 20

- với
'
h
ff < và f>



*
2
= 60*
14,3*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 đợc tính toán theo công thức:
C
T
=
2
M
*
2

C
T
: Độ cứng của hệ thống treo đối với một bánh xe (N/m)
M : Khối lợng của phần treo của ôtô đặt lên cầu (kg)
: tần số dao động riêng của hệ treo (rad/s) giá trị này đợc tính từ số
lần dao động của xe trong thời gian một phút n ( lần/phút)

Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 21


*
2
.
M
t
đợc xác định từ công M
dt
= M
tt
- 2*m
bx
.
=920-2*20 =880(kg).
Độ cứng tính toán C
t
=
2
10
tt
CC +
=
2
00 dd
MM +
*
2
.
=
2
880630

= 850 - 22 - 20*2 = 788 kg.
m
10
tải trọng đặt lên cầu trớc khi không tải là 850 kg.
- Khối lợng phần treo ở trạng thái đầy tải:
M
T1
= m
1T
- m
kt
- m
bx
.
M
T1
= 1000 - 22 - 20*2 = 938 kg.
m
1T
: tải trọng đặt lên cầu trớc khi đầy tảI 1000 (kg).
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 22

Vậy độ cứng tính toán là:
C
t

=

t
= 0,80*0,15= 0,12(m)
Tổng hành trình của bánh xe:Tính từ chuyển vị bánh xe bắt đầu chịu tải
đến vị trí max( chạm vấu tì hạn chế).
f

= f
d
+ f
t
= 1,8*f
t
= 1,8* 0,15 = 0,27(m)
Với ụ hạn chế bằng cao su có thể lấy đoạn biến dạng bằng 0,1
ữ
0,2 của
toàn bộ chiều dài của ụ.
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 H
min

f
d


H
0
- H
min

= 120*0,75*
249,1
50,0
=36,04 (mm)<120 (mm)

thoả mãn.
Trong đó :
-
max
:hệ số bám lớn nhất (
max
=0,75
ữ
0,85), chọn
max

=0,75.
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 23

- a : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trớc.
- h
g
: chiều cao trọng tâm xe.
- Đối với cầu trục trớc cần kiểm tra hành trình động để không xẩy ra va
đập vào ụ tì khi phanh:
Từ công thức : f
đ

= 36,86 mm<120 (mm) Thỏa mãn.
- Xác định độ võng tĩnh của hệ treo ơ trạng thái không tải :
Hệ thống treo trớc: f
ot1
=
T
T
M
fM
1
.10
*
=
1000
850
*150 = 127,5(mm).
Hệ thống treo sau: f
ot2
=
150*
920
670
= 110 (mm).

a
b
hg
Pp
Pj
G

G
'
1
*D =
81,9*2
9380
* 3,24 = 1618(Ns/m)
+ Đối với hệ thống treo cầu sau
K
tb2
=
g
G
'
2
*D =
81,9*2
9300
* 3,24 = 1596(Ns/m)
G: Trọng lợng phần đợc treo đặt lên một bánh xe.
5. Phơng án thiết kế cho hệ thống treo cho cầu trớc và treo sau
- Nhiêm vụ đề tài đợc giao là thiết kế hệ thống treo trớc và treo sau cho
xe du lịch và dựa vào đờng đặc tính đàn hồi lên em chọn hệ thống treo trớc
Mc.pherson
- Hệ thống treo Mcperson kết cấu ít chi tiết hơn không chiếm nhiều
khoảng không có thể giảm nhẹ trọng lợng đợc trọng lợng kết cấu không gây
lực cản lớn và không làm mòn lốp quá nhanh.

tmax
= 800 mm
- Góc nghiêng ngang bánh xe(góc Camber):
o
=0
o
.
- Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r
o
= -15 mm.
- Khoảng sáng gầm xe: H
min
=120 mm.
- Độ võng tĩnh f
T
= 150 mm.
- Độ võng động f
đ
= 120 mm.
- Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải f
0T
= 127,5 mm .
- Chiều dài trụ đứng K
r
= 150 mm.

A