Chơng 1 1
Tìm hiểu Về Hệ THốNG TREO 1
1.1.Công dụng, yêu cầu của hệ thống treo 1
1.2.Các bộ phận chính của hệ thống treo 2
1.3.Các thông số tơng đơng và mô phỏng hoạt động 7
Chơng 2 9
Lựa chọn phơng án thiết kế 9
2.1. Hệ thống treo phụ thuộc 10
2.2. Hệ thống treo độc lập 12
2.2.1. Dạng treo 2 đòn ngang 14
2.2.2. Dạng treo Mc.Pherson 15
2.2.3.Hệ treo đòn dọc 16
2.2.4.Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết 17
Chơng 3 24
tính toán thiết kế hệ thống treo trớc mc.pherson 24
Số liệu cơ sở để tính toán 30
3.2. Động học hệ treo mc.pherson 30
3.2. 1 Xác định độ dài càng chữ A và vị trí các khớp (phơng pháp đồ thị)
30
3.2.2. Đồ thị động học để kiểm tra động học hệ treo
37
3.2.3. Mối quan hệ hình học của hệ treo Mc.Pherson 38
3.2.4. Đồ thị động học hệ treo Mc.Pherson 40
3.3. Động lực học hệ treo Mc.Pherson 41
3.3.1. Các chế độ tải trọng tính toán 41
3.6. Tính thanh ổn định 67
3.7. Tính toán giảm chấn 73
3.7.1. Chọn giảm chấn 73
3.7.2. Tính toán thiết kế giảm chấn 78
3.7.3.Tính bền ty đẩy piston của giảm chấn 86

+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính
của hệ thống treo là làm mềm theo phơng thẳng đứng nhng không phá hỏng
các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
+ Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.
+ Có độ bền cao
+ Có độ tin cậy lớn, không gặp h hỏng bất thờng.
Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau :
- Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.
- Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ
tốt
- Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ
cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng.
1.2. Các bộ phận chính của hệ thống treo
a. Bộ phận đàn hồi
+ Chức năng: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biến
đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con ngời (60-80 lần/ph). Bộ phận
đàn hồi có thể bố trí khác nhau trên xe nhng nó cho phép bánh xe có thể dịch
chuyển theo phơng thẳng đứng.
Các bộ phận đàn hồi thờng đợc sử dụng:
2
1. Bộ phận đàn hồi nhíp lá
2. Bộ phận đàn hồi lò xo trụ
3. Bộ phận đàn hồi thanh xoắn.
Hình 1.1Bộ phận đàn hồi
Nhíp
Nhíp đợc làm từ các lá thép mỏng, có độ đàn hồi cao, các lá thép có kích
thớc chiều dài nhỏ dần từ lá lớn nhất gọi là lá nhíp chính. Hai đầu của nhíp
chính đợc uốn lại thành hai tai nhíp dùng để nối với khung xe. Giữa bộ nhíp
có các lỗ dùng để bắt bulông siết các lá nhíp lại với nhau. Quang nhíp dùng để
giữ cho các lá nhíp không bị sô lệch về hai bên, các lá nhíp có thể dịch chuyển

ớng phải thực hiện tốt chức năng này. Trên mỗi hệ thống treo thì bộ phận dẫn
hớng có cấu tạo khác nhau. Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị
trí theo phơng thẳng đứng đợc gọi là quan hệ động học.
Khả năng truyền lực ở mỗi vị trí đợc gọi là quan hệ động lực học của hệ
treo. Trong mối quan hệ động học các thông số chính đợc xem xét là : sự dịch
chuyển (chuyển vị) của các bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh
xe thay đổi theo phơng thẳng đứng (z).Mối quan hệ động lực học đợc biểu thị
qua khả năng truyền các lực và các mô men khi bánh xe ở các vị trí khác
nhau.
c. 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. Trên các xe hiện đại
chỉ dùng loại giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều trả và nén. Trong
hành trình trả (bánh xe đi xa khung và vỏ) giảm chấn có nhiệm vụ giảm bớt
xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung.
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 đ-
ờng không bằng phẳng nhằm bảo vệ đợc bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện
nghi cho ngời sử dụng .
5
- Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm
làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đờng.
-Nâng cao các tính chất chuyển động của xe nh khả năng tăng tốc ,
khả năng an toàn khi chuyển động.
d. Thanh ổn định

Hình1.3. Thanh ổn định

Trên xe con thanh ổn định hầu nh đều có. Trong trờng hợp xe chạy trên
nền đờng không bằng phẳng hoặc quay vòng, dới tác dụng của lực li tâm phản

a b
a. Khi cầu sau của ôtô đợc nâng lên.
b. khi cầu trớc của ôtô đợc nâng lên.
Hình 1.4. Dao động của ôtô
+ M - Khối lợng phần đợc treo.
+ K
t
, K
s
- Hệ số độ cứng của bộ phận đàn hồi phía trớc và sau.
+ C
t
, C
s
- Hệ số độ cứng của bộ phận giảm chấn phía trớc và phía sau.
+ m
t
, m
s
- khối lợng của những phần không đợc treo.
c d
c. Trạng thái cân bằng. d. Trạng thái nghiêng ngang.
Hình 1.5. Mô hình khi ô tô dao động ngang.

8
M M
m
m
m
m

2

3
45

6
5
3
6
2

3
45

6
Hình 2.4. 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.
Ưu điểm:

+ Các lò xo chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ôtô mà không phảI làm nhiệm vụ
dẫn hớng nên có thể làm lò xo mềm hơn nghĩa là tính êm dịu tốt hơn.
+ Do không có sự nối cứng giữa các bánh xe bên tráI và bên phảI nên
có thể hạ thấp sàn ôtô và vị trí lắp động cơ. Do đó mà có thể hạ thấp trọng tâm
ôtô.
Nhợc điểm:
+ Kết cấu phức tạp.
+ Khoảng cách bánh xe và các vị trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự
dịch chuyển lên xuống của các bánh xe.
13
- Trong hệ thống treo độc lập còn đợc phân ra các loại sau :
+ Dạng treo 2 đòn ngang
+ Dạng treo M.Pherson
+ Dạng treo kiểu đòn dọc
+Dạng treo kiểu đòn dọc có thanh ngang liên kết.
+ Dạng treo đòn chéo
Đặc điểm kết cấu của các dạng treo :
2.2.1. Dạng treo 2 đòn ngang
1 2 3 4 5
9 8 7 6
1- Bánh xe. 2- Đòn trên. 3 - Khung xe. 4- Trụ
đứng 5- Khớp cầu trên. 6 - Khớp cầu dới.
7- Đòn dới. 8- Lò xo. 9- Giảm chấn.
Hình 2.6. Hệ thống treo hai đòn ngang.
*Đặc điểm :
Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, một đòn
ngang dới. Các đầu trong đợc liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu
14
ngoài đợc liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng đợc nối cứng với
trục bánh xe. Bộ phận đàn hồi có thể nối giữa khung với đòn trên hoặc đòn d-

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 h-
ớng dẫn. Do phải chịu tải trọng lớn nên nó thờng đợc làm có độ cứng vững tốt.
16
Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai đòn dọc
1. Khung vỏ 2. Lò xo 3. Giảm chấn 4. Bánh xe
5. Đòn dọc 6. Khớp quay
Khớp quay của đòn dọc thờng là khớp trụ, với hai ổ trợt đặt xa nhau để
có khả năng chịu lực theo các phơng cho hệ treo. Đồng thời đòn dọc đòi hỏi
cần phải có độ cứng vững lớn, nhằm mục đích chịu đợc các lực dọc, lực bên
và chịu mômen phanh lớn.
Do có kết cấu nh vậy, nên hệ treo này chiếm ít không gian và đơn giản về
kết cấu, giá thành hạ. Hệ treo này thờng đợc bố trí cho cầu sau bị động, khi
máy đặt ở phía trớc, cầu trớc là cầu chủ động.
Hệ treo đòn dọc chiếm các khoảng không gian hai bên sờn xe nên có thẻ
tạo điều kiện cho việc hạ thấp trọng tâm xe và có thể nâng cao tốc độ, dành
một phần không gian lớn cho khoang hành lý.
2.2.4. 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 trớc chủ động.
17

1

2

3

4


-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).
Bên cạnh những u điểm đó hệ treo này còn tồn tại một số nhợc điểm nh
là đòi hỏi công nghệ hàn cao, tải trọng đặt lên cầu xe hạn chế và có thể làm
quay trục cầu xe khi xe đi trên đờng vòng ở trạng thái quay vòng thừa.
2.2.5 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 đ-
ợc u điển của hai hệ treo trên và khắc phục đợc một số nhợc điểm của chúng.
Đặc điểm của hệ treo này là đòn đỡ bánh xe quay trên đờng trục chéo và tạo
nên đòn chéo trên bánh xe
19
Hình 2.10. Sơ đồ hệ treo đòn chéo
1.Dầm cầu 2. Đòn chéo 3. Các đăng

Trong hệ treo đòn chéo (hình 1.15) chi tiết đàn hồi phần lớn là lò xo xoắn
ốc. Các loại lò xo này có thể là dạng trụ hoặc dạng xếp. Loại lò xo xếp có u
điểm là gọn, hành trình làm việc lớn. Loại lò xo hình trụ thờng đợc lồng vào
giảm chấn nh đối với hệ treo đòn dọc để chúng chiếm ít không gian. Ngoài ra
đối với hệ treo này, ngời ta còn hay dùng thêm thanh ổn định để làm tăng sự
êm dịu trong quá trình chuyển động.
So với các hệ treo đã xét ở trên thì hệ treo đòn chéo có đặc điểm ở chỗ :
khi bánh xe dao động theo phơng thẳng đứng thì cũng kéo theo sự thay đổi
khoảng cách giữa hai vết bánh xe, góc nghiêng ngang, nhng sự thay đổi đó
nhỏ hơncác loại đã xét ở trên. Riêng độ chạm trớc cửa bánh xe thì thay đổi
không đáng kể.
2.2.6. Hệ thống treo điều khiển bằng điện tử trên ôtô ( TEMS - Toyota
electronically Modulated system)

+ ECU nhận đợc tín hiệu từ cảm biến vị trí bớm ga rằng bớm ga đã mở
rộng hay mở đột ngột.
Khoảng 3 giây sau khi điều này xảy ra hay sau khi tốc độ đạt đến 50km/h
chức năng chống chúi đầu không còn tác dụng nữa.
Điều khiển chống nghiêng ngang
Khả năng hạn chế sự nghiêng nganh của thân xe khi quay vòng hay
chuyển động trên đờng chữ S.
Các tín hiệu về tốc độ và góc đánh lái đợc gửi tới ECU, cho phép ECU
xác định đợc tốc độ và góc đánh lái. ECU sử lý thông tin và phát tín hiệu điều
khiển tới bộ chấp hành, điều khiển tăng cứng của giảm chấn do đó hạn chế đ-
ợc sự nghiêng ngang của thân xe. Chức năng chống nghiêng ngang sẽ mất tác
dụng sau 2 giây do giảm chấn đợc trở về chế độ làm việc ban đầu. Tuy nhiên
22
thời gian điều khiển vẫn kéo dài nếu vô lăng đợc điều khiển theo kiểu zic- zăc
hay vô lăng đợc xoay hơn nữa trong quá trình quay vòng khi lực giảm chấn đã
đợc đặt sẵn ở chế độ cứng.
Điều khiển chống chúi đầu xe khi phanh
Khi ECU phát hiện tốc độ lớn hơn hay bằng 60km/h và nếu nhận đợc tín
hiệu từ hệ thống phanh đang hoạt động từ công tắc đèn phanh, ECU sẽ phát tín
hiệu điều khiển bộ chấp hành đặt ở vị trí cứng vì vậy mà hạn chế hiện tợng
chúi đầu xe.
Điều khiển chống chúi đầu xe sẽ mất tác dụng sau 2 giây khi công tắc
đèn phanh tắt.
Điều khiển ở tốc độ cao
Tính năng này giúp cải thiện khả năng ổn định lái ở tốc độ cao.
Khi ECU nhận biết rằng tốc độ xe lớn hơn hoặc bằng 120 km/h, ECU sẽ
phát tín hiệu điều khiển bộ phận chấp hành từ vị trí mềm sang vị trí trung
bình. Vì vậy cải thiện đợc khả năng lái ổn định ở tốc độ cao.
Điều khiển tốc độ cao sẽ kết thúc khi tốc độ xe giảm xuống dới 100 km/h
.