Lời nói đầu
Sau 5 năm học tập đó là một quá trình rèn luyện nghiên cứu mang tính
chất phục vụ cho chuyên môn .Đề tài tốt nghiệp sẽ là cơ sở để đánh giá một
cách tổng quan về những kiến thức mà chúng ta đã thu nhận đợc trong suốt quá
trình học tập , nó giúp sinh viên hiểu đợc cặn kẽ và sâu rộng về chuyên nghành
của mình .Và qua đề tài sinh viên sẽ có một cái nhìn tổng quát về công việc
thực tế của ngời kĩ s ôtô .
Việc nắm bắt những tiến bộ về khoa học kĩ thuật không chỉ bó gọn trong
chuyên ngành đã học mà yêu cầu thực tế là chúng ta phải tìm hiểu cả những
lĩnh vực có liên quan .Hiện nay do đời sống con ngời ngày càng cao ,nhu cầu đi
lại của con ngời ngày càng lớn thì ôtô vẫn là phơng tiện cha thể thay thế , nhất
là trong vận chuyển nội địa . Chính vì lí do đó mà chiếc ôtô ngày càng đợc hoàn
thiện để thoả mãn nhu cầu ngày càng cao của con ngời.
Trên ôtô, hệ thống treo có vai trò hết sức quan trọng, nó quyết định đến
độ ổn định của bánh xe trên đuuờng.Đối với xe trở khách nó còn phải đảm bảo
sự tiện nghi thoải mái khi đi trên xe.
Đề tài này có nhiệm vụ là thiết kế tính toán hệ thống treo khí nén có
điều khiển EMS (xe tham khảo là xe minibus 12 chỗ ngồi PREGIO của
hãng KIA) cũng nh thiết kế mô hình thử nghiệm hệ thống treo.
Sau gần 3 tháng làm việc cố gắng, dới sự hớng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình
của thầy ĐINH NGọC ÂN và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em
hoàn thành đợc đồ án của mình . Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những
thiếu sót do trình độ còn hạn chế , nhng em tin tởng đã làm việc hết sức để hoàn
thành các yêu cầu mà đồ án đã đặt ra. Em xin chân thành cảm ơn thầy Ân cũng
nh các thầy trong bộ môn ô tô - ĐHBK Hà Nội
Sinh viên
Nguyễn Hoài Nam
1
PhÇn I
Tỉng quan vỊ §é ªm dÞu-dao ®éng xe « t« vµ hƯ
thèng treo

thùng xe tăng lên rất lớn (bò quá tải). Trò số của gia tốc thùng xe có thể
gấp 3,4 lần gia tốc trọng trường hoặc lớn hơn.
Va đập cứng xảy ra trước hết do tăng tốc độ chuyển động cho ôtô.
Để tránh xảy ra va đập cứng buộc lòng phải giảm tốc độ chuyển động của
xe. Nếu như lựa chọn các thông số của hệ thống treo không đúng, sẽ phát
sinh cộng hưởng ở một số vùng tốc độ, do đó sẽ làm tăng biên độ dao động
của thùng xe, cuối cùng lại cũng xảy ra va đập cứng.
Để tránh xảy ra va đập cứng, buộc lái xe phải giảm tốc độ khi đi trên
đường không tốt và gồ ghề. Điều đó làm giảm tốc độ trung bình của xe,
giảm tốc độ và giảm cả khả năng chất tải sẽ làm tăng năng lượng tiêu hao
nhiên liệu. Ngoài ra, nhiên liệu còn bò tiêu tốn cho việc hấp thụ các tải
trọng động và dập tắt dao động.
3
Vì vậy, độ êm dòu chuyển động của ôtô không tốt sẽ làm giảm cả
tính kinh tế.
Tải trọng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng luôn bò thay đổi, khi có
dao động sẽ ảnh hưởng xấu đến điều kiện chuyển động ổn đònh và đặc tính
lái của xe. Điều này càng đặc biệt nguy hiểm khi có bánh xe bò nhấc lên
khỏi mặt đường, nhất là với xe nhiều cầu có chiều dài cơ sở lớn. Vì vậy,
độ êm dòu chuyển động của ôtô là một chỉ tiêu rất quan trọng. Đặc biệt với
xe quân sự, độ êm dòu chuyển động trở thành một nhân tố xác đònh vùng
tốc độ có thể hoạt động của xe cũng như để xác đònh độ tin cậy và tuổi thọ
của một loạt các chi tiết quan trọng của ôtô.
Như vậy, khảo sát độ êm dòu chuyển động của ôtô chính là việc
khảo sát ảnh hưởng của dao động ôtô trong điều kiện đường sá khác nhau
đến người, hàng hóa chuyên chở trên xe và đến chính ôtô đó.
Có thể mô hình hóa bài toán trên bằng sơ đồ sau:
Trong đó:
Ôtô được coi như một hệ dao động, chòu tác động của hành khách,
hàng hóa (tải trọng tác dụng) và của mặt đường (là tác nhân kích thích).

động lái … Trọng lượng này không tác dụng lên hệ thống treo. Có một số
cơ phận của ôtô vừa được lắp lên phần được treo vừa được lắp lên phần
không được treo như nhíp, giảm chấn, trục cardan … do đó, một phần khối
lượng của chúng được xem như thuộc phần được treo và nửa kia thuộc
phần không được treo.
Hệ thống treo:
Là bộ phận bao gồm các phần tử đàn hồi, giảm chấn, liên kết và dẫn
hướng. Các bộ phận này nối bánh xe với các cầu và bánh xe ôtô, từng bộ
phận thực hiện nhiệm vụ sau đây :
* Bộ phận đàn hồi giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ mặt đường,
đảm bảo tính êm dòu cần thiết.
* Bộ phận giảm chấn để dập tắt các dao động của phần được treo
của ôtô.
* Bộ phận dẫn hướng để truyền lực dọc và mômen từ mặt đường tác
dụng lên các bánh xe. Động học của bộ phận dẫn hướng xác đònh
tính chất dòch chuyển tương đối giữa bánh xe và khung xe.
6
* Lốp là thành phần đàn hồi thực hiện việc nâng đỡ và truyền lực
cho ôtô, đảm bảo cho bánh xe tiếp xúc tốt với mặt đường và làm
giảm nhẹ tải trọng động tác dụng lên phần không được treo.
* Khái niệm về các thông số tương đương: Ôtô là một hệ dao động
bao gồm nhiều bộ phận nối với nhau. Mỗi bộ phận có khối lượng và
các thông số đặc trưng riêng của nó. Bộ phận có tác dụng làm giảm
chấn động từ mặt đường lên là hệ thống treo. Hệ thống treo là đối
tượng chính khi nghiên cứu dao động. Bản thân hệ thống treo cũng
có các thông số đặc trưng. Các thông số của hệ thống treo luôn luôn
đi kèm với một bộ các thông số khác của ôtôâ như khối lượng được
treo, khối lượng các phần tử không được treo, tỷ lệ phân phối khối
lượng trên các cầu … hình thành một thể thống nhất quyết đònh đến
các chỉ tiêu về độ êm dòu, ổn đònh chuyển động của ôtô.

Hệ thống treo cùng với lốp làm giảm những chấn động gây nên do
những mấp mô của mặt đường khi xe chuyển động.
8
Hệ thống treo gồm những thành phần sau:
Thành phần đàn hồi: Lò xo, nhíp, thanh xoắn, bình khí ... Nó được
biểu hiện bằng một lò xo có độ cứng C.
Độ võng tónh f
t
: Là thông số mang tính quyết đònh đến độ êm dòu
chuyển động, nói chung ft không nên ít hơn 150-300mm ®ối với xe du lòch
và không bé hơn 100-200mm đối với ôtôâ buýt.
Theo tài liệu thiết kế ôtôâ, để đảm bảo độ êm dòu chuyển động thì tỉ
số độ võng tónh của hệ thống treo sau và độ võng tónh của hệ thống treo
trước phải nằm trong các giới hạn sau :
Ôtôâ du lòch : f
ts
/f
tt
= 0.8-0.9
Độ võng động f
đ
của hệ thống treo:
Ôtôâ du lòch : f
đ
= (0.8-0.9)f
t
Ôtôâ buýt : f
đ
= (0.7-0.8)f
t

thuật của xe (xe chạy trên đờng xấu hay đờng tốt).
b. Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.
c. 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
quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
d. Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.
e. Có độ bền cao.
f. Có độ tin cậy lớn, không cần gặp những h hỏng bất thờng.
Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu cụ thể sau:
Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống không quá lớn.
Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe đến thùng xe tốt.
11
§¶m b¶o tÝnh ỉn ®Þnh vµ tÝnh ®iỊu khiĨn chun ®éng cđa « t«, ë tèc ®é
cao « t« ®iỊu khiĨn nhĐ nhµng.
1.2.2 PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG TREO THÔNG DỤNG
Mô hình các hệ thống treo trên ôtô.
1. Hệ thống treo phụ thuộc. 2. Hệ thống treo độc lập.
1.2.2.1 Hệ thống treo phụ thuộc.
12
Hệ thống treo loại Nhíp sử dụng dầm cầu liền bằng thép chữ I.
1. Bánh xe 2. Dầm cầu liền đựơc chế tạo bằng thép chữ I
3. Khung xe 4. Nhíp bộ.
Đặc trưng kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc là dầm cầu cứng liên
kết giữa hai bánh xe. Khi ôtô chuyển động toàn bộ cụm truyền lực cầu ôtô
đặt trong dầm cầu.
Trên ôtô các cầu bò động thường dầm cầu được chế tạo bằng thép
đònh hình dùng để liên kết dòch chuyển của hai bánh xe. Trong hệ thống
treo phụ thuộc các bánh xe trái và phải nối với nhau bằng một dầm cầu
cứng nên khi dòch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang thì bánh xe
còn lại cũng dòch chuyển theo.

Hệ thống treo độc lập hoạt động trên con đường không bằng phẳng.
Trên hệ thống treo độc lập, dầm cầu được chế tạo rời, giữa chúng
liên hệ với nhau bằng các khớp nối, bộ phận đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm
chấn là giảm chấn ống.
Trong hệ thống treo độc lập hai bánh xe trái và phải không có quan
hệ trực tiếp với nhau.
Vì vậy, khi chúng ta dòch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng
ngang, bánh xe còn lại vẫn giữ nguyên.
Do đó, động học của bánh xe dẫn hướng sẽ giữ đúng hơn, nhưng
không phải tất cả các hệ thống treo độc lập đều có động học của các bánh
xe dẫn hướng là đúng.
15
Ưu điểm của hệ thống treo độc lập:
* Khối lượng phần không được treo là nhỏ, đặc tính bám đường của
bánh xe là tốt, vì vậy sẽ êm dòu trong khi di chuyển và có tính ổn
đònh tốt.
* Các lò xo trong hệ thống treo độc lập chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân
ôtô mà không có tác dụng đònh vò các bánh xe (Đó là chức năng của
các thanh liên kết), điều có có nghóa là có thể dùng các lò xo mềm
hơn.
* Do không có sự nối cứng giữa các bánh xe phía trái và phía phải
nên có thể hạ thấp sàn ôtô và vò trí lắp động cơ, do đó có thể hạ thấp
được trọng tâm của ôtô.
* Kết cấu của hệ thống treo phức tạp hơn.
* Khoảng cách bánh xe và các vò trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự
dòch chuyển lên xuống của các bánh xe.
* Nhiều kiểu ôtô được trang bò thanh ổn đònh để giảm sự lắc ngang
khi ôtô chuyển động quay vòng, cải thiện được tính ổn đònh và các
tính năng khác.
16

Ưu điểm: Nhíp có kết cấu đơn giản, chắc chắn và rẻ tiền, chế tạo và
sửa chữa nhíp cũng đơn giản.
Nhược điểm: Trọng lượng lớn, thời gian phục vụ ngắn, đường đặc
tuyến của nhíp là đường thẳng.
* Lò xo.
Chức năng: Lò xo xoắn chỉ có chức năng là một cơ cấu đàn hồi khi
bộ phận chòu lực theo phương thẳng đứng. Còn lại các chức năng khác của
hệ thống treo sẽ do các bộ phận khác chòu trách nhiệm.
Lò xo xoắn chủ yếu được sử dụng trong hệ thống treo độc lập, nó có
thể đặt ở đòn trên hay đòn dưới của loại treo có hai đòn hay bọc chung
quanh ống giảm chấn của treo MacPherson trên ôtô du lòch hay trên một
số hệ thống treo phụ thuộc của ôtô tải nhẹ dùng làm bộ phận đàn hồi cho
hệ thống.
* Thanh xoắn.
Chức năng:
19
Giống như lò xo xoắn loại này cũng chỉ có chức năng làm đàn hồi
khi có lực từ mặt đường tác dụng thẳng đứng lên bánh xe làm cho thanh bò
xoắn, còn lại các chức năng khác sẽ được thực hiện do các bộ phận khác
của hệ thống treo.
Bộ phận đàn hồi dùng hanh xoắn.
1. Ống giảm chấn 2. Đòn trên 3. Khớp cầu 4. Đòn dưới 5. Khớp trụ
6. Khớp nối 7. Đà ngang của khung xe 8. Thanh xoắn 9. Khớp nối với đòn
dưới.
Thanh xoắn được chế tạo từ thanh thép dài, có tiết diện tròn, đàn hồi
theo chiều xoắn vặn, được thay thế cho lò xo xoắn trong hệ thống treo.
Thanh xoắn có hai đầu, nếu đầu này được gắng cứng trên khung xe thì đầu
còn lại sẽ gắn vào một tay đòn (có thể là đòn trên hay đòn dưới) của hệ
thống treo độc lập loại hai đòn.
20

Bộ phận dẫn hướng trong hệ thống treo phụ thuộc.
1. Bánh xe 2. Dầm cầu 3. Khung xe 4. Khớp nối chòu lực dọc và lực ngang
5. Nhíp bộ 6. Bu lông bắt chặt nhíp với dầm cầu.
Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá sử dụng quang treo nhíp thường
xãy ra hiện tượng “tự xoay cầu của ôtô”. Hiện tượng này nếu xãy ra đối
với cầu dẫn hướng thì không có lợi, còn đối với cầu sau hiện tượng này
thường dẫn đến dòch chuyển tâm quay vòng theo hướng thu nhỏ bán kính
quay vòng.
v Kết cấu bộ phận dẫn hướng trong hệ thống treo độc lập.
23
ü Cơ cấu hướng hai đòn.
Kết cấu bộ phận dẫn hướng, loại cơ cấu hainđòn trong hệ thống treo độc
lập.
1. Bánh xe 2. Đòn trên 3. Khung xe 4.Trụ đứng 5.Khớp cầu trên 6.Khớp
cầu dưới 7. Đòn dưới 8.lò xo 9. Ống giảm chấn 10. Khớp trụ dùng để
nối với khung xe.
Kết cấu hệ thống treo hai đòn ngang bao gồm một đòn ngang trên và
một đòn ngang dưới, các đầu trong liên kết bằng khớp trụ với khung vỏ xe,
các đầu ngoài liên kết bằng khớp cầu với trụ đứng, đòn đứng nối cứng với
trục bánh xe, ở đây đòn đứng có chức năng như trụ đứng của hệ thống treo
phụ thuộc, bánh xe có thể quay quanh đường của hai khớp cầu ngoài.
Bộ phận đàn hồi có thể nối giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới,
giảm chấn cũng có thể nối với đòn trên hay đòn dưới. Hai bên bánh xe này
đều dùng hệ thống treo loại này và được đặt đối xứng qua mặt phẳng dọc
giữa ôtô.
24
Kết cấu hệ thống treo hai đòn ngang.
Trên hệ thống treo hai đòn ngang, các góc nghiêng γ, góc nghiêng σ
có quan hệ tổng( + γ σ ) không đổi, bởi vậy khi γ thay đổi tạo nên góc σ
thay đổi làm ảnh hưởng tới sự chuyển động của ôtô.