Kỹ thuật công nghệ - Dao động ô tô và hệ thống treo

7.1. CÁC CHỈ TIÊU VỀ ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ : 7.1.1. Tần số dao động thích hợp : Tần số dao động thích hợp là 60 ÷ 85 lần / phút Xe du lịch : 60 ÷ 85 lần / phút Xe tải : 60 ÷ 120 lần / phút CHƯƠNG 7 : DAO ĐỘNG Ô TÔ VÀ HỆ THỐNG TREO 7.1.2. Gia tốc thích hợp : Hình 7.1 : Đồ thị đặc trưng mức êm dịu chuyển động của ô tô Rất xấu Xấu Trung bình Tốt Rất tốt 7.1.3. Chỉ tiêu tính êm dịu : Trong giải tần số từ 4 ÷ 8 Hz : Các giá trị toàn phương gia tốc : 0,1 m/s2 : Gây cảm giác dễ chịu. 0,315 m/s2 : Gây mệt mỏi. 0,63 m/s2 : Gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. 7.2. SƠ ĐỒ DAO ĐỘNG TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA Ô TÔ : 7.2.1. Dao động ô tô trong các mặt phẳng tọa độ : Hình 7.2 : Sơ đồ dao động tương đương của ô tô 2 cầu 7.2.2. Khái niệm về khối lượng được treo và khối lượng không được treo : 7.2.2.1. Khối lượng được treo : Hình 7.3 : Mô hình hóa khối lượng được treo A(M1) T(M) B(M2) 7.2.2.2. Khối lượng không được treo : Hình 7.4 : Mô hình hóa khối lượng được treo 7.2.2.3. Hệ số khối lượng : Cl m 7.2.3. Sơ đồ hóa hệ thống treo : Hình 7.5 : Sơ đồ dao động tương đương của hệ thống treo K C 7.2.4. Sơ đồ dao động tương đương : 7.2.4.1. Ô tô hai cầu : Hình 7.6 : Sơ đồ dao động tương đương của ô tô T(M) 7.2.4.2. Ô tô ba cầu với cụm hai cầu sau dùng hệ thống treo cân bằng : Hình 7.7 : Sơ đồ dao động tương đương của cụm hai cầu sau dùng hệ thống treo cân bằng 7.3. DAO ĐỘNG KHÔNG CÓ LỰC CẢN CỦA Ô TÔ : Hình 7.8 : Sơ đồ dao động đơn giản của xe theo phương thẳng đứng Dịch chuyển thẳng đứng z1z2 của vị trí A và B được xác định : (7.1) Chuyển động thẳng đứng và chuyển động quay của khối lượng được treo M được biểu diễn như sau : (7.2) Trong đó : Mρ2 = J là mômen quán tính khối lượng : (7.3) Đạo hàm hai lần phương trình (7.1) theo thời gian ta được : (7.4) Từ (7.2) ta có : (7.5) Thay (7.5) vào (7.4) ta có : (7.6) Triển khai và thu gọn ta có : (7.7) Ta có : (7.8) Hệ số liên kết μ : (7.9) Bán kính quán tính : (7.10) Tần số dao động riêng của các phần khối lượng được treo phân ra cầu trước, cầu sau được tính theo biểu thức : (7.11) Thay (7.9) và (7.11) vào (7.8) ta có : (7.12) Nghiệm tổng quát của hệ phương trình trên có dạng : Phương trình đặc tính của hệ phương (7.12) là phương trình trùng phương có dạng : (7.13) Biểu thức tính các tần số dao động liên kết nhau : (7.14) Hình 7.9 : Sơ đồ dao động độc lập của ô tô tại cầu trước Phương trình dao động ở cầu trước có dạng : (7.15) Tần số dao động riêng : (7.16) Khi đó phương trình (7.15) có dạng : (7.17) Nghiệm phương trình trên có dạng : Chu kì dao động : (7.18) Số lần dao động trong một phút được tính theo : (7.19) 7.4. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO : 7.4.1. Công dụng : 7.4.2. Yêu cầu : 7.4.3. Phân loại : 7.5. BỘ PHẬN ĐÀN HỒI : 7.5.1. Cấu tạo của các phần tử đàn hồi : 7.5.1.1. Cấu tạo nhíp : Hình 7.11 : Dạng tổng quát của nhíp 7.5.1.2. Cấu tạo của lò xo : Hình 7.12 : Lò xo trụ 7.5.1.3. Cấu tạo của thanh xoắn : Hình 7.13 : Thanh xoắn Hình 7.14 : Sơ đồ hệ thống treo có phần không được treo khác nhau 7.5.1.4. Phần tử đàn hồi loại khí : Hình 7.15 : Hệ thống treo khí với các phần tử đàn hồi 7.5.1.5. Phân tử đàn hồi loại thủy khí : Hình 7.16 : Sơ đồ và đường đặc tính của hệ thống treo loại thủy khí 7.5.2. Đường đặc tính đàn hồi : Hình 7.17 : Các dạng đường đặc tính của hệ thống treo Hình 7.18 : Đường đặc tính đàn hồi của hệ thống treo Hình 7.19 : Quan hệ của tầng số dao động riêng của phần được treo n với độ võng tĩnh ft 7.6. BỘ PHẬN GiẢN CHẤN : 7.6.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại : 7.6.1.1. Công dụng : 7.6.1.2. Yêu cầu : 7.6.1.3. Phân loại : Hình 7.20 : Giảm chấn đòn tác dụng hai chiều 7.6.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của giảm chấn thủy lực : 7.6.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của giảm chấn đòn : Hình 7.21 : Sơ đồ làm việc của giảm chấn đòn tác dụng hai chiều 7.6.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của giảm chấn ống : Hình 7.22 : Kết cấu của giảm chấn ống 7.6.3. Đường đặc tính của giảm chấn thủy lực Zg = K n (7.20) Hình 7.23 : Đường đặc tính của giảm chấn thủy lực Hình 7.24 : Đường đặt tính không đối xứng của giảm chấn tác dụng hai chiều với van giảm tải 7.7. BỘ PHẬN DẪN HƯỚNG : 7.7.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu : 7.7.1.1. Công dụng : 7.7.1.2. Phân loại : 7.7.1.3. Yêu cầu : 7.7.2. Cấu tạo và động học cơ cấu dẫn hướng : 7.7.2.1. Cấu tạo các cơ cấu hướng ở hệ thống treo độc lập : Hình 7.25 : Cơ cấu hướng 1 đòn với 1 khớp trụ cho bánh xe không dẫn hướng. Hình 7.26 : Cơ cấu hướng 2 đòn với 2 khớp cầu cho bánh xe không dẫn hướng. Hình 7.27: Cơ cấu hướng 1 đòn với 1 khớp trụ cho bánh xe dẫn hướng. Hình 7.28: Cơ cấu hướng 2 đòn với 1 khớp trụ trượt cho bánh xe dẫn hướng. Hình 7.29 : Cơ cấu hướng trung gian. Hình 7.30 : Cơ cấu hướng phẳng. Hình 7.31 : Cơ cấu hướng phẳng trong thực tế. 7.7.2.2. Cấu tạo các cơ cấu hướng ở hệ thống treo phụ thuộc: Hình 7.32 : Các trường hợp cơ sở của cơ cấu hướng bốn đòn với tám khớp cầu. (được gọi là treo 4 điểm) Hình 7.33 : Cơ cấu hướng 4 đòn với đòn thứ tư đặt ngang (gọi là đòn Panhard) Hình 7.34 : Cơ cấu hướng 3 đòn với đòn thứ ba hình tam giác. Hình 7.35 : Cơ cấu hướng 4 đòn với cầu dạng ống lồng vào nhau. Hình 7.36 : Cơ cấu hướng 2 đòn với cầu hình tam giác. Hình 7.37 : Cơ cấu hướng với đòn dẫn hướng là cầu xe.