Bài giảng Lý thuyết ô tô - Chương 7: Dao động ô tô và hệ thống treo

c : 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 Ơ TƠ : 7.2.1. Dao động ơ tơ trong các mặt phẳng tọa độ :Hình 7.2 : Sơ đồ dao động tương đương của ơ tơ 2 cầuyzx 7.2.2. Khái niệm về khối lượng được treo và khối lượng khơng được treo : 7.2.2.1. Khối lượng được treo :Hình 7.3 : Mơ hình hĩa khối lượng được treoA(M1)T(M)B(M2)vbaL 7.2.2.2. Khối lượng khơng được treo :Hình 7.4 : Mơ hình hĩa khối lượng được treo 7.2.2.3. Hệ số khối lượng :Clm 7.2.3. Sơ đồ hĩa hệ thống treo :Hình 7.5 : Sơ đồ dao động tương đương của hệ thống treo Điểm nối với khung1Điểm nối với cầu2KC 7.2.4. Sơ đồ dao động tương đương : 7.2.4.1. Ơ tơ hai cầu :Hình 7.6 : Sơ đồ dao động tương đương của ơ tơT(M)A(M1)C1K1m1Cl1B(M2)C2K2m2Cl2baL 7.2.4.2. Ơ tơ 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 z2M2C2K2zl3Kl3m3Cl3m2Cl2zl2Kl2d1d2LA1AB1BA’B’T7.3. DAO ĐỘNG KHƠNG CĨ LỰC CẢN CỦA Ơ TƠ :Hình 7.8 : Sơ đồ dao động đơn giản của xe theo phương thẳng đứngC1z1C2z2z1zz2abLV 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 đĩ : Mρ2 = J là mơmen 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 cĩ : (7.5) Thay (7.5) vào (7.4) ta cĩ : (7.6) Triển khai và thu gọn ta cĩ : (7.7) Ta cĩ : (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 cĩ : (7.12) Nghiệm tổng quát của hệ phương trình trên cĩ dạng : Phương trình đặc tính của hệ phương (7.12) là phương trình trùng phương cĩ dạng : (7.13) Biểu thức tính các tần số dao động liên kết nhau : (7.14)A(M1)T(M)B(M2)Hình 7.9 : Sơ đồ dao động độc lập của ơ tơ tại cầu trước1vz1C1z1abL Phương trình dao động ở cầu trước cĩ dạng : (7.15) Tần số dao động riêng : (7.16) Khi đĩ phương trình (7.15) cĩ dạng : (7.17) Nghiệm phương trình trên cĩ dạng : Chu kì dao động : (7.18) Số lần dao động trong một phút được tính theo : (7.19)7.4. CƠNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO : 7.4.1. Cơng 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 lị xo :Hình 7.12 : Lị xo trụ 7.5.1.3. Cấu tạo của thanh xoắn :Hình 7.13 : Thanh xoắnHình 7.14 : Sơ đồ hệ thống treo cĩ phần khơng 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 hồiVào không khíTừ máy nénGbxGa)432345678980100120140f=12,0cm10,1cmf=10,5cm8,3cmf=4,4cmf=5,9cmtvg/phTải trọng lên cầuTần số riêngb)12312 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 khí32176854abcdfpđftfđ 7.5.2. Đường đặc tính đàn hồi :Hình 7.17 : Các dạng đường đặc tính của hệ thống treoThể tích động năng Tải trọng Zt1DEHKfCB0AZmaxZ2Tải trọngfCB0AZmaxZĐiểm tựa của bộ phận hạn chế trênĐiểm tựa của ụ cao su dướiĐiểm tựa củaụ cao su trênGài bộ phận hạn chếZ1LCĩ tảiĐộ võngMĐiểm tựa của bộ phận hạn chế dướiHình 7.18 : Đường đặc tính đàn hồi của hệ thống treoGiảm tảiChất tảiNén Trảf1f2fđdftfđtaHình 7.19 : Quan hệ của tầng số dao động riêng của phần được treo n với độ võng tĩnh ft506070809010011012013051015202530n (lần/phút)140ft(cm)7.6. BỘ PHẬN GiẢN CHẤN : 7.6.1. Cơng dụng, yêu cầu, phân loại : 7.6.1.1. Cơng dụng : 7.6.1.2. Yêu cầu : 7.6.1.3. Phân loại : Hình 7.20 : Giảm chấn địn tác dụng hai chiều412TrảNén3 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 địn :123465Hình 7.21 : Sơ đồ làm việc của giảm chấn địn tác dụng hai chiều 123465a)b)c)d) 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 lựcZgZ2Z1Z3213Hình 7.24 : Đường đặt tính khơng đối xứng của giảm chấn tác dụng hai chiều với van giảm tảiTrảNén12ZnmaxZnZt0MạnhMạnhNhẹNhẹZtmaxZn7.7. BỘ PHẬN DẪN HƯỚNG : 7.7.1. Cơng dụng, phân loại, yêu cầu : 7.7.1.1. Cơng 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 địn với 1 khớp trụ cho bánh xe khơng dẫn hướng.Hình 7.26 : Cơ cấu hướng 2 địn với 2 khớp cầu cho bánh xe khơng dẫn hướng.Hình 7.27: Cơ cấu hướng 1 địn với 1 khớp trụ cho bánh xe dẫn hướng.Hình 7.28: Cơ cấu hướng 2 địn 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 địn với tám khớp cầu. (được gọi là treo 4 điểm)Hình 7.33 : Cơ cấu hướng 4 địn với địn thứ tư đặt ngang (gọi là địn Panhard)Hình 7.34 : Cơ cấu hướng 3 địn với địn thứ ba hình tam giác.Hình 7.35 : Cơ cấu hướng 4 địn với cầu dạng ống lồng vào nhau.Hình 7.36 : Cơ cấu hướng 2 địn với cầu hình tam giác.Hình 7.37 : Cơ cấu hướng với địn dẫn hướng là cầu xe.