Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển kinh tế – xã hội và gia tăng nhu cầu vận chuyển hành khách, phương tiện ô tô con cá nhân ngày càng chiếm tỷ trọng lớn trong hệ thống giao thông tại Việt Nam. Ô tô con thường xuyên vận hành ở dải vận tốc cao, do đó đòi hỏi khắt khe về tính ổn định chuyển động, an toàn điều khiển và đặc biệt là độ êm dịu nhằm mang lại sự thoải mái cho hành khách và người lái. Trên phương tiện ô tô, hệ thống treo giữ vai trò liên kết đàn hồi giữa bánh xe và khung vỏ, trực tiếp quyết định khả năng dập tắt dao động kích thích từ mặt đường, giữ ổn định tiếp xúc bánh xe và bảo vệ tuổi thọ các cụm kết cấu.

Đề tài "Tính toán thiết kế hệ thống treo độc lập cho ô tô con" được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Thanh Tuyển (ngành Cơ khí Ô tô, Trường Đại học Giao thông Vận tải) dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Hùng Mạnh vào năm 2018. Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể trong đồ án bao gồm:

  1. Tổng quan cơ sở lý thuyết về dao động ô tô, phân tích công dụng, yêu cầu kỹ thuật và phân loại các kết cấu hệ thống treo trên ô tô hiện đại.
  2. Phân tích so sánh ưu nhược điểm của các sơ đồ hệ thống treo độc lập và phụ thuộc, từ đó lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo trước phù hợp cho ô tô con phân khúc đô thị.
  3. Xác định các thông số hình học, xây dựng họa đồ động học để tìm kích thước các khâu đòn và vị trí các điểm liên kết, khớp cầu.
  4. Tính toán động lực học hệ thống treo dưới các chế độ tải trọng điển hình (tải trọng động thẳng đứng, lực phanh cực đại, lực trượt ngang cực đại).
  5. Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm bền các chi tiết chính bao gồm phần tử đàn hồi (lò xo trụ) và khớp cầu (rôtuyn dẫn hướng).

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống treo độc lập kiểu MacPherson bố trí ở cầu trước của dòng xe con 5 chỗ, sử dụng số liệu tham khảo thực tế từ xe Hyundai Grand i10 phiên bản 2018 – 1.2 AT (dẫn động cầu trước FWD) sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam. Không gian nghiên cứu tập trung vào cụm hệ thống treo cầu trước; thời gian thực hiện hoàn thành vào tháng 5 năm 2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án dựa trên lý thuyết dao động ô tô và lý thuyết ô tô chuyên ngành. Dao động của phương tiện được kích thích bởi mấp mô biên dạng mặt đường, gây ảnh hưởng trực tiếp tới gia tốc tác động lên cơ thể người và làm thay đổi phản lực pháp tuyến tại vết tiếp xúc giữa bánh xe với nền đường. Đồ án áp dụng các chỉ tiêu đánh giá kỹ thuật tiêu chuẩn:

  • Chỉ tiêu tần số dao động: Thói quen sinh lý của con người thích nghi với tần số bước đi 60–90 bước/phút, tương ứng dải tần số 1,0–1,5 Hz. Đối với xe con, tần số dao động riêng của khối lượng phần treo được khống chế trong dải $\omega = 6,2 \div 9,4\text{ rad/s}$ ($n = 60 \div 90\text{ dao động/phút}$).
  • Chỉ tiêu gia tốc dao động: Đánh giá dựa trên trị số bình phương trung bình của gia tốc theo các trục không gian ($X, Y, Z$).
  • Chỉ tiêu an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống nền đường: Đánh giá qua tỷ số giữa lực động và tải trọng tĩnh $K_đ = Z_đ / Z_t$, hạn chế tối đa nguy cơ bánh xe bị nảy khỏi mặt đường làm mất tính dẫn hướng.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa phân tích kết cấu, phương pháp đồ thị (họa đồ động học) và phương pháp giải tích động lực học kết cấu:

  • Phương pháp phân tích so sánh: Đánh giá cấu trúc không gian, khối lượng không được treo, khả năng chịu lực ngang/dọc của các kết cấu treo (hai đòn ngang, MacPherson, đòn dọc, đòn dọc liên kết).
  • Phương pháp họa đồ động học: Xây dựng đồ thị hình học phẳng theo tỷ lệ xích để xác định vị trí các tâm quay tức thời, chiều dài đòn ngang dưới và quy luật biến thiên của góc nghiêng giảm chấn $\delta$, độ trượt ngang bánh xe $\Delta B$ theo độ võng thẳng đứng $\Delta H$.
  • Phương pháp giải tích cơ học: Xác định phản lực liên kết tại các ngàm, khớp bản lề, trụ đứng và đòn chữ A ở các trạng thái tải trọng giới hạn.
  • Nguồn dữ liệu: Thông số kỹ thuật danh định của ô tô tham khảo Hyundai Grand i10 2018 – 1.2 AT do nhà sản xuất công bố và các tiêu chuẩn vật liệu chế tạo cơ khí (thép hợp kim 50CrV4, 42CrMo4V).
Thông số kỹ thuật xe tham khảo (Hyundai Grand i10 2018 - 1.2 AT) Ký hiệu Giá trị Đơn vị
Tải trọng toàn xe khi không tải $G_0$ 969 kg
Tải trọng toàn xe khi đầy tải $G_T$ 1334 kg
Tải trọng đặt lên cầu trước không tải / đầy tải $G_{01} / G_{T1}$ 475 / 654 kg
Tải trọng đặt lên cầu sau không tải / đầy tải $G_{02} / G_{T2}$ 494 / 680 kg
Chiều dài cơ sở $L$ 2425 mm
Chiều rộng cơ sở cầu trước / cầu sau $B_{01} / B_{02}$ 1479 / 1493 mm
Kích thước bao (Dài $\times$ Rộng $\times$ Cao) – $3765 \times 1660 \times 1505$ mm
Khoảng sáng gầm xe khi đầy tải $H_{min}$ 112 mm
Chiều cao trọng tâm khi đầy tải $H_g$ 600 mm
Bán kính làm việc tĩnh của bánh xe $r_{bx}$ 268 mm
Khối lượng không treo cầu trước / một bánh xe $m_{kt1} / m_{bx}$ 30 / 10 kg
Tọa độ trọng tâm tới cầu trước / cầu sau $a / b$ 1188,25 / 1236,75 mm

Thiết kế và triển khai

Hệ thống treo trước được thiết kế theo sơ đồ độc lập MacPherson. Cấu trúc bao gồm một đòn ngang dưới dạng càng chữ A, lò xo xoắn trụ đặt lồng bên ngoài ống giảm chấn thủy lực hai lớp vỏ, đầu trên cụm giảm chấn gắn với ụ khung xe qua gối đỡ cao su tự lựa, đầu dưới liên kết với ngỗng quay trục bánh xe và khớp cầu (rôtuyn). Trục xoay đứng của bánh xe dẫn hướng đi qua tâm khớp tự lựa phía trên và tâm khớp cầu phía dưới.

1. Xây dựng họa đồ và xác lập thông số động học

Dựa trên các thông số hình học ban đầu: góc nghiêng ngang trụ đứng $\alpha_0 = 8^\circ$, góc nghiêng ngang bánh trước $\gamma_0 = 1^\circ 30'$, góc nghiêng dọc trụ đứng $\varepsilon = 2^\circ 21'$, bán kính quay quanh trụ đứng $r_0 = 25\text{ mm}$, khoảng cách từ tâm bánh xe tới đòn dưới $k_c = 60\text{ mm}$, chiều cao điểm liên kết trên của giảm chấn $h_{O2} = 880\text{ mm}$.

  • Chiều dài tính toán của đòn ngang dưới: $L_đ = 385,3\text{ mm}$.
  • Tần số dao động riêng chọn thiết kế: $\omega = 8\text{ rad/s}$ ($f \approx 1,27\text{ Hz}$).
  • Độ cứng tĩnh của hệ thống treo một bên cầu trước khi đầy tải: $C_{T1} = 19328\text{ N/m}$.
  • Độ võng tĩnh khi đầy tải: $f_{t1} = 153\text{ mm}$; độ võng tĩnh khi không tải: $f_{0t} = 107,7\text{ mm}$.
  • Độ võng động của hệ thống treo: $f_{đ1} = 130\text{ mm}$; khoảng sáng gầm tính toán: $H_0 = 242\text{ mm}$.
  • Hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần treo (với hệ số cản tương đối $\psi = 0,2$): $D = 3,2\text{ rad/s}$.

2. Xác định tải trọng động lực học

Đồ án phân tích chi tiết ba trường hợp chịu lực nguy hiểm tác dụng lên hệ thống treo cầu trước:

  • Trường hợp 1: Chịu tải trọng động thẳng đứng thuần túy ($K_đ = 1,9$): Lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe đạt $Z = 5908,56\text{ N}$. Phản lực thẳng đứng tác dụng lên trụ đứng $Z_A = Z_B = 5851,06\text{ N}$; lực ngang tại khớp đòn dưới $Y_C = 1290,67\text{ N}$.
  • Trường hợp 2: Chịu lực phanh cực đại ($j_{max} = 8\text{ m/s}^2$, hệ số bám $\varphi = 0,8$): Trọng lượng dồn lên cầu trước với hệ số phân bố lại $m_{1p} = 1,4$, phản lực $Z_p = 4392,9\text{ N}$, lực phanh cực đại $X = 3514,32\text{ N}$. Lực dọc tác dụng lên trụ đứng $X_B = 4695,82\text{ N}$; lực dọc tác dụng tại hai khớp bản lề trong đòn chữ A $D_x = E_x = 6456,75\text{ N}$.
  • Trường hợp 3: Chịu lực trượt ngang cực đại (hệ số bám ngang $\varphi_y = 1,0$): Phản lực ngang $Y = 5810,6\text{ N}$. Lực ngang tác dụng lên gối đỡ trên của trụ đứng $Y_A = 4026,68\text{ N}$, lực ngang tại khớp cầu $Y_C = 1783,92\text{ N}$, lực ngang tại gối tựa $D$ và $E$ lần lượt là $D_y = 1083,1\text{ N}$ và $E_y = 700,83\text{ N}$.

3. Tính chọn và kiểm nghiệm bền kết cấu

  • Lò xo trụ đàn hồi: Sử dụng vật liệu thép $50\text{CrV4}$ có ứng suất tiếp cho phép $[\tau] = 1600\text{ MN/m}^2$, giới hạn mỏi xoắn $\tau_0 = 600\text{ MN/m}^2$, môđun đàn hồi trượt $G = 8 \cdot 10^4\text{ MPa}$.
    • Đường kính dây lò xo: $d = 10\text{ mm}$; đường kính trung bình: $D = 80\text{ mm}$ (tỷ số $c = D/d = 8$).
    • Độ cứng lò xo: $C_{lx} = 19518\text{ N/m}$.
    • Số vòng làm việc: $n_0 = 6$ vòng; tổng số vòng: $n = 7$ vòng.
    • Chiều cao lò xo tự do: $H_0 = 415\text{ mm}$; chiều cao khi nén ép hoàn toàn: $H_s = 60\text{ mm}$.
    • Kiểm nghiệm ứng suất cắt lớn nhất: $\tau_{max} = 1378,2\text{ N/mm}^2 < [\tau] = 1600\text{ N/mm}^2$ (thỏa mãn).
    • Hệ số an toàn mỏi: $S = 3,3 > [S] = 2,0$ (đạt yêu cầu bền mỏi).
  • Khớp cầu rôtuyn: Sử dụng thép hợp kim $42\text{CrMo4V}$ có giới hạn bền kéo $\sigma_b = 1000\text{ MPa}$, ứng suất cắt cho phép $[\tau] = 250\text{ N/mm}^2$, ứng suất chèn dập cho phép $[\sigma_{cđ}] = 25 \div 35\text{ N/mm}^2$.
    • Tiết diện nguy hiểm $A-A$ có diện tích $S_A = 314,2\text{ mm}^2$.
    • Ứng suất cắt lớn nhất khi chịu lực ngang: $\tau_c = 15\text{ N/mm}^2 < [\tau] = 250\text{ N/mm}^2$ (đảm bảo độ bền cắt).
    • Lực chèn dập cực đại kiểm tra: $F_{cđ} = Z_A = 5851,06\text{ N}$.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương 1 hệ thống hóa lý thuyết tổng quan về hiện tượng dao động của xe ô tô khi di chuyển trên đường có biên dạng mấp mô. Tác giả phân tích tác động tiêu cực của dao động kéo dài gây mệt mỏi thần kinh cho người điều khiển, làm giảm phản xạ chính xác dẫn đến nguy cơ tai nạn, đồng thời làm phát sinh tải trọng động phá hủy các cụm chi tiết cơ khí. Chương này trình bày chi tiết các tiêu chuẩn định lượng đánh giá độ êm dịu: dải tần số thích hợp đối với xe con ($n = 60 \div 90\text{ dđ/ph}$) và xe tải ($n = 100 \div 120\text{ dđ/ph}$); công thức bình phương trung bình gia tốc dao động; và tỷ số lực động $K_đ$. Tiếp theo, tác giả trình bày công dụng, yêu cầu kỹ thuật và phân loại hệ thống treo thành hai nhóm chính: hệ thống treo phụ thuộc (dầm cầu liền, nhíp lá hoặc lò xo xoắn phối hợp thanh giằng Panhard) và hệ thống treo độc lập. Cuối chương giới thiệu toàn bộ cấu hình hình học, hệ thống truyền lực, động cơ Kappa và bảng thông số kỹ thuật chi tiết của dòng xe tham khảo Hyundai Grand i10 2018 – 1.2 AT.

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Nội dung chương 2 tập trung mổ xẻ kết cấu và phân tích cơ chế làm việc của 4 sơ đồ hệ thống treo độc lập phổ biến trên ô tô con:

  1. Hệ thống treo hai đòn ngang: Có khả năng hạ thấp trọng tâm, độ võng động lớn, bám đường tốt nhưng cấu tạo nhiều chi tiết cơ khí phức tạp, chiếm không gian khoang máy lớn.
  2. Hệ thống treo MacPherson: Là biến thể của treo hai đòn ngang với chiều dài đòn ngang trên triệt tiêu ($L_{trên} = 0$), ống giảm chấn kiêm nhiệm chức năng dẫn hướng trụ xoay đứng. Kết cấu nhỏ gọn, giảm khối lượng không treo, giải phóng không gian khoang động cơ xe dẫn động cầu trước FWD.
  3. Hệ thống treo đòn dọc: Đơn giản, thường dùng cho cầu sau bị động nhưng dễ xuất hiện góc tự xoay cầu xe gây ảnh hưởng chất lượng quay vòng.
  4. Hệ thống treo đòn dọc có thanh liên kết (bán độc lập): Có thêm thanh giằng xoắn ngang liên kết hai đòn dọc đóng vai trò thanh ổn định, kết cấu kinh tế, phù hợp cầu sau xe cỡ nhỏ.

Chương này cũng phân tích nguyên lý làm việc và so sánh hai loại giảm chấn thủy lực hai chiều: giảm chấn hai lớp vỏ (buồng bù thể tích áp suất khí quyển, độ bền cao, giá rẻ, chống chịu tốt nhưng dễ tạo bọt khí ở tần số cao) và giảm chấn một lớp vỏ (buồng khí nén $23\text{ kG/cm}^2$, không tạo bọt khí, tản nhiệt tốt nhưng kết cấu bao kín khắt khe, dễ kẹt). Từ đó, tác giả đưa ra kết luận lựa chọn hệ thống treo trước là hệ thống treo độc lập MacPherson kết hợp giảm chấn thủy lực hai lớp vỏ và lò xo trụ.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP MC

Chương 3 là phần trọng tâm kỹ thuật của đồ án, triển khai toàn bộ các bước tính toán thiết kế:

  • Xác định thông số cơ bản: Tính toán độ cứng hệ thống treo $C_{T1} = 19328\text{ N/m}$, độ võng tĩnh $f_{t1} = 153\text{ mm}$, độ võng tĩnh không tải $f_{0t} = 107,7\text{ mm}$, độ võng động $f_{đ1} = 130\text{ mm}$ và hệ số dập tắt dao động $D = 3,2\text{ rad/s}$.
  • Xây dựng động học: Triển khai họa đồ phẳng xác định chiều dài đòn ngang chữ A ($L_đ = 385,3\text{ mm}$), xác lập phương trình giải tích góc nghiêng giảm chấn $\delta$ và độ trượt vết bánh xe $\Delta B$ theo độ dịch chuyển thẳng đứng $\Delta H$ trong dải từ $-107,7\text{ mm}$ đến $+175,3\text{ mm}$.
  • Tính toán động lực học: Thiết lập ma trận tải trọng và lập bảng giá trị lực tác dụng lên các điểm nút liên kết $A, B, C, D, E$ trong 3 chế độ tải trọng giới hạn.
  • Tính toán kiểm nghiệm chi tiết: Lựa chọn vật liệu, tính toán kích thước hình học, kiểm nghiệm ứng suất cắt $\tau_{max} = 1378,2\text{ N/mm}^2$ và kiểm tra hệ số an toàn mỏi $S = 3,3$ cho lò xo trụ; kiểm nghiệm ứng suất cắt $\tau_c = 15\text{ N/mm}^2$ cho khớp cầu rôtuyn bằng thép 42CrMo4V.
Vị trí nút liên kết Thành phần lực (N) Trường hợp 1 (Chỉ có lực thẳng đứng $Z$) Trường hợp 2 (Có lực phanh $Z$ và $X$) Trường hợp 3 (Có lực ngang $Z$ và $Y$)
Gối tựa A (Ụ đỡ trên) $X_A$ 0 1103,00 0
$Y_A$ 468,36 102,30 4026,68
$Z_A$ 5851,06 4392,90 5712,50
Gối B (Khớp nối ngỗng quay) $X_B$ 0 4695,82 0
$Y_B$ 1290,67 787,10 1783,92
$Z_B$ 5851,06 4392,90 5712,50
Khớp C (Khớp cầu ngoài đòn A) $X_C$ 0 4695,82 0
$Y_C$ 1290,67 787,10 1783,92
Khớp D (Bản lề trong đòn A) $D_X$ 0 6456,75 0
$D_y$ 783,62 477,90 700,83
Khớp E (Bản lề trong đòn A) $E_X$ 0 6456,75 0
$E_y$ 507,05 309,20 1083,10

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành trọn vẹn quy trình tính toán thiết kế kỹ thuật cho cụm hệ thống treo trước độc lập của xe ô tô con cỡ nhỏ dựa trên mẫu xe Hyundai Grand i10 2018. Các kết quả định lượng cụ thể thu được gồm:

  • Xác lập được bộ thông số động học tối ưu: Chiều dài đòn ngang chữ A đạt $385,3\text{ mm}$, góc đặt trụ đứng nghiêng ngang $\alpha_0 = 8^\circ$, góc nghiêng dọc $\varepsilon = 2^\circ 21'$, góc nghiêng bánh xe $\gamma_0 = 1^\circ 30'$ và bán kính quay quanh trụ đứng $r_0 = 25\text{ mm}$.
  • Xác định được mối quan hệ biến thiên giữa góc nghiêng giảm chấn và độ trượt ngang vết bánh xe trong suốt hành trình dao động từ $-107,7\text{ mm}$ đến $+175,3\text{ mm}$, đảm bảo bánh xe duy trì diện tích bám đường và không gây mòn lốp cục bộ.
  • Xây dựng bảng giá trị phản lực liên kết hoàn chỉnh tại tất cả các điểm nút đỡ của hệ thống treo phục vụ trực tiếp cho việc kiểm tra bền thân vỏ xe và các thanh liên kết.
  • Hoàn thiện bộ thông số thiết kế cho lò xo trụ bằng thép 50CrV4 ($d = 10\text{ mm}, D = 80\text{ mm}, n_0 = 6\text{ vòng}, H_0 = 415\text{ mm}$) đạt hệ số an toàn mỏi $S = 3,3$, và khớp cầu rôtuyn bằng thép 42CrMo4V đảm bảo độ bền cắt với $\tau_c = 15\text{ N/mm}^2$.

Đóng góp của đồ án thể hiện ở việc cụ thể hóa phương pháp tính toán hệ thống treo MacPherson cho dòng xe con đô thị sản xuất tại Việt Nam, kết nối lý thuyết dao động ô tô với bài toán thiết kế chi tiết các khâu khớp cơ khí.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đồ án mới tập trung tính toán thiết kế cho hệ thống treo độc lập cầu trước, chưa triển khai thiết kế cho hệ thống treo cầu sau; phương pháp họa đồ động học được thực hiện trên không gian phẳng 2D, chưa xét tới các dịch chuyển không gian 3D phức tạp khi đánh lái đồng thời với nhún dao động lớn; các tính toán giảm chấn dừng lại ở mức xác định hệ số cản trung bình và chưa kiểm nghiệm nhiệt độ làm việc của dầu giảm chấn.
  • Hướng phát triển: Mở rộng mô hình tính toán động học và động lực học hệ thống treo trong không gian 3 chiều; ứng dụng các phần mềm mô phỏng động lực học nhiều vật thể (như ADAMS/Car, Matlab/Simulink) để khảo sát đáp ứng tần số phi tuyến; tính toán thiết kế đồng bộ cho cụm hệ thống treo cầu sau và thanh ổn định ngang.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho sinh viên, học viên ngành Kỹ thuật Cơ khí Động lực, Cơ khí Ô tô và các kỹ sư thiết kế khung gầm phương tiện giao thông đường bộ. Tài liệu cung cấp trình tự phương pháp luận rõ ràng từ khâu phân tích chọn phương án, xây dựng họa đồ động học, thiết lập sơ đồ phân bố lực đến quy trình kiểm nghiệm bền cơ học chi tiết. Các phần đáng tham khảo nhất bao gồm:

  • Phương pháp dựng họa đồ xác định tọa độ khớp quay và chiều dài đòn treo dưới kiểu MacPherson.
  • Phương pháp phân tích và lập bảng phản lực liên kết cho 3 chế độ tải trọng điển hình.
  • Trình tự các bước tính toán, lựa chọn vật liệu và kiểm tra bền mỏi cho lò xo xoắn trụ và khớp cầu rôtuyn.

Câu hỏi thường gặp

1. Đối tượng xe cơ sở được lựa chọn để lấy thông số tham khảo trong đồ án là xe nào?
Tác giả lựa chọn mẫu xe Hyundai Grand i10 2018 – phiên bản 1.2 AT sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam, có khối lượng không tải $G_0 = 969\text{ kg}$, đầy tải $G_T = 1334\text{ kg}$, chiều dài cơ sở $L = 2425\text{ mm}$ và công thức bánh xe FWD (động cơ đặt trước, cầu trước chủ động).

2. Tần số dao động riêng và độ cứng tính toán của hệ thống treo trước là bao nhiêu?
Tần số dao động riêng của phần treo được chọn là $\omega = 8\text{ rad/s}$ (nằm trong dải chuẩn $6,2 \div 9,4\text{ rad/s}$ cho xe con). Độ cứng tính toán của hệ thống treo một bên cầu trước khi xe ở trạng thái đầy tải đạt $C_{T1} = 19328\text{ N/m}$.

3. Đòn ngang chữ A của hệ thống treo có chiều dài tính toán là bao nhiêu và được xác định bằng phương pháp nào?
Chiều dài tính toán của đòn ngang dưới là $L_đ = 385,3\text{ mm}$, được xác định thông qua phương pháp đồ thị (họa đồ động học) kết hợp dựng tỷ lệ xích từ các vị trí tâm quay tức thời và góc đặt trụ đứng ban đầu.

4. Lò xo trụ được chế tạo từ mác thép nào và kết quả kiểm nghiệm bền ra sao?
Lò xo trụ được thiết kế từ thép hợp kim $50\text{CrV4}$ với đường kính dây $d = 10\text{ mm}$, đường kính trung bình $D = 80\text{ mm}$, số vòng làm việc $n_0 = 6$. Ứng suất cắt lớn nhất tính được là $\tau_{max} = 1378,2\text{ N/mm}^2$ (nhỏ hơn ứng suất cho phép $1600\text{ MN/m}^2$) và hệ số an toàn mỏi đạt $S = 3,3$ (lớn hơn ngưỡng yêu cầu $[S] = 2,0$), đảm bảo an toàn tuyệt đối khi làm việc.

5. Trong các chế độ tải trọng tính toán, lực dọc $X$ tác dụng lên khớp bản lề đòn ngang đạt giá trị lớn nhất khi nào?
Lực dọc đạt giá trị lớn nhất ở trường hợp xe phanh với lực phanh cực đại ($j_{max} = 8\text{ m/s}^2, \varphi = 0,8$), sinh ra lực dọc $D_X = E_X = 6456,75\text{ N}$ tại hai khớp bản lề trong $D$ và $E$ của đòn treo chữ A.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Tính toán thiết kế hệ thống treo độc lập cho ô tô con" của tác giả Nguyễn Thanh Tuyển đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế kỹ thuật cụm treo trước kiểu MacPherson cho xe du lịch cỡ nhỏ dựa trên mẫu xe Hyundai Grand i10 2018. Thông qua việc kết hợp chặt chẽ giữa phân tích động học bằng đồ thị và tính toán động lực học kết cấu, công trình đã xác lập được hệ thống thông số hình học đòn treo, đặc tính đàn hồi lò xo và kiểm nghiệm bền vững các chi tiết chịu lực. Toàn bộ các kết quả tính toán đều đáp ứng nghiêm ngặt các chỉ tiêu về độ êm dịu, an toàn chuyển động và độ bền cơ học theo tiêu chuẩn ngành ô tô.