PROPOSAL MÔN AN TOÀN TIN NGHI ĐỀ TÀI: H THỐNG TREO CH ĐỘNG

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MƠN ĐỘNG CƠ ֍֍֍ PROPOSAL MƠN AN TỒN TIỆN NGHI ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG TREO CHỦ ĐỘNG GV: Th.s NGUYỄN TRUNG HIẾU Lớp: Thứ Tiết 11-12 SVTH: Võ Minh Lưu 16145441 Huỳnh Đức Thắng 16145605 Đặng Ngọc Đại 16145585 Đào Minh Duy 16145343 Trần Thế Vinh 16145612 TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019 HỆ THỐNG TREO TRUYỀN THỐNG? 1.1 Tại phải cần hệ thống treo xe? Một chiếc ô tô phải chịu tác động lực khác xe vận hành đường làm cho thân xe bị dao động theo phương khác nhau, người ngồi xe chịu tác động theo và dẫn tới tình trạng khơng tốt cho người ngồi xe Yêu cầu đặt là phải có liên kết linh động thân xe và bánh xe để đáp ứng tất điều kiện động lực học xe di chuyển đường, cho phép chuyển động tương đối chúng mà không gây biến dạng nào cho thân xe hay chi tiết liên quan nào Hệ thống treo xe là hệ thống cần thiết để nâng đỡ cho khối lượng toàn xe, bao gồm tự trọng xe và khối lượng người ngồi xe và đồ vật kèm theo Một chiếc xe cần hệ thống treo để trì tiếp xúc bánh xe và mặt đường Khi xe quay vòng, thân xe ln có xu hướng lắc ngang, điều này xảy làm cho chiếc xe bị ởn định, bị trượt ngang hay chí lật ngang gây nguy hiểm cho người ngồi xe Khi xe tăng tốc từ hay phanh đột ngột di chuyển, thân xe có xu hướng bị lắc dọc lực quán tính tác động lên thân xe làm cho bánh xe khả bám đường Hệ thống treo hoạt động đồng thời với hệ thống lái và hệ thống phanh để tạo ổn định xe di chuyển đường Các phuộc giảm chấn và lò xo giảm xóc tích hợp hệ thống treo để hấp thụ rung động mặt đường gây và dập tắt nhanh dao động đó, giúp cho chiếc xe trở nên ổn định, bám đường tốt, đồng thời giúp thân xe dao động êm dịu và người ngồi xe cảm thấy thoái mái https://thanhphongauto.com/he-thong-treo-nhun/ 1.2 Phân loại hệ thống treo: Căn cứ vào phận dẫn hướng hệ thống mà hệ thống treo ô tô chia làm hai loại riêng biệt Hệ thống treo phụ thuộc: Hệ thống này có bánh xe thiết kế nối dầm cầu liền đó, phận hệ thế treo nối với thân xe dầm cầu Ở hệ thống phụ thuộc này, bánh xe dao động phụ thuộc và ảnh hưởng lẫn Hệ thống treo độc lập (Independent axle) Đặc điểm hệ thống treo này là bánh xe thiết kế tách biệt với thân xe Do mà bánh xe cho khả di chuyển tự mà không ảnh hưởng đến cho khả kiểm soát tốt Hệ thống treo độc lập có cấu tạo phức tạp nhiều so với hệ thống phụ thuộc Các hệ thống treo độc lập tiêu biểu là MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép và hệ thống treo đa liên kết 1.3 Cấu tạo hệ thống treo Hệ thống treo có cấu tạo gồm phận chính: 1.3.1 Bộ phận đàn hồi: Đây coi là phận quan trọng hệ thống này Chúng có tác dụng làm giảm tần số dao động xe ô tô, đảm bảo độ êm xe di chuyển qua bề mặt đường không phẳng Ở xe con, đàn hồi này thường là lò xo, khí nén, xoắn Cịn xe tải thường sử dụng đàn hồi là nhíp 1.3.2 Bộ phận giảm chấn: phận này có nhiệm vụ loại bỏ dao động bánh xe và thân ô tô, tăng khả bám đường cho bánh xe từ giảm thiểu tình trạng rung lắc mạnh Bộ phận giảm chấn thường có hai loại: Giảm chấn thủy lực: là tận dụng lực ma sát lớp dầu với từ giảm thiểu dao động Giảm chấn ma sát: là tận dụng lực ma sát nhíp để giảm thiểu dao động 1.3.3 Cơ cấu hướng: Hệ thống treo giúp kết nối phần khối lượng treo (thân xe) với phần khối lượng không treo (cầu xe, bánh xe), đồng thời phải đảm bảo chuyển động tương đối thân xe với bánh xe Lị xo giảm xóc và phuộc giảm chấn là cấu chịu lực thẳng đứng theo phương vng góc mặt đường, cần phải có cấu hướng để đảm bảo lực kéo, lực phanh tác dụng từ bánh xe lên thân xe làm cho thân xe và bánh xe di chuyển đồng thời với Bộ dẫn hướng lại có hai kiểu khác là dùng nhíp (đối với xe tải) và cấu tay đòn (xe con) https://thanhphongauto.com/he-thong-treo-nhun/ Ưu điểm: Cơ cấu đơn giản, dễ sửa chữa Nhược điểm: Cơ cấu khí, độ ởn định thấp (lắc ngang, lắc dọc) vào cua, tăng tốc phanh, độ êm dịu không cao HỆ THỐNG TREO CHỦ ĐỘNG LÀ GÌ ? Hệ thống treo chủ động là loại hệ thống treo ô tô điều khiển chuyển động thẳng đứng bánh xe so với khung xe thân xe hệ thống xe, thay hệ thống treo thụ động chuyển động xác định hoàn toàn mặt đường Về hoạt động hệ thống treo nói chung chia thành hai loại: chủ động hoàn toàn và bán chủ động Mặc dù hệ thống treo bán chủ động thay đởi độ cứng giảm xóc để phù hợp với việc thay đổi đường điều kiện chuyển động xe, hệ thống treo chủ động sử dụng số loại thiết bị truyền động để nâng và hạ khung gầm cách độc lập bánh xe Những công nghệ này cho phép nhà sản xuất ô tô đạt mức độ cao chất lượng xe và xử lý xe cách giữ cho lốp vng góc với đường góc, cho phép kiểm soát lực kéo và điều khiển tốt Một máy tính xe phát chuyển động thân xe từ cảm biến xe và sử dụng liệu đó, kiểm sốt hoạt động hệ thống treo chủ động và bán chủ động Hệ thống này hầu loại bỏ lắc ngang và dọc nhiều tình lái xe bao gồm vào cua, tăng tốc và phanh https://en.wikipedia.org/wiki/Active_suspension 2.1 Cấu tạo hệ thống treo chủ động; 2.1.1 Bộ Điều Khiển Cấu tạo: + cảm biến Vị trí thân xe +1 camera quét mặt đường + Hệ thống treo khí nén kết hợp với motor điện lắp trục bánh + Vận hành mạng điện 48V + Bộ dây đai bánh hyponic (khuếch đại Moment xoắn động lên 200 lần) + titan (có thể xoắn được) Nguyên lý làm việc: 2.1.2 Cơ Cấu Bộ Chấp Hành - Cấu tạo - Nguyên lý hoạt động 2.2 Các Chế Độ Điều Khiển 2.2.1 Cải Thiện Sự Thoải Mái Bằng Hệ Thống Treo Chủ Động Độ êm và thoải mái là yếu tô quan tâm hàng đầu nhiều khách hàng chọn mua tơ Có nhiều tác nhân và thành phần ảnh hưởng đến độ thoải mái chiếc xe, tác nhân đầu tiên và quan trọng là hệ thống treo xe Những nhà sản xuất ô tô mong muốn hệ thống treo xe đáp ứng hai yêu cầu là tiện nghi (tính êm dịu) và an toàn (dễ điều khiển) Ở phần này ta nói thoải mái và an toàn hệ thống treo sử dụng trí tuệ nhân tạo (Audi AI Suspension) Audi Tương tự với đối thủ đồng hương Mercedes với Magic Body Control (MBC), Audi có riêng cho hệ thống treo khí nén tiên đốn chủ động (Predictive active suspension) trang bị hai dòng cao cấp là Audi A8 và Audi S8 Đây là hệ thống treo khí nén trang bị thêm bốn motor điện bánh xe và vận hành mạng điện 48V Nó nâng lên đè xuống bánh xe độc lập từ kiểm sốt vị trí thân xe tình Một dây đai và bánh Hamonic giúp khuếch đại moment xoắn motor lên tới 200 lần, và đạt mức 1100Nm Lực xoay motor truyền tới titan cứng xoắn tối đa 200 Thơng qua địn bẫy và khớp nối lực tác động lên chống giảm chấn khí nén trục trước liên kết ngang trục sau Nhờ mà motor điện đẩy bánh lên thân xe kéo bánh giản khỏi thân xe lập tức Một điều khiển thu thập liệu từ cảm biến, sau tính tốn liên tục gửi tính hiệu đến hệ thống treo 200 lần giây Hệ thống treo cân dao động theo trục ngang thân xe Ví dụ xe tăng tốc hai bánh phía trước nâng lên hai bánh phía sau hạ xuống để loại bỏ tượng bênh đầu Tương tự với trường hợp phanh có tượng chúi đầu nên điều khiển điều khiển cho bánh sau thấp xuống và bánh đầu cao lên để triệt tiêu tượng chúi đầu gây cho hành khách Tiếp theo là khả cân dao động theo trục dọc thân xe Ví dụ xe vào cua lực lí tâm khiến chiếc xe bị nghiêng phía bên ngoài góc cua Lúc này motor đẩy hai bánh phía ngoài xa thân xe hai bánh phía kéo lại sát với thân Nhờ mà thân xe nghiệng ngược lại vào bên góc góc cua lên tới 30 giúp giảm lực đẩy ngang tác động lên hành khách Lực màu trắng là lực li tâm xe mô cua tác dụng lên dụng lên bánh xe Còn lực màu vàng là lực điều khiển tác động lên bánh xe nhằm giảm bớt tác dụng lực li tâm lên xe và hành khách xe Audi cho biết tính này đặc biệt hiệu dãy vận tốc 80-130km/h với lực gia tốc ngang lên tới 0,4g Một camera kính chắn gió liên tục qt mặt đường 18 lần/s phạm vi 15m phía trước, nhằm phát bề mặt nhấp nhô ổ gà, gờ giảm tốc… Sau liệu xử lí máy tính, motor điện xoay với hành trình dự đốn xác thân xe tự động nâng lên 50mm và chủ động điều chỉnh lại giảm chấn để chiếc xe vướt qua chúng cách êm Thậm chí chiều cao thân xe thay đởi đứng n, tự động nâng lên cao 50mm cửa mở giúp cho hành khách bước vào bên dễ dàng hơn, cửa đóng chiều cao thân xe tự động hạ xuống chiều cao ban đầu Nếu va chạm xảy từ bên hơng với vận tốc lớn 25km/h, hệ thống treo tự động nâng thân xe phía bên va chạm lên 80mm 0,5s Kết là điểm va chạm dịch chuyển đến khu vực cứng thân xe ngưỡng cửa cấu trúc sàn, đồng thời lực tác động lên hành khách giảm lên tới 50% so với hông xe không nâng lên Ưu điểm: -Êm và thoải mái tối đa cho người ngồi xe -Giảm bớt nguy hiểm có va chạm xảy Nhược điểm: -Giá thành cao nên áp dụng cho dòng xe cao cấp Audi Audi A8 và Audi S8 *Tài liệu tham khảo: https://www.youtube.com/watch?v=3N3WbWil9f4 https://www.danhgiaxe.com/tim-hieu-he-thong-treo-khi-nen-su-dung-tri-tue-nhan-tao-cua-audi-27777 2.2.2 Cải thiện độ bám đường điều khiển lắc chủ động: Một chức vốn có hệ thống treo là giúp bánh xe kết nối với mặt đường Khả trì lực kéo tốt phân phối trọng lượng tương đương lực khác tác dụng lên xe là dẫn chứng cụ thể khả giúp xe bám đường hệ thống treo Mặc dù là lốp xe trực tiếp tiếp xúc với mặt đường, trục và bánh xe kết nối với hệ thống treo xe Các cú va chạm, rung và tất dạng biên dạng mặt đường lốp xe hấp thụ và đồng thời truyền qua giảm chấn xe , điều này giúp làm giảm tác động lực va chạm và rung tác động lên thân xe Về mặt kỹ thuật, lò xo là phần hệ thống treo, tác dụng lực đẩy lên bánh xe thế mà chúng tựa vào mặt đất Khi tăng tốc xe, hệ thống treo sau xe ngăn không cho xe chuyển trọng lượng phía sau xe (việc trọng lượng bị thay đổi trường hợp này tạo lực lắc dọc cho xe) làm cho phần sau xe không nảy lên không trung giống số tàu cao tốc đường chạy thử Tương tự cho lúc thắng xe, hệ thống treo trước xe ngăn không cho cho xe chuyển trọng lượng phía trước xe (tạo lực lắc dọc) làm cho phần đầu xe bị hụp xuống mặt đường Ngoài việc giúp phần sau xe ởn định cịn giúp cho phần trước xe không bị lao đầu xuống mặt đường Ngoài bám đường ổn định xe đánh lái hay góc cua tốc độ cao là yêu cầu hệ thống treo tốt Theo định luật II Newton đề cập đến cân lực tác động và phản lực vật chuyển động Đối với trường hợp tơ, lực tác động dạng gió, độ nghiêng đường hay lực vào cua lốp xe tạo có cân lực tác dụng vào cua và phản lực vào cua ( cụ thể là cân lực quán tính xe và lực vào cua lốp xe) Độ lớn và vectơ lực quán tính thiết lập trọng lượng và cân xe Gia tốc góc dẫn đến lực tập trung trọng tâm xe và tác dụng theo hướng khỏi tâm quay( lực lắc ngang) Việc thắng lực này và tạo ổn định và kiểm sốt phụ thuộc vào đặc điểm bố trí thành phần hệ thống treo và lốp xe Nhiệm vụ hệ thống treo lúc này là hỗ trợ, xoay, nghiêng và quản lí lốp xe và giữ mối liên hệ với xe và mặt đất theo cách phát huy tối đa khả chúng Sau là vài vấn đề lực kéo ảnh hưởng tới độ bám đường cho là sắp xếp phận hệ thống treo xe:  Oversteer: là tượng phần xe có xu hướng di chuyển lên phía trước và bánh bánh sau bị lực kéo dẫn đến xe bị quay vịng khó kiểm sốt Góc đặt bánh xe phần sau là phần quan trọng ảnh hưởng đến vấn đề này, nếu góc đặt làm bánh xe không tiếp xúc tối ưu với mặt đường gây tượng đánh lái thừa  Understeer: trái ngược với đánh lái thừa đánh lái thiếu là tượng xe muốn đánh lái sang hai hướng bánh trước bị độ bám với mặt đất và làm xe bị lệch bên ngoài hướng mong muốn Cũng nói rõ là đánh lái thiếu là báo hiệu lực kéo bánh trước, điều này vô nguy hiểm đến an toàn lái xe người sử dụng  Bẻ lái: là tượng xe di chuyển mặt đường va chạm với vật cản hay biên dạng xấu mặt đường khiến cho xe bị cân ( trượt sang phải trượt sang trái bạn không tác động đến vô lăng) Đây là dấu hiệu cho thấy liên kết thành phần hệ thống treo Thông qua vấn đề thấy hệ thống treo có ảnh hưởng lớn đến độ bám đường xe nói riêng và an toàn, êm dịu , thoải mái sử dụng xe lưu thông đường nói chung Chính thế mà hãng xe lớn thế giới đưa nhiều công nghệ và giải pháp để tối ưu hai vấn đề cách có hiệu Cụ thể lấy ví dụ hãng xe Audi dịng Audi A8 sử dụng hệ thống treo chủ động: Audi tung hệ thống treo tinh vi cho dịng sedan hàng đầu là Audi A8 Các hệ thống treo thích ứng, tự động điều chỉnh cài đặt dựa điều kiện đường xá tùy chọn người lái Nó nâng hạ thân xe lên tới 3,3 inch ( ≈ 83,82 mm) để đáp ứng điều kiện đường xá Hệ thống treo này phụ thuộc vào hệ thống điện 48V xe, nhằm cung cấp lượng cho động điện gắn góc thân máy Mỗi động kết nối với phần hệ thống treo Tốc độ phản ứng chúng vòng từ – 10 s Việc nâng và hạ xe này cho phép xe trì hành trình trang nghiêm và thoải mái dịng xe sang trọng xử lí di chuyển chiếc xe thể thao Khi vào cua cứng chế độ động lực học hệ thống điện tử , hệ thống treo chống lại lật đổ xe so với hệ thống thông thường, thế mà hệ thống treo cịn cho phép xe lấy góc nhanh Đồng thời hệ thống ngăn ngừa phần trước xe bị lao đầu xuống mặt đường và bị nảy lên xảy phanh tăng tốc Ngoài ra, Audi cịn trang bị camera phía trước để qt mặt đường nhằm tìm điểm khơng hoàn hảo, cho phép hệ thống treo điều chỉnh trước cho xe nhằm tạo thoải mái và độ bám đường tối ưu Khi vào chế độ “ comfor plus” góc đặt bánh xe A8 thay đởi Thay giảm lật đở xe để vào cua tốc độ cao chế độ này cho phép xe nghiêng vào góc tới độ điều này làm giảm bớt lực truyền vào người ngồi xe giúp cho việc xe thoải mái và bị xóc hay rung động Đặc biệt hơn, nếu hệ thống phát tác động sắp xảy tốc độ 15,5 dặm/giờ ( ≈ 24,4 km/h) tự động nâng phần thân xe phía bị tác động lên đến 3,1 inch (≈ 78,74 mm) Điều này mang đến vị trí tốt cho biên dạng đường xấu hay điểm xảy va chạm nhằm đảm bảo an toàn cho người lái xe Link tham khảo:     https://www.carbibles.com/guide-to-car-suspension/ https://www.digitaltrends.com/cars/audi-a8-predictive-adaptive-suspensionsystem/?fbclid=IwAR3MIIF3VbfSaeC3rWzjbT0PTjoMQ5QGbxr1jVRD1u7hoSlInptVbS0A6mk https://www.youtube.com/watch?v=P7QQLxthHyQ https://rqriley.com/automobile-ride-handling-and-suspension-design-and-implications-for-lowmass-vehicles/?fbclid=IwAR22T-Sd2889rXwTGn7iNycZWIVSZmh1Uv8_fEyBOIn0tj8ivYXen_4JlIc 2.3 Ưu điểm hệ thống treo chủ động