TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO TRƯỚC TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014 Các thông số lý thuyết còn cần có các kiểm chứng bằng thực nghiệm. Trong điều kiện kinh tế và thiết bị kĩ thuật còn hạn chế, việc thí nghiệm kiểm chứng chưa thực hiện được. Tuy đã có nhiều cố gắng song do trình độ còn hạn chế, thiếu tính kiểm nghiệm trên xe thực tiễn đồ án khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của các thầy và các bạn sinh viên.
1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO TRƯỚC TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014 Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Minh Thắng Sinh viên : Lê Quang Minh Khóa: 13 Hà Nội……Tháng… Năm… Mục Lục Danh Mục Hình Ảnh Mở đầu Hiện tô ngành trọng đẩy mạnh phát triển nước ta toàn giới, ngành chiếm tỉ trọng cao vận tải hành khách hàng hóa Ở Việt Nam ơtơ chủ đề quan tâm, đặc biệt ứng dụng cơng nghệ xe Vì việc nghiên cứu tơ cần thiết, sở để nhà nhập nhà sản xuất nước kiểm tra chất lượng xe nhập sau xe xuất xưởng, mang lại thoải mái tiện lợi cho người sử dụng Khi xe di chuyển lưu thông giao thơng, có nhiều yếu tố tác động như: tải trọng, vận tốc, lực cản khí, điều kiện mặt đường… yếu tố thay đổi thường xuyên gây ảnh hưởng khơng nhỏ tới q trình chuyển động xe Chúng làm q trình chuyển động xe khơng ổn định, gây ức phiền hà cho người dùng, ảnh hưởng tuổi thọ xe… đặc biệt gây an toàn cải cho người sở hữu Với yêu cầu ngày cao công nghệ kỹ thuật tính thẩm mỹ tính tiện nghi tơ ngày phải hồn thiện hơn, đặc biệt cần tạo cảm giác thoải mái cho người ngồi xe lí mà hệ thống ngày nâng cấp, nhà sản xuất xe hàng đầu giới không ngừng nâng chất lượng sản phẩm kiểu dáng, độ bền, đặc biệt tiện nghi dành cho người sử dụng Và nghiên cứu nhằm đáp ứng yêu cầu nghiên cứu phát triển hệ thống treo Chính lý nên em chọn đề tài mình: Nghiên cứu thử nghiệm hệ thống treo trước xe Toyota vios 2014 Nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống treo tơ Chương 2: Tìm hiểu hệ thống treo Toyota Vios 2014 Chương 3: Sửa chữa bảo dưỡng hệ thống treo Toyota Vios 2014 Chương 4: Khảo sát hệ thống treo phần mềm carsim Vì thời gian hạn chế dịch bệnh nên trình thực đề tài, em cịn nhiều thiếu sót cần sửa đổi mong thầy cô thông cảm góp ý cho em để em hồn thiện sau này, em cảm ơn thầy ThS Nguyễn Minh Thắng giúp đỡ em hoàn thành đồ án Sinh viên thực Lê Quang Minh Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng hệ thống treo.[1] Hệ thống treo phận quan trọng xe ô tô, chúng định cảm giác lái xe êm xóc nảy, ổn định hay khơng ổn định Nói cách dễ hiểu phận đóng vai trị định việc chuyển động toàn thân xe, đặc biệt xe di chuyển qua cung đường khơng phẳng Khi xe quay vịng, thân xe ln có xu hướng xoay xung quanh trục song song với chiều thân xe, điều xảy làm cho xe bị lật ngang gây nguy hiểm cho người ngồi xe Khi xe tăng tốc từ vị trí đứng yên hay phanh đột ngột di chuyển, thân xe có xu hướng bị lật phía sau trước lực quán tính tác động lên thân xe làm cho bánh xe khả bám đường tăng tốc phanh đột ngột Hệ thống treo hoạt động đồng thời với hệ thống lái hệ thống phanh để tạo ổn định xe di chuyển đường Góc king-pin caster tạo khâu khớp hệ thống treo phép điều khiển mượt mà vơ lăng với bánh xe phía dẫn hướng Hệ thống treo tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phương thẳng đứng với thân xe cách êm dịu, hạn chế tới mức thấp chuyển động không mong muốn lắc dọc, lắc ngang Dập tắt dao động thẳng đứng khung vỏ sinh mặt đường không phẳng 1.2 Phân loại hệ thống treo Theo kết cấu hệ thống treo bao gồm: - Hệ thống treo độc lập: hệ thống treo mà hai bánh xe cầu xe chuyển động độc lập với Khơng có chuyển động tương đối xảy bánh xe, có nghĩa bánh xe kết nối với khung xe cách độc lập Khi xe di chuyển qua bề mặt gồ ghề, dao động bánh xe không ảnh hưởng tới bánh xe lại ngược lại - Hệ thống treo phụ thuộc: Là hệ thống treo mà bánh xe phía trước sau xe kết nối với dầm cầu đồng Khi xe di chuyển qua bề mặt gồ ghề mấp mô mặt đường, dao động bên bánh xe kéo theo chuyển động tương đối bên cịn lại Phân loại theo loại đặc tính nối mềm: Bằng phần tử đàn hồi kìm loại, khí nén, thủy lực,… 1.3 Yêu cầu hệ thống treo + Đảm bảo nối mềm phù hợp với tính êm dịu chuyển động yêu cầu tức hệ thống có tần số dao động riêng nằm giới hạn (60 : 1200 lần/phút) + Giảm tối thiểu va đập cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lên khung + Đảm bảo hệ số bám trung bình bánh xe với đường + Dập tắt nhanh dao động thân xe đường + Trọng lượng phân không treo phải nhỏ + Hạn chế đến mức nhiều chuyển động theo phương không mong muốn, bánh xe dẫn hướng, nhằm đảm bảo tính điều khiển ơtơ + Có độ bền cao +Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động lực học động học chuyển động bánh xe + Tại vị trí liên kết với khung vỏ khơng gây nên tải trọng lớn đảm bảo tuổi thọ liên kết + Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kĩ thuật xe chạy nhiều địa hình khác nhau, + Bánh xe có khả chuyển dịch giới hạn không gian hạn chế 1.4 Cấu tạo phận hệ thống treo Về bản, hệ thống treo thông thường cấu thành từ ba phận chính: phận đàn hồi, phần giảm chấn cấu hướng Hình 1.1 cấu tạo hệ thống treo 1.4.1 Bộ phận đàn hồi - Bộ phần đàn hồi phận quan trọng hệ thống treo, có chức hấp thụ tác động điều kiện mặt đường gây ra, chuyển thành dao động tích trữ lượng phần tử đàn hồi Bộ phận đàn hồi phận mềm nối bánh xe thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với thể người (60 ÷ 80 lần/ph) Bộ phận đàn hồi bố trí khác xe cho phép bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng Trên xe phận đàn hồi thường gặp loại như: Nhíp lá, lị xo trụ, lị xo cơn, xoắn,… 1.4.1.1 Hệ thống treo loại nhíp[1] Hình 1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo loại nhíp Bộ nhíp sử dụng phổ biến nhiều ô tô tải, hành khách du lịch với dầm cầu liền Nhíp làm từ thép cong gọi là nhíp Bộ nhíp gồm nhiều nhíp, xếp theo thứ tự từ ngắn đến dài ghép lại với bulong trung tâm Bộ nhíp liên kết với bulong quang nhíp dạng chữ U, với khung xe phận treo trước thơng qua chốt nhíp phận treo sau dạng quang treo quang tì Bộ phận treo trước sau bắt với khung xe đinh tán hay bulong Nhìn chung nhíp dài mềm Nhíp nhiều chịu tải lớn hơn, song nhíp cứng tính êm dịu chuyển động a, Nhíp Hình 1.3 Kết cấu nhíp 10 Hai đầu nhíp uốn cong tạo thành tai nhíp dùng để gắn nhíp vào khung hay vào dầm thơng qua mõ nhíp chốt nhíp Độ cong nhíp gọi độ võng, nhíp ngắn có độ võng lớn độ cong lớn nhíp dài b, Nhíp phụ Nhíp phụ thường sử dụng xe tải số xe khác có thay đổi lớn tải trọng, với mục đích vừa bảo đảm tính êm dịu độ bền nhíp Khi khơng tải tải nhỏ có nhíp làm việc, độ êm dịu tăng Khi đủ tải lúc nhíp phụ làm việc nhíp Khi tải trọng lơn nên nhíp nhíp phụ làm việc để giảm ứng suất nhíp bảo đảm độ bền nhíp Hình 1.4 Vị trí nhíp phụ c, Đặc điểm nhíp - Do thân nhíp đủ độ cứng vững để giữ cầu xe vị trí xác định nên khơng cần sử dụng nối (đảm nhiệm chức phận hướng) - Do nội ma sát nhíp lớn nên nhíp khó hấp thụ dao động nhỏ từ mặt đường Vì vậy, nhíp thường sử dụng cho ơtơ thương mại lớn, tải nặng cần độ bền cao 1.4.1.2 Lò xo a, Lò xo thường 70 Độ cứng lò xo cầu trước Chiều dài sở Chiều ngang Khoảng sáng gầm xe Bán kính vịng quay tối thiểu Hệ số giảm chấn cầu trước Loại lốp xe Khoảng cách bánh xe cầu trước Khoảng cách bánh xe cầu sau Chiều cao 18750 2550 1745 200 5.1 1070 185/60R15 1470 1460 1475 N/m mm mm mm m Ns/m mm mm mm b, Nhập liệu đầu vào Mở trình duyệt Carsim, vào datasets để mở phần Suspension test Chọn loại xe phù hợp với Toyota vios ta lựa chọn loại sedan D-class Giữ nguyên thông số mà Carsim cho trước thống lái, phanh, hộp số…Chỉ thay đổi thông số cần cho thử nghiệm Hình 4.3: Giao diện phần mềm thay đổi model xe Ta click vào Vehicle configuaration để thay đổi thông số cho xe liệt kê phía Treo trước ta chọn độc lập treo sau dầm xoắn 71 Hình 4.4: Giao diện thơng số xe Toyota Vios 2014 Ở phần Sprung mass ta cài đặt số liệu hình đây: Hình 4.5: Thơng số xe Cài đặt hệ thống treo: 72 Hình 4.6: Thơng số hệ thống treo Hình 4.7: Giao diện tùy chỉnh hệ thống treo trước Ở giao diện điều kiện mơ ta có: 73 - Tốc độ xe ko đổi 70 km/h - Mơ vịng 10s với quãng đường 150m - Không đánh lái phanh xe chạy Địa hình mơ ta mơ dạng địa hình: - dạng vấp mấp mơ có chiều cao 3.5 cm dài 40cm chắn trước đường dạng địa hình sóng sin Hình 4.8: Các dạng địa hình Đồ thị ta chọn đồ thị hình dưới: Hình 4.9: Các đồ thị hiển thị Ngồi ta cài đặt thông số mặt đường cách vào giao diện thơng số mặt đường 74 Hình 4.10: Giao diện tùy chỉnh thông số mặt đường 4.2.2 Xuất liệu phần mềm a, Cách xuất liệu Ta ấn vào “Run math model” để phần mềm tính tốn chạy chương trình Ấn vào animate để quan sát q trình xe thực nghiệm với mặt đường cho trước Và ấn plot để xuất đồ thị 75 Hình 4.11 Xuất video đồ thị b, Kết xuất đồ thị video • Đồ thị video mô xe chạy lực tác dụng có vật cản mấp mơ đường Hình 4.13: Video mô xe chạy với mấp mô 76 Hình 4.14: Các đồ thị mơ • Đồ thị video xe chạy đường uốn lượn hình sin Hình 4.15: Video mơ xe chạy đường sin 77 Hình 4.16: Các đồ thị thí nghiệm 4.2.3 Kết luận - Giá trị biên độ thông số giao động đạt cực đại vùng tần số cộng hưởng - Khi ô tô chuyển động địa hình khơng phẳng phải chịu dao động mặt đường sinh Nó ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ xe hàng hóa xe nên độ êm dịu xe cần thiết - Tải trọng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng ln bị thay đổi có dao động ảnh hưởng đến độ ổn định tính dẫn hướng xe - Để tránh va đập giao động mạnh xe phải giảm tốc đường xấu dẫn đến giảm tốc độ trung bình xe, giảm khả chất tải tiêu thụ thêm nhiên liệu - Hệ thống treo Toyota vios phần dập tắt giao động địa hình mấp mơ giảm lực va đập tác dụng lên xe KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương mô khái quát hệ thống treo trước xe Vios 2014, qua thấy tác dụng độ hiệu hệ thống treo xe 78 KẾT LUẬN Sau thời gian nỗ lực thân hướng dẫn tận tình thầy, em hồn thành đồ án theo tiến độ với đề tài “Nghiên cứu mô hệ thống treo trước Toyota Vios 2014 ”, tập trung vào nội dung sau: Phần Tổng quan hệ thống treo Phần Tìm hiểu hệ thống treo Vios Phần Bảo dưỡng sửa chữa thành phần hệ thống treo Phần Mô thông qua phần mềm Carsim Tuy nhiên đồ án cịn có hạn chế : Các thơng số lý thuyết cịn cần có kiểm chứng thực nghiệm Trong điều kiện kinh tế thiết bị kĩ thuật cịn hạn chế, việc thí nghiệm kiểm chứng chưa thực Tuy có nhiều cố gắng song trình độ cịn hạn chế, thiếu tính kiểm nghiệm xe thực tiễn đồ án khó tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp quý báu thầy bạn sinh viên Cuối cùng, lần trân trọng cảm ơn thầy Nguyễn Minh Thắng người hướng dẫn trực tiếp, đồng thời xin cảm ơn thầy Bộ mơn Ơ tô.Cảm ơn bạn lớp giúp đỡ để tơi hồn thiện đồ án 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hồng : “Kết Cấu Ơ tơ”, Nhà XB Bách Khoa – Hà Nội năm 2010 Lý thuyết ô tô - máy kéo GS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn (chủ biên) Khai thác kỹ thuật kết cấu ô tô Nhật Bản - TS Đinh Ngọc Ân Phạm Việt Thành, Lê Văn Anh, Lê Hồng Quân Giáo trình thực hành gầm tơ NXB KH&KT 2015 Tài liệu bảo dưỡng sửa chữa offline Toyota Vios 2014(VN) 6- PGS.TS Lê Văn Anh Kỹ thuật Bảo dưỡng sửa chữa ô tô (cb) NXB Khoa học Kỹ thuật 7.https://topsolutions.com.vn/2019/11/15/carsim-phan-mem-mo-phongdong-luc-hoc-xe-hoi/ 8.Jack Erjavec Automotive Technology A Systems Approach 5th Edition 2018 9.Reza N Jazar Vehicle Dynamics Theory and Application Springer 2008 10.https://toyota-saigon.com/thong-so-ky-thuat-toyota-vios-2014toyota-vios-2014-so-san-so-tu-dong.html 11.Ngô Hắc Hùng:” Kết cấu tính tốn tơ”NXB GTVT-Hà Nội 2008 12.Randy H.Shih (2019) Autodesk Inventor 2019 and Engineering Graphics An Integrated Approach SDC PUBLICATIONS 80 ... trượt c Hệ thống treo Hệ thống treo xe Toyota vios cấu nối khung xe với bánh xe Hệ thống treo gồm có treo trước treo sau: Hệ thống treo trước xe Toyota Vios treo độc lập kiểu Mac Pherson bao gồm:... cầu nghiên cứu phát triển hệ thống treo Chính lý nên em chọn đề tài mình: Nghiên cứu thử nghiệm hệ thống treo trước xe Toyota vios 2014 Nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống treo. .. cản nhỏ 1.5 Nghiên cứu số loại hệ thống treo phổ biến 1.5.1 Hệ thống treo phụ thuộc Hình 1.11 Hệ thống treo phụ thuộc Ở hệ thống này, bánh xe nối dầm cầu liền, chi tiết hệ thống treo nối dầm