Đồ án môn học đề tài tính toán, thiết kế hệ thống treo trước xe du lịch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN KHOA Ô TÔ & MĐL BỘ MÔN KT Ô TÔ Họ tên sinh viên: Vi Văn Quang Lớp: 54CN-KTO.03 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỒ ÁN MƠN HỌC Chun nghành: Cơng nghệ tơ - Tổng quan đề tài nghiên cứu - Tính tốn thiết kế hệ thống treo - Chẩn đoán, bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo Số lượng kích thước vẽ: 1.Bản vẽ 1A0 Ngày giao đề tài: tháng năm 2021 Ngày hoàn thành: tháng năm 2021 P.TRƯỞNG BỘ MƠN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Hồng Anh Tuấn ThS.Bùi Mạnh Cường MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ DU LỊCH 1.1 Công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống treo 1.1.1 Công dụng hệ thống treo 1.1.2 Yêu càu hệ thống treo 1.1.3 Phân loại hệ thống treo 1.1.3.1 Phân loại theo cấu tạo phần tử hướng 1.1.3.2 Phân loại theo cấu tạo phần tử đàn hồi 1.1.3.3 Phân loại theo phương pháp dập tắt dao động 1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo 1.2.1 Phần tử đàn hồi 1.2.2 Phần tử giảm chấn 1.2.3 Phần tử giảm chấn 1.2.4 Phần tử ổn định 1.3 Phân tích kết cấu hệ thống treo ô tô du lịch 1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc 1.3.1.1 Ưu nhược điểm hệ thống treo phụ thuộc 1.3.1.2 Một số dạng hệ thống treo phụ thuộc xe gặp vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc ngày 1.3.2 Hệ thống độc lập 1.4 Đặc điểm kết cấu số hệ thống treo 1.4.1 Hệ thống treo hai đòn ngang 1.4.2 Hệ thống treo MacPherson 1.4.3 Hệ thống treo hai đòn dọc 1.4.4 Hệ thống treo địn dọc có ngang liên kết 1.4.5 Hệ thóng treo địn tréo 1.4.6 Hệ thống treo loại khí 1.5 Bộ giảm chấn 1.5.1 Kết cấu phần tử giảm chấn tác dụng hai chiều hai lớp vỏ 1.5.2 Giảm chấn lớp vỏ tác dụng hai chiều 1.6 Kết cấu hệ thống treo trước ô tô du lịch kiểu MacPherson 1.6.1 Cấu tạo hệ thống treo trước ô tô du lịch (MacPherson) 1.6.2 Kết cấu phần tử hệ thống treo trước 1.6.2.1 Kết cấu phần tử đàn hồi 1.6.2.2 Phần tử giảm chấn 1.6.2.3 Thanh ổn định 1.6.2.4 Vấu cao su 1.6.2.5 Các phận khác 1.7 Xu hướng phát triển hệ thống treo 1.8 Kết luận 6 6 6 8 9 9 10 10 11 11 11 12 12 12 14 15 16 17 17 18 18 19 20 20 20 20 20 21 21 21 21 22 CHƯƠNG TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO TRƯỚC XE DU LỊCH 23 2.1 Giới thiệu xe tham khảo 23 2.2 Hình dáng thơng số kỹ thuật xe Minivan APV 25 2.2.1 Hình dáng kích thước bao xe Minivan APV .25 2.2.2 Thông số kỹ thuật xe Minivan APV .25 2.3 Kết cấu hệ thống treo trước xe Minivan APV 28 2.3.1 Ưu nhược điểm hệ thống treo trước 28 2.3.2 Cấu tạo hệ thống treo trước .29 2.4 Tính tốn phận hệ thống treo trước 40 2.4.1 Các thông số kỹ thuật xe Minivan APV .40 2.4.2 Xác định thông số hệ thống treo trước 40 2.4.3 Các thơng số hình học hệ thống treo trước 42 2.4.4 Động lực học hệ thống treo trước 43 2.4.5 Tính tốn, kiểm nghiệm bền số phận hệ thống treo trước xe minivan APV 45 2.4.5.1 Tính tốn kiểm nghiệm bền cho lị xo trụ .45 2.4.5.2 Tính tốn kiểm nghiệm bền cho giảm chấn 46 2.4.5.3 Tính hệ số cản giảm chấn 48 2.4.5.4 Tính tốn kiểm tra nhiệt độ nung nóng giảm chấn 50 2.4.5.5 Tính tốn kiển nghiệm công suất toả nhiệt giảm chấm 51 CHƯƠNG CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO TRƯỚC Ô TÔ DU LỊCH 52 3.1 Khái niệm chung 52 3.1.1 Khái niệm chẩn đoán 52 3.1.2 Khái niệm bảo dưỡng 55 3.1.3 Khái niệm sửa chữa 56 3.2 Chẩn đốn hệ thống treo trước tô du lịch 56 3.3 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo trước ô tô du lịch .58 3.3.1 Những vấn đề thường gặp khia thác sử dụng xe .58 3.3.2 Những vấ đề trình bảo dưỡng định kỳ 59 3.3.3 Một số hư hỏng thường gặp hệ thống treo trước ô tô du lịch .60 3.3.4 Sửa chữa hệ thống treo trước ô tô du lịch 61 3.3.4.1 Quy trình tháo tồn hệ thống treo trước 61 3.3.4.1 Quy trình lắp toàn hệ thống treo trước 64 Kết luận .65 Tài liệu tham khảo 66 LỜI NĨI ĐẦU Ơtơ máy kéo dùng nhiều ngành lĩnh vực: Giao thông vận tải, công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng, thuỷ lợi, quốc phịng Ngành tơ chiếm vị trí quan trọng ngành khác Khi ô tô chạy đường không phẳng thường phát sinh dao động Những dao động thường ảnh hưởng xấu tới hàng hoá, tuổi thọ xe đặc biệt ảnh hưởng người lái hành khách ngồi xe Người ta tổng kết rằng, ôtô chạy đường xấu, gồ ghề so với ôtô chạy đường tốt, phẳng tốc độ trung bình giảm 40 : 50%, quãng đường chạy hai chu kỳ đại tu giảm từ 35 : 40%, suất vận chuyển giảm từ 35 : 40% Điều đặc biệt nguy hiểm dao động người chịu lâu tình trạng xe bị rung, xóc nhiều gây mệt mỏi Một số nghiên cứu gần dao động ảnh hưởng tới sức khoẻ người tới kết luận: Nếu người bị ảnh hưởng cách thường xuyên dao động mắc phải bệnh thần kinh não Trong vận tải ô tô máy kéo, người lái người định chủ yếu cho an toàn chuyển động tiêu kinh tế kỹ thuật khác Nếu dao động xe mà nằm phạm vi dao động cho phép (80:120 lần/phút) làm tăng lỗi điều khiển người lái, gây hàng loạt nguy hiểm đến tính mạng người hàng hố Ở nước phát triển, dao động ô tô quan tâm đặc biệt Dao động xe nghiên cứu đa mức tối ưu làm giảm đến mức thấp tác hại đến người đồng thời làm tăng tuổi thọ xe phận treo Ở nước ta nay, công nghệ sản xuất xe không ngừng cải tiến với trợ giúp khoa học kỹ thuật nước tiên tiến Ngành sản xuất xe bước trở thành mũi nhọn kinh tế, cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Mục tiêu ngành công nghiệp ô tô nước ta năm tới nội địa phần tiến tới nội địa toàn phần sản phẩm ô tô Không dừng lại đó, bắt đầu quan tâm đến tính êm dịu chuyển động, tính an tồn chuyển động hay nói cách khác tính động lực học tơ, từ có cải tiến hợp lý với điều kiện sử dụng nước ta Để hoàn thành mục tiêu này, việc khai thác hệ thống treo xe sản xuất giới đóng góp phần khơng nhỏ cho cơng việc nghiên cứu thiết kế hệ thống treo cho phù hợp điều kiện sử dụng Việt Nam Trước yêu cầu thực tế đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ô tô em giao nhiệm vụ: Khai thác hệ thống treo trước xe du lịch Qua việc nghiên cứu xe cụ thể giúp em rèn luyện thêm nhiều kỹ tính tốn, tra cứu tài liệu tiếp cận dần với công việc cụ thể người kỹ sư tương lai Được giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn Th.s Bùi Mạnh Cường, thầy giáo Bộ mơn Ơ tơ Máy động lực bạn đồng nghiệp em hoàn thành đồ án, đạt mục tiêu đặt thời gian quy định Mặc dù nỗ lực lực thân có hạn nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì em kính mong bảo thầy, góp ý bạn để đồ án em hoàn thiện Sinh viên Vi Văn Quang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ DU LỊCH 1.1.Công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống treo 1.1.1 Công dụng hệ thống treo: Hệ thống treo tổ hợp cấu thực liên kết bánh xe với khung xe (hoặc vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu an toàn chuyển động sở tạo dao động thân xe bánh xe theo ý muốn, giảm tải trọng va đập cho xe chuyển động địa hình khơng phẳng Ngồi hệ thống treo dùng để truyền lực mômen tác động bánh xe khung xe (vỏ xe) 1.1.2 Yêu cầu hệ thống treo Hệ thống treo phải đảm bảo yêu cầu sau: - Đặc tính đàn hồi hệ thống treo (đặc trưng độ võng tỉnh ft, hành trình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết chạy đường tốt không bị va đập liên tục lên ụ hạn chế chạy đường xấu không phẳng với tốc độ cho phép, xe quay vòng tăng tốc phanh vỏ xe khơng bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu - Đặc tính động học, định phận dẫn hướng phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định có tính điều khiển cao cụ thể là: Đảm bảo cho chiều rộng sở góc đặt trục quay đứng bánh xe dẫn hướng không đổi thay đổi không đáng kể Đảm bảo tương ứng động học bánh xe truyền động lái, để tránh gây tượng tự quay vòng dao động bánh xe dẫn hướng xung quanh trụ quay Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động hiệu êm dịu Có khối lượng nhỏ, đặc biệt phần không treo Kết cấu đơn giản để bố trí, làm việc bền vững tin cậy 1.1.3 Phân loại hệ thống treo 1.1.3.1 Phân loại theo cấu tạo phần tử hướng Phân loại theo cấu tạo phần tử hướng gồm có: - Hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo mà bánh xe bên trái bên phải liên kết cứng với dầm cầu liền vỏ cầu cứng Khi dao động chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang thẳng đứng) bánh xe bên làm ảnh hưởng, tác động đến bánh xe bên ngược lại Ưu điểm hệ thống treo phụ thuộc cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, bảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho tơ có tốc độ chuyển động khơng cao Nếu hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi loại nhíp làm nhiệm vụ phận dẫn hướng - Hệ thống treo độc lập hệ thống treo mà bánh xe bên trái bánh xe bên phải khơng có liên kết cứng, chúng nối gián tiếp với qua khung xe vỏ xe Chính mà dao động hay chuyển dịch bánh xe độc lập nhau, dịch chuyển bánh xe không gây nên dịch chuyển bánh xe bên Loại hệ thống treo bảo đảm độ êm dịu cao cho ôtô, kết cấu phức tạp, giá thành đắt nên sử dụng hầu hết cầu trước ô tô con, ô tô du lịch - Hệ thống treo cân bằng: hai bánh xe phía hai cầu xe liền có chung phần tử đàn hồi bố trí xung quanh trục cân Hệ thống treo cân thường gặp ơtơ có tính thơng qua cao với cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc hai hàng bánh xe hai cầu liền nhau… - Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi nhíp: Hệ thống treo phần tử đàn hồi nhíp bố trí cầu bị động cầu chủ động Trong hai trường hợp trên, nhíp vừa phần tử đàn hồi vừa phần tử dẫn hướng Với chức phận dẫn hướng, nhíp truyền lực dọc (lực kéo lực phanh) lực ngang từ bánh xe qua cầu lên khung xe Ngồi ra, nhíp truyền mơ men kéo mô men phanh từ bánh xe lên khung Trong q trình biến dạng, chiều dài nhíp thay đổi nên tai nhíp bắt lên khung hay dầm xe, đầu cố định đầu di động Đối với nhíp sau thường đầu cố định phía trước cịn đầu di động phía sau để phù hợp với khả chịu lực đẩy lực kéo tác dụng từ bánh xe lên nửa trước có đầu cố định Đối với nhíp trước đầu cố định phía trướ hay phía sau cịn phụ thuộc vào vị trí đặt cấu lái để phối hợp động học hệ thống treo hệ thống lái Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi lò xo trụ: Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi lò xo trụ bố trí cầu bị động cầu chủ động Vì lị xo trụ có khả chịu lực kéo theo phương thẳng đứng nên ngồi lị xo trụ phải bố trí phần tử phận dẫn hướng - Đối với hệ thống treo này, người ta thường bố trí giằng ổn định vào phận dẫn hướng - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo trụ, đòn treo dọc: Hệ thống treo đòn dọc có nghĩa liên kết phần tử dẫn hướng bánh xe khung địn dọc Các địn dọc thường bố trí song song sát hai bên bánh xe Số lượng đòn dọc hai bốn bố trí hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập Nếu đòn dọc nhỏ có khả chịu kéo nén phận dẫn hướng phải có them địn ngang Do lị xo có hình trụ rỗng nên người ta tận dụng khơng gian bên lị xo để bố trí giảm chấn Do đặc điểm mà hệ thống treo địn dọc có kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng phần không treo nhỏ - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang: Hệ thống treo độc lập với hai địn ngang có cấu tạo sau: Một địn ngang phía địn ngang phía Mỗi đị ngang khơng phải mà thường có cấu tạo dạng khung hình tam giác hình thang Cấu tạo cho phép địn ngang làm chức phận dẫn hướng Đầu đòn ngang liên kết lề với khung dầm tơ Đầu cịn lại liên kết với đòn ngang đứng khớp cầu Bánh xe cố định với đòn đứng Nếu bánh xe dẫn hướng bánh xe địn đứng quay quanh trụ để quay bánh xe quay vòng Phần tử đàn hồi lò xo trụ bố trí kết hợp với giảm chấn ống thủy lực có đầu liên kết với gối tựa khun vỏ ô tô, đầu liên kết lề cầu với đòn treo Một ổn định hai đầu liên kết với hai giá bánh xe giữ khung dầm hai khớp lề Thanh ổn định có tác dụng hạn chế biến dạng mức bên bánh xe nhằm giữ cho thân ô tô ổn định - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson: Nếu kích thước dịn treo hệ thống treo độc lập hai đòn ngang giảm ta có kết cấu gọi hệ thống treo Macpherson Cấu tạo hệ thống treo Macpherson bao gồm đòn treo Đầu đòn treo liên kết lề với khung dầm ô tơ, đầu ngồi liên kết với xoay đứng đồng thời vỏ giảm chấn ống thủy lực Đầu giảm chấn ống thủy lực liên kết với gối tựa khung vỏ xe Phần tử đàn hồi lị xo đặt đầu tì vào chặn vỏ giảm chấn cịn đầu tì vào gối tựa khung vỏ ô tô Trụ bánh xe lắp cố định với trụ xoay đứng 1.1.3.2 Phân loại theo cấu tạo phần tử đàn hồi có loại sau: - Phần tử đàn hồi kim loại gồm: nhíp lá, lị xo, xoắn - Phần tử đàn hồi khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa cao su kết hợp sợi vải bọc cao su làm cốt, dạng màng phân chia dạng liên hợp - Phần tử đàn hồi thuỷ khí có loại kháng áp loại không kháng áp - Phần tử đàn hồi cao su có loại làm việc chế độ nén làm việc chế độ xoắn 1.1.3.3 Phân loại theo phương pháp dập tắt dao động gồm có: - Dập tắt dao động nhờ giảm chấn (mà chủ yếu giảm chấn thuỷ lực dạng đòn dạng ống) - Dập tắt dao động nhờ ma sát chi tiết phần tử đàn hồi phần tử hướng Hệ thống treo không trang bị giảm chấn nên hiệu dập tắt dao động so với trường hợp có giảm chấn GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ DU LỊCH TT Tên xe Hệ Thống Treo Trước Độc lập kiểu MacPherson Hệ Thống Treo Sau Hệ thống treo phụ thuộc kiểu SUZUKI nhíp mini van AP V TOYOTA INOVA V Độc lập tay đòn kép, lò Phụ thuộc liên kết điểm, lò xo cuộn xo cuộn tay đòn bên Độc lập dùng lò xo xoắn, Phụ thuộc nhíp với ống giảm FORD Transit ống giảm chấn thủy lực chấn thủy lực TOYOTA Độc lập tay đòn kép lò xoPhụ thuộc liên kết điểm tay Fortuner V cuộn cân đòn bên lị xo cuộn TOYOTA Tay địn kép Nhíp Hiace Phụ thuộc nhíp dạng Phụ thuộc nhíp dạng nửa HYUNDA nửa có giảm chấn thủy elip giảm chấn thủy lực với I County lực với cân cân Độc lập cấu MERCEDES Benz Sprinter Phụ thuộc, cấu trục ổn giảm chấn thủy lực, chống MacPherson cân bằng, giảm trấn định, nhíp thủy lực, lị xo loại trụ xoắn 1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo Mặc dù có nhiều chi tiết cấu tạo chung hệ thống treo quy thành phần tử với chức riêng biệt là: Phần tử đàn hồi, phần tử giảm chấn, phần tử hướng phần tử ổn định 1.2.2 Phần tử đàn hồi Là phần tử biến dao động tần số cao mấp mô mặt đường tần số thấp dao động thân xe Dùng để truyền lực theo phương thẳng đứng từ mặt đường lên khung xe, giảm tải trọng động bảo đảm độ êm dịu chuyển động cho ôtô chuyển động loại đường khác 1.2.3 Phần tử giảm chấn ... 1.3 Phân tích kết cấu hệ thống treo tô du lịch Hiện xe du lịch hệ thống treo bao gồm nhóm chính: Hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập Trong hệ thống treo phụ thuộc bánh xe đặt dầm cầu... 2.3 Kết cấu hệ thống treo trước xe Minivan APV 28 2.3.1 Ưu nhược điểm hệ thống treo trước 28 2.3.2 Cấu tạo hệ thống treo trước .29 2.4 Tính tốn phận hệ thống treo trước. .. 1.6 Kết cấu hệ thống treo trước ô tô du lịch kiểu MacPherson 1.6.1 Cấu tạo hệ thống treo trước ô tô du lịch (MacPherson) 1.6.2 Kết cấu phần tử hệ thống treo trước 1.6.2.1 Kết cấu