Xây dựng và mô phỏng hệ thống treo bằng phần mềm adams car

LỜI CẢM ƠN Việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp sau năm năm học tập trường Đại học Giao thông vận tải đánh dấu mốc quan trọng đời học tập nghiên cứu cá nhân em Mặc dù thời điểm vừa kết thúc này, mức độ thành công Đồ án chưa đánh giá trình thực đem lại cho em học quý giá phương pháp tiếp cận nghiên cứu vấn đề khoa học Để hoàn thành Đồ án, em nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo bạn bè Nếu thiếu giúp đỡ họ, nhiệm vụ em chắn khó khăn nhiều Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Phạm Thế Minh giáo viên hướng dẫn trực tiếp đồ án tốt nghiệp em Thầy dành nhiều thời gian giúp em lựa chọn đề tài giới hạn phạm vi đồ án, đọc cho ý kiến nhận xét đề cương nháp suốt trình thực Xin cảm ơn Thầy nhiều góp ý sâu sắc bảo tận tình Em xin dành lời cảm ơn đặc biệt tới tất thầy giáo, cô giáo, cán trường Đại học Giao thơng vận tải kiến thức khoa học sống, giúp đỡ hỗ trợ tận tình mà em nhận suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Mục lục Tô Anh Cường -1- Lớp - Cơ Điện tử k46 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ .6 1.1 Công dụng, yêu cầu kĩ thuật phân loại 1.1.1 Công dụng .6 1.1.2 Yêu cầu kĩ thuật hệ thống treo 1.1.3 Phân loại 1.2 Cấu tạo hệ thống treo 12 1.2.1 Bộ phận đàn hồi 13 1.2.2.1 Chức phận đàn hồi 13 1.2.3.2 Cấu tạo phận đàn hồi .13 1.2.2 Bộ phận giảm chấn 21 1.2.3 Chức giảm chấn 22 1.2.4 Yêu cầu giảm chấn 22 1.2.3 Bộ phận ổn định dẫn hướng 29 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG TREO 31 2.1 Mơ hình khơng gian xe 31 2.2 Xây dựng mơ hình tính tốn động lực học cho phần hai xe mặt phẳng dọc 34 2.3 Xây dựng mơ hình tính tốn động lực học cho phần hai xe mặt phẳng ngang 40 2.4 Xây dựng mơ hình tính tốn động lực học cho phần hai xe mặt phẳng ngang 40 2.5 Xây dựng mơ hình tính tốn động lực học cho tồn xe khơng gian… 42 CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO BẰNG PHẦN MỀM ADAMS/CAR .53 Tô Anh Cường -2- Lớp - Cơ Điện tử k46 3.1 Giới thiệu chung phần mềm Adams/car 53 3.2 Xây dựng hệ thống treo từ thư viện chương trình chạy mơ hệ thống treo 56 3.2.1 Tạo Front Suspension Subsystem 57 3.2.2 Xây dựng Suspension Assembly 60 3.2.3 Lựa chọn chương trình phân tích 62 3.2.4 Chạy mô hệ thống in kết dạng đồ thị tham số hệ thống 66 3.3 Đánh giá chất lượng làm việc hệ thống thay đổi thông số cho hệ thống treo… …74 3.3.1 Đánh giá chất lượng làm việc hệ thống thay đổi độ cứng phận đàn hồi 77 3.3.2 Đánh giá chất lượng làm việc hệ thống thay đổi hệ số giảm chấn phận giảm chấn 84 KẾT LUẬN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC .96 Tô Anh Cường -3- Lớp - Cơ Điện tử k46 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển kinh tế nước nhà nhu cầu người dân nói chung nhu cầu lại nói riêng tăng lên cách rõ rệt Khi sử dụng phương tiện giao thơng ngồi u cầu khả thuận lợi lưu thơng phương tiện gọi tốt phải đảm bảo an tồn chuyển động, tính thẩm mỹ cao độ êm dịu cao trình sử dụng để bảo sức khỏe cho người tham gia giao thông Ngành cơng nghiệp tơ Việt Nam có bước ban đầu thiết kế, chế tạo ôtô Song điều kiện đường xá chất lượng, xe chưa đáp ứng số yêu cầu địi hỏi độ êm dịu chuyển động, tính tiện nghi, tính an tồn chuyển động, Một nguyên nhân chất lượng đường cịn hạn chế Chính vậy, việc quan tâm đến độ êm dịu cho xe tham gia giao thơng quan trọng q trình chế tạo phương tiện giao thơng nói chung tơ nói riêng Trong nội dung đề tài chia làm chương sau: Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ Chương bao gồm trình bày cơng dụng, phân loại, cấu tạo nguyên lý làm việc phận tồn hệ thống treo tơ Chương 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG TREO Trong chương trình bày mơ hình vật lý hệ thống treo khơng gian, tính tốn động lực học cho hệ thống treo xe gồm hệ thống treo trước sau hệ thống treo độc lập Việc tính tốn thực cho mặt phẳng dọc xe, ngang xe cho tồn hệ thống treo khơng gian Chương 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO BẰNG PHẦN MỀM ADAMS/CAR Trong chương xây dựng hệ thống treo độc lập từ thư viện phần mềm Adams/car, thay đổi thông số cho hệ thống treo tiến hành mô hệ thống treo Từ lấy thơng số đầu dạng đồ thị theo thời gian Lần lượt hai thông số đầu vào độ cứng phận đàn hồi hệ số giảm chấn đánh giá thay đổi thông số đầu cho trường hợp theo số tiêu chuẩn đánh giá gia tốc CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO TRÊN Ơ TƠ 1.1 Cơng dụng, yêu cầu kĩ thuật phân loại 1.1.1 Công dụng Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với hệ thống truyền động Nhiệm vụ chủ yếu hệ thống treo giảm va đập sinh trình chuyển động làm cho ô tô chuyển động êm dịu gặp phải mặt đường gồ ghề không phẳng  Hệ thống treo có nhiệm vụ truyền lực momen bánh xe khung xe: Bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng xe, phản lực từ đường), lực dọc (lực kéo lực phanh, lực đẩy lực đẩy với khung vỏ), lực ngang (lực ly tâm, lực gió bên phản lực ngang, ), momen chủ động momen phanh  Đỡ thân xe lên cầu xe, cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với vỏ xe khung xe Hạn chế chuyển động không mong muốn khác bánh xe như: chuyển động lắc ngang hay lắc dọc bánh xe  Những phận hệ thống treo làm nhiệm vụ hấp thụ dập tắt dao động, rung động, va đập từ mặt đường truyền lên đảm bảo tính êm dịu chuyển động xe 1.1.2 Yêu cầu kĩ thuật hệ thống treo Tạo điều kiện cho bánh xe thực chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với khung xe vỏ xe , theo yêu cầu dao động êm hạn chế tới mức chấp nhận chuyển động không muốn khác bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc ) Vì hệ thống treo phải có yêu cầu sau :  Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thuật xe chạy đường tốt xe có khả chạy địa hình khác  Bánh xe có chuyển động khơng mong muốn hạn chế  Có độ bền cao  Không gây tải trọng lớn mối liên kết khung vỏ  Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích hệ thống treo, làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động học động lực học chuyển động bánh xe  Ngoài yêu cầu nêu trên, hệ thống treo phải đảm bảo yêu cầu đặc biệt sau đây:  Có tần số dao động riêng vỏ thích hợp, tần số dao động xác định độ võng tĩnh (ft)  Có độ võng động (fđ) đủ không sinh va đập lên ụ đỡ cao su  Có độ dập tắt dao động vỏ bánh xe thích hợp  Khi quay vịng phanh ơtơ khơng bị nghiêng trục đứng bánh xe dẫn hướng không đổi  Đảm bảo cho chiều rộng sở góc đặt trục đứng bánh xe dẫn hướng không đổi  Đảm bảo cho tương ứng động học bánh xe động học truyền động lái 1.1.3 Phân loại Có nhiều cách phân loại hệ thống treo ô tơ Dựa vào khác ta phân loại hệ thống treo ô tô thành loại sau: Dựa vào phận dẫn hướng chia thành:  Hệ thống treo phụ thuộc: - Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá; - Hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc; - Hệ thống treo phụ thuộc loại đàn hồi khí nén Hình 1.1: Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc cầu sau Nhược điểm hệ thống treo phụ thuộc: - Khối lượng phần không treo lớn, đặc biệt cầu chủ động Khi ôtô di chuyển đường không phẳng, tải trọng sinh gây nên va đập mạnh phần không treo với phần treo, làm giảm độ êm dịu chuyển động Mặt khác bánh xe va đập mạnh đường làm xấu tiếp xúc bánh xe với mặt đường - Khoảng khơng gian phía sàn ơtơ phải lớn để đủ bảo đảm cho dầm cầu thay đổi vị trí, chiều cao trọng tâm ôtô lớn làm giảm thể tích chứa hàng hóa sau ôtô - Sự nối cứng hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên trạng thái điển hình động học Nếu bố trí hệ thống treo cho cầu trước dẫn hướng làm xấu tính ổn định chuyển động đường không phẳng Ưu điểm hệ thống treo phụ thuộc: - Trong trình chuyển động vết bánh xe cố định, độ mịn lốp xe - Khi chịu lực bên (ly tâm, đường ngang, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng làm hạn chế tượng trượt bên bánh xe - Công nghệ chế tạo đơn giản, số lượng chi tiết ít, dễ tháo lắp sửa chữa bảo dưỡng, giá thành thấp  Hệ thống treo độc lập: - Hệ thống treo hai đòn ngang; - Hệ thống treo Macpherson; - Hệ thống treo đòn dọc; - Hệ thống treo địn chéo Hình 1.2: Cấu tạo hệ thống treo độc lập cầu trước Ưu điểm hệ thống treo độc lập: - Khối lượng phần không treo nhỏ, đặc tính bám đường bánh xe tốt, êm dịu di chuyển có tính ổn định tốt - Nhiều kiểu tơ trang bị ổn định để giảm lắc ngang tơ chuyển động quay vịng, cải thiện tính ổn định tính khác - Do khơng có nối cứng bánh xe phía trái phải nên hạ thấp sàn tơ vị trí lắp động cơ, hạ thấp trọng tâm ô tô - Các lò xo hệ thống treo độc lập làm nhiệm vụ đỡ thân tơ mà khơng có tác dụng định vị bánh xe (đó chức liên kết), sử dụng lò xo mềm Nhược điểm hệ thống treo độc lập: - Do hai bánh xe liên kết với liên kết mềm nên trình chuyển động vết bánh xe thay đổi xảy trượt bên; - Số chi tiết nhiều so với hệ thống treo phụ thuộc nên khó khăn chế tạo giá thành chế tạo tăng; - Khoảng cách xe vị trí đặt bánh xe thay đổi với dịch chuyển lên xuống bánh xe; - Kết cấu hệ thống treo phức tạp Dựa theo phận đàn hồi ta chia ra: - Treo nhíp lị xo; - Treo có nhíp xốn; - Treo loại cao su; - Treo loại hơi; - Treo loại thủy lực; - Treo loại liên hợp Dựa vào phương pháp dập tắt dao động (giảm chấn) ta chia ra: - Giảm chấn thủy lực: có loại tác động chiều hai chiều; - Giảm chấn ma sát cơ: ma sát phận đàn hồi phận dẫn hướng Dựa vào phương pháp điều khiển ta chia ra: - Hệ thống treo bị động (khơng có điều khiển) – passive suspension; - Hệ thống treo chủ động (có điều khiển được) – active suspension; - Hệ thống treo bán chủ động (sự kết hợp hai loại trên) – semi active suspension