Thiết kế, thi công mô hình hệ thống treo, cầu chủ động và mô phỏng ảnh hưởng động học của bộ phận dẫn hướng đến quỹ đạo chuyển động của ô tô bằng phần mềm inventor khóa luận tốt nghiệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CNKT Ơ TƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TREO, CẦU CHỦ ĐỘNG VÀ MƠ PHỎNG ẢNH HƯỞNG ĐỘNG HỌC CỦA BỘ PHẬN DẪN HƯỚNG ĐẾN QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ BẰNG PHẦN MỀM INVENTOR Chuyên ngành: Mã ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tơ 7510205 BÌNH DƯƠNG – NĂM 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CNKT Ơ TƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG TREO, CẦU CHỦ ĐỘNG VÀ MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG ĐỘNG HỌC CỦA BỘ PHẬN DẪN HƯỚNG ĐẾN QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ BẰNG PHẦN MỀM INVENTOR Chuyên ngành: Mã ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô 7510205 Sinh viên thực hiện: Ngụy Quý Nguyễn Nhựt Duy Hà Minh Hiển MSSV: 19160017 MSSV: 19160014 MSSV: 19160033 Giảng viên hướng dẫn: Bùi Ngọc Triều Học vị: Thạc sĩ Đơn vị cơng tác: Khoa CNKT tơ BÌNH DƯƠNG – NĂM 2023 Lớp: 22OT01 Lớp: 22OT01 Lớp: 22OT01 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập khoa Cơng Nghệ Ơ tơ trường Đại Học Bình Dương, nhóm thầy giáo giảng dạy tận tình truyền đạt kiến thức bổ ích quan trọng q trình làm nhóm em sau Nhóm em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy tận tâm giảng dạy giúp nhóm hồn thành tốt khóa học Đặc biệt, nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Bùi Ngọc Triều xếp thời gian quý báu để hướng dẫn, nhận xét giúp nhóm hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Nhóm xin kính chúc quý thầy luôn khỏe mạnh, vui vẻ đạt nhiều thành cao công tác giảng dạy Chúc trường Đại Học Bình Dương ln tảng vững cho nhiều hệ sinh viên bước đường học tập Do trình độ thời gian có hạn nên khóa luận nhóm khó tránh khỏi thiếu sót, nhóm mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn Nhóm xin trân thành cảm ơn thầy Bùi Ngọc Triều, thầy mơn Ơ tơ - trường Đại Học Bình Dương tận tình hướng dẫn cho nhóm ý kiến q báu để nhóm hồn thành khố luận tốt nghiệp ii MỤC LỤC Trang Phiếu giao đề tài khóa luận tốt nghiệp i Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình viii LỜI MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống treo 1.1.1 Công dụng hệ thống treo 1.1.2 Phân loại hệ thống treo 1.1.3 Yêu cầu hệ thống treo 1.2 Các phận nguyên lý hoạt động 1.2.1 Hệ thống treo xe gồm phận 1.2.2 Nguyên lý hoạt động 1.3 Kết cấu số chi tiết hệ thống treo 13 1.3.1 Lò xo 13 1.3.2 Ưu nhược điểm số loại lị xo thường dùng xe ơtơ du lịch 15 1.3.3 Bộ giảm chấn 16 1.4 Kết cấu chi tiết phụ hệ thống treo 21 1.4.1 Bánh Xe 21 1.4.2 Thanh ổn định 23 1.4.3 Rotuyn 23 1.5 Kiểm tra hư hỏng nguyên nhân 24 Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CẦU CHỦ ĐỘNG 26 iii 2.1 Lịch sử hình thành phát triển hệ thống cầu chủ động 27 2.2 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại 27 2.2.1 Nhiệm vụ 27 2.2.2 Yêu cầu 28 2.2.3 Phân loại 28 2.3 Truyền lực 28 2.3.1 Những yêu cầu phân loại 28 2.3.2 Cấu tạo truyền lực 29 2.4 Vi sai 30 2.4.1 Công dụng 30 2.4.2 Yêu cầu cụm vi sai 30 2.4.3 Phân loại 30 2.4.4 Kết cấu số dạng vi sai 31 2.5 Bán Trục 37 2.5.1 Công dụng 37 2.5.2 Yêu cầu 37 2.5.3 Phân loại 38 2.6 Vỏ Cầu 39 2.6.1 Công dụng vỏ cầu 39 2.6.2 Yêu cầu vỏ cầu 39 2.6.3 Phân loại vỏ cầu 40 2.7 Những hư hỏng cầu chủ động, nguyên nhân cách khắc phục 40 Chương KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG 42 CỦA ĐỘNG HỌC BỘ PHẬN DẪN HƯỚNG ĐẾN ỔN ĐỊNH 42 QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ 42 3.1 Giới thiệu phần mềm mô Inventor 42 3.1.1 Các phần mềm mô 42 3.1.2 Phần mềm Autodesk Inventor 44 iv 3.2 Mơ hình hóa mơ hệ thống treo 46 3.2.1 Thiết lập thuật toán VBA cho đối tượng mô 47 3.2.2 Mô động lực học ô tô 48 Chương KHẢO SÁT VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG TREO VÀ CẦU CHỦ ĐỘNG 62 4.1 Lựa chọn phương án thiết kế 62 4.1.1 Đặt vấn đề 62 4.1.2 Tìm thiết bị dùng mơ hình 62 4.1.3 Lắp ráp cầu chủ động cho mơ hình 65 4.1.4 Khung cho mô hình 66 4.2 Những hư hỏng sửa chữa hệ thống treo 66 4.2.1 Giảm xóc hệ thống treo hư hỏng 67 4.2.2 Hư hỏng lò xe hệ thống treo 68 4.2.3 Rotuyn trụ hư hỏng 69 4.2.4 Hư hỏng A 70 4.2.5 Thanh cân hệ thống treo hư hỏng 70 4.3 Hư hỏng sửa chữa cầu chủ động 71 4.4 Quy trình kiểm tra tháo lắp nhíp 73 KẾT LUẬN 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ESM: HỆ THỐNG TREO ĐIỀU KIỆN ĐIỆN TỬ Mma: MƠ MEN MA SÁT TLC: TRUYỀN LỰC CHÍNH VBA: VISUAL BASIC FOR APPLICATIONS vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Các định dạng mở rộng chức Inventor 45 Bảng 3.2 Kết khảo sát động lực học quay vịng tơ 52 Bảng 3.3 Kết khảo sát bán kính quay vịng tơ dải tốc độ 58 Bảng 3.4 Kết khảo sát bán kính quay vịng tơ 61 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo nhíp xe Hình 1.2 Lá nhíp phụ xe Hình 1.3 Hệ thống treo phụ thuộc 10 Hình 1.4 Hệ thống treo độc lập 11 Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống treo MacPherson 12 Hình 1.6 Kết cấu chung lị xo 14 Hình 1.7 Một số dạng lị xo đặc biệt 15 Hình 1.8 Giảm chấn ôtô 16 Hình 1.9 Cấu tạo kiểu vỏ 18 Hình 1.10 Cấu tạo kiểu vỏ 19 Hình 1.11 Giảm chấn vỏ 20 Hình 1.12 Cấu tạo lốp xe 22 Hình 1.13 Thanh ổn định ngang hệ thống treo độc lập Audi 23 Hình 1.14 Hình ảnh Rotuyn hệ thống treo 24 Hình 2.1 Hệ thống cầu chủ động 27 Hình 2.2 Cấu tạo truyền lực 29 Hình 2.3 Vi sai đối xứng 31 Hình 2.4 Vi sai cam 32 Hình 2.5 Vi sai tăng ma sát có lực ma sát cố định 34 Hình 2.6 Vi sai tăng ma sát có lực ma sát khơng cố định 36 Hình 2.7 Sơ đồ bán trục giảm tải 1/2 38 Hình 2.8 Sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn 39 Hình 3.1 Tính mạnh mẽ phần mềm Solidworks 42 Hình 3.2 Mơ tơ điện Simulinks 43 Hình 3.3 Mơ Inventor 43 Hình 3.4 Mơ hình mơ 3D Inventor 46 Hình 3.5 Xây dựng giao diện điều khiển VBA 47 viii ngang nên sử dụng giảm xóc MacPherson hợp lý nhất, giảm xóc sử dụng ống nhún phần dẫn hướng hệ thống, hệ thống cịn địn hình tam giác có điểm tỳ Lị xo đặt lệch so với ống nhún nghiêng vào phía Nhược điểm loại dẫn hướng bánh xe lắc ngang so với mặt đường nên góc chụm khơng ổn định b) Bộ phận đàn hồi Đối với xe tải trọng nhỏ, vào nhu cầu sử dụng tìm hiểu hệ thống treo xe nên phận đàn hồi cho mơ hình nhíp cho hệ thống treo trước treo sau có ưu điểm sau: - Kết cấu chế tạo đơn giản - Trọng lượng nhỏ - Kích thước gọn, bố trí giảm chấn phận hạn chế hành trình bên lị xo Hình 4.1 Lá nhíp dùng mơ hình c) Bộ phận giảm chấn Trên sở xe có tải trọng nhỏ, địi hỏi tính êm dịu cao nên nhóm chọn phận giảm chấn cho mơ hình giảm chấn loại ống lớp vỏ có ưu điểm sau: 63 - Kết cấu gọn nhẹ, dễ chế tạo - Điều kiện toả nhiệt tốt - Giảm chấn có piston ngăn cách làm việc góc nghiêng bố trí Hình 4.2 Giảm chấn dùng mơ hình d) Thanh cân ngang Trên mơ hình em chọn ổn định ngang hình chữ u cho hệ thống treo trước Ở hệ thống treo trước ổn định ngang bố trí lưng hướng tới trước đầu xe 64 4.1.3 Lắp ráp cầu chủ động cho mơ hình Nhóm lựa chọn cầu chủ động xe loại vi sai mở Hình 4.3 Cầu chủ động dùng mơ hình 65 4.1.4 Khung cho mơ hình Nhóm lựa chọn thép hộp khung cũ để làm lại cho mơ hình Hình 4.4 Khung xe dùng mơ hình 4.2 Những hư hỏng sửa chữa hệ thống treo Khi hệ thống treo oto hư hỏng, xe xuất triệu chứng tiếng kêu đặc trưng 66 4.2.1 Giảm xóc hệ thống treo hư hỏng Hình 4.5 Giảm chấn bị chảy dầu thuỷ lực Bộ giảm chấn hệ thống treo xe ô tô đảm nhận nhiệm vụ đưa lực cản để nhanh chóng dập tắt tồn dao động thân xe Khi phận bị mòn bạn di chuyển đoạn đường không phẳng, bạn nhận thấy xe trở nên rung lắc giật nảy nhiều so với thơng thường Bởi chúng khơng cịn khả giữ cho lốp xe bám sát mặt đường Ngoài ra, mịn xylanh, pittong, hở phớt bao kín chảy dầu khiến hoạt động giảm xóc hiệu Khi phớt đầu bao kín bị hở, dầu từ mà rị rỉ ngồi khiến áp suất sụt giảm nhanh chóng, dẫn tới hiệu suất hoạt động hệ thống treo hiệu 67 4.2.2 Hư hỏng lị xe hệ thống treo Hình 4.6 Hư hỏng lò xo đàn hồi Trên xe, hệ thống phận đàn hồi phận thiếu Nó đảm nhận vai trị nâng đỡ trọng lượng cho xe Khi phận mòn hay hư hỏng chúng bị trùng xuống Khi tình trạng xảy ra, xe bạn xuất tiếng kêu di chuyển qua đoạn đường gồ ghề, ổ gà… Ngoài ra, bạn cảm thấy xe có góp thấp so với góc cịn lại Những hư hỏng lị xe hệ thống treo kể tới như: Giảm độ cứng, lỏng, rơ liên kết, gãy tải nặng hay độ mỏi vật liệu, vỡ ụ tăng cứng hệ thống treo làm mềm phận đàn hồi 68 4.2.3 Rotuyn trụ hư hỏng Hình 4.7 Hư hỏng Rotuyn Các rotuyn trụ dùng để kết nối hệ thống treo với bánh xe, chúng đảm nhận nhiệm vụ hấp thụ xung lực từ chấn động xe chuyển động lên/xuống, hay quay góc lái thay đổi để đảm bảo thân xe hoạt động ổn định Các rotuyn cấu tạo chắn, nhiên sau thời gian dài sử dụng chúng xuất dấu hiệu bị xuống cấp Cụ thể, có tiếng kêu cót két hệ thống khung gầm, xe chạy bị rung lắc lốp xe nhanh chóng hư hỏng 69 4.2.4 Hư hỏng A Hình 4.8 Hư hỏng chữ A Càng A xem lề giữ bánh xe vào khung kết nối tay lái với bánh xe Vậy nên, bạn quay số phận có phản hồi 4.2.5 Thanh cân hệ thống treo hư hỏng Thanh cân đảm nhận nhiệm vụ giữ cho xe không nghiêng hướng giảm độ uốn cong khung xe vào cua, từ gia tăng khả bám đường bánh xe trong/ngoài vào cua 70 Nếu liên kết cuối cân bị hỏng, xe bạn di chuyển Nhưng xe xuất tình trạng rung lắc mạnh vào cua Một số hư hỏng phổ biến cân gối tựa cao su bị rách, đòn liên kết bị lỏng lẻo, giảm độ cứng lỗi hư hỏng hệ thống treo ô tơ Bạn nhận biết hư hỏng cân như: tiếng kêu rắc rắc, lạch cạch, thiếu ổn định lái xe vào cua, tiếng kêu qua gờ giảm tốc 4.3 Hư hỏng sửa chữa cầu chủ động Quy trình tháo lắp cầu chủ động STT Nội Dung Các Bước Tháo bánh xe hai bên Hình Vẽ Minh Họa Dụng Cụ Súng hơi, túp 21 Kích thủy lực Kích xe lên (ay đội cá sấu) Xả dầu cầu chủ động Cờ lê 24 71 Tháo trục đăng Cờ lê 14 Tháo trục truyền lực Cờ lê 12 dứa Tháo bán trục Tháo bạc đạn đỡ Tháo vi sai Cờ lê 19 72 4.4 Quy trình kiểm tra tháo lắp nhíp Quy trình tháo lắp hệ thống treo phụ thuộc, nhíp STT Nội dung bước Hình vẽ minh họa Dụng cụ Súng hơi, túp 21 Nâng xe lên thái bánh xe Kích thủy lực Dùng kích kê lên vỏ cầu Con đội Tháo bulong gá cáp thẳng tay Tháo ốc bulong chữ U, Cơ lê 14, bảo vệ, cao su hạn chế hành lê 17 trình 73 Tháo ốc đầu trước nhíp Cơ lê 17 Tháo đai ốc kẹp tháo Cơ lê 14 kẹp Kéo bulong đầu nhíp trước Búa, lê tháo nhíp khỏi kẹp 17 Hạ nhíp cầu khỏi khung xe Tháo rời nhíp Cơ lê 12 74 Kết luận chương Sau nghiên cứu thực mơ hình , nhóm sinh viên thực có điều kiện nghiên cứu sâu hệ thống treo cầu chủ động Đồng thời biết tính tốn vật tư trang thiết bị cần thiết Đặt biệt q trình thực khóa luận sinh viên rèn luyện kỹ phân tích làm việc nhóm Về phần mơ hình đảm bảo gần giống với tơ thực tế Nhóm em hi vọng mơ hình góp phần vào việc nâng cao chất lượng thực tập cho sinh viên khóa Lần thực xây dựng mơ hình khơng tránh khỏi thiếu sót định, mong đóng góp quý thầy khoa để nhóm hồn thiện 75 KẾT LUẬN Sau ba tháng từ giai đoạn khảo sát tìm hiểu đến thực mơ hình lắp ráp, cuối khóa luận nhóm em hồn thành thời hạn Khóa luận hồn thành mang lại cho nhóm nhiều nhận định quan trọng Sản phẩm ban đầu tạo giải vấn đề hệ thống treo cầu chủ động xe Bên cạnh vấn đề đạt cịn nhiều thiếu sót Đề tài hồn thành thời hạn, nhiên cịn nhiều vấn đề thiếu sót mong quý thầy đóng góp ý kiến để đề tài phát triển hoàn thiện tương lai Đề tài mục đích thiết kế thi công hệ thống cầu chủ động hệ thống treo phụ thuộc Để có mơ hình cho sinh viên thực tập xưởng Cao Việt Những hạn chế chưa đạt được: Do thời gian kiến thức hạn chế đề tài không sâu vào thiết kế chế tạo tính tốn, khóa luận cịn mang nặng tính lý thuyết thiếu điều kiện trang thiết bị kinh phí nên chưa thể đưa thiết bị cơng nghệ vào lắp ráp mơ hình Nhóm em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy ThS Bùi Ngọc Triều suốt q trình thực khóa luận, nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Khoa Ơ tơ giúp nhóm hồn thành khóa luận nhiệm vụ Do kiến thức cịn hạn chế, nhiều điều cịn mẻ nên q trình làm khóa luận khơng tránh khỏi sai sót, kính mong thầy hướng dẫn giúp đỡ để nhóm hồn thành tốt 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Hữu Cẩn (2019), Giáo trình Thiết kế tính tốn ơtơ máy kéo, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp [2] PGS TS Nguyễn Trọng Hoan (2015), Tập giảng Thiết kế tính tốn ơtơ, Hà Nội [3] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn Trần Xuân Việt, Sổ tay công nghệ chế tạo máy, (1)(2)(3), NXB KHKT 2018 [4] Nguyễn Khắc Trai (2019), Cấu tạo hệ thống ôtô con, NXB KHKT [5] Nguyễn Khắc Trai (2019), Cấu tạo gầm xe con, NXB KHKT [6] Lê Thị Vàng (2018), Hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô - máy kéo NXB Đại học chức, ĐHBK Hà Nội [7] Nguyễn Văn Vượng, Lê Quang Minh (2013)“Sức bền vật liệu”(1)(2), NXB Giáo Dục Tiếng Anh [8] Giancarlo Genta, Lorenzo Morello (2009), The Automotive Chassis, (2), pp 306347,Springer, Inc [9] Reza N Jazar (2017), Vehicle Dynamics Theory and Application, pp 583-618, Springer, Inc 77