Quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính sauđây :+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xexe chạy trên đường tốt hay xe chạy trên các loại đư
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .6 1.1 Công dụng, yêu cầu hệ thống treo 1.2 Các phận hệ thống treo .7 1.3 Các thông số tương đương mô hoạt động 10 1.4 Phân loại hệ thống treo 11 1.5 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo(HTT) 20 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE RAV4 22 2.1 Xác định thông số hệ thông treo 22 2.2 Động học hệ treo mc.pherson .26 2.3 Động lực học hệ treo Mc.Pherson 34 2.4 Chọn kiểm bền phận chính: 42 2.5 Tính tốn lị xo 49 2.6 Tính ổn định 53 2.7 Tính tốn giảm chấn 58 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 LỜI NÓI ĐẦU Khi ôtô chạy đường không phẳng 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 Ở nước phát triển, dao động ôtô quan tâm đặc biệt Dao động xe nghiên cứu đưa mức tối ưu làm giảm đến mức thấp tác hại đến người đồng thời làm tăng tuổi thọ xe phận treo Ở nước ta, mục tiêu ngành Công nghiệp ôtô năm tới nội địa phần tiến tới nội địa tồn phần sản phẩm ơtơ Khơng 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 ôtô, từ có cải tiến hợp lý với điều kiện sử dụng nước ta Để hoàn thành mục tiêu này, phải thiết kế cụm, chi tiết cho phù hợp với điều kiện sử dụng mặt khác cịn phải đảm bảo tính công nghệ Việt Nam Trước yêu cầu thực tế đồ án kctt tơ chun ngành ôtô em giao nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống treo cho xe RAV4 Với giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn TRẦN NGỌC VŨ lực thân hạn chế kinh nghiệm thiết kế cịn chưa có nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong thầy thơng cảm đóng góp ý kiến để em làm tốt tương lai CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Công dụng, yêu cầu hệ thống treo a Công dụng: Hệ thống treo hiểu hệ thống liên kết mềm bánh xe khung xe vỏ xe Mối liên kết treo xe mối liên kết đàn hồi có chức sau đây: Tạo điều kiện cho bánh xe thực chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng khung xe vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức chấp nhận chuyển động khơng muốn có khác bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc) Truyền lực bánh xe khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực) lực dọc (lực kéo lực phanh, lực đẩy lực kéo với khung, vỏ) lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên ) b Yêu cầu Trên hệ thống treo, liên kết bánh xe khung vỏ cần thiết phải mềm phải đủ khả để truyền lực Quan hệ thể yêu cầu sau : + Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thuật xe (xe chạy đường tốt hay xe chạy loại đường khác nhau) + Bánh xe chuyển dịch giới hạn định + 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 học động lực học chuyển động bánh xe + Không gây nên tải trọng lớn mối liên kết với khung vỏ + Có độ bền cao + Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường Đối với xe cần phải quan tâm đến yêu cầu sau : - Giá thành thấp độ phức tạp hệ thống treo không lớn - Có khả chống rung chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt - Đảm bảo tính ổn định tính điều khiển chuyển động ô tô tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng 1.2 Các phận hệ thống treo a.Bộ phận đàn hồi: + Chức năng: phận nối mềm 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 Các phận đàn hồi thường sử dụng: Hình 1.1 Bộ phận đàn hồi Bộ phận đàn hồi nhíp Bộ phận đàn hồi lò xo trụ 3.Bộ phận đàn hồi xoắn Nhíp Nhíp làm từ thép mỏng, có độ đàn hồi cao, thép có kích thước chiều dài nhỏ dần từ lớn gọi nhíp Hai đầu nhíp uốn lại thành hai tai nhíp dùng để nối với khung xe Giữa nhíp có lỗ dùng để bắt bulơng siết nhíp lại với Quang nhíp dùng để giữ cho nhíp khơng bị sơ lệch hai bên, nhíp dịch chuyển tương theo chiều dọc Khi dịch chuyển tương đối theo chiều dọc, nhíp có lực ma sát, lực ma sát dùng để dập tắt dao động theo phương thẳng đứng ôtô Khi làm việc, mặt nhíp chịu kéo, mặt chịu nén Lò xo Lị xo có chức cấu đàn hồi phận chịu lực theo phương thẳng đứng Còn chức khác hệ thống treo phận khác đảm nhiêm Lò xo chủ yếu sử dụng hệ thống treo độc lập, đặt địn hay đòn phận dẫn hướng Thanh xoắn Thanh xoắn giống lò xo xoắn loại có chức đàn hồi chịu lực tác dụng theo phương thẳng đứng lại chức khác phận khác hệ thống treo đảm nhận Hình1.2 Thanh xoắn Thanh xoắn chế tạo từ thép dài, có tiết diện trịn, đàn hồi theo chiều xoắn vặn Một đầu xoắn gắn cứng vào khung xe, đầu lại gắn vào tay địn Hiện phận đàn hồi làm có xu hướng “mềm mại” nhằm tạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” mặt đường b Bộ phận dẫn hướng: Cho phép bánh xe dịch chuyển thẳng đứng vị trí so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả truyền lực đầy đủ Bộ phận dẫn hướng phải thực tốt chức Trên hệ thống treo phận dẫn hướng có cấu tạo khác Quan hệ bánh xe với khung xe thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng gọi quan hệ động học Khả truyền lực vị trí gọi quan hệ động lực học hệ treo Trong mối quan hệ động học thông số xem xét : dịch chuyển (chuyển vị) bánh xe không gian ba chiều vị trí bánh xe thay đổi theo phương thẳng đứng (z).Mối quan hệ động lực học biểu thị qua khả truyền lực mô men bánh xe vị trí khác c Bộ phận giảm chấn: Đây phận hấp thụ lượng dao động học bánh xe thân xe Bộ phận giảm chấn có ảnh hưởng tới biên độ dao động Trên xe đại dùng loại giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều trả nén Trong hành trình trả (bánh xe xa khung vỏ) giảm chấn có nhiệm vụ giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung Trên xe ôtô giảm chấn sử dụng với mục đích sau: - Giảm dập tắt va đập truyền lên khung bánh xe lăn đường không phẳng nhằm bảo vệ phận đàn hồi tăng tính tiện nghi cho người sử dụng - Đảm bảo dao động phần không treo mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt tiếp xúc bánh xe với mặt đường -Nâng cao tính chất chuyển động xe khả tăng tốc, khả an toàn chuyển động d Thanh ổn định: Hình 1.3 Thanh ổn định Trên xe ổn định có Trong trường hợp xe chạy đường khơng phẳng quay vòng, tác dụng lực li tâm phản lực thẳng đứng bánh xe cầu thay đổi làm cho tăng độ nghiêng thùng xe làm giảm khả truyền lực dọc, lực bên bánh xe với mặt đường Thanh ổn định có tác dụng xuất chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải Cấu tạo chung có dạng chữ U Các đầu chữ U nối với bánh xe thân nối với vỏ nhờ ổ đỡ cao su e Các vấu cao su tăng cứng hạn chế hành trình: Trên xe vấu cao su thường đặt kết hợp vỏ giảm chấn Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình bánh xe nhằm hạn chế hành trình làm việc bánh xe f Các cấu điều chỉnh xác định góc bố trí bánh xe: Hệ thống treo đảm nhận mối liên kết bánh xe thùng vỏ, hệ thống treo có thêm cấu điều chỉnh xác định góc bố trí bánh xe Các cấu đa dạng nên loại xe lại có cách bố trí khác nhau, loại khác 1.3 Các thông số tương đương mô hoạt động a Các thông số tương đương: - Phần treo: Là phận chủ yếu ôtô bao gồm: khung, thùng, hệ thống động chi tiết phận khác gắn thùng xe khung xe Toàn khối lượng phận đỡ hệ thống treo - Phần không treo gồm có: Cầu , dầm cầu, hệ thống chuyển động (cụm bánh xe ), cấu dẫn động lái Các phận đặt hệ thống treo - Có số chi tiết phận vừa lắp lên phần treo vừa lắp lên phần khơng treo như: nhíp, lị xo, giảm chấn, trục cardan Do phần khối lượng chúng xem thuộc phần treo nửa thuộc phần không treo b Mô hoạt động: a Khi cầu sau ôtô nâng lên b cầu trước ơtơ nâng lên Hình 1.4 Dao động ôtô + M - Khối lượng phần treo + Kt , Ks - Hệ số độ cứng phận đàn hồi phía trước sau 10 + Ct , Cs - Hệ số độ cứng phận giảm chấn phía trước phía sau + mt , ms - khối lượng phần không treo c d c Trạng thái cân d Trạng thái nghiêng ngang Hình 1.5 Mơ hình tô dao động ngang 1.4 Phân loại hệ thống treo Hiện xe ôtô hệ thống treo bao gồm nhóm chính: 1- Hệ thống treo phụ thuộc 2- Hệ thống treo độc lập Hình 1.6 Hệ thống treo 1.4.1 Hệ thống treo phụ thuộc Đặc trưng hệ thống treo phụ thuộc bánh xe lắp dầm cầu cứng Trong trường hợp cầu xe bị động dầm thép định hình, cịn trường hợp cầu chủ động dầm phần vỏ cầu có phần hệ thống truyền lực 11 Đối với hệ treo phận đàn hồi nhíp lò xo xoắn ốc, phận dập tắt dao động giảm chấn Hình 1.7.Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp Nếu phận đàn hồi nhíp nhíp đóng vai trị phận dẫn hướng, dùng thêm giảm chấn khơng Hình 1.8 Treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc 1.Dầm cầu 2.Lò xo xoắn ốc Giảm chấn 4.Đòn dọc 5.Đòn dọc Thanh giằng Panhada Nếu phận đàn hồi lò xo xoắn phải dùng thêm hai đòn dọc hai đòn dọc Đòn dọc nối với cầu, đòn dọc nối với khớp trụ (hình 1.8) Để đảm bảo truyền lực ngang ổn định vị trí thùng xe so với cầu người ta phải dùng thêm “đòn Panhada”, đầu nối với cầu đầu nối với thùng xe Lò xo xoắn ốc trường hợp đặt địn dọc đặt cầu.Giảm chấn thường đặt lòng lò xo xoắn ốc để chiếm khơng gian *Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc có ưu nhược điểm: Nhược điểm: 12 - Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không treo) lớn, đặc biệt cầu chủ động Khi xe chạy đường không phẳng, tải trọng động sinh gây nên đập mạnh phần không treo phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động Mặt khác bánh xe va đập mạnh đường làm xấu tiếp xúc bánh xe với đường - Khoảng khơng gian phía sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu thay đổi vị trí, lựa chọn chiều cao trọng tâm lớn Hình 1.9 Sự thay đổi vị trí bánh xe xe xe trèo lên mô đất -Sự nối cứng bánh xe bên bờ dầm liên kết gây nên tượng xuất chuyển vị phụ xe chuyển động Ưu điểm: -Trong trình chuyển động vết bánh xe cố định khơng xảy tượng mịn lốp nhanh hệ thống treo độc lập -Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đường nghiêng) bánh xe liên kết cứng hạn chế tượng trượt bên bánh xe -Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp sửa chữa -Giá thành thấp *Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc: Do yêu cầu thực tế trình độ phát triển kỹ thuật tốc độ tơ ngày nâng cao Khi tốc độ ô tô ngày cao u cầu kỹ thuật tô ngày khắt khe : trọng tâm ô tô cần phải hạ thấp Vấn đề ổn định lái phải tốt, trọng lượng phần không treo nhỏ để tăng êm dịu chuyển động Vì lí mà hệ thống treo phụ thuộc không sử dụng xe có vận tốc cao, có 13