Sau khi hoàn thành khoảng thời gian học tập tại trường ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH dưới sự giảng dạy và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giúp chúng em được tiếp thu thêm nhiều kiến thức cũng như nhiều kinh nghiệm bổ ích cho bản thân. Những bài học của thầy cô hôm nay sẽ là hành trang quý báu cho em sau này khi bước qua ngưỡng cửa đại học. Xin gửi đến quý thầy cô lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của em vì đã tạo mọi điều kiện trong quá trình học tập, rèn luyện, tích luỹ kinh nghiệm, kiến thức cũng như kỹ năng để em thực hiện khoá luận này.
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM VIỆN CƠ KHÍ - - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN CĨ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC TẾ HỆ THỐNG PHANH – LÁI – TREO TRÊN Ô TÔ NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH : CƠ KHÍ Ơ TƠ Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phạm Văn Thức Sinh viên thực hiện: Đoàn Văn Lâm Mã số sinh viên: 1851080174 Lớp: CO18B TP HỒ CHÍ MINH – Tháng 12/2022 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đoàn Văn Lâm LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập trường Em xin chân thành cảm ơn đến viện Cơ Khí, trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập hoàn thành đề tài nghiên cứu Đặc biệt thầy Thạc sĩ Phạm Văn Thức tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp chuyên ngành khí tơ với đề tài “Nghiên cứu hệ thống treo khí nén có điều khiển điện tử Xây dựng mơ hình hệ thống phanh – lái – treo ô tô” Thầy dành thời gian quý báu để hướng dẫn kịp thời, tận tình nội dung kiến thức cần thiết suốt trình thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô cán viện khí giảng dạy, cung cấp tài liệu kiến thức quý báu để em hồn thành luận văn tốt nghiệp Nhưng kiến thức hạn chế chưa có nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên khó tránh khỏi thiếu sót q trình nghiên cứu Kính mong nhận góp ý bảo quý thầy cô Em xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Sinh viên thực Đoàn Văn Lâm i Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đoàn Văn Lâm TÓM TẮT LUẬN VĂN Hệ thống treo khí nén điện tử hệ thống treo thông minh cho phép điều chỉnh độ cứng lò xo, giảm chấn Khác với hệ thống treo kiểu cũ, việc điều khiển hệ thống treo khí nén giúp cho người lái, hành khách cảm thấy thỏa mái, dễ chịu giúp giảm rung động xe Luận văn với đề tài “Nghiên cứu hệ thống treo khí nén có điều khiển điện tử Xây dựng mơ hình thực tế hệ thống phanh lái treo ô tô” tập trung vào việc khái quát hệ thống treo, tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống treo khí nén điện tử xây dựng mơ hình hệ thống phanh lái treo tơ Luận văn có bố cục gồm chương: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương giới thiệu chung đề tài, lý chọn đề tài, mục tiêu đề tài, phương pháp nghiên cứu Chương 2: Lý thuyết hệ thống treo ô tô Chương nói lý thuyết chung hệ thống treo ô tô Khái quát dao động ô tô, giới thiệu số phận đàn hồi, giảm chấn nguyên lý hoạt động chúng Chương 3: Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử Chương giới thiệu chung hệ thống treo khí nén điện tử, ưu nhược điểm Giới thiệu cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống treo khí nén điện tử Chương 4: Xây dựng mơ hình thực hệ thống phanh lái treo Chương giới thiệu mơ hình thực tế ii Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đoàn Văn Lâm MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH .v CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .1 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ .3 2.1 Khái niệm dao động, độ êm dịu an toàn chuyển động .3 2.2 Mơ hình hóa dao động tô 2.3 Khảo sát dao động hệ 1/2 khối lượng 2.4 Bộ phận đàn hồi .10 2.4.1 Nhíp .10 2.4.2 Lò xo trụ .13 2.4.3 Thanh xoắn 15 2.4.4 Phần tử đàn hồi khí nén 17 2.5 Bộ phận giảm chấn 19 2.5.1 Giảm chấn kiểu ống đơn 22 2.5.2 Giảm chấn kiểu ống kép 23 2.5.3 Giảm chấn Vario 26 2.5.4 Giảm chấn khí – thủy lực .26 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 31 3.1 Tổng quan hệ thống treo điều khiển điện tử .31 3.1.1 Tổng quát hệ thống treo điều khiển điện tử 31 3.1.2 Ưu nhược điểm hệ thống treo điều khiển điện tử 31 3.1.3 Nguyên lý điều khiển hệ thống treo điều khiển điện tử .33 3.2 Giới thiệu chung hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử .34 3.2.1 Bố trí chung hệ thống treo khí nén điện tử 34 3.2.2 Sơ đồ khối hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 35 3.3 Cấu tạo hoạt động phần tử 37 iii Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đồn Văn Lâm 3.3.1 Cơng tắc lựa chọn 37 3.3.2 Cảm biến điều khiển độ cao 38 3.3.3 Cảm biến gia tốc 41 3.3.4 Cảm biến góc xoay vô lăng 42 3.3.5 Công tắc đèn phanh .43 3.3.6 Công tắc cửa 44 3.3.7 Rơ le điều khiển độ cao số 44 3.3.8 Rơ le điều khiển độ cao số 45 3.3.9 Máy nén khí 45 3.3.10 Van xả hút ẩm 46 3.3.11 Van điều khiển độ cao 46 3.3.12 Bộ chấp hành 47 3.4 Nguyên lý hoạt động hệ thống treo khí nén điện tử 59 3.4.1 Sơ đồ nguyên lý .59 3.4.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển 62 3.4.3 Điều khiển chống chúi đuôi xe 63 3.4.4 Điều khiển chống nghiêng ngang 64 3.4.5 Điều khiển chống chúi đầu xe .65 3.4.6 Điều khiển tốc độ cao 65 3.4.7 Điều khiển đường, chống lắc dọc, chống nhún 66 3.4.8 Điều khiển độ cao xe .67 3.4.9 Tự động điều khiển độ cao xe 68 3.4.10 Điều khiển tắt khóa điện 69 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH – LÁI – TREO 71 4.1 Mục đích việc thiết kế mơ hình 71 4.2 Các bước thiết lập khung giá mơ hình .71 4.3 Nguyên lý hoạt động mơ hình 75 4.4 Ý nghĩa mơ hình .75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .76 TÀI LIỆU THAM KHẢO .77 iv Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đoàn Văn Lâm DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Dao động ô tô Hình 2.2 Sự nhún Hình 2.3 Sự xoay đứng Hình 2.4 Sự lắc ngang Hình 2.5 Sự lắc dọc Hình 2.6 Khái quát hệ thống treo Hình 2.7 Ảnh hưởng khối lượng treo .6 Hình 2.8 Kết cấu tối ưu cho khối lượng không treo .6 Hình 2.9 Hệ dao động tơ hai cầu Hình 2.10 Hệ khối lượng M theo độ cứng C .7 Hình 2.11 Đồ thị dao động lị xo (đầy tải khơng tải) .8 Hình 2.12 Hệ có thêm hệ số cản giảm chấn .8 Hình 2.13 Đồ thị dập tắt dao động Hình 2.14 Nhíp .11 Hình 2.15 Độ võng nhíp .12 Hình 2.16 Cách để giảm ma sát nhíp 12 Hình 2.17 Hệ thống treo có nhíp nhíp phụ 13 Hình 2.18 Lò xo trụ 13 Hình 2.19 Lị xo phi tuyến tính 14 Hình 2.20 Đường đặc tính lị xo phi tuyến tính 14 Hình 2.21 Nguyên lý làm việc xoắn 15 Hình 2.22 Kết cấu chung phận đàn hồi sử dụng xoắn 16 Hình 2.23 Đường đặc tính hệ thống treo .16 Hình 2.24 Lị xo khí nén .18 Hình 2.25 So sánh đặc tính đàn hồi thép khí nén 18 Hình 2.26 Cơng dụng giảm chấn 19 Hình 2.27 Nguyên lý hoạt động giảm chấn 20 Hình 2.28 Đường đặc tính giảm chấn thủy lực có van giảm tải 21 Hình 2.29 Cấu tạo giảm chấn kiểu ống đơn 22 Hình 2.30 Hành trình nén giảm chấn kiểu ống đơn .22 Hình 2.31 Hành trình trả giảm chấn kiểu ống đơn 23 v Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đoàn Văn Lâm Hình 2.32 Cấu tạo giảm chấn ống kép 24 Hình 2.33 Hành trình nén giảm chấn kiểu ống kép .25 Hình 2.34 Hành trình trả giảm chấn kiểu ống kép .25 Hình 2.35 Giảm chấn Vario 26 Hình 2.36 Giảm chấn khí – thủy lực 27 Hình 2.37 Giảm chấn với van điều tiết PDC Audi A6 28 Hình 2.38 Cấu tạo giảm chấn từ biến 29 Hình 2.39 Nguyên lý làm việc giảm chấn từ biến 29 Hình 3.1 Ưu điểm hệ thống treo điều khiển điện tử 32 Hình 3.2 Bố trí chung hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 35 Hình 3.3 Sơ đồ khối hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử 36 Hình 3.4 Vị trí cơng tắc lựa chọn 37 Hình 3.5.: Sơ đồ mạch điện công tắc lựa chọn .38 Hình 3.6 Vị trí cảm biến độ cao phía trước 38 Hình 3.7 Vị trí cảm biến độ cao phía sau .39 Hình 3.8 Cảm biến độ cao kiểu điện trở .39 Hình 3.9 Cảm biến độ cao kiểu quang 40 Hình 3.10 Hoạt động cảm biến độ cao kiểu quang 40 Hình 3.11 Cấu tạo hoạt động cảm biến gia tốc 41 Hình 3.12 Cấu tạo cảm biến góc xoay vơ lăng 42 Hình 3.13 Cảm biến góc xoay vô lăng kiểu quang 42 Hình 3.14 Xung tín hiệu cảm biến góc xoay vơ lăng 43 Hình 3.15 Cấu tạo sơ đồ mạch điện công tắc đèn phanh .43 Hình 3.16 Vị trí sơ đồ cơng tắc cửa 44 Hình 3.17 Rơ le điều khiển độ cao số 44 Hình 3.18 Rơ le điều khiển độ cao số 45 Hình 3.19 Máy nén khí 45 Hình 3.20 Van xả hút ẩm 46 Hình 3.21 Van điều khiển độ cao 46 Hình 3.22 Cấu tạo chấp hành 47 Hình 3.23 Sơ đồ mạch điện chấp hành .48 Hình 3.24 Lực giảm chấn trung bình 49 vi Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đồn Văn Lâm Hình 3.25 Lực giảm chấn mềm 49 Hình 3.26 Lực giảm chấn cứng 50 Hình 3.27 Bố trí giảm chấn 50 Hình 3.28 Cấu tạo giảm chấn sử dụng van quay 51 Hình 3.29 Lực giảm chấn mềm 51 Hình 3.30 Lực giảm chấn trung bình 52 Hình 3.31 Lực giảm chấn cứng 52 Hình 3.32.Đặc tính giảm chấn sử dụng van quay 53 Hình 3.33 Hành trình nén giảm chấn sử dụng van PDC 54 Hình 3.34 Hành trình trả giảm chấn sử dụng van PDC 54 Hình 3.35 Đặc tính giảm chấn sử dụng van điều tiết PDC 55 Hình 3.36 Cấu tạo lị xo khí phía trước 55 Hình 3.37 Cấu tạo lị xo khí phía sau 56 Hình 3.38 Lị xo khí chế độ mềm 57 Hình 3.39 Lị xo khí chế độ cứng 57 Hình 3.40 Hoạt động điều chỉnh chiều cao xe lị xo khí 58 Hình 3.41 Đường đặc tính phần tử đàn hồi khí nén .58 Hình 3.42 Sơ đồ nguyên lý 59 Hình 3.43 Mạch bơm khí nén vào hệ thống 60 Hình 3.44 Mạch khí nén điều khiển nâng độ cao xe 60 Hình 3.45 Mạch khí nén điều khiển hạ độ cao xe 61 Hình 3.46 Mạch bổ sung khí nén 61 Hình 3.47 Mạch xả khí nén 62 Hình 3.48 Sơ đồ mạch điện điều khiển 62 Hình 3.49 Điều khiển chống chúi đuôi xe 63 Hình 3.50 Điều chỉnh chóng nghiêng ngang 64 Hình 3.51 Điều khiển chống chúi đầu xe .65 Hình 3.52 Điều khiển tốc độ cao 66 Hình 3.53 Điều khiển chống lắc dọc, chống nhún .67 Hình 3.54 Điều khiển độ cao xe 68 Hình 3.55 Sơ đồ mạch điện tự động điều khiển chiều cao xe 68 Hình 3.56 Điều khiển tắt khóa điện 69 vii Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đoàn Văn Lâm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài Hiện với phát triển vượt bậc công nghệ kỹ thuật vấn đề chun chở hàng hóa, hành khách đề cao Để đáp ứng vấn đề ô tô đời Nhờ ưu điểm vượt trội phương tiện khác đặt biệt tính động mà tơ ngày sử dụng rộng rãi Hệ thống treo phận quan trọng xe Nó phần quan trọng khơng thể thiếu việc chuyển động toàn kết cấu xe, ảnh hưởng đến cảm giác lái thoải mái người ngồi xe Vấn đề thiết kế hệ thống xe phải đáp ứng yêu cầu sau Giảm thiểu tối đa tác động mặt đường lên phần thân xe nhằm đảm bảo thoải mái cho người ngồi xe đảm bảo tiếp xúc bánh xe với mặt đường Ngày nay, gần tất xe du lịch xe tải nhẹ sử dụng hệ thống treo độc lập, khả chống dao động tốt Và với việc công nghệ phát triển hệ thống điện tử áp dụng vào hệ thống treo để hai hệ thống phối hợp nhịp nhàng tăng hiệu làm việc, từ mang lại êm dịu tối ưu cho xe chuyển động, tạo cảm giác thoải mái cho lái xe hành khách, đảm bảo độ ngun vẹn hàng hóa Hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử hệ thống treo đại đáp ứng đầy đủ yêu cầu hệ thống treo Bên cạnh hệ thống phanh hệ thống lái hệ thống quan trọng xe Hệ thống phanh phận an toàn chủ động xe, đảm bảo cho xe chạy an tồn tốc độ cao Vì cần phải đáp ứng yêu cầu: bền, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu phanh cao, ổn định xe phanh, điều chỉnh lực phanh để tăng tính an tồn cho tơ vận hành Hệ thống lái hệ thống ô tơ mà cho phép người lái thay đổi hướng chuyển động xe giữ cho xe chuyển động theo quỹ đạo định Nhận thấy quan trọng hệ thống trên, em định chọn đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu hệ thống treo khí nén có điều khiển điện tử Xây dựng mơ hình thực tế hệ thống phanh – lái – treo ô tô” Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Đoàn Văn Lâm 1.2 Mục tiêu đề tài - Nêu sở lý thuyết chung hệ thống hệ thống treo - Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống treo - Hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống treo khí nén điều khiển điện tử - Xây dựng mơ hình thực tế hệ thống phanh – lái – treo 1.3 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu, giáo trình - Tìm kiếm thêm thơng tin internet - Học hỏi thêm từ kỹ thuật viên thực tập - Tổng hợp đúc kết kinh nghiệm nhân