Khảo sát hệ thống treo trên xe thaco frontier 140

KHẢO SÁT HỆ THỐNG TREO TRÊN XE THACO FRONTIER 140 - tiểu luận báo cáo - Hệ thống treo là tập hợp tất cả các cơ cấu để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ôtô với các cầu hay hệ thống chuyển động. Hệ thống treo nói chung gồm ba bộ phận chính : Bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng, và bộ phận giảm chấn. Mỗi bộ phận đảm nhận nhiệm vụ và chức năng riêng biệt.

TÊN : VÕ THÁI SANG

GVHD Ths: NGUYỄN HOÀNG LUÂN

Đồng Nai, 3 /2024

TÊN : VÕ THÁI SANG

GVHD Ths: NGUYỄN HOÀNG LUÂN

Đồng Nai, 3 /2024

LỜI NÓI ĐẦU

Trong suốt khoảng thời gian làm đề tài báo cáo môn dao động và tiếng ồn, em đã gặt hái được rất nhiều kiến thức chuyên ngành cũng như kĩ năng tìm kiếm tài liệu.

Lời đầu tiên chúng tôi xin cảm ơn đến thầy Nguyễn Hoàng Luân, thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để em hoàn thành báo cáo

Em đã phấn đấu và nỗ lực hết mình để hoàn thành báo cáo kịp tiến độ, song thời gianvà kiến thức còn hạn chế nên còn nhiều thiếu sót mong quý thầy cô đọc đóng

góp để hoàn thiện hơn đề tài báo cáo lần này.

Em xin cảm ơn!

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO 7

1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI 7

1.2.2.1 Bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc 17

1.2.2.2 Bộ phận hướng của hệ thống treo độc lập 18

1.2.3 Bộ phận giảm chấn 19

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG TREO TRÊN XE THACO FRONTIER 140 21

2.1 Sơ đồ chi tiết hệ thống treo 21

2.2.1 Hệ thống treo trước xe thaco frontier 140 21

2.2.1.1 Hệ thống treo trước sau thaco frontier 140 21

2.2 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN CHÍNH 21

3.1.1 Đặc đàn hồi yêu cầu 27

3.1.2 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo trước 28

3.1.2.1 Sơ đồ tính 28

3.1.2.2 Xác định các thông số cơ bản của nhíp trước 28

3.1.3 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo sau 29

Hình 1.11 Các dạng kết cấu của thanh xoắn 11

Hình 1.12 Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu 12

Hình 1.13 Phần tử đàn hồi khí nén loại ống 12

Hình 1.14 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại không có buồng đối áp 13

Hình 1.15 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại có buồng đối áp 14

Hình 1.16 Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc 14

Hình 1.17 Sơ đồ bộ phận hướng hệ thống treo độc lập 15

Hình 1.18 Hệ thống treo độc lập đòn - ống (Macpherxon) 15

Hình 1.19 Sơ đồ hệ thống treo loại nến 15

Hình 1.20 Sơ đồ nguyên lí làm việc của giảm chấn 16

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO

1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI1.1.1 Công dụng

Hệ thống treo là tập hợp tất cả các cơ cấu để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ôtô với các cầu hay hệ thống chuyển động.

Hệ thống treo nói chung gồm ba bộ phận chính : Bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng, và bộ phận giảm chấn Mỗi bộ phận đảm nhận nhiệm vụ và chức năng riêng biệt.

+ Bộ phận đàn hồi : Dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng giảm va đập và tải trọng tác động lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho ôtô khi chuyển động.

+ Bộ phận dẩn hướng : Dùng để tiếp nhận và truyền lên khung các lực dọc, lực ngang cũng như các mômen phản lực, mômen phanh tác dung lên xe Động học của bộ phận dẩn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung và vỏ.

+ Bộ phận giảm chấn : cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo, biến cơ năng thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh.

Ngoài ba bộ phận chính trên trong hệ thống treo của các ôtô du lịch còn có

thêm bộ phận phụ nữa là bộ phận ổn định ngang Bộ phận này có tác dung làm giảm độ nghiêng và các dao động góc ngang của thùng xe.

1.1.2 Yêu cầu

Hệ thống treo phải đảm bảo được các yêu cầu cơ bản sau :

Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo (đặc trưng bởi độ võng tỉnh ft, và hành trình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết khi chạy trên đường tốt và không bị va đập liên tục lên các ụ han chế khi chạy trên đường xấu không bằng phẳng với tốc độ cho phép, khi xe quay vòng tăng tốc hoặc phanh thì vỏ xe không bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu.

Đặc tính động học, quyết định bởi bộ phận dẩn hướng phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định và có tính điều khiển cao cụ thể là :

Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trục quay đứng của bánh xe dẩn hướng không đổi hoặc thay đổi không đáng kể.

Đảm bảo sự tương ứng động học giữa các bánh xe và truyền động lái, để tránh gây ra hiện tượng tự quay vịng hoặc dao động các bánh xe dẩn hướng xung quanh trụ quay của nĩ.

Giảm chấn phải cĩ hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động hiệu quả và êm dịu.

Cĩ khối lượng nhỏ, đặc biệt là phần khơng được treo Kết cấu đơn giản dể bố trí, làm việc bền vững tin cậy.

1.1.3 Phân loại

Hiện nay cĩ nhìu loại hệ thống treo khác nhau.

Nếu phân loại theo sơ đồ bộ phận dẩn hướng thì hệ thống treo dược chia ra hai loại: hệ thống treo độc lập và hệ thống treo phụ thuộc.

+ Tăng khả năng bám đường, cho nên tăng được tính ổn định và điều khiển Nhược điểm: Cĩ kết cấu phức tạp, đắt tiền đặc biệt với cầu chủ động.

1.1.2.3 Hệ thống treo phụ thuộc

Là hệ thống đặc trưng dùng với dầm cầu liền.Bởi vậy, dịch chuyển của các

bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau Việc truyền lực và mơ men từ bánh xe lên khung cĩ thể thực hiện trực tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh liên kết.

- Ưu điểm:

+ Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ trong khi đảm bảo hầu hết các yêu cầu của hệ thống treo khi tốc độ khơng lớn.

Nhược điểm:

+ Khi tốc độ lớn khơng đàm bảo tính ổn định và điều khiển so với hệ thống treo độc lập.

Ngoài ra hệ thống treo còn phân loại theo phần tử đàn hồi và theo phương pháp dập tắt dao động.

Theo loại phần tử đàn hồi, chia ra:

+ Loại kim loại, gồm: nhíp lá, lò xo xoắn, thanh xoắn + Loại cao su: chịu nén hoặc chịu xoắn

+ Loại khí nén và thuỷ khí

Theo phương pháp dập tắt dao động:

+ Loại giảm chấn thuỷ lực: tác dung một chiều và hai chiều

+ Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: ma sát trong bộ phận đàn hồi và trong bộ phân dẫn

+ Kết cấu và chế tạo đơn giản + Sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng.

+ Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và một phần nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn.

- Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại - Thời gian phục vụ ngắn.

Kết cấu nhíp được xây dựng xuất phát từ điều kiện: kích thước nhỏ gọn và có độ bền đều để dễ bố trí lên xe, tăng hệ số sử dụng vật liệu và giảm khối lượng nên có thể nhíp sử dụng là nhíp nhiều lá hoặc nhíp ít lá (nhíp parabol).

a) Nhíp ít lá:

Hình 1.1 Nhíp barabol (tiết diện thay đổi theo chiều dài)

Nhíp thường có chiều dài lớn nên khó bố trí lên xe Tuy vậy chúng có ưu điểm là : hệ số sử dung vật liệu cao, khối lượng nhỏ, tuổi thọ lớn.

Để giảm chiều dài nhíp ít lá có thể tăng chiều rộng của nó hoặc dùng một số lá có chiều dài bằng nhau.

b) Nhíp nhìu lá

Hình 1.3 Kết cấu nhíp nhìu lá

Tiết diện lá nhíp: có thể hình chữ nhật , hình thang, chử T hay có rãnh ở giữa.

Hình 1.6 Kết cấu tai nhíp

- Để giảm tải cho các lá nhíp chính và phân bố đều tải lên các lá trên và dưới

người ta chế tạo các lá có độ cong ban đầu khác nhau, sau khi ghép các lá nhíp sẻ có cùng độ cong.

Hình 1.7 Các lá nhíp có bán kính cong khác nhau ở trạng thái tự do

- Các lá nhíp sau khi chế tạo được lắp ghép với nhau thành bộ nhíp.

Hình 1.8 Kết cấu bộ nhíp

1 Bu long trung tâm 2 Vòng kẹp

Để ghép thành bộ , các lá nhíp được đột lỗ rồi dùng bu lông trung tâm 1 xỏ qua và xiết chặt lại Ngoài ra cũng có thể được định vị bằng gờ lồi và rãnh lỏm.

Dùng nhiều trên xe du lịch với cả hệ thống treo độc lập và phụ thuộc - Ưu điểm: Kết cấu và chế tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước gọn - Nhược điểm: chỉ tiếp nhận được tải trọng thẳng đứng mà không truyền được các lực dọc ngang và dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm bộ phận hướng riêng Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính

tuyến tính , có thể chế tạo lò xo có bước thay đổi dạng côn hay parabol để nhận được đặc tính đàn hồi phi tuyến.

1.2.1.3Thanh xoắn

- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ, tải trọng phân bố lên khung tốt hơn.

- Nhược điểm : Chế tạo khó khăn , bố trí lên xe nhỏ hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn hơn.

Thanh xoắn có thể có tiết diện tròn hay tấm dẹt, lắp đơn hay ghép chum.

Hình 1.11 Các dạng kết cấu của thanh xoắn

Thanh xoắn ghép chùm thường sử dụng khi kết cấu bị hạn chế về chiều dài Thanh xoắn được lắp nối lên khung và với bánh xe ( qua các đầu dẫn hướng ) bằng các đầu then hoa, then hoa thường có dạng tam giác với góc giữa các mặt thăng

+ Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường + Khối lượng nhỏ , làm việc êm dịu.

+ Không có ma sát trong phần tử đàn hồi + Tuổi thọ cao.

- Nhược điểm:

+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền + Kích thước cồng kềnh.

+ Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập.

- Kết cấu : phần tử đàn hồi có dạng bầu tròn hay dạng ống, vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su, mặt ngoài phủ một lớp cao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín, thành vỏ dày từ 3-5 mm.

Hình 1.12 Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu

9 Nắp

1.2.1.5 Phần tử đàn hồi thuỷ khí

Dùng trên các xe có tải trọng lớn hoặc rất lớn

- Ưu điểm: tương tự phần tử đàn hồi khí nén, ngoài ra còn có ưu điểm như: + Có đặc tính đàn hồi phi tuyến

+ Đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn

- Kết cấu :Do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thuỷ khí có kết cấu kiểu xi lanh kim loại và pittông dịch chuyển trong đó Xi lanh được nạp dầu như thế nào để không khí không trực tiếp tiếp xúc với pittông Tức là áp suất được truyền giữa pittông và khí nén thông qua môi trường trung gian là lớp dầu.

Dầu đồng thời có tác dụng giảm chấn khi tiết lưu qua các lỗ và van bố trí kết hợp trong kết cấu.

Phần tử đàn hồi thuỷ khí có các loại sau: Có khối lượng khí không đổi hay thay đổi; có hay không có buồng đối áp ; không điều chỉnh hay điều chỉnh được.

Hình 1.14 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại không có buồng đối áp

I Khoang chính

a Khí trơ bố trí trong xi lanh b Khí trơ bố trí trong cần pittông c,d Khí trơ bố trí trong bầu hình cầu

Hình 1.15 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại có buồng đối áp

I Khoang chính

II Buồng đối áp chứa khí trơ

1.2.2 Bộ phận hướng

1.2.2.1 Bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc

Nếu phần tử đàn hồi là nhíp thì nhíp sẻ đảm nhận luôn vai trò của bộ phận

hướng Nếu phần tử đàn hồi không thực hiện chức năng của bộ phận hướng thì người ta dùng cơ cấu đòn 4 thanh hay chử V.

Hình 1.16 Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc

1.2.2.2 Bộ phận hướng của hệ thống treo độc lập

Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận hướng được làm riêng rẽ Bộ phận đàn hồi thường là các lò xo trụ hay thanh xoắn, còn bộ phận hướng là các thanh đòn.

Hình 1.17 Sơ đồ bộ phận hướng hệ thống treo độc lập

a.Loại 1 đòn- b.Loại 2 đòn chiều dài bằng nhau - c,d Loại hai đòn chiều dài khác nhau

1.2.3 Bộ phận giảm chấn

Trên ô tô hiện nay sử dụng chủ yếu là các giảm chấn thuỷ lực làm việc theo

nguyên lý tiết lưu chất lỏng qua khe hẹp, để biến cơ năng dao động thành nhiệt năng rồi toả ra môi trường.

Yêu cầu của giảm chấn:

Dập tắt dao động một cách hiệu quả.

Làm việc trong những điều kiện đường xá và môi trường khác nhau Kích thước trọng lượng nhỏ, giá thành thấp.

a) Giảm chấn đòn: giảm chấn đòn không được nối trực tiếp mà được nối với cầu

hay bánh xe qua các thanh đòn Vì thế pittông giảm chấn chịu lực tác dụng lớn, nhược điểm đó làm tang trọng lượng giảm chấn, điều kiện làm mát cũng kém nên hiện nay giảm chấn đòn hầu như không còn sử dụng trên ôtô.

b) Giảm chấn ống

Hình 1.21 Sơ đồ bố trí giảm chấn ống

1 Giảm chấn - 2 Lò xo

Do được bố trí như vậy nên lực tác dụng lên pittong giảm chấn nhỏ và điều kiện làm mát giảm chấn rất tốt.

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG TREO TRÊN XE THACO FRONTIER 140

2.1 Sơ đồ chi tiết hệ thống treo

2.2.1 Hệ thống treo trước xe thaco frontier 140

Hình 2.1 Hệ thống treo trước.

1– Chốt nhíp; 2– Vòng kẹp; 3– Nhíp; 4 – Bulong quang nhíp; 5 – Dầm cầu

2.2.1.1 Hệ thống treo trước sau thaco frontier 140

Hình 2.2 Hệ thống treo sau

1– Chốt nhíp; 2 – Vòng kẹp; 3 – Nhíp; 4 – Bulong quang nhíp; 5 – Dầm cầu; 6 – Ụ cao su; 7– Giảm chấn; 8 – Sat xi;

2.2 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN CHÍNH2.2.1 Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi trên xe THACO FRONTIER 140 là nhíp nhiều lá gồm:

2.2.1.1 Kết cấu của lá nhíp:

- Tiết diện chữ nhật

Hình 2.3 Kết cấu của lá nhíp

a)Tiết diện lá nhíp – b)Kết cấu đầu lá nhíp – c)Kết cấu tai nhíp

- Đầu lá nhíp có tiết diện hình chử nhật với chiều rộng : 70[mm] và chiều dày :8 [mm] có ưu điểm là dễ chế tạo Để lắp đặt nhíp lên khung xe, đầu lá nhíp trên cùng được uốn cong lại thành tai nhíp.

- Tai nhíp trên xe là tai nhíp không cường hoá vì xe tải trọng nhỏ

- Để giảm tải cho các lá nhíp chính và phân bố đều tải cho các lá trên và dưới

do vậy phải chế tạo các lá nhíp có độ cong ban đầu khác nhau, khi ghép chúng lại chúng sẽ có cùng độ cong như nhau.

- Ở cầu sau của xe sử dụng thêm nhíp phụ để xe chạy êm dịu khi không hay non tải và nhíp đủ cứng khi đầy tải.

2.2.1.2 Kết cấu của bộ nhíp

Các lá nhíp sau khi được chế tạo được lắp ghép với nhau thành bộ nhíp nhờ bulong trung tâm và các vòng kẹp.

Công dụng của bu lông trung tâm là giữ và ép chặt các lá nhíp với nhau đồng thời làm nhiệm vụ định vị khi lắp nhíp lên dầm cầu.

Các vòng kẹp có tác dung giúp các lá nhíp không bị xoay lệch nhau và để truyền lực từ các lá nhip chính phía trên xuống các lá dưới ở hành trình trả

Ưu nhược điểm:

+ Kết cấu và chế tạo đơn giản + Sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng

+ Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và một phần nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn.

2.2.2 Bộ phận hướng

Trên xe sử dụng dầm cầu liền nên dịch chuyển các bánh xe trên cùng một cầu phụ thuộc lẫn nhau Việc truyền lực từ bánh xe lên khung được thực hiện trực tiếp qua nhíp.

Hình 2.4 Sơ đồ bộ phận hướng

1– Bánh xe; 2– Dầm cầu; 3– Nhíp Ưu điểm:

+ Cấu tạo đơn giản

+ Giá thành hạ trong khi vẫn đảm bảo hầu hết các yêu cầu của hệ thống treo khi tốc độ không lớn.

2.2.3 Bộ phận giảm chấn

Giảm chấn sử dụng trên xe là loại giảm chấn ống

Hình 2.5 Giảm chấn

1)Đệm làm kín – 2)Thành ngoài giảm chấn – 3)Thành trong giảm chấn – 4)Cần pittông – 5)Đĩa van thông – 6)Van trã – 7)Van nén – 8)Van hút – 9)Khoang hồi dầu – 10)Khe thiết lưu – 11)Pittông - 12Lỗ tiết lưu

* Cấu tạo:

- Trên piston có hai dãy lỗ khoan theo các vòng tròn đồng tâm Dãy lõ ngoài

được đậy phía trên bởi đĩa của van thông 5 Dãy lỗ trong - đậy phía dưới bởi van trả 6 Trên piston có một lỗ tiết lưu 12 thường xuyên mở.

- Trên đáy xi lanh cũng được làm các dãy lỗ: dãy lỗ ngoài được che phía trên bởi đĩa của van hút 8, dãy lỗ trong - che phía dưới bởi van nén 7.

- Giữa hai ống của giảm chấn có khe hở tạo nên một buồng chứa phụ còn gọi là

buồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm việc * Nguyên lý làm việc:

- Hành trình nén:

+ Nén nhẹ: Piston dich chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ

khoang dưới, qua các lỗ tiết lưu 12 và van thông 5 đi lên khoang trên Do thể tích piston giải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống dưới (do ở khoang trên có thêm cần piston) Nên một phần dầu phải chảy qua khe tiết lưu 10 trên van 7, đi sang buồng bù của giảm chấn.

+ Nén mạnh: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ lớn áp suất trong

khoang dưới piston tăng cao, ép lò xo mở to van nén 7 ra cho dầu đi qua sang buồng bù Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giả chấn - Hành trình trả:

+ Trả nhẹ: Piston dich chuyển lên trên với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ khoang trên, qua các lỗ tiết lưu 12 đi xuống khoang dưới Do thể tích piston giải phóng ở khoang dưói lớn hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển lên trên (do ở khoang trên có thêm cần piston) Nên dầu từ khoang trên chảy xuống không đủ bù cho thể tích giải piston phóng ở khoang dưới Lúc này giữa khoang dưói và buồng bù có độ chênh áp Vì thế dầu từ buồng bù chảy qua van hút 8 vào khoang dưới piston để bù cho lượng dầu còn thiếu.

+ Trả mạnh: Piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn áp suất trong khoang trên piston tăng cao ép lò xo mở van trả 2 ra cho dầu đi qua dãy lỗ trong xuống khoang dưới Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảm chấn Các van dạng đĩa - lò xo có quán tính rất nhỏ, nên đảm bảo cho dầu lưu thông kịp thời từ khoang này sang khoang kia.

Sự làm việc ổn định của giảm chấn phụ thuộc nhiều vào độ kín khít của mối

ghép giữa cần và nắp giảm chấn Kết cấu bộ phận làm kín này rất đa dạng Tuy vậy, phổ biến nhất là dùng các vòng làm kín mà bề mặt làm việc của chúng có các gân vòng Các vòng làm kín được lắp lên cần với độ căng 0,4 0,9 mm và được ép chặt bằng lò xo Vòng đệm thứ hai dùng để chắn bụi và nước Các vòng đệm làm việc trong vùng nhiệt độ từ -50o đến +160o, vì thế chúng cần được chế tạo bằng các vật liệu chịu dầu, chịu nhiệt Ví dụ: cao su hay cao su chứa flo.