Đồ án thiếtĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc PhersonĐồ án thiết kế hệ thống treo trước Mc Pherson
Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 1 Lời nói đầu ôtô là một phơng tiện giao thông vận tải vô cùng quan trọng. Nó có mặt trong nhiều lĩnh vực: Kinh tế, giao thông vận tải, quốc phòng, du lịch và với nhiều chủng loại khác nhau, nhiều công dụng khác nhau. Từ ngày nền kinh tế Việt Nam mở của thì nhu cầu sử dụng ôtô cũng nh lắp ráp, sản xuất ôtô ở nớc ta cũng ngày càng phát triển. Với mỗi chiếc xe có nhiều chỉ tiêu để đánh giá chất lợng. Với nhu cầu xã hội ngày nay thì chỉ tiêu an toàn, tiện nghi đóng vai trò quan trọng. Hiện nay do tính chất xã hội thay đổi, nền kinh tế xã hội ngày càng phát triển, phơng tiện đi lại là ôtô ngày càng phổ biến thì nhu cầu của ngời sử dụng và hành khách đối với sự êm dịu chuyển động ngày càng cao. Trong đó vấn đề đặt ra với hệ thống treo là: - Dập tắt nhanh các dao động truyền từ mặt đờng lên bánh xe, vỏ xe. - Có tần số dao động thích hợp để đảm bảo độ êm dịu khi xe chuyển động trên đờng phù hợp với tâm sinh lý con ngời Đồ án của em là giao nhiệm vụ: thiết kế hệ thống treo xe du lịch dựa vào các tài liệu tham khảo của một số xe đang phổ biến hiện nay trên thị trờng Việt Nam. Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ của toàn thể các thầy cô giáo ngành ôtô ĐHBK Hà Nội đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Trọng Hoan. Do thời gian có hạn nên đồ án của em còn nhiều hạn chế, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên. Hà nội, tháng 5 năm 2008 Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 2 Chơng I Tổng quan về hệ thống treo Công dụng, yêu cầu, cấu tạo chung và phân loại hệ thống treo: 1.1. Công dụng, yêu cầu của hệ thống treo Hệ thống treo của ôtô là hệ thống các cụm chi tiết liên liên kết giữa cầu xe hoặc bánh xe với khung hoặc vỏ xe. * Công dụng: - Tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phơng thẳng đứng đối với khung hoặc vỏ xe một cách êm dịu. - Đỡ trọng lợng của ôtô và truyền lực và mô men từ bánh xe lên khung (vỏ) xe và ngợc lại. - Giữ cho bánh xe có động học đúng và duy trì sự bám đờng của bánh xe. * Yêu cầu: - Có độ cứng thích hợp để xe chuyển động đợc êm dịu đồng thời có khả năng dập tắt nhanh các dao động thấp tần biên độ lớn. - Quan hệ động học của bánh xe hợp lý để đảm bảo động học và động lực học đúng của ôtô. 1.2. Cấu tạo chung hệ thống treo xe . Hệ thống treo xe con gồm các bộ phận chính sau đây: - Bộ phận đàn hồi: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con ngời (60-80 lần/ph). Trên xe con bộ phận đàn hồi thờng gặp là loại : - Nhíp lá, lò xo trụ, lò xo côn hoặc lò xo xếp, thanh xoắn, khí nén, thuỷ lực. Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 3 - Bộ phận dẫn hớng: Cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở mỗi vị trí của nó so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực đầy đủ. Bộ phận dẫn hớng phải thực hiện tốt chức năng này. - Bộ phận giảm chấn: Đây là bộ phận hấp thụ năng lợng dao động cơ học giữa bánh xe và thân xe. Bộ phận giảm chấn có ảnh hởng tới biên độ dao động. - Thanh ổn định: Trên xe con thanh ổn định hầu nh đều có. Thanh ổn định có tác dụng khi xuất hiện sự 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 ít hơn. - Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình: Trên xe con các vấu cao su thờng đợc đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn. Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe. 1.3. Phân loại hệ thống treo Hiện nay trên xe con hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính: Hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập. Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.1.a) các bánh xe đợc đặt trên dầm cầu liền, bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền. Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc. Trong hệ thống treo độc lập (hình 1.1b) các bánh xe trên một dầm cầu dao động độc lập với nhau. Các bánh xe độc lập dịch chuyển tơng đối với khung vỏ. Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 4 a) b) Hình 1.1 : Sơ đồ hệ treo 1.Thùng xe -2. Bộ phận đàn hồi 3. Bộ phận giảm chấn 4. Dầm cầu - 5. Các đòn liên kết của hệ treo 3.1. Hệ thống treo phụ thuộc ( hình 1.1a ): Đặc trng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu cứng. Trong trờng hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trờng hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực. a)Nhợc điểm: - Khối lợng phần liên kết bánh xe (phần không đợc treo) lớn, đặc biệt là ở cầu chủ động. Khi xe chạy trên đờng không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đờng sẽ làm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đờng. - Khoảng không gian phía dới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu có thể thay đổi vị trí, do vậy chỉ có thể lựa chọn là chiều cao trọng tâm lớn hoặc là giảm bớt thể tích chứa hàng hoá sau xe. Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 5 Hình 1.2. Sự thay đổi vị trí bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô đất - Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nên hiện tợng xuất hiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động. b. Ưu điểm: - Trong quá trình chuyển động vết bánh xe đợc cố định do vậy không xảy ra hiện tợng mòn lốp nhanh nh hệ thống treo độc lập. - Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đờng nghiêng). 2 bánh xe liên kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tợng trợt bên bánh xe. - Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa. - Giá thành thấp c. Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc. Trọng tâm của ô tô cần phải đợc hạ thấp. Vấn đề ổn định lái phải tốt, trọng lợng phần không đợc treo nhỏ để tăng sự êm dịu khi chuyển động. Vì lí do nh vậy mà hệ thống treo phụ thuộc không đợc sử dụng trên xe có vận tốc cao, có chăng chỉ đợc sử dụng ở những xe có tốc độ trung bình trở xuống và những xe có tính năng việt dã cao. Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 6 3.2. Hệ thống treo độc lập ( hình 1.1b ): * Đặc điểm: - Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà là lắp trên loại cầu rời, sự chuyển dịch của 2 bánh xe không phụ thuộc vào nhau - Mỗi bên bánh xe đợc liên kết bởi các đòn ngang nh vậy sẽ làm cho khối lợng phần không đợc treo nhỏ nh vậy mô men quán tính nhỏ do đó xe chuyển động êm dịu. - Hệ treo này không cần dầm ngang nên khoảng không gian cho nó dịch chuyển chủ yếu là khoảng không gian 2 bên sờn xe nh vậy sẽ hạ thấp đợc trọng tâm của xe và sẽ nâng cao đợc vận tốc của xe. Trong hệ thống treo độc lập còn đợc phân ra các loại sau : - Dạng treo 2 đòn ngang, dạng treo MC.pherson, dang treo kiểu đòn dọc, đòn dọc có thanh ngang liên kết và dang treo đòn chéo. Đặc điểm kết cấu của các dạng treo : a)Dạng treo hai đòn ngang (hình 1.3): * Đặc điểm: Kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian quá lớn. Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, một đòn ngang dới. Các đầu trong đợc liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu ngoài đợc liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng đợc nối cứng với trục bánh xe. Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 7 1 2 3 6 5 4 Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý của hệ treo 2 đòn ngang 1.Bánh xe 2. Giảm chấn 3. Lò xo 4.Đòn trên 5.Đòn dới - 6. Đòn đứng * Phần tử đàn hồi trên hệ treo 2 đòn ngang. + Lò xo : Lò xo xoắn ốc (hình 1.5a). Lò xo trụ (hình 1.4b). Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 8 - Ưu điểm: + Có khối lợng nhỏ + Lắp ráp đơn giản. + Chiếm ít không gian của xe. + Không chịu ảnh hởng do ma sát nên không phải chăm sóc. a) b) Hình 1.4. Một số dạng lò so - Nhợc điểm: + Lò xo xoắc ốc không có khả năng dẫn hớng + ít có khả năng dập tắt dao động b) Dạng treo Mc.Pherson: * Đặc điểm: Sơ đồ cấu tạo của hệ treo (Hình 1.6) bao gồm : một đòn ngang dới, giảm chấn đặt theo phơng thẳng đứng, một đầu đợc gối ở khớp cầu B. đầu còn lại đợc bắt vào khung xe. Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 9 1 2 3 4 P A B Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo hệ Mc.Pherson 1.Giảm chấn đồng thời là trụ đứng - 2. Đòn ngang dới - 3. Bánh xe 4. Lò xo - P.tâm quay bánh xe Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 10 * Mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson: Trên hình 1.6 biểu diễn mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson: Hình 1.6 : Mối quan hệ động học của hệ treo Mc.Pherson a) Sự thay đổi góc nghiêng ngang của bánh xe và trụ xoay dẫn hớng b) Sự thay đổi góc nghiêng dọc của trụ, xoay dẫn hớng c) Sự thay đổi độ chụm trớc của bánh xe c) Hệ treo đòn dọc: * Đặc điểm Hệ treo hai đòn dọc( Hình 1.7) là hệ treo độc lập mà mỗi bên có một đòn dọc. Mỗi đầu của đòn dọc đợc gắn cứng với trục quay của bánh xe, một đầu liên kết với khung vỏ bởi khớp trụ. Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòn dọc và khung. Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc. Hệ treo đòn dọc chiếm các khoảng không gian hai bên sờn xe nên có thể tạo điều kiện cho việc hạ thấp trọng tâm xe và có thể nâng cao tốc độ, dành một phần không gian lớn cho khoang hành lý. [...]... K48 Kết luận: - Qua phần tổng quan em thấy các u, nhợc điểm của hệ thống treo từ đó em chọn hệ thống treo MC. pherson làm phơng án thiết kế hệ thống treo trớc vì hệ thống treo này ít chi tiết kết cấu nhỏ gọn, không gian bố trí thích hợp với xe du lịch và hay đợc dùng hiện nay nhất Còn hệ thống treo sau em chọn phơng án hai đòn ngang - Các bớc thiết kế hệ thống treo: +Xác định động học của hệ thống treo. .. động của hệ treo D D = 2.. = 2.0,2.8,1= 3,24(rad/s) : hệ số cản tơng đối, Chọn =0,2 Hệ số cản trung bình của giảm chấn quy dẫn về bánh xe: - + Đối với hệ thống treo cầu trớc Ktb1= ' G1 9380 *D = * 3,24 = 1618(Ns/m) g 2 * 9,81 + Đối với hệ thống treo cầu sau Ktb2= ' G2 9300 *D = * 3,24 = 1596(Ns/m) g 2 * 9,81 G: Trọng lợng phần đợc treo đặt lên một bánh xe 5 Phơng án thiết kế cho hệ thống treo cho cầu... học của hệ thống treo để xác định chiều dài các đòn ngang của hệ thống treo +Tính các lực tác dụng và kiểm bền cho hệ thống treo, xem nó có thoả mãn ĐK bền không +Tính toán giảm chấn cho phù hợp với hệ thống treo +Chon ụ cao su hạn chế 15 Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 Chơng II Thiết kế tính toán Hệ thống treo trớc mc. pherson I Các số liệu ban đầu và số liệu tham khảo 1 Nhóm các thông... xe 5 Phơng án thiết kế cho hệ thống treo cho cầu trớc và treo sau - Nhiêm vụ đề tài đợc giao là thiết kế hệ thống treo trớc và treo sau cho xe du lịch và dựa vào đờng đặc tính đàn hồi lên em chọn hệ thống treo trớc Mc. pherson - Hệ thống treo Mcperson kết cấu ít chi tiết hơn không chiếm nhiều khoảng không có thể giảm nhẹ trọng lợng đợc trọng lợng kết cấu không gây lực cản lớn và không làm mòn lốp quá... 3.3 giáo trình hớng dẫn đồ án môn học thiết kế hệ thống treo độc lập) 3.Mối quan hệ hình học của hệ treo Mc. Pherson( hình 2.7) Ta có sơ đồ hình học của hệ thống treo: Từ đồ thị động học đã xây dựng ở trên ta có độ dài các đoạn: ld = O1C = 370 (mm) O1O = 280 (mm) O2O = 510 (mm) + ở trạng thái tĩnh, ta có: CC2 = ld*sin ; 30 Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 + Khi bánh xe chuyển vị lên một... thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 Hình 1.7 : Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai đòn dọc 1 Khung vỏ 2 Lò xo 3 Giảm chấn 4 Bánh xe 5 Đòn dọc 6 Khớp quay d) Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết (hình 1.8): Là hệ treo đợc phân loại là treo độc lập tức là đòn liên kết có độ cứng nhỏ hơn nhiều so với độ cứng của dầm cầu phụ thuộc - Kết cấu của hệ treo khá gọn, khối lợng nhỏ, có thể sản xuất hàng loạt... Độ cứng của hệ thống treo đợc tính toán theo công thức: CT = M * 2 2 C T : Độ cứng của hệ thống treo đối với một bánh xe (N/m) M : Khối lợng của phần treo của ôtô đặt lên cầu (kg) : tần số dao động riêng của hệ treo (rad/s) giá trị này đợc tính từ số lần dao động của xe trong thời gian một phút n ( lần/phút) 20 Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 Độ cứng trung bình của hệ treo lấy từ... Ôtô - K48 A Hình 2.3.Sơ đồ hệ thống treo Mc. pherson Số Liệu Cơ Sở Để Tính Toán - Chiều rộng cơ sở của xe ở cầu trớc BT = 1540 mm - Bán kính bánh xe : Kí hiệu lốp 215/55 R17 Rbx=310,76 mm - Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng(góc Kingpin): 0= 10o - Chiều cao tai xe lớn nhất - Góc nghiêng ngang bánh xe(góc Camber): o=0o - Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng ro = -15 mm - Khoảng sáng gầm xe: Hmin =120 mm... mc. pherson - Tại đồ thị này ta có đợc các chuyển vị B, theo dịch chuyển bánh xe (phơng thẳng đứng) B = f(S), = f(S) Từ đó ta có đồ thị của hệ treo( hình 2.6) 29 Sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Minh Lớp: Ôtô - K48 S1 (mm) S1 (mm) () (mm) S2 (mm) S2 (mm) Hình 2.6 Đồ thị quan hệ động học hệ treo mc. pherson * So sánh với với các xe cùng loại ta thấy giá trị của B, không vợt quá giới hạn cho phép.( so sánh ở hình... kết 1.Bánh xe; 2 Khớp quay trụ cầu đòn dọc; 3 Đòn dọc; 4 Thùng xe; 5 Lò xo; 6 Giản chấn: * Ưu điểm - Không gây nên sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, vết của bánh xe - Tuỳ theo vị trí đặt đòn ngang mà ngời ta có thể không cần dùng đến thanh ổn định của hệ treo độc lập ( đòn ngang đảm nhận chức năng của thanh ổn định) * Ngoài ra trong hệ treo độc lập còn hệ thống treo đòn chéo và hệ thống treo loại