Tính toán thiêt kế hệ thông treo cho xe ôtô bus điện nội thành đà nẵng

LỜI NÓI ĐẦU Kể từ khi ra đời đến nay ngành cơ khí động lực không ngừng phát triển và đạt được nhiều thành tựu to lớn. Ngày nay cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ôtô đã chế tạo ra nhiều loại ôtô với hệ thống treo có tính năng kỹ thuật rất cao để đảm bảo vấn đề an toàn và tính cơ động của ôtô. Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được giao đề tài ”Tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe ô tô bus điện nội thành Đà Nẵng”. Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống treo dùng cho ôtô bus điện chạy trong nội thành Đà Nẵng nói riêng, từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn. Trong quá trình làm việc về hệ thống treo không thể tránh khỏi những hư hỏng, hao mòn các chi tiết. Vì vậy đề tài này còn đề cập đến vấn đề chẩn đoán hư hỏng, sửa chữa. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ BUS ĐIỆN 2 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ ĐIỆN 2 1.2. NHU CẦU SỬ DỤNG Ô TÔ Ở VIỆT NAM 2 1.2.1. Ô tô du lịch 2 1.2.2. Các phương tiện công cộng 2 1.2.3. Ô tô điện phụ vụ cho các khu vui chơi,giải trí,tham quan 2 1.2.4. Ô tô điện phụ vụ cho sự đi lại của người dân trong nội thành thành phố 2 1.3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA Ô TÔ ĐIỆN 3 1.4. THÀNH TỰU Ô TÔ ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI 6 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10 2.1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 10 2.1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài 10 2.1.2. Nhiệm vụ 11 2.2. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ 11 2.3. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI 12 2.3.1. Công dụng của hệ thống treo 12 2.3.2. Yêu cầu của hệ thống treo 13 2.3.3. Phân loại 14 2.3.3.1. Hệ thống treo độc lập 14 2.3.3.2. Hệ thống treo phụ thuộc 15 2.3.3.3. Hệ thống treo khí nén 16 2.3.3.4. Hệ thống treo tích cực 18 2.4. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG TREO 21 2.4.1. Bộ phận đàn hồi 21 2.4.2. Bộ phận dẫn hướng 28 2.4.3. Bộ phận giảm chấn 31 2.4.4. Thanh ổn định ngang 34 2.4.5. Các bộ phận khác 35 CHƯƠNG 3. TỔNG THỂ VỀ XE THAM KHẢO 36 3.1. SƠ ĐỒ TỔNG THỂ VỀ XE B50 SAMCO ISUZU 36 3.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN 37 3.3. KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG TRÊN XE 38 3.3.1. Động cơ 38 3.3.2. Hệ thống bôi trơn 38 3.3.3.Hệ thống làm mát 38 3.3.4.Hệ thống nhiên liệu 39 3.3.5. Hệ thống truyền lực 40 3.3.6. Hệ thống phanh 40 3.3.7. Hệ thống lái 40 3.3.8. Hệ thống treo 40 3.3.9. Hệ thống thiết bị điện 41 CHƯƠNG 4. CHỌN LOẠI, KIỂU VÀ SƠ ĐỒ LIÊN KẾT LÊN KHUNG XE42 4.1. CHỌN LOẠI HỆ THỐNG TREO CHO XE BUS ĐIỆN NỘI THÀNH ĐÀ NẴNG 42 4.2. SƠ ĐỒ LIÊN KẾT BÁNH XE VỚI KHUNG XE 43 4.2.1. Lắp nhíp lên khung 43 4.2.1.1. Tai nhíp 43 4.2.1.2. Liên kết đầu nhíp với khung 44 4.2.2. Nối nhíp với gầm cầu 45 4.2.3. Bố trí nhíp lên xe 47 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO CHO XE BUS ĐIỆN NỘI THÀNH ĐÀ NẴNG 51 5.1. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH ĐÀN HỒI HỆ THỐNG TREO TRƯỚC 51 5.2. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH ĐÀN HỒI HỆ THỐNG TREO SAU 54 5.3. TÍNH TOÁN BỘ PHẬN ĐÀN HỒI HỆ THỐNG TREO TRƯỚC ĐỘC LẬP 56 5.4. TÍNH TOÁN BỘ PHẬN ĐÀN HỒI HỆ THỐNG TREO SAU PHỤ THUỘC 57 5.4.2. Xác định các thông số cơ bản 58 5.4.2.1. Chiều dài bộ nhíp (Ln). 58 5.4.2.2. Mômen quán tính tổng của tiết diện (JΣ) nhíp 58 5.4.2.3. Chiều rộng của lá nhíp(b) 59 5.4.2.4. Chiều dày của các lá nhíp(h) 59 5.4.2.5. Số lá nhíp (n):nhíp nhiều lá 60 5.4.2.6. Chiều dài các lá nhíp 61 5.4.3. Tính toán kiểm tra sức bền các lá nhíp 64 5.4.4. Tính bền tai nhíp 68 5.4.5. Tính bền chốt nhíp 69 5.5. TÍNH TOÁN GIẢM CHẤN 70 5.5.1 Giảm chấn sau 70 5.5.1.1. Xác định các kích thước cơ bản 70 5.5.1.2.Xác định tiết diện lưu thông của các van của giảm chấn 74 5.5.1.3.Tính toán nhiệt 75 5.5.2. Giảm chấn trước 76 5.5.2.1. Xác định các kích thước cơ bản 76 5.5.2.2. Xác định tiết diện lưu thông của các van của giảm chấn 80 5.5.2.3. Tính toán nhiệt 81 CHƯƠNG 6. CHẨN ĐOÁN SỬA CHỬA HỆ THỐNG TREO 83 6.1. MỘT SỐ TIÊU CHUẨN TRONG KIỂM TRA HỆ THỐNG TREO 83 6.1.1. Tiêu chuẩn về độ ồn 83 6.1.2. Tiêu chuẩn về độ bám đường của ECE 84 6.2. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG TREO 84 6.2.1. Chất lượng của hệ thống treo 84 6.2.2. Độ bám dính bánh xe trên nền đường 85 6.3. PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ CHẨN ĐOÁN 86 6.3.1. Bằng quan sát 86 6.3.2. Chẩn đoán trên đường 87 6.3.2.1. Độ ồn trong 87 6.3.2.2. Độ ồn ngoài 87 6.3.2.3. Đo trên mặt đường xấu 88 6.3.3. Đo trên bệ chẩn đoán chuyên dụng 88 6.3.3.1. Mục đích 88 6.3.3.2. Sơ đồ nguyên lý 89 6.3.3.3. Phương pháp đo 89 6.3.3.4. Kết quả đo 90 6.3.4. Chẩn đoán trạng thái giảm chấn khi đã tháo khỏi xe 90 6.4 CÁC HƯ HỎNG HỆ THỐNG TREO 92 6.4.1 Hư hỏng bộ phận giảm chấn 92 6.4.2 Hư hỏng bộ phận đàn hồi 93 6.4.3 Hư hỏng bộ phận dẫn hướng 94 6.4.4. Hư hỏng đối với bánh xe 94 6.4.5. Hư hỏng đối với thanh ổn định 94 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ BUS ĐIỆN 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ ĐIỆN Ô tô điện sử dụng một động cơ điện cho lực kéo; acquy, pin nhiên liệu cung cấp nguồn năng lượng tương ứng cho động cơ điện. Ô tô điện có nhiều ưu điểm hơn các loại phương tiện sử dụng động cơ đốt trong, chẳng hạn như không phát thải khí ô nhiễm, hiệu suất cao, độc lập với nguồn năng lượng từ dầu mỏ, yên tĩnh và hoạt động trơn tru. Các nguyên tắt hoạt động cơ bản giữa ô tô điện và phương tiện sử dụng động cơ đốt trong tương tự nhau.Tuy nhiên, một số khác biệt giữa phương tiện sử dụng động cơ đốt trong và ô tô điện, chẳng hạn như sử dụng một bồn chứa xăng so với nguồn pin, động cơ đốt trong so với động cơ điện, và khác nhau về yêu cầu truyền dẫn. 1.2. NHU CẦU SỬ DỤNG Ô TÔ Ở VIỆT NAM 1.2.1. Ô tô du lịch Xe ô tô điện : xe điện sử dụng nguồn điện acqui, dùng năng lượng mặt trời. Các loại xe này được ứng dụng trên cả ô tô cá nhân, ô tô tải, ô tô tải phục vụ công cộng. Xe máy điện và xe đạp điện: là loại phương tiện đang có xu hướng phát triển mạnh. Nhược điểm lớn của ô tô này là khả năng cung cấp điện, thời gian nạp lâu so với việc nạp nhiên liệu của ô tô truyền thống. 1.2.2. Các phương tiện công cộng Tàu điện : tàu điện được ứng dụng từ rất lâu là loại phương tiện dùng chở khách trong thành phố và khá phổ biến ở các nước trên thế giới cũng như nước ta. Mê trô : là loại phương tiện vận chuyển hành khách trong thành phố cũng như đường dài, như các tuyến metro trong các thành phố lớn ở châu Âu, và tuyến Metro đường dài từ Paris đến London. 1.2.3. Ô tô điện phụ vụ cho các khu vui chơi,giải trí,tham quan Xe điện dùng trong công viên: là loại xe điện dung chuyên chở hành khách trong công viên. Các loại tàu điện cao tốc, cảm giác mạnh trong công viên. 1.2.4. Ô tô điện phụ vụ cho sự đi lại của người dân trong nội thành thành phố Xe ô tô bus điện dùng chở khách trong nội thành thành phố với tốc độ chuyển động thấp với mục đích nhằm để giải quyết vấn đề đi lại cho người dân và tránh bị kẹt xe giờ cao điểm gây ùn tắc giao thông. Loại xe điện dùng trong lĩnh vực thể thao: phục vụ các mục đích khác nhau như trong lĩnh vực golf, bóng đá… 1.3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA Ô TÔ ĐIỆN a. Thời kì đầu Ô tô điện không phải là một khái niệm mới mà trên thực tế đã có lịch sử lâu đời. Từ đầu thế kỷ 19, xe chạy bằng nguồn năng lượng điện đã có vị thế cạnh tranh tương đương với xe chạy bằng động cơ hơi nước. Vào khoảng những năm 1832 và 1839, Robert Anderson người Scotland đã phát minh ra loại xe điện chuyên chở đầu tiên. Năm 1842, hai nhà phát minh người Mỹ là Thomas Davenport và Scotsmen Robert Davidson trở thành những người đầu tiên đưa pin vào sử dụng cho ô tô điện. Đến những năm 1865, Camille Faure đã thành công trong việc nâng cao khả năng lưu trữ điện trong pin, giúp cho xe điện có thể di chuyển một quãng đường dài hơn. Pháp và Anh là hai quốc gia đầu tiên đưa ô tô điện vào phát triển trong hệ thống giao thông vào cuối thế kỷ 18. b. Suy yếu và biến mất Đến đầu thế kỷ 20, ô tô điện trở nên yếu thế so với ô tô sử dụng động cơ đốt trong do những nguyên nhân chính sau: Vào thời điểm này, người ta đã tìm ra những mỏ dầu lớn trên thế giới dẫn đến việc hạ giá thành của dầu và các sản phẩm dẫn xuất trên toàn cầu. Vấn đề nhiên liệu cho xe chạy động cơ đốt trong trở nên đơn giản. Về giá thành, năm 1928, một chiếc xe chạy điện có giá khoảng 1750 USD, trong khi đó một chiếc xe chạy xăng chỉ có giá khoảng 650 USD. Về mặt kỹ thuật, công nghệ chế tạo động cơ đốt trong và công nghiệp ô tô có những tiến bộ vượt bậc: Charles Kettering đã phát minh ra bộ khởi động cho xe chạy xăng, Henry Ford đã phát minh ra các động cơ đốt trong có giá thành hạ, v.v. Kết quả là đến năm 1935, ô tô điện đã gần như biến mất do không thể cạnh tranh được với xe chạy động cơ đốt trong. c. Sự trở lại và phát triển Bắt đầu từ thập niên 60,70 của thế kỷ trước, thế giới phải đối mặt với hai vấn đề lớn mang tính toàn cầu: Vấn đề năng lượng: các nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá không phải là vô tận, chúng có khả năng bị cạn kiệt và không thể tái tạo được. Các phương tiện giao thông sử dụng trực tiếp nguồn năng lượng này (xăng, dầu) chắc chắn sẽ không tồn tại trong tương lai. Trong khi đó, điện năng là loại năng lượng rất linh hoạt, nó có thể được chuyển hóa từ nhiều nguồn năng lượng khác, trong đó có các nguồn năng lượng tái tạo vô tận như năng lượng gió, mặt trời, sóng biển, v.v. Do vậy, các phương tiện sử dụng điện là phương tiện của tương lai. Vấn đề môi trường: không khó để nhận ra rằng môi trường hiện nay đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, mà một trong những nguyên nhân chính là khí thải từ các phương tiện giao thông, đặc biệt là ô tô . Ô tô điện là lời giải triệt để cho vấn đề này do nó hoàn toàn không có khí thải. Như vậy, ta thấy rằng ô tô điện là giải pháp tối ưu cho cả hai vấn đề lớn, đó là lý do khiến nó trở thành mối quan tâm đặc biệt từ nửa sau thế kỉ 20 trở lại đây, và càng ngày càng trở thành mối quan tâm lớn của ngành công nghiệp ô tô và các nhà khoa học trên toàn thế giới. + Hoa Kỳ Năm 2009, trong chuyến thăm Trung tâm Nghiên cứu Ô tô điện Edison tại miền Nam California, tổng thống Mỹ Barack Obama đã duyệt khoản chi 2,4 tỷ đôla cho việc nghiên cứu ô tô điện. Khoản chi từ ngân sách này được phân bổ như sau: Hình 11. Phân bổ khoản chi cho nghiên cứu ô tô điện tại Hoa Kỳ từ năm 2009 Từ cơ cấu khoản chi trên, ta thấy rằng nguồn năng lượng và hệ truyền động là những vấn đề then chốt trong nghiên cứu ô tô điện. Các vấn đề này sẽ được trình bày chi tiết ở những bài sau của loạt bài này. + Châu Âu Tại Châu Âu, xe plugin hybrid và các bộ biến đổi điện tử công suất là những vấn đề chính được quan tâm nghiên cứu. Ô tô điện lai (plugin hybrid electric vehicle) là loại xe sử dụng hỗn hợp cả năng lượng xăng và điện như tên gọi “hybrid”. Thuật ngữ “plugin” cho biết rằng xe có bộ nạp tích hợp sẵn, người dùng chỉ cần cắm điện vào nguồn lưới dân dụng mà không cần một bộ nạp bên ngoài Một số dòng xe hybrid đã được lưu hành tại Việt Nam như Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Honda CivicHybrid. Hình 12. Cấu hình xe plugin hybrid. + Nhật Bản Tại Nhật Bản, các hãng ô tô lớn đang lần lượt đưa các mẫu xe thuần điện (pure Evs) ra thị trường. Nissan “trống giong cờ mở” với Nissan Leaf, tuy vậy Mitsubishi mới là hãng đầu tiên tung ra xe điện thương phẩm với iMiEV. Xe iMiEV đã được giới thiệu ở Việt Nam tại triển lãm Ô tô Vietnam Motor Show 2010. Để có thể đưa ra thị trường mẫu xe ô tô điện iMiEV, hãng Mitsubishi Motors đã mất hơn 40 năm nghiên cứu. Từ khi ấp ủ những ý tưởng đầu tiên về xe ô tô điện, chính thức bắt đầu nghiên cứu từ năm 1966 cho đến nay, hãng Mitsubishi Motors đã chế tạo ra 10 mẫu xe concept với hơn 500.000 km chạy thử nghiệm trên toàn cầu.Lộ trình nghiên cứu được cho như sau: Trong giới nghiên cứu, các trường đại học lớn ở Nhật đều có những phòng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu về ô tô điện. Trung tâm nghiên cứu dưới sự lãnh đạo của Giáo sư Yoichi Hori (sau đây gọi tắt là HoriLab) tại Viện Khoa học Công nghiệp, Trường Đại học Tokyo là một trong những đơn vị tiên phong nghiên cứu về xe điện tại Nhật Bản. Những nghiên cứu của HoriLab tập trung vào 2 lĩnh vực chính: (i) Điều khiển chuyển động (Motion Control) và (ii) Hệ thống năng lượng cho xe (Vehicle Power System). Lĩnh vực (i) điều khiển chuyển động được thực hiện với những nhánh sau. Điều khiển chuyển động bám mặt đường. Điều khiển ổn định động học thân xe trên cơ sở quan sát các biến trạng thái và quan sát nhiễu điều khiển hệ thống lái. Lĩnh vực (ii) nghiên cứu hệ thống năng lượng cho xe được tập trung vào hai nhánh chính: Sử dụng công nghệ siêu tụ điện (Ultracapacitor) tích trữ năng lượng. Sử dụng công nghệ truyền tải điện không dây (Wireless Power Transmission). Các nghiên cứu của HoriLab đều được thực nghiệm trên hệ thống xe điện thí nghiệm xây dựng tại trung tâm gồm xe UOT Electric March I, II sử dụng nguồn ắc quy và hệ thống xe điện nhỏ COMS 1, 2, 3 chạy hoàn toàn bằng siêu tụ điện. + Hàn Quốc và Trung Quốc Công nghệ truyền tải điện không dây ứng dụng trong xe điện được khai thác mạnh mẽ bởi các nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) với dự án chế tạo xe điện nạp năng lượng từ dưới đất trong suốt quá trình hoạt động (OnLine Electric Vehicle – OLEV). Các sản phẩm xe bus điện thuộc dự án này đang chạy thử nghiệm rất tốt trong khuôn viên của KAIST và Công viên GrandSeoul. Tại Thượng Hải, Trung Quốc, xe bus điện sử dụng siêu tụ của hãng SINAUTEC đang gây tiếng vang mạnh mẽ. Siêu tụ được nạp nhanh chóng tại mỗi điểm dừng của xe bus. d. Xu thế phát triển của ô tô điện Theo thời gian ta có một số mốc như sau: Cuối năm 2010: Một số ô tô điện đã được giới thiệu và xuất hiện trên thị trường. Năm 2011: Rất nhiều hãng sẽ cho ra đời sản phẩm ô tô điện (theo các tuyên bố trước đó). Năm 2015: Châu Á – Thái Bình Dương sẽ là thị trường lớn nhất về ô tô điện. Về cấu hình xe, các chuyên gia đều thống nhất rằng ô tô điện thuần (pure EV) là điểm phát triển cao nhất của ô tô điện, các cấu hình xe lai (hybrid) chỉ là bước đệm về công nghệ trong quá trình quá độ từ xe chạy động cơ đốt trong lên xe điện. 1.4. THÀNH TỰU Ô TÔ ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI Xe chạy điện không chỉ như một món đồ trang sức làm đẹp cho danh mục sản phẩm của các nhà sản xuất ô tô, mà đã trở thành lĩnh vực cạnh tranh thực sự, trước yêu cầu của thị trường do tác động của giá nhiên liệu và yêu cầu bảo vệ môi trường. Thách thức lớn nhất hiện nay trong lĩnh vực sản xuất ô tô chạy hoàn toàn bằng điện là làm sao để duy trì khả năng hoạt động của xe. Cụ thể hơn là khả năng lưu điện của hệ thống pin và giá thành sản xuất. Hãy cùng tạp chí Business Week dạo một vòng quanh thế giới ô tô chạy điện trên thế giới để cập nhật tình hình, trong đó có những xe đang chuẩn bị hoặc đã chính thức có mặt trên thị trường, và có một số mẫu mới chỉ dưới dạng concept. • Reva Công ty ô tô điện Reva Tốc độ tối đa : 60 kmh Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 80 kmh Sau hai mươi năm sản xuất, Reva âm thầm trở thành mẫu ô tô chạy điện có doanh số lớn nhất thế giới, với gần 3.000 chiếc đã lăn bánh trên đường phố Ấn Độ và châu Âu. Riêng tại London hiện có khoảng 1.000 chiếc đang được sử dụng. Với giá bán 10.000 USD, xe Reva chạy bằng năng lượng lấy từ bộ 8 ắc quy axít chì, thay vì loại pin lithiumion sử dụng rộng rãi hiện nay. Chiếc xe có thể chạy quãng đường 80km sau 8 tiếng sạc đầy bình ắc quy. Kế hoạch của công ty Reva là sản xuất thêm khoảng 5.0006.000 xe trong năm sau. • Tesla Roadster Công ty ô tô Tesla Tốc độ tối đa : 200 kmh Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 355 kmh Hiện đã có mặt trên thị trường Mới thành lập năm 2003, Tesla Motors tuyên bố mục tiêu của họ là vượt tốc độ, quãng đường xe chạy sau mỗi lần sạc pin và thiết kế của các mẫu ô tô chạy điện khác hiện có trên thị trường. Và trên thực thế, mẫu xe mui trần Tesla Roadster có khả năng tăng tốc0100kmh trong khoảng 4 giây, nhưng có giá bán khá đắt: hơn 100.000 USD. • IMiEV Công ty ô tô Mitsubishi Tốc độ tối đa : 130 kmh Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 160 kmh Thời gian có mặt trên thị trường: cuối năm 2009. Với thiết kế đơn giản, lấy cảm hứng từ mẫu iCar, xe chạy điện Mitsubishi iMiEV đã trình làng tại Hội nghị thượng đỉnh G8 diễn ra ở Nhật Bản. Trong sự kiện này, 10 chiếc iMiEV đã được sử dụng để phục vụ nhu cầu đi lại của lãnh đạo các nước và giới truyền thông. Hiện tại, phần thiết kế và chạy thử đã hoàn tất, Mitsubishi dự kiến sản xuất 10.000 xe iMiEV mỗi năm, bắt đầu từ năm 2012. • Smart ForTwo Tập đoàn Daimler Tốc độ tối đa : 120 kmh Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 110 kmh Thời gian có mặt trên thị trường: từ năm 2010. Tập đoàn Daimler đã quyết định sản xuất phiên bản chạy hoàn toàn bằng điện cho mẫu xe Smart ForTwo, với hình thức bên ngoài giống như các phiên bản động cơ đốt trong, tính năng vận hành cũng gần như không đổi. Daimler đang cho chạy thử 100 chiếc Smart ForTwo động cơ điện tại London (Anh), và có kế hoạch chính thức đưa sản phẩm ra thị trường vào năm 2010. • Nissan Pivo2 Tập đoàn Nissan Tốc độ tối đa : 120 kmh Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 125 kmh Thời gian có mặt trên thị trường: từ năm 2011. Mẫu Pivo 2 của Nissan dự kiến chính thức ra mắt bản sản xuất thực tế vào năm 2011, sở hữu những tính năng chưa từng có ở bất kỳ mẫu xe concept chạy điện nào, như bánh xe có thể quay 90 độ, cabin có thể xoay tròn 360 độ, robot giao tiếp bằng giọng nói với người điều khiển xe . Đối tượng khách hàng mục tiêu của mẫu xe này là nữ công chức trẻ sống ở thành thị. • Thnk Ox Công ty Thnk của Na Uy Tốc độ tối đa : 135 kmh Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 225 kmh Thời gian có mặt trên thị trường: từ năm 2011. Thnk là nhà sản xuất ô tô chạy điện mới thành lập ở Na Uy, dự kiến đưa mẫu xe Ox ra thị trường vào năm 2011. Mẫu xe chạy điện này có thể sạc đầy 80% ắc quy trong chưa đến 1 tiếng và được trang bị tất cả những tính năng an toàn như một chiếc xe ô tô thông thường. Các tấm hấp thu năng lượng mặt trời trên nóc xe sẽ giúp cung cấp năng lượng cho hệ thống thiết bị điện trong cabin. Thnk Ox cũng sẽ được trang bị hệ thống định vị toàn cầu GPS, bộ kết nối Internet di động. • Subaru Stella Công ty Subaru (Nhật Bản) Tốc độ tối đa : 100 kmh Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 80 kmh Thời gian có mặt trên thị trường: chưa công bố. Mẫu xe 4 chỗ hình hộp này là loại ô tô có thể sạc bằng điện dân dụng.

LỜI NÓI ĐẦU

Kể từ khi ra đời đến nay ngành cơ khí động lực không ngừng phát triển và đạtđược nhiều thành tựu to lớn

Ngày nay cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành côngnghiệp ôtô đã chế tạo ra nhiều loại ôtô với hệ thống treo có tính năng kỹ thuật rấtcao để đảm bảo vấn đề an toàn và tính cơ động của ôtô

Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được giao đề tài ”Tính toán thiết kế hệthống treo trên xe ô tô bus điện nội thành Đà Nẵng” Nội dung của đề tài này giúp

em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtônói chung và hệ thống treo dùng cho ôtô bus điện chạy trong nội thành Đà Nẵng nóiriêng, từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn

Trong quá trình làm việc về hệ thống treo không thể tránh khỏi những hưhỏng, hao mòn các chi tiết Vì vậy đề tài này còn đề cập đến vấn đề chẩn đoán hưhỏng, sửa chữa

Được sự hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo Lê Văn Tụy cùng các thầy giáo

trong khoa, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đề tài này Vì thời gian và kiến thức cóhạn nên trong tập đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót nhất định Vì vậy

em mong các thầy, cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để đề tài của em được hoànthiện hơn

Đà nẵng, ngày 13 tháng 6 năm 2010

Trần Cúc

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ BUS ĐIỆN

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ ĐIỆN

Ô tô điện sử dụng một động cơ điện cho lực kéo; acquy, pin nhiên liệu cung

cấpnguồn năng lượng tương ứng cho động cơ điện

Ô tô điện có nhiều ưu điểm hơn các loại phương tiện sử dụng động cơ đốt trong,chẳng hạn như không phát thải khí ô nhiễm, hiệu suất cao, độc lập với nguồn năng

lượng từ dầu mỏ, yên tĩnh và hoạt động trơn tru Các nguyên tắt hoạt động cơ bảngiữa ô tô điện và phương tiện sử dụng động cơ đốt trong tương tự nhau.Tuynhiên, một số khác biệt giữa phương tiện sử dụng động cơ đốt trong và ô tô điện,chẳng hạn như sử dụng một bồn chứa xăng so với nguồn pin, động cơ đốt trong

so với động cơ điện, và khác nhau về yêu cầu truyền dẫn

1.2 NHU CẦU SỬ DỤNG Ô TÔ Ở VIỆT NAM

1.2.1 Ô tô du lịch

Xe ô tô điện : xe điện sử dụng nguồn điện acqui, dùng năng lượng mặt trời.Các loại xe này được ứng dụng trên cả ô tô cá nhân, ô tô tải, ô tô tải phục vụ côngcộng Xe máy điện và xe đạp điện: là loại phương tiện đang có xu hướng phát triểnmạnh Nhược điểm lớn của ô tô này là khả năng cung cấp điện, thời gian nạplâu so với việc nạp nhiên liệu của ô tô truyền thống

1.2.2 Các phương tiện công cộng

Tàu điện : tàu điện được ứng dụng từ rất lâu là loại phương tiện dùng chở kháchtrong thành phố và khá phổ biến ở các nước trên thế giới cũng như

nước ta

Mê trô : là loại phương tiện vận chuyển hành khách trong thành phố cũngnhư đường dài, như các tuyến metro trong các thành phố lớn ở châu Âu, vàtuyến Metro đường dài từ Paris đến London

1.2.3 Ô tô điện phụ vụ cho các khu vui chơi,giải trí,tham quan

Xe điện dùng trong công viên: là loại xe điện dung chuyên chở hành kháchtrong công viên Các loại tàu điện cao tốc, cảm giác mạnh trong công viên

1.2.4 Ô tô điện phụ vụ cho sự đi lại của người dân trong nội thành thành phố

Xe ô tô bus điện dùng chở khách trong nội thành thành phố với tốc độ chuyểnđộng thấp với mục đích nhằm để giải quyết vấn đề đi lại cho người dân và tránh bịkẹt xe giờ cao điểm gây ùn tắc giao thông

Loại xe điện dùng trong lĩnh vực thể thao: phục vụ các mục đích khác nhau nhưtrong lĩnh vực golf, bóng đá…

1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA Ô TÔ ĐIỆN

a Thời kì đầu

Ô tô điện không phải là một khái niệm mới mà trên thực tế đã có lịch sử lâuđời Từ đầu thế kỷ 19, xe chạy bằng nguồn năng lượng điện đã có vị thế cạnhtranh tương đương với xe chạy bằng động cơ hơi nước Vào khoảng những năm

1832 và 1839, Robert Anderson người Scotland đã phát minh ra loại xe điệnchuyên chở đầu tiên Năm 1842, hai nhà phát minh người Mỹ là ThomasDavenport và Scotsmen Robert Davidson trở thành những người đầu tiên đưapin vào sử dụng cho ô tô điện Đến những năm 1865, Camille Faure đã thànhcông trong việc nâng cao khả năng lưu trữ điện trong pin, giúp cho xe điện cóthể di chuyển một quãng đường dài hơn Pháp và Anh là hai quốc gia đầu tiênđưa ô tô điện vào phát triển trong hệ thống giao thông vào cuối thế kỷ 18

b Suy yếu và biến mất

Đến đầu thế kỷ 20, ô tô điện trở nên yếu thế so với ô tô sử dụng động cơ đốt trong

do những nguyên nhân chính sau:

- Vào thời điểm này, người ta đã tìm ra những mỏ dầu lớn trên thế giới dẫnđến việc hạ giá thành của dầu và các sản phẩm dẫn xuất trên toàn cầu Vấn đềnhiên liệu cho xe chạy động cơ đốt trong trở nên đơn giản

- Về giá thành, năm 1928, một chiếc xe chạy điện có giá khoảng 1750 USD,trong khi đó một chiếc xe chạy xăng chỉ có giá khoảng 650 USD

- Về mặt kỹ thuật, công nghệ chế tạo động cơ đốt trong và công nghiệp ô tô

có những tiến bộ vượt bậc: Charles Kettering đã phát minh ra bộ khởi động cho

xe chạy xăng, Henry Ford đã phát minh ra các động cơ đốt trong có giá thành hạ,v.v

- Kết quả là đến năm 1935, ô tô điện đã gần như biến mất do không thểcạnh tranh được với xe chạy động cơ đốt trong

năng lượng rất linh hoạt, nó có thể được chuyển hóa từ nhiều nguồn năng lượngkhác, trong đó có các nguồn năng lượng tái tạo vô tận như năng lượng gió, mặttrời, sóng biển, v.v Do vậy, các phương tiện sử dụng điện là phương tiện củatương lai.

- Vấn đề môi trường: không khó để nhận ra rằng môi trường hiện nay đang bị

ô nhiễm nghiêm trọng, mà một trong những nguyên nhân chính là khí thải từ cácphương tiện giao thông, đặc biệt là ô tô Ô tô điện là lời giải triệt để cho vấn đềnày do nó hoàn toàn không có khí thải

Như vậy, ta thấy rằng ô tô điện là giải pháp tối ưu cho cả hai vấn đề lớn, đó là lý

do khiến nó trở thành mối quan tâm đặc biệt từ nửa sau thế kỉ 20 trở lại đây, vàcàng ngày càng trở thành mối quan tâm lớn của ngành công nghiệp ô tô và các nhàkhoa học trên toàn thế giới

+ Hoa Kỳ

Năm 2009, trong chuyến thăm Trung tâm Nghiên cứu Ô tô điện Edison tại miềnNam California, tổng thống Mỹ Barack Obama đã duyệt khoản chi 2,4 tỷ đô-lacho việc nghiên cứu ô tô điện Khoản chi từ ngân sách này được phân bổ như sau:

Hình 1-1 Phân bổ khoản chi cho nghiên cứu ô tô điện tại Hoa Kỳ từ năm 2009

Từ cơ cấu khoản chi trên, ta thấy rằng nguồn năng lượng và hệ truyền động lànhững vấn đề then chốt trong nghiên cứu ô tô điện Các vấn đề này sẽ được trìnhbày chi tiết ở những bài sau của loạt bài này

+ Châu Âu

Tại Châu Âu, xe plug-in hybrid và các bộ biến đổi điện tử công suất là những vấn

đề chính được quan tâm nghiên cứu Ô tô điện lai (plug-in hybrid electricvehicle) là loại xe sử dụng hỗn hợp cả năng lượng xăng và điện như tên gọi

“hybrid” Thuật ngữ “plug-in” cho biết rằng xe có bộ nạp tích hợp sẵn, ngườidùng chỉ cần cắm điện vào nguồn lưới dân dụng mà không cần một bộ nạp bên

ngoài Một số dòng xe hybrid đã được lưu hành tại Việt Nam như Toyota Prius,Ford Escape Hybrid, Honda CivicHybrid.

Hình 1-2 Cấu hình xe plug-in hybrid.

+ Nhật Bản

Tại Nhật Bản, các hãng ô tô lớn đang lần lượt đưa các mẫu xe thuần điện(pure Evs) ra thị trường Nissan “trống giong cờ mở” với Nissan Leaf, tuy vậyMitsubishi mới là hãng đầu tiên tung ra xe điện thương phẩm với i-MiEV Xei-MiEV đã được giới thiệu ở Việt Nam tại triển lãm Ô tô Vietnam Motor Show

2010 Để có thể đưa ra thị trường mẫu xe ô tô điện i-MiEV, hãng MitsubishiMotors đã mất hơn 40 năm nghiên cứu Từ khi ấp ủ những ý tưởng đầu tiên về xe

ô tô điện, chính thức bắt đầu nghiên cứu từ năm 1966 cho đến nay, hãngMitsubishi Motors đã chế tạo ra 10 mẫu xe concept với hơn 500.000 km chạythử nghiệm trên toàn cầu.Lộ trình nghiên cứu được cho như sau:

Trong giới nghiên cứu, các trường đại học lớn ở Nhật đều có những phòng thínghiệm, trung tâm nghiên cứu về ô tô điện Trung tâm nghiên cứu dưới sự lãnhđạo của Giáo sư Yoichi Hori (sau đây gọi tắt là Hori-Lab) tại Viện Khoa họcCông nghiệp, Trường Đại học Tokyo là một trong những đơn vị tiên phongnghiên cứu về xe điện tại Nhật Bản Những nghiên cứu của Hori-Lab tập trung

vào 2 lĩnh vực chính: (i) Điều khiển chuyển động (Motion Control) và (ii) Hệ thống năng lượng cho xe (Vehicle Power System) Lĩnh vực (i) điều khiển

chuyển động được thực hiện với những nhánh sau Điều khiển chuyển động bám

trạng thái và quan sát nhiễu điều khiển hệ thống lái Lĩnh vực (ii) nghiên cứu hệ

thống năng lượng cho xe được tập trung vào hai nhánh chính: Sử dụng côngnghệ siêu tụ điện (Ultra-capacitor) tích trữ năng lượng Sử dụng công nghệtruyền tải điện không dây (Wireless Power Transmission) Các nghiên cứu củaHori-Lab đều được thực nghiệm trên hệ thống xe điện thí nghiệm xây dựng tạitrung tâm gồm xe UOT Electric March I, II sử dụng nguồn ắc quy và hệ thống

xe điện nhỏ COMS 1, 2, 3 chạy hoàn toàn bằng siêu tụ điện

+ Hàn Quốc và Trung Quốc

Công nghệ truyền tải điện không dây ứng dụng trong xe điện được khaithác mạnh mẽ bởi các nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ tiêntiến Hàn Quốc (KAIST) với dự án chế tạo xe điện nạp năng lượng từ dưới đấttrong suốt quá trình hoạt động (OnLine Electric Vehicle – OLEV) Các sảnphẩm xe bus điện thuộc dự án này đang chạy thử nghiệm rất tốt trong khuônviên của KAIST và Công viên GrandSeoul Tại Thượng Hải, Trung Quốc, xebus điện sử dụng siêu tụ của hãng SINAUTEC đang gây tiếng vang mạnh mẽ.Siêu tụ được nạp nhanh chóng tại mỗi điểm dừng của xe bus

d Xu thế phát triển của ô tô điện

Theo thời gian ta có một số mốc như sau:

Cuối năm 2010: Một số ô tô điện đã được giới thiệu và xuất hiện trên thị

trường

Năm 2011: Rất nhiều hãng sẽ cho ra đời sản phẩm ô tô điện (theo các tuyên bố

trước đó)

Năm 2015: Châu Á – Thái Bình Dương sẽ là thị trường lớn nhất về ô tô

điện Về cấu hình xe, các chuyên gia đều thống nhất rằng ô tô điện thuần (pureEV) là điểm phát triển cao nhất của ô tô điện, các cấu hình xe lai (hybrid) chỉ làbước đệm về công nghệ trong quá trình quá độ từ xe chạy động cơ đốt tronglên xe điện

1.4 THÀNH TỰU Ô TÔ ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI

Xe chạy điện không chỉ như một món đồ trang sức làm đẹp cho danh mụcsản phẩm của các nhà sản xuất ô tô, mà đã trở thành lĩnh vực cạnh tranh thực sự,trước yêu cầu của thị trường do tác động của giá nhiên liệu và yêu cầu bảo vệ môitrường

Thách thức lớn nhất hiện nay trong lĩnh vực sản xuất ô tô chạy hoàn toàn bằngđiện là làm sao để duy trì khả năng hoạt động của xe Cụ thể hơn là khả năng lưuđiện của hệ thống pin và giá thành sản xuất

Hãy cùng tạp chí Business Week dạo một vòng quanh thế giới ô tô chạy điệntrên thế giới để cập nhật tình hình, trong đó có những xe đang chuẩn bị hoặc đãchính thức có mặt trên thị trường, và có một số mẫu mới chỉ dưới dạng concept.

Công ty ô tô điện Reva

Tốc độ tối đa : 60 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 80 km/h

Sau hai mươi năm sản xuất, Reva âm thầm trở thành mẫu ô tô chạy điện códoanh số lớn nhất thế giới, với gần 3.000 chiếc đã lăn bánh trên đường phố Ấn

Độ và châu Âu Riêng tại London hiện có khoảng 1.000 chiếc đang được sử dụng.Với giá bán 10.000 USD, xe Reva chạy bằng năng lượng lấy từ bộ 8 ắc quy axítchì, thay vì loại pin lithium-ion sử dụng rộng rãi hiện nay Chiếc xe có thể chạyquãng đường 80km sau 8 tiếng sạc đầy bình ắc quy Kế hoạch của công ty Reva

là sản xuất thêm khoảng 5.000-6.000 xe trong năm sau

 Tesla Roadster

Công ty ô tô Tesla

Tốc độ tối đa : 200 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 355 km/h

Hiện đã có mặt trên thị trường

Mới thành lập năm 2003, Tesla Motors tuyên bố mục tiêu của họ là vượt tốc độ,quãng đường xe chạy sau mỗi lần sạc pin và thiết kế của các mẫu ô tô chạy điệnkhác hiện có trên thị trường Và trên thực thế, mẫu xe mui trần Tesla Roadster cókhả năng tăng tốc0-100km/h trong khoảng 4 giây, nhưng có giá bán khá đắt: hơn100.000 USD

Công ty ô tô Mitsubishi

Tốc độ tối đa : 130 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 160 km/h

Thời gian có mặt trên thị trường: cuối năm 2009

Với thiết kế đơn giản, lấy cảm hứng từ mẫu i-Car, xe chạy điện MitsubishiiMiEV đã trình làng tại Hội nghị thượng đỉnh G8 diễn ra ở Nhật Bản Trong sựkiện này, 10 chiếc iMiEV đã được sử dụng để phục vụ nhu cầu đi lại của lãnh đạocác nước và giới truyền thông Hiện tại, phần thiết kế và chạy thử đã hoàn tất,Mitsubishi dự kiến sản xuất 10.000 xe iMiEV mỗi năm, bắt đầu từ năm 2012

 Smart ForTwo

Tập đoàn Daimler

Tốc độ tối đa : 120 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 110 km/h

Thời gian có mặt trên thị trường: từ năm 2010

Tập đoàn Daimler đã quyết định sản xuất phiên bản chạy hoàn toàn bằng điện chomẫu xe Smart ForTwo, với hình thức bên ngoài giống như các phiên bản động cơđốt trong, tính năng vận hành cũng gần như không đổi Daimler đang cho chạythử 100 chiếc Smart ForTwo động cơ điện tại London (Anh), và có kế hoạchchính thức đưa sản phẩm ra thị trường vào năm 2010

 Nissan Pivo2

Tập đoàn Nissan

Tốc độ tối đa : 120 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 125 km/h

Thời gian có mặt trên thị trường: từ năm 2011

Mẫu Pivo 2 của Nissan dự kiến chính thức ra mắt bản sản xuất thực tế vào năm

2011, sở hữu những tính năng chưa từng có ở bất kỳ mẫu xe concept chạy điệnnào, như bánh xe có thể quay 90 độ, cabin có thể xoay tròn 360 độ, robot giao tiếpbằng giọng nói với người điều khiển xe Đối tượng khách hàng mục tiêu của mẫu

xe này là nữ công chức trẻ sống ở thành thị

 Th!nk Ox

Công ty Th!nk của Na Uy

Tốc độ tối đa : 135 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 225 km/h

Thời gian có mặt trên thị trường: từ năm 2011

Th!nk là nhà sản xuất ô tô chạy điện mới thành lập ở Na Uy, dự kiến đưa mẫu xe

Ox ra thị trường vào năm 2011 Mẫu xe chạy điện này có thể sạc đầy 80% ắc quytrong chưa đến 1 tiếng và được trang bị tất cả những tính năng an toàn như mộtchiếc xe ô tô thông thường Các tấm hấp thu năng lượng mặt trời trên nóc xe sẽgiúp cung cấp năng lượng cho hệ thống thiết bị điện trong cabin Th!nk Ox cũng

sẽ được trang bị hệ thống định vị toàn cầu GPS, bộ kết nối Internet di động

 Subaru Stella

Công ty Subaru (Nhật Bản)

Tốc độ tối đa : 100 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 80 km/h

Thời gian có mặt trên thị trường: chưa công bố

Mẫu xe 4 chỗ hình hộp này là loại ô tô có thể sạc bằng điện dân dụng Phiên

bản concept của Stella đã ra mắt hồi tháng 7 vừa qua tại Hội nghị thượng đỉnhG8 ở Nhật Bản Chiếc xe đã được dùng để chở các quan chức chính phủ tham dựhội nghị.

Công ty xe điện Myles (Mỹ)

Tốc độ tối đa : 130 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 200 km/h

Thời gian có mặt trên thị trường: chưa công bố

Thành lập năm 2005, công ty Miles Electric Vehicles đã sản xuất 3 mẫu xe con vàmột mẫu xe việt dã chạy bằng điện XS500 là mẫu xe đầu tiên của hãng đủ tiêuchuẩn vận hành trên đường cao tốc Chiếc xe có nội thất do hãng Pininfarinacủa Ý thiết kế, là loại xe 4 cửa 5 chỗ, ứng dụng công nghệ Bluetooth

 Nissan Mixim

Tập đoàn Nissan

Tốc độ tối đa : 180 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 250 km/h

Thời gian có mặt trên thị trường: chưa công bố

Là sản phẩm sáng tạo của một nhóm thiết kế gồm các thành viên có độ tuổi trungbình chỉ mới 25, cabin xe Nissan Mixim mang phong cách của nhưng trò chơiđiện tử và phim hoạt hình Nhật Bản Đặc biệt, thay vì dùng gương chiếu hậu,chiếc xe sử dụng các camera để truyền hình ảnh phía sau xe lên màn hình ở trongxe

 Dodge Zeo

Hãng Dodge

Tốc độ tối đa : 210 km/h

Quảng đường xe chạy (sau mỗi lần sạc điện): 400 km/h

Thời gian có mặt trên thị trường: chưa công bố

Dodge Zeo là mẫu xe concept chạy điện có tốc độ nhanh nhất thế giới, và theotuyên bố của Dodge cũng là mẫu xe có quãng đường chạy dài nhất sau mỗi lầnsạc đầy điện Dodge cho biết mẫu xe chạy điện này của họ được thiết kế chonhững người thích công nghệ và tốc độ cao

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

2.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất

cả các hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống treo nói riêng ngày được hoàn thiệnhơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn

Hiện nay, với lượng xe tham gia giao thông rất lớn nên ngoài việc đảm bảocho ôtô chuyển động an toàn ở tốc độ cao, thì cảm giác êm dịu thoải mái là vô cùngcần thiết Nó không chỉ đơn thuần an toàn cho ôtô mà còn cho cả người lái, hànhkhách, hàng hóa, môi trường xung quanh ôtô chuyển động và cả về mặt kinh tế Vìthế,trên ôtô một trong những bộ phận có tính quyết định đến khả năng đó là hệthống treo

Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệthống treo càng có ý nghĩa thiết thực hơn Bên cạnh đó cần phải khẳng định một ýnghĩa tương đối trong thực tiễn, hiện tại, chẳng hạn như là: Giúp cho người thiết kếchế tạo định hướng trong sản xuất có một nhận thức cơ bản hơn để cải tạo Giúp chongười cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý có thể khai thác tối đanăng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể Giúp cho người sửdụng có sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi trong việc bảodưỡng, bảo trì ô tô Và đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chóngphát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và biện phápkhắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống treo ô tô

Vì vậy em chọn đề tài “ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO CHO

XE Ô TÔ BUS ĐIỆN NỘI THÀNH ĐÀ NẴNG”.

Với đề tài TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO CHO XE Ô TÔ BUS ĐIỆN

NỘI THÀNH ĐÀ NẴNG sẽ giúp cho em hiểu rõ được kết cấu và nguyên lý của các

bộ phận, cụm chi tiết, đến từng chi tiết cụ thể trong hệ thống treo Từ đó, em có thểxác định được kết quả các thông số kết cấu của hệ thống treo thông qua từ phươngpháp tính toán hệ thống treo Qua đó thấy được tại sao ô tô bus nên dùng hệ thốngtreo như nào để phù hợp với từng điều khiện của xe

Ðồng thời, được nghiên cứu sâu những vấn đề chưa thực sự ổn định, hiệu quảlàm việc chưa cao của một số chi tiết, từ cơ sở cơ bản mà phân tích đề xuất khắcphục cải tiến phù hợp

Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng

tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc

nhằm sử dụng và bảo dưỡng hệ thống treo một cách tốt nhất để tạo cảm giác êm dịuthoải mái,đảm bảo an toàn cho người và tài sản.

2.1.2 Nhiệm vụ

Trên cơ sở tài liệu tham khảo và xe thực tế nhằm tìm hiểu khái quát hệ thốngtreo.Qua đó lựa chọn phương án thiết kế phù hợp và phân tích, tính toán điều kiệnlàm việc, tính ứng dụng của phương án thiết kế, nhằm cũng cố kiến thức đã học.2.2 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ

Khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng, xe thường chịu tải trọngdao động do bề mặt đường mấp mô sinh ra.Những dao động này ảnh hưởng xấu tớituổi thọ của xe và đặc biệt là gây cảm giác khó chịu đối với hành khách trongxe.Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng dao động đối với con người điều đi tới kếtluận là con người phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của ô tô sẽ mắcbệnh về thần kinh và não

Vì vậy tính êm dịu trong chuyển động của ô tô là một trong những chỉ tiêuquan trọng của xe.Tính năng này phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố trong đó hệ thốngtreo đóng vai trò quyết định.Hệ thống treo của ô tô ngày nay sử dụng 2 kiểu chính:hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập

Hai hệ thống treo này tuy khác nhau về kết cấu nhưng cùng mục đích chínhđều giảm rung sóc khi xe vận hành trên đường không bằng phẳng, tạo điều kiện chobánh xe dao động theo phương thẳng đứng, tránh dao động lắc ngang hay lắc dọcđồng thời đảm bảo truyền lực và mômen ổn định

Với hệ thống giảm chấn quá mềm hệ thống treo sẽ tạo ra nhiều rung động đànhồi khi làm việc.Ngược lại với hệ thống treo quá cứng sẽ làm cho xe bị xóc mạnh.Hệ thống treo sử dụng nhíp lá, lò xo xoắn,thanh xoắn…ra đời rất sớm nhưngchưa thể đáp ứng đòi hỏi cao về độ êm dịu của xe, hệ thống treo khí nén cũng khôngphải là phát minh mới, nó xuất hiện cùng với hệ thống treo Mc.Person.Hệ thốngtreo khí nén sử dụng các gối cao su chứa khí nén thay vì dùng lò xo xoắn, nhíp láhay thanh xoắn.Nhưng ở thời kì này, ngành công nghiệp vật liệu chưa đáp ứng độbền cũng như yêu cầu kĩ thuật cho các chi tiết hệ thống treo nên vẫn phải dùng lò xoxoắn, nhíp lá, thanh xoắn làm cơ cấu giảm chấn

Ngày nay các nhà thiết kế ô tô đã ứng dụng thành tựu mới của công nghệ vậtliệu, kỹ thuật cơ-điện tử cho ra đời hệ thống treo có tính năng kỹ thuật tiên tiến, đó

là hệ thống treo khí nén-điện tử đang được sử dụng trên các dòng xe con cao cấpnhư BMW, Luxus…

Tuy nhiên, đối với hệ thống treo dùng cho xe bus điện chạy trong nội thànhthành phố Đà Nẵng thì những vấn đề về độ êm dịu hay những hiện tượng chống lậtngang do những mấp mô của mặt đường gây nên là không bị ảnh hưởng nhiều, vìđường xá trong nội thành Đà Nẵng tương đối tốt, đồng thời tốc độ chuyển động của

xe thấp nên những vấn đề trên sẽ tự động được khắc phục.Đồng thời vì chi phí chođộng cơ điện là rất tốn kém nên nếu ta sử dụng hệ thống treo có nhiều ưu điểm thì

sẽ dẫn đến giá thành của xe tăng lên nhiều mà mục đích sử dụng của xe là phục vụ

sự đi lại của hành khách trong nội thành với một quảng đường tương đối ngắn nênđiều đó là không cần thiết.Vì vậy ta cần phải chọn phương án đơn giản nhưng đảmbảo điều kiện đáp ứng yêu cầu của xe là tốt

2.3 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI

2.3.1 Công dụng của hệ thống treo

Trên ôtô, hệ thống treo và cụm bánh xe được gọi là phần chuyển động của ôtô.Chức năng cơ bản của phần chuyển động là tạo điều kiện thực hiện “chuyển độngbánh xe” của ôtô đảm bảo các bánh xe lăn và thân xe chuyển động tịnh tiến, thựchiện nhiệm vụ vận tải của ôtô Chuyển động bánh xe đòi hỏi các tương hổ giữa bánh

xe và thân xe phải có khả năng truyền lực và mômen theo các quan hệ nhất định.Trong chức năng của phần chuyển động nếu bị mất một phần hoặc thay đổi khảnăng truyền lực và mômen có thể làm phá hỏng chức năng của phần chuyển động

Sự chuyển động của ôtô trên đường phụ thuộc nhiều vào khả năng lăn êmbánh xe trên nền và hạn chế tối đa các rung động truyền từ bánh xe lên thân xe Dovậy giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết có sự liên kết mềm Hệ thống treo là tập hợptất cả những chi tiết tạo nên liên kết đàn hồi giữa bánh xe và thân vỏ hoặc khung xenhằm thỏa mãn các chức năng chính sau đây:

- Đảm bảo yêu cầu về độ êm dịu trong chuyển động, tạo điều kiện nâng caođược tính an toàn cho hàng hóa trên xe, đó là tập hợp các điều kiện nhằm đảm bảoduy trì sức khoẻ và giảm thiểu những mệt mỏi vật lý và tâm sinh lý của con người(lái xe, hành khách) Các dao động cơ học của ôtô trong quá trình chuyển động baogồm: biên độ, tần số, gia tốc, các yếu tố này có thể ảnh hưởng tới sự an toàn củahàng hóa và trạng thái làm việc của con người trên ôtô

- Đảm bảo yêu cầu về khả năng tiếp nhận các thành phần lực và mômen tácdụng giữa bánh xe và đường nhằm tăng tối đa sự an toàn trong chuyển động, giảmthiểu sự phá hỏng nền đường của ôtô, trong đó một chỉ tiêu quan trọng là độ bámđường của bánh xe

Hệ thống treo nói chung, gồm có ba bộ phận chính là: bộ phận đàn hồi, bộphận dẫn hướng và bộ phận giảm chấn Mỗi bộ phận đảm nhận một chức năng vànhiệm vụ riêng biệt.

- Bộ phận đàn hồi: dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng, làmgiảm va đập, giảm tải trọng động tác dụng lên khung vỏ và hệ thống chuyển động,đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho ô tô máy kéo khi chuyển động

- Bộ phận dẫn hướng: dùng để tiếp nhận và truyền lên khung các lực dọc,ngang cũng như các mômen phản lực và mômen phanh tác dụng lên bánh xe Độnghọc của bộ phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xeđối với khung vỏ

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

Ngoài ba bộ phận chính trên, trong hệ thống treo của các ô tô du lịch, ô tôkhách và một số ô tô vận tải, còn có thêm một bộ phận phụ nữa là bộ phận ổn địnhngang Bộ phận này có nhiệm vụ giảm độ nghiêng và các dao động lắc ngang củathùng xe

2.3.2 Yêu cầu của hệ thống treo

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

- Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo (đặc trưng bởi độ võng tĩnh ft và hànhtrình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết khi chạy trên đường tốt vàkhông bị va đập liên tục lên các ụ hạn chế khi chạy trên đường xấu không bằngphẳng 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 dẫn hướng, phải đảm bảo cho xechuyển động ổn định và có tính điều khiển cao, cụ thể là:

+ Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trụ quay đứng của bánh xedẫn hướng không đổi hoặc thay đổi không đáng kể

+ Đảm bảo sự tương ứng động học giữa các bánh xe và truyền động lái, đểtránh gây ra hiện tượng tự quay vòng hoặc dao động các bánh xe dẫn hướng xungquanh trụ quay của nó

- Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao độngđược hiệu quả và êm dịu

- Có khối lượng nhỏ, đặc biệt là các phần không được treo

- Kết cấu đơn giản, dễ bố trí Làm việc bền vững, tin cậy.

- Không gây nên tải trọng lớn tại các mối kiên kết với khung hoặc vỏ

- Có độ bền cao, giá thành thấp và mức độ phức tạp kết cấu không lớn

- Có độ tin cậy lớn, trong điều kiện sử dụng phù hợp với tính năng kỹ thuật,không gặp hư hỏng bất thường

Đối với ôtô buýt còn được chú ý thêm các yêu cầu:

- Có khả năng chống rung, ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt

- Tính điều khiển và ổn định chuyển động cao ở mọi tốc độ

Hệ thống treo của ôtô luôn được hoàn thiện, các yêu cầu được thoả mãn ở cácmức độ cao, bởi vậy tính đa dạng của chúng cũng rất lớn

2.3.3 Phân loại

Hiện nay có nhiều loại hệ thống treo khác nhau Nếu phân loại theo sơ đồ bộphận dẫn hướng thì hệ thống treo được chia ra hai loại: hệ thống treo độc lập và hệthống treo phụ thuộc

Hình 2-1: Cơ cấu treo độc lập loại hai đòn.

1- Lò xo; 2- Tay đòn dưới; 3-Bản lề; 4- Trục; 5- Giảm xóc;

6- Cân bằng ngang; 7,9- Đệm cao su; 8- Trụ của bộ cân bằng;

10- Ngõng quay; 11- Trục của cơ cấu treo phía trước.

2.3.3.2 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 mô men từ bánh xe lên khung

có thể thực hiện trực tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh đòn

Hình 2-2 Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá.

1- Nhíp lá; 2- Vòng kẹp; 3- Chốt nhíp; 4- Quang treo; 5- Giá đỡ;

6- Giảm chấn; 7- Ụ tỳ; 8- Khung xe; 9- Quang nhíp; 10- Dầm cầu.

Ngoài ra hệ thống treo còn phân loại theo phần tử đàn hồi và theo phươngpháp 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 bộphận dẫn hướng

2.3.3.3 Hệ thống treo khí nén

Hệ thống treo khí nén, thuỷ lực – khí nén được sử dụng như một khả nănghoàn thiện kết cấu ôtô Tuy vậy với các loại ôtô khác nhau: ôtô con, ôtô tải, ôtô buýtcũng được ứng dụng với những mức độ khác nhau Phổ biến nhất trong các kết cấu

là áp dụng cho ôtô buýt tiên tiến Với hệ thống treo này cho phép giữ chiều cao thân

xe ổn định so với mặt đường với các chế độ tải trọng khác nhau

Hệ thống treo khí nén dùng trên ôtô được hình thành trên cơ sở khả năng điều chỉnh

độ cứng của buồng đàn hồi khí nén (ballon) theo chuyển dịch của thân xe Sơ đồnguyên lý kết cấu của một hệ thống đơn giản được trình bày trên hình 2-3

Sự hình thành bộ tự động điều chỉnh áp suất theo nguyên lý van trượt cơ khí.Các ballon khí nén 2 được bố trí nằm giữa thân xe 3 và bánh xe 1 thông qua giá đỡ

bánh xe 4 Trên thân xe bố trí bộ van trượt cơ khí 5 Van trượt gắn liền với bộ chiakhí nén (block) Khí nén được cung cấp từ hệ thống cung cấp khí nén tới block vàcấp khí nén vào các ballon.

Khi tải trọng tăng lên, các ballon khí nén bị ép lại, dẫn tới thay đổi khoảngcách giữa thân xe và bánh xe Van trượt cơ khí thông qua đòn nối dịch chuyển vị trícác con trượt chia khí trong block Khí nén từ hệ thống cung cấp đi tới các ballon vàcấp thêm khí nén Hiện tượng cấp thêm khí nén kéo dài cho tới khi chiều cao thân

xe với bánh xe trở về vị trí ban đầu

Khi giảm tải trọng hiện tượng này xảy ra tương tự, và quá trình van trượt tạonên sự thoát bớt khí nén ra khỏi ballon

Bộ tự động điều chỉnh áp suất nhờ hệ thống điện tử (hình 2-3b) bao gồm: cảmbiến xác định vị trí thân xe và bánh xe 6, bộ vi xử lý 7, block khí nén 8 Nguyên lýhoạt động cũng gần giống với bộ điều chỉnh bằng van trượt cơ khí Cảm biến điện

tử 6 đóng vai trò xác định vị trí của thân xe và bánh xe (hay giá đỡ bánh xe) bằngtín hiệu điện (thông số đầu vào) Tín hiệu được chuyển về bộ vi xử lý 7 Cácchương trình trong bộ vi xử lý làm việc và thiết lập yêu cầu điều chỉnh bằng tín hiệuđiện (thông số đầu ra) Các tín hiệu đầu ra được chuyển tới các van điện từ trongblock chia khí nén, tiến hành điều chỉnh lượng cấp khí nén cho tới lúc hệ thống trởlại vị trí ban đầu

Hình 2-3 Sơ đồ nguyên lý kết cấu của hệ thống treo khí nén.

1- Bánh xe; 2- Ballon khí; 3- Thân xe; 4- Giá đỡ; 5- Van trượt cơ khí; 6- Cảm biến

2.3.3.4 Hệ thống treo tích cực

Các bộ phận đàn hồi truyền thống: nhíp lá, lò xo xoắn ốc, thanh xoắn, giảmchấn thuỷ lực có đặc tính tuyến tính và được coi là hệ thống đàn hồi “thụ động”.Xuất phát từ các yêu cầu hoàn thiện hệ thống treo ngày nay đã và đang hình thànhcác loại hệ thống treo có chất lượng cao hơn

a Hệ thống treo bán tích cực:

Hệ thống treo bán tích cực là hệ thống có khả năng dập tắt nhanh dao độngthẳng đứng trong khoảng làm việc rộng, được tạo nên bởi sự điều khiển thông quanúm chọn hay nhờ điều khiển điện tử

Trên hình 2-4 là sơ đồ hệ thống treo có giảm chấn làm việc theo vị trí núm điềukhiển của ôtô Porsche 959 Tính chất điều chỉnh của dao động khi xe hoạt độngđược chọn theo các chế độ đường định trước theo ý đồ sử dụng của lái xe, có thể là:thành phố, xa lộ, liên tỉnh; đường ngắn, đường trường, đường đua Ba chương trìnhhoạt động được thiết lập sẵn phụ thuộc vào trạng thái làm việc của giảm chấn thôngqua núm chọn trên bảng điều khiển của xe Lực cản của giảm chấn có thể tăng haygiảm tuỳ thuộc vào sự tăng hay giảm của tốc độ dịch chuyển piston giảm chấnthông qua việc thay đổi các lỗ van tiết lưu để thay đổi dòng chảy chất lỏng bêntrong

Hình 2-4 Sơ đồ hệ thống treo bán tích cực xe Porsche 959.

1- Đồng hồ tốc độ; 2- Núm chọn; 3- Bộ điều khiển điện tử;

4- Giảm chấn; 5- Block van điều khiển; 6- Cảm biến mặt đường;

Trên xe còn sử dụng ba chế độ điều chỉnh khoảng sáng gầm xe chọn sẵn bằng númchọn, bộ điều khiển điện tử 3 duy trì các khoảng làm việc trong vùng được thiết lập(hình 2-4b) Mục đích của hệ thống thiết lập và điều chỉnh chiều cao thân xe nhằmđảm bảo khả năng hoạt động ở tốc độ cao, duy trì ổn định góc nghiêng ngang bánh

xe, tối ưu hệ số cản không khí, áp lực không khí tác dụng lên đầu xe

Hệ thống là bán tích cực vì không thực hiện hoàn thiện các chế độ tự động:

- Không có cảm biến xác định lực trong giảm chấn

- Không có khả năng tự chuyển sang chế độ làm việc khác, khi tốc độ dịchchuyển của các piston giảm chấn vượt quá giá trị cho phép

- Không điều chỉnh chế độ làm việc theo các thông tin của trạng thái làm việctức thời

b Hệ thống treo tích cực:

Hệ thống treo tích cực là hệ thống treo có khả năng điều chỉnh theo từng biếnđộng của trạng thái nhấp nhô nền đường và trạng thái chiều cao thân xe bằng cáccảm biến và điều khiển nhạy bén các ảnh hưởng động xảy ra Khi có các lực độngsinh ra, thông qua các van điều chỉnh sẽ đáp ứng liên hệ nhanh (với nguồn nănglượng tương thích), các môđun đàn hồi tạo nên phản ứng đúng nhằm đảm bảo cácchế độ độ nghiêng thân xe theo yêu cầu Các hệ thống treo tích cực cơ bản hiệnđang sử dụng trên ôtô được trình bày trên hình 2-5

Hệ thống đòi hỏi nhiều năng lượng nhất là kết cấu theo hệ thống Lotus (hình2-5a) Phần chính của thiết bị là bốn môđun thuỷ lực, bình tích năng bổ trợ, cácphần chính này luôn liên hệ với từng cảm biến tải trọng sinh ra giữa bánh xe và thân

xe Cảm biến tải trọng cung cấp thông tin cho mạch điều khiển và đưa tải trọng đặtlên bánh xe về giá trị tĩnh

Nếu như một bánh xe vượt qua mô cao nằm trên mặt đường, tải trọng củabánh xe tăng lên và bánh xe có xu bị hướng nâng cao lên gần thân xe Trên hệ thốngtreo tích cực khả năng tăng tải trọng cho bánh xe sẽ bị giảm bớt Van tự động điềuchỉnh trong môđun sẽ tháo bớt chất lỏng ra khỏi xylanh nhờ đó bánh xe có khả năngđảm bảo ở giá trị tải trọng tĩnh tức thời Điều này có nghĩa là môđun đàn hồi củabánh xe không tác động thêm tải trọng do ảnh hưởng của sự không bằng phẳng củamặt đường Như vậy có thể nói chỉ có bánh xe bị nâng cao để vượt qua mấp mô màthân xe không bị gây nên tác động xấu Để thân xe không bị dịch chuyển khi vượtqua chướng ngại tiếp theo cần thiết đưa thêm một mạch điều khiển phụ thuộc vàochiều cao hành trình bánh xe để giữ cho thân xe ở vị trí thiết kế Việc này đề ra yêucầu cho hệ thống treo tích cực phải có khả năng khắc phục chiều cao mấp mô bất kỳtheo thiết kế, với thời gian vô cùng ngắn (vài miligiây) Thực hiện được điều đó cầntiêu hao công suất chừng 10kW để nâng cao tính tiện nghi của ôtô con Với ôtô tảinhỏ và ôtô buýt năng lượng tiêu thụ cho tự động điều chỉnh còn cao hơn rất nhiều Hệ thống treo như thế có yêu cầu rất cao về quan hệ động học của thân xe vớibánh xe so với hệ thống treo thụ động truyền thống Thân xe cần phải được giữ ổn

định trong khoảng làm việc rộng của bánh xe và bánh xe cần phải lăn theo hìnhdạng hình học của mặt đường Bởi vậy hành trình dịch chuyển của bánh xe đòi hỏilớn hơn nhiều so với hệ thống treo thụ động Việc này còn liên quan tới sự thay đổirất lớn của độ chụm bánh xe xuất hiện ở hành trình nén và trả, đặc biệt là khichuyển động thẳng.

Hình 2-5 Sơ đồ nguyên lý các loại hệ thống treo tích cực.

a- Hệ thống lutus; b- Hệ thống Wiliams; c- Hệ thống điều chỉnh với môđun đàn hồi thuỷ lực có điều chỉnh áp suất thuỷ lực bổ trợ và lò xo đàn hồi xoắn ốc; d- Hệ thống Horvat; 1- Thân xe; 2- Cảm biến lực; 3- Cảm biến hành trình; 4- Bình tích năng; 5- Bơm cấp; 6- Van điều khiển; 7- Xylanh dẫn hướng; 8- Cảm biến gia tốc; 9- Van tiết lưu; 10- Van tỷ lệ; 11- Nguồn cấp khí; 12- Van phân phối khí; 13- Van điều hoà; 14- Bình chứa dầu; 15- Piston van giảm chấn; 16- Lò xo xoắn ốc; 17- Môđun đàn

với áp suất lớn nhất Sự khác nhau về áp lực giữa hai bình được thực hiện nhờ vantiết lưu.

Trên hệ thống đàn hồi bằng khí nén Khí nén được cung cấp vào môđun lấy từbình chứa trung tâm (đảm bảo cả về thể tích và áp suất) Trong ballon khí nén,lượng khí tuy lớn nhưng áp suất thấp hơn bình chứa trung tâm, do vậy ở bình chứatrung tâm cần thể tích nhỏ và áp suất cao hơn, để có khả năng cấp khí vào cácballon tương ứng So với loại sử dụng môđun thuỷ - khí thì tổn thất năng lượng nhỏhơn nhiều Ngoài ưu điểm tiêu thụ ít năng lượng, hệ thống này lại sử dụng hệ thốngtreo Mc.Pherson và còn có thể san đều tải trọng theo lực bên nếu bố trí hợp lýballon khí nén và giảm chấn (vị trí ballon khí nén có thể nằm chéo hay giảm chấnnằm xiên đối xứng)

2.4 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG TREO

2.4.1 Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi nằm giữa thân xe và bánh xe (nằm giữa phần được treo vàkhông được treo) Với phương pháp bố trí như vậy, khi bánh xe chuyển động trênđường mấp mô, hạn chế được các lực động lớn tác dụng lên thân xe, và giảm đượctải trọng động tác dụng từ thân xe xuống mặt đường

Bộ phận đàn hồi có thể là loại nhíp lá, lò xo, thanh xoắn, buồng khí nén,buồng thuỷ lực Đặc trưng cho bộ phận đàn hồi là độ cứng, độ cứng liên quan chặtchẽ với tần số dao động riêng (một thông số có tính quyết định đến độ êm dịu).Muốn có tần số dao động riêng phù hợp với sức khỏe của con người và an toàn củahàng hoá cần có độ cứng của hệ thống treo biến đổi theo tải trọng Khi xe chạy ít tải

độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, còn khi tăng tải cần phải có độ cứng lớn Do vậy cóthể có thêm các bộ phận đàn hồi phụ như: nhíp phụ, vấu tỳ bằng cao su biến dạng,

Tháo rời bộ nhíp lá này, nhận thấy bán kính cong của chúng có quy luật phổbiến: các lá dài có bán kính cong lớn hơn các lá ngắn (hình 1-1) Khi liên kết chúng

lại với nhau bằng bulông xiết trung tâm, hay bó lại bằng quang nhíp một số lá nhíp

bị ép lại còn một số lá khác bị căng ra để tạo thành một bộ nhíp có bán kính conggần đồng nhất Điều này thực chất là đã làm cho các lá nhíp chịu tải ban đầu (đượcgọi là tạo ứng suất dư ban đầu cho các lá nhíp), cho phép giảm được ứng suất lớnnhất tác dụng lên các lá nhíp riêng rẽ và thu nhỏ kích thước bộ nhíp trên ôtô Nhưvậy tính chất chịu tải và độ bền của lá nhíp được tối ưu theo xu hướng chịu tải củaôtô

Hình 2-6 Kết cấu bộ nhíp.

1- Vòng kẹp; 2- Bulông trung tâm; 3- Lá nhíp; 4- Tai nhíp

Một số bộ nhíp trên ôtô tải nhỏ có một số lá phía dưới có bán kính cong lớnhơn các lá trên Kết cấu như vậy thực chất là tạo cho bộ nhíp hai phân khúc làmviệc Khi chịu tải nhỏ chỉ có một số lá trên chịu tải (giống như bộ nhíp chính) Khi

bộ nhíp chính có bán kính cong bằng với các lá nhíp dưới thì toàn thể hai phần cùngchịu tải và độ cứng tăng lên Như thế có thể coi các lá nhíp phía dưới có bán kínhcong lớn hơn là bộ nhíp phụ cho các lá nhíp trên có bán kính cong nhỏ hơn

Trên các xe có tải trọng tác dụng lên cầu thay đổi trong giới hạn lớn và độtngột, thì để cho xe chạy êm dịu khi không hay non tải và nhíp đủ cứng khi đầy tải,người ta dùng nhíp kép gồm: một nhíp chính và một nhíp phụ Khi xe không và nontải chỉ có một mình nhíp chính làm việc Khi tải tăng đến một giá trị quy định thìnhíp phụ bắt đầu tham gia chịu tải cùng nhíp chính, làm tăng độ cứng của hệ thốngtreo cho phù hợp với tải

Nhíp phụ có thể đặt trên (hình 1-2a) hay dưới (hình 1-2b) nhíp chính, tuỳ theo

vị trí giữa cầu và khung cũng như kích thước và biến dạng yêu cầu của nhíp

Khi nhíp phụ đặt dưới thì độ cứng của hệ thống treo thay đổi êm dịu hơn, vìnhíp phụ tham gia từ từ vào quá trình chịu tải, không đột ngột như khi đặt trên nhípchính.

Nhíp là loại phần tử đàn hồi được dùng phổ biến nhất, nó có các ưu - nhược điểm:

- Kết cấu và chế tạo đơn giản

- Sửa 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 hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác, dothế năng biến dạng đàn hồi riêng (của một đơn vị thể tích) nhỏ (nhỏ hơn của thanhxoắn 4 lần khi có cùng một giá trị ứng suất: σ = τ) Theo thống kê, trọng lượng của) Theo thống kê, trọng lượng củanhíp cộng giảm chấn thường chiếm từ (5,5 ÷ 8,0)% trọng lượng bản thân của ôtô

- Thời hạn phục vụ ngắn: do ma sát giữa các lá nhíp lớn và trạng thái ứngsuất phức tạp (Nhíp vừa chịu các tải trọng thẳng đứng vừa chịu mômen cũng nhưcác lực dọc và ngang khác) Khi chạy trên đường tốt tuổi thọ của nhíp đạt khoảng(10 ÷ 15) vạn Km Trên đường xấu nhiều ổ gà, tuổi thọ của nhíp giảm từ (10 ÷ 50)lần

b Lò xo trụ:

Lò xo trụ là loại được dùng nhiều ở ô tô du lịch với cả hệ thống treo độc lập vàphụ thuộc So với nhíp lá, phần tử đàn hồi dạng lò xo trụ có những ưu - nhược điểmsau:

- Kết cấu và chế tạo đơn giản

Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tínhtuyến tính Có thể chế tạo lò xo với bước thay đổi, dạng côn hay parabol để nhậnđược đặc tính đàn hồi phi tuyến Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thànhcao nên ít dùng

Có ba phương án lắp đặt lò xo lên ô tô là:

- Lắp không bản lề (hình 1-3a)

- Lắp bản lề một đầu (hình 1-3b)

- Lắp bản lề hai đầu (hình 1-3c)

Hình 2-8 Các sơ đồ lắp đặt lò xo trong hệ thống treo.

a- Không có bản lề; b- Bản lề một đầu; c- Bản lề hai đầu.

Khi lắp không bản lề, lò xo sẽ bị cong khi biến dạng làm xuất hiện các lực bên

và mô men uốn tác dụng lên lò xo, khi lắp bản lề một đầu thì mô men uốn sẽ triệttiêu, khi lắp bản lề hai đầu thì cả mô men uốn và lực bên đều bằng không

Vì thế trong hai trường hợp đầu, lò xo phải lắp đặt thế nào để ở trạng thái cânbằng tĩnh mômen uốn và lực bên đều bằng không Khi lò xo bị biến dạng max, lựcbên và mô men uốn sẽ làm tăng ứng suất lên khoảng 20% so với khi lò xo chỉ chịulực nén max

Lò xo được định tâm trong các gối đỡ bằng bề mặt trong Giữa lò xo và bộphận định tâm cần có khe hở khoảng (0,02÷0,025) đường kính định tâm để bù chosai số do chế tạo không chính xác.

Để tránh tăng ma sát giữa các vòng lò xo và vành định tâm, chiều cao của nócần phải lấy bằng 1÷1,5 đường kính sợi dây lò xo và các vòng lò xo không đượcchạm nhau ở tải trọng bất kỳ

c Thanh xoắn:

Thanh xoắn được dùng ở một số ô tô du lịch và tải nhỏ Nó có những ưu nhược điểm sau:

Kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ

- Tải trọng phân bố lên khung tốt hơn (khi thanh xoắn bố trí dọc) vì mômen của cáclực thẳng đứng tác dụng lên khung không nằm trong vùng chịu tải, nơi lắp các đòndẫn hướng mà ở đầu kia của thanh xoắn

- Chế tạo khó khăn hơn

- Bố trí lên xe khó hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn

Đặc điểm kết cấu: thanh xoắn có thể có tiết diện tròn (hình1-4a,b) hay tấm(hình 1-4c), lắp đơn (hình 1-4e) hay ghép chùm (hình 1-4d) Phổ biến nhất là loạitròn vì chế tạo đơn giản, có khả năng tăng độ bóng bề mặt để tăng độ bền Loại tấmchế tạo cũng đơn giản và cho phép giảm độ cứng tuy khối lượng có tăng lên Thanhxoắn ghép chùm thường sử dụng khi kết cấu bị hạn chế về chiều dài Thanh xoắnđược lắp nối lên khung và với bánh xe (qua các đòn dẫn hướng) bằng các đầu thenhoa Then hoa thường có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng 90O

Hình2-9 Các dạng kết cấu của thanh xoắn.

d Phần tử đàn hồi loại khí nén:

Phần tử đàn hồi khí nén được dùng ở một số ô tô du lịch cao cấp hoặc trên các

xe có trọng lượng phần được treo thay đổi lớn như các ô tô khách và tải cỡ lớn Nó

có những ưu - nhược điểm sau:

- Bằng cách thay đổi áp suất khí, có thể tự động điều chỉnh độ cứng của hệthống treo sao cho độ võng và tần số dao động riêng của phần được treo là khôngđổi với các tải trọng tĩnh khác nhau (đặc tính phi tuyến).

- Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường Đối với hệ thốngtreo độc lập còn có thể điều chỉnh khoảng sáng gầm xe

- Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu

- Không có ma sát trong phần tử đàn hồi

- Tuổi thọ cao

- 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 thể có dạng bầu tròn (hình 1-5) hay dạng ống(hình 1-6) Vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su (ni lông hay capron), mặt ngoàiphủ một lớp cao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín Thành vỏ dày từ3÷5 mm Loại bầu có thể có từ 1 đến 3 khoang phân cách bởi các đai xiết bằng thép.Vành bầu có các lõi thép tăng bền và được kẹp chặt đến các mặt bích hay pistonbằng các vòng kẹp

Hình 2-10 Phần tử đàn hồi khí nén Hình 2-11 Phần tử đàn hồi khí nén

loại bầu loại ống.

1- Vỏ bầu; 2- Đai xiết; 3- Vòng kẹp; 1- Piston; 2- Ống lót; 3- Bulông; 4- Lõi thép tăng bền 4,7- Bích kẹp; 5- Ụ cao

8- Đầu nối; 9- Nắp bầu.

Áp suất khí nén trong phần tử đàn hồi ứng với tải trọng tĩnh bằng (0,5÷0,6)MPa Áp suất này cần thấp hơn áp suất làm việc của hệ thống cung cấp từ (0,1÷0,2)MPa để đảm bảo áp suất dư trong trường hợp ô tô quá tải.

Loại ống so với loại bầu tròn có ưu - nhược điểm:

- Ứng với cùng một tải trọng thì nó có kích thước và khối lượng nhỏ hơn

- Cho phép nhận được đặc tính đàn hồi yêu cầu bằng cách tạo biên dạng pistonthích hợp

- Cho phép độ nghiêng lệch lớn và không yêu cầu lắp đặt chính xác cao, vì cókhả năng tự định tâm theo piston

- Ma sát trong lớn hơn nên độ bền giảm

- Chịu tải lớn và điều kiện làm việc phức tạp hơn

e Phần tử đàn hồi thuỷ khí:

Phần tử đàn hồi thuỷ khí được sử dụng trên các xe có tải trọng lớn hoặc rấtlớn Ngoài các ưu điểm tương tự như phần tử đàn hồi khí nén, phần tử đàn hồi thuỷkhí còn có các ưu - nhược điểm:

- Có đặc tính đàn hồi phi tuyến

- Đồng thời làm được nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn

- Kích thước nhỏ gọn hơn vì áp suất làm việc cao hơn (đến 20 MPa)

- Kết cấu phức tạp, đắt tiền

- Yêu cầu độ chính xác chế tạo cao

Phần tử đàn hồi thuỷ khí có thể phân ra các loại: có khối lượng khí không đổihay thay đổi Có hay không có buồng đối áp Không điều chỉnh hay điều chỉnhđược

Phần tử đàn hồi thuỷ khí không có buồng đối áp là loại có kết cấu đơn giảnnhất (hình 1-7)

Hình 2-12 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại không có buồng đối áp.

Khoang chính I với khí trơ có thể bố trí trong xylanh (hình 1-7a), trong cầnpiston (hình 1-7b) hay trong bầu hình cầu (hình 1-7c và 1-7d)

Phần tử đàn hồi thuỷ khí có buồng đối áp kết cấu như trên hình 2-8 Buồng đối

áp chứa khí trơ II được bố trí trên cần piston Buồng đối áp cho phép thay đổi đặctính của phần tử đàn hồi trong giới hạn rộng nhờ đảm bảo một tổ hợp xác định giữathể tích và áp suất khí trong buồng khí chính và buồng đối áp

Hình2-13 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại có buồng đối áp.

Các lỗ tiết lưu sử dụng để dập tắt dao động (giảm chấn) có thể bố trí trongpiston, trên vách ngăn của khoang chính hay khoang đối áp

Khí nén chỗ tiếp xúc với chất lỏng bị hoà trộn một phần vào nó khi áp suất cao

và tách ra khỏi chất lỏng khi áp suất thấp Vì thế đối với loại hệ thống treo điềuchỉnh được, người ta sử dụng phần tử đàn hồi với piston hay vách ngăn mềm đểtránh không cho khí nén thoát ra cùng với chất lỏng khi điều chỉnh Áp suất ở haiphía vách ngăn xấp xỉ bằng nhau, vì thế tải trọng tác dụng lên nó trong thời gianlàm việc không lớn

2.4.2 Bộ phận dẫn hướng

Hệ thống treo cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng, ở mỗi vị trí của

nó so với thân xe, bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực đầy đủ, thực hiện

nhiệm vụ “chuyển động bánh xe” của ôtô Bộ phận dẫn hướng phải làm tốt chứcnăng này Với mỗi hệ thống treo, bộ phận dẫn hướng có cấu tạo khác nhau và chúngtạo nên các quan hệ: động học (quy luật dịch chuyển vị trí bánh xe), động lực học(quy luật truyền lực và mômen ở các vị trí của bánh xe đối với khung xe).

Ở hệ thống treo phụ thuộc nếu phần tử đàn hồi là nhíp lá thì nhíp sẽ đảm nhậnluôn vai trò của bộ phận hướng Nếu phần tử đàn hồi không thực hiện được chứcnăng của bộ phận hướng thì người ta dùng các cơ cấu đòn 4 thanh hay chữ V

Do các bánh xe được nối với nhau bởi dầm cầu liền, nên khi một trong cácbánh xe dịch chuyển thẳng đứng sẽ làm cho mặt phẳng quay của các bánh xe thayđổi, nghiêng đi một góc λ, đồng thời vết bánh xe cũng thay đổi một lượng ΔB kháB khálớn (hình 1-10)

Sự thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng quay bánh xe sẽ làm xuất hiện các mômencon quay Các mômen con quay này sẽ làm cho cầu bị xoay đi và các bánh xe dẫnhướng dao động xung quanh trụ quay đứng Đặc biệt ở tốc độ lớn, các bánh xe dẫnhướng dao động mạnh có thể làm xe mất tính điều khiển Sự thay đổi vết bánh xe

ΔB kháB, gây trượt ngang bánh xe làm mòn lốp và giảm tính ổn định

Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận hướng được làmriêng rẽ Bộ phận đàn hồi thường là các lò xo trụ hay thanh xoắn, còn bộ phậnhướng là các thanh đòn được làm theo một số sơ đồ như trên hình 1-11 dưới đây

Hình 2-14 Hiện tượng dao động bánh xe dẫn hướng

do mômen con quay khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng

a-Bánh xe lên mấp mô; b- Mômen con quay; c- Dao động bánh xe dẫn hướng

Hình 2-15 Sơ đồ bộ phận hướng hệ thống treo độc lập.

I- Loại 1 đòn; II- Loại hai đòn chiều dài bằng nhau;

IIIvà IV- Loại 2 đòn chiều dài khác nhau;

Đối với loại một đòn (hình 1-11a), khi bánh xe dao động các hiện tượng xảy ratương tự như ở hệ thống treo phụ thuộc tức là ΔB kháB và λ lớn Vì thế nó thường sửdụng ở cầu sau không dẫn hướng mà không sử dụng ở cầu trước dẫn hướng Muốngiảm ΔB kháB và λ phải tăng chiều dài đòn dẫn đến khó bố trí

Loại hai đòn chiều dài bằng nhau (hình 1-11b), loại trừ được hoàn toàn sự thayđổi góc nghiêng của mặt phẳng quay bánh xe Tuy vậy sự thay đổi chiều rộng vết

ΔB kháB vẫn khá lớn, gây mòn lốp và giảm tính ổn định ngang của xe

Loại hai đòn chiều dài khác nhau (hình 1-11c và 1-11d) là loại được sử dụngphổ biến nhất Lúc này tuy góc nghiêng mặt phẳng quay vẫn thay đổi nhưng với giátrị nhỏ khoảng 5O÷6O, nên mômen con quay sinh ra không thắng được mômen masát trong hệ thống để làm dao động các bánh xe dẫn hướng Lượng thay đổi chiềurộng cơ sở ΔB kháB cũng nhỏ hơn, có thể được bù lại bởi sự đàn hồi của lốp nên khônggây ra hiện tượng trượt lốp trên mặt đường

Thường thường tỷ số giữa chiều dài các đòn

xe Đặc điểm đó cho phép bố trí luôn giảm chấn (hình 1-12a) hay phần tử đàn hồithuỷ khí (hình 1-12b) vào kết cấu trụ quay đứng hay thanh nối Nhờ đó đơn giảnđược kết cấu, giảm được số lượng khâu khớp và giảm được khối lượng cũng nhưkhông gian bố trí hệ thống treo Nhược điểm của kết cấu này là yêu cầu chất lượng

chế tạo ống trượt cao, các thông số động học kém hơn so với loại hai đòn chiều dàikhác nhau.

Hình 2-16 Hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại đòn - ống.

1,10-lốp xe;2,6- nối với khung xe;3,7- xilanh thuỷ lực;4,8- nối với gầm xe;5- lò xo;

Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại nến như trên hình 1-13 Kếtcấu này đảm bảo cho góc đặt trụ đứng và bởi vậy góc đặt bánh xe không thay đổikhi bánh xe dịch chuyển Do đó loại trừ khả năng xuất hiện mômen con quay gây radao động bánh xe quanh trụ quay

Hình 2-17 Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại nén.

1.lốp xe;2 lò xo;3 ống dẫn hướng

Chiều dài và chiều rộng cơ sở của xe thay đổi không đáng kể (chủ yếu do độnghiêng dọc và ngang của chốt gây ra) Tuy vậy sử dụng hệ thống treo loại này trên

ô tô gặp nhiều khó khăn vì khó bố trí và khó giảm ma sát ở bộ phận hướng

2.4.3 Bộ phận giảm chấn

Trên ôtô ngày nay thường sử dụng giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng haichiều (trả và nén) Ở hành trình bánh xe dịch chuyển đến gần khung vỏ (gọi là hànhtrình nén của giảm chấn), giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lênkhung Ở hành trình bánh xe đi xa khung vỏ (gọi là hành trình trả của giảm chấn),

giảm chấn giảm bớt xung lực va đập của bánh xe trên nền đường, tạo điều kiện đặt

êm bánh xe trên nền và giảm bớt phản lực truyền ngược từ mặt đường tới thân xe.Các giảm chấn ống hiện đang dùng bao gồm:

- Theo kết cấu, có: giảm chấn loại đòn và loại ống

- Theo tỷ số giữa các hệ số cản nén Kn và hệ số cản trả Kt, giảm chấn đượcchia ra các loại: tác dụng một chiều, tác dụng hai chiều đối xứng, tác dụng hai chiềukhông đối xứng

Hiện nay phổ biến nhất là loại giảm chấn ống tác dụng hai chiều có đặc tínhkhông đối xứng và có van giảm tải Tỷ số Kt/Kn = 2÷5 Hệ số cản nén được làm nhỏhơn nhằm mục đích giảm lực truyền qua giảm chấn lên khung khi bánh xe gặpchướng ngại vật

Giảm chấn ống được bố trí trên ô tô như trên hình 1-14 Do được bố trí nhưvậy nên lực tác dụng lên piston giảm chấn nhỏ và điều kiện làm mát giảm chấn rấttốt

Hình 2-18 Sơ đồ bố trí giảm chấn ống.

1- Giảm chấn; 2- Lò xo.3- lốp xe.4- đòn ngang.5-bộ truyền lực

Áp suất làm việc pmax của giảm chấn ống chỉ khoảng (6÷8) MPa, thành giảmchấn ống mỏng hơn nên nhẹ hơn giảm chấn đòn khoảng 2 lần

Kết cấu và chế tạo giảm chấn ống cũng đơn giản hơn nên hiện nay giảm chấnống được sử dụng rộng rãi trên tất cả các loại ô tô

Giảm chấn ống loại hai ống (hình 1-15a):

- Trên piston có hai dãy lỗ khoan theo các vòng tròn đồng tâm Dãy lỗ ngoàiđược đậy phía trên bởi đĩa của van thông 1 Dãy lỗ trong được đậy phía dưới bởivan trả 2 Trên piston có một lỗ tiết lưu 6 thường xuyên mở

- Trên đáy xylanh cũng được làm các dãy lỗ: dãy lỗ ngoài được che phía trênbởi đĩa của van hút 3, dãy lỗ trong được che phía dưới bởi van nén 4.

- Giữa hai ống của giảm chấn có khe hở tạo nên một buồng chứa phụ còn gọi làbuồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm việc

Nguyên lý làm việc:

- Nén nhẹ: piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ Dầu được ép từkhoang dưới, qua các lỗ tiết lưu 6 và van thông 1 đi lên khoang trên Do thể tíchpiston giải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyểnxuống dưới (do ở khoang trên có thêm cần piston) Nên một phần dầu phải chảy quakhe tiết lưu 5 trên van 4, đi sang buồng bù của giảm chấn

Hình 2-19 Giảm chấn ống.

a- Giảm chấn ống loại hai ống; b- Giảm chấn ống loại một ống.

1.piston;2 trục; 3 đệm kín;4.van;5 khoang dầu xả;6 bulông;7 thân xilanh;8 đệm kín;10.vỏ; 11.khoang dầu;12 đệm kín;13 lò xo; 14 đai ốc khoá;15 roăng làm kín;16

đế lò xo

- Trả nhẹ: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ khoangtrên, qua các lỗ tiết lưu 6 đi xuống khoang dưới Do thể tích piston giải phóng ởkhoang dưới lớn hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển lên trên (do ở khoangtrên có thêm cần piston) Nên dầu từ khoang trên chảy xuống không đủ bù cho thểtích piston giải phóng ở khoang dưới Lúc này giữa khoang dưới và buồng bù có độ

chênh áp Vì thế dầu từ buồng bù chảy qua van hút 3 vào khoang dưới piston để bùcho lượng dầu còn thiếu.

- Trả mạnh: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn Áp suất trong khoang trênpiston tăng cao ép lò xo mở van trả 2 ra cho dầu đi qua dãy lỗ trong xuống khoangdưới Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cầngiảm chấn

So với giảm chấn loại hai ống có cùng đường kính ngoài, thì giảm chấn loạimột ống (hình 1.15b) có khối lượng nhỏ hơn (20%÷40%), số lượng chi tiết ít hơn(15÷22 so với 45÷55), đặc tính ổn định hơn Vì thế giảm chấn loại này ngày càngđược sử dụng rộng rãi

Giảm chấn loại một ống (hình 1-15b) có buồng bù 1 chứa đầy Nitơ với áp suất2÷3 MPa, ngăn cách với khoang chứa dầu bởi piston tùy động 2 có các vòng làmkín Ở một số kết cấu khác có thể dùng màng ngăn thay cho piston Trên piston,ngoài các lỗ hay khe tiết lưu còn có cả van nén và van trả

Nguyên lý làm việc của giảm chấn một ống tương tự như giảm chấn hai ống,chỉ khác là khi giảm chấn làm việc không có chất lỏng chảy sang buồng bù mà thểtích buồng bù chứa khí, sẽ thay đổi tương ứng để bù cho sự chênh lệch thể tích giữakhoang trên và dưới piston

2.4.4 Thanh ổn định ngang

Thanh ổn định ngang có tác dụng làm giảm góc nghiêng ngang thân xe, tức làlàm tăng tính chất chuyển động ổn định của ôtô Trong ôtô, thanh ổn định ngangthường thấy trên cả hai đầu của ôtô buýt, cầu trước (đôi khi cả trên cầu sau) của ôtôtải

Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc giống như một thanhxoắn đàn hồi Có hai dạng bố trí:

- Các đầu chữ U nối với bánh xe (dầm cầu), còn thân thanh ổn định nối vớithân xe nhờ các ổ đỡ bằng cao su

- Trên một số ôtô có dạng bắt ngược lại: hai đầu của chữ U nối với thân xe,thân thanh ổn định ngang nối với dầm cầu cứng

Thanh ổn định ngang chỉ chịu xoắn khi có sự sai lệch lực tác dụng lên hai đầu(gây xoắn) của nó

Khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tácdụng của lực bên (lực ly tâm, gió bên, ), phản lực thẳng đứng của hai phần tử đànhồi trên một cầu thay đổi, một bên tăng tải và một bên giảm tải gây nên sự nghiêngthân xe Thanh ổn định ngang lắp trên ôtô được xem là bộ phận đàn hồi phụ với

chức năng hạn chế sự nghiêng thân xe Với các ôtô có yêu cầu cao về tiện nghi đòihỏi bộ phận đàn hồi (nhíp lá, lò xo, thanh xoắn, ) có độ cứng nhỏ Khả năng gâynên mômen chống lật của bộ phận đàn hồi chính nhỏ, vì vậy cần thiết thêm vào hệthống treo thanh ổn định ngang Khi làm việc ở các vùng góc nghiêng ngang thân

xe gần giá trị giới hạn, mômen chống lật đảm bảo cân bằng với mômen gây lật thìhệ thống treo không có mặt phần tử đàn hồi phụ (thanh ổn định)

2.4.5 Các bộ phận khác

Ngoài các bộ phận kể trên, hệ thống treo của ôtô còn có các bộ phận khác:

- Vấu cao su tăng cứng: thường đặt trên nhíp lá và tỳ vào phần biến dạng củanhíp lá, kết cấu này làm giảm chiều dài biến dạng của nhíp lá khi tăng tải Vấu cao

su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình làm việc của bánh xe (được gọi là vấu hạnchế hành trình) Các vấu hạn chế hành trình trên thường được kết hợp với chứcnăng tăng cứng cho bộ phận đàn hồi Các vấu hạn chế hành trình này có khi đượcđặt trong vỏ của giảm chấn

- Các gối đỡ cao su: làm chức năng liên kết mềm Nó có mặt ở hầu hết các mốighép với khung vỏ Ngoài chức năng liên kết, nó còn có tác dụng chống rung truyền

từ bánh xe lên, giảm tiếng ồn cho khoang người ngồi

CHƯƠNG 3 TỔNG THỂ VỀ XE THAM KHẢO

Xe buýt B50 SAMCO ISUZU là loại xe buýt do công ty SAMCO sản xuất,lắp ráptrên kết cấu xe nền cơ sở ISUZU NQR75LC xuất xứ Nhật Bản có những điểm nổibật sau:

- Sử dụng sơn ICI (Anh), chịu được khí hậu nhiệt đới, sơn màu theo yêu cầu kháchhàng

- Khoang lái rộng rãi, ghế người lái có thể điều chỉnh được

- Động cơ ISUZU 4HK1 E2N sản xuất tại Nhật Bản

- Hệ thống đèn tín hiệu được trang bị đầy đủ theo tiêu chuẩn qui định

- Sàn xe có độ bền cao, cách âm tốt

- Kính hông đa dạng có thể là loại của lùa hoặc liền tùy theo yêu cầu của kháchhàng

- Cửa lên xuống cho hành khách là 2 cửa, kiểu xếp, đóng mở tự động bằng điện

- Hệ thống âm thanh được trang bị DVD, 4 loa

3.1 SƠ ĐỒ TỔNG THỂ VỀ XE B50 SAMCO ISUZU

Hình 3-1 Bản vẽ tổng thể xe tham khảo

3.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN

Bảng 3-1: Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe B50 SAMCO ISUZU

Kích thướcKích thước tổng thể (DxRxC)(mm) 8225x2310x2920

Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm)

Trọng lượng

Bán kính quay vòng tối thiểu(m) 8,3

Dung tích bình nhiên liệu(lít) 100

Phanh – Giảm sóc – Lốp xe

Công suất cực đại (kW/rpm) 110/2600

Mômen xoắn cực đại (Nm/rpm) 404/1500-2600

Thông số khác

3.3 KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG TRÊN XE

3.3.1 Động cơ

Động cơ diesel 4JA1 được trang bị cho xe ISUZU NQC75LC có dạng buồng

đốt được tạo ra trên đỉnh piston thiết kế đặc biệt Thiết kế này tạo ra mức tiết kiệmnhiên liệu tốt hơn ở mọi điều kiện hoạt động của động cơ Piston tự điều tiết nhiệt

có gắn thép đúc ở vấu chốt piston dùng để làm giảm dãn nở nhiệt và giảm tiếng gõkhi động cơ còn lạnh Xy lanh khô mạ crôm để tạo độ bền cao nhất Trục khuỷuđược xử lý bề mặt để tăng tuổi thọ Động cơ 4HK1 E2N sử dụng bơm cao áp VE dohãng Bosch chế tạo Động cơ có thông số kỹ thuật như sau :

Loại động cơ: 4 kỳ, OHV, làm mát bằng nước

Loại buồng đốt: Phun trực tiếp

Loại nòng xylanh: Loại khô, mạ crôm, thép không rỉ

Hệ thống truyền động cam: Truyền động bánh răng

Dung tich xylanh: 5193 (cm3)

Tỷ số nén:  = 17,5

Công suất cực đại: Nemax = 110(KW)/2600(v/p)

Momen cực đại: Memax = 404(Nm)/1500-2600(v/p)

3.3.2 Hệ thống bôi trơn

Phương pháp bôi trơn: Loại áp lực tuần hoàn

Loại dầu nhớt: API-CD hoặc cao hơn

Loại bơm nhớt: Dùng bơm bánh răng

Loại lọc nhớt: Dùng loại giấy( dùng 1 lần)

Loại bộ làm mát nhớt: Nhớt được làm mát bằng nước

3.3.3.Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát động cơ gồm: két nước, bơm nước, quạt gió két nước và vanhằng nhiệt Nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong xy lanh sẽ làm nóng các chi tiếtquanh buồng đốt động cơ Nếu các chi tiết này không được làm mát thì nhiệt độđộng cơ tăng cao và gây quá nhiệt, do vậy làm giảm công suất động cơ Nhiệt độcao cũng ảnh hưởng không tốt đến dầu nhớt bôi trơn được cung cấp tới các chi tiếtchuyển động của động cơ, làm giảm hiệu quả bôi trơn, làm biến chất dầu nhớt, gâymài mòn và gây kẹt Để nhiệt độ nước làm mát tăng nhanh khi còn lạnh giúp chođộng cơ làm việc tốt hơn, nước làm mát được tuần hoàn nhờ bơm nước và qua ốngnhánh rồi trở về thân máy Lúc này nước không tuần hoàn qua két nước Mặt kháckhi động cơ quá lạnh thì sẽ làm giảm hiệu quả nhiệt và quá trình đốt cháy nhiên liệu

sẽ không tốt Nó cũng làm cho xy lanh mòn nhanh hơn vì dioxit lưu huỳnh tạo ratrong hành trình nổ sẽ hợp với nước trong khí cháy tạo ra chất ăn mòn Hệ thốnglàm mát được thiết kế nhằm tránh cho động cơ làm việc ở nhiệt độ quá cao cũngnhư quá thấp và duy trì hoạt động của động cơ ở nhiệt độ thích hợp khi nhiệt độnước làm mát đạt tới một giá trị nhất định van hằng nhiệt bắt đầu mở và lượng nướctuần hoàn qua két nước sẽ tăng dần lên Van hằng nhiệt sẽ mở hoàn toàn khi nhiệt

độ đạt tới nhiệt độ mở van hoàn toàn Lúc này toàn bộ nước làm mát sẽ tuần hoànqua kết nước để đảm bảo hiệu quả làm mát

- Bơm nước kiểu li tâm truyền động từ trục khuỷu qua dây đai hình thang

- Quạt gió có 8 cánh uốn cong được đặt sau két nước làm mát để hút gió, làm tănglượng gió qua kết làm mát nước

- Két làm mát nước được đặt trước đầu của ôtô để tận dụng lượng gió qua két

để làm mát nước

3.3.4.Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu gồm thùng nhiên liệu, bộ tách nước, bộ lọc nhiên liệu,bơm cao áp và vòi phun Nhiên liệu trong thùng nhiên liệu được bơm hút tới bơmcung cấp, trước khi tới bơm cao áp, nhiên liệu đã được lọc để loại bỏ nước, cặn bẩn.Bơm cao áp cấp nhiên liệu với áp suất rất cao qua ống cao áp và phun vào buồngđốt động cơ qua vòi phun Khi tốc độ động cơ tăng lên thì bơm cung cấp sẽ cấpnhiều nhiên liệu, nhưng lượng nhiên liệu cần thiết để phun vào xy lanh thì thay đổitheo điều kiện làm việc của xe mà không phụ thuộc vào tốc độ động cơ Vì vậy,lượng nhiên liệu do bơm cung cấp luôn dư thừa Do đó, hệ thống nhiên liệu có bố tríđường ống hồi từ vòi phun bơm cao áp qua lọc dầu để hồi nhiên liệu thừa về thùngnhiên liệu

- Thùng nhiên liệu có dung tích 100 lít

- Bơm cao áp là loại bơm rôto( kiểu Bosch) được dẫn động từ trục cam của độngcơ

- Trên bơm cao áp có đặt bộ điều tốc loại cơ khí để hạn chế khi động cơ vượttốc

- Lọc nhiên liệu được sử dụng là loại lọc giấy và bộ tách nước

3.3.5 Hệ thống truyền lực

3.3.5.1.Ly hợp

6 số tiến,1 số lùi.

3.3.6 Hệ thống phanh

Hệ thống phanh kiểu tang trống, dẫn động thủy lực, trợ lực chân không

Toàn bộ phanh ở các bánh xe đều được tự động điều chỉnh Phanh được điều chỉnhbằng cách đạp bàn đạp phanh nhiều lần

Hình 3-2 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh

1- Cơ cấu phanh trước 2- Cơ cấu phanh sau

5- Xy lanh chính 6- Piston xy lanh chính

7- Bàn đạp phanh 8- Xy lanh công tác

9- Bầu chia 10- Nối với đương nạp động cơ

11- Màng 12- Van nối giữa khoang A với không khí