Thiết kế hệ thống treo trên xe du lịch 4 chổ dựa trên cơ sở xe Hyundai accent 2010

Ngày nay, Ô tô máy kéo là phương tiện cơ giới không thể thiếu trên rất nhiều kĩnh vực khác nhau. Như vậy ô tô máy kéo cần có sự trang bị, cải tiến để đám ứng được những điều kiện làm việc và đòi hỏi chất lượng ngày càng cao ở người sử dụng.Khi ôtô chạy trên đường không bằng phẳng thường phát sinh dao động. Những dao động này thường ảnh hưởng xấu tới hàng hóa, tuổi thọ của xe, đặc biệt ảnh hưởng tới người lái và hành khách ngồi trên xe. Dao động của xe đảm bảo hay không đều được quyết định ở hệ thống treo mà xe được trang bị. Chính vì vậy việc nghiên cứu, khai thác, cải tiến hệ thống treo trên các dòng xe hiện có là rất cần thiết. Tạo cơ sở cho việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống treo trên xe cho phù hợp với điều kiện sử dụng ở Việt Nam.Trước những yêu cầu thực tiễn trên nên trong Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ôtô, tôi chọn thực hiện đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống treo cho xe du lịch 4 chổ dựa trên cơ sở xe Hyundai accent 2010.Thông qua việc thực hiện đề tài này tôi đã tự củng cố, bổ sung thêm cho mình những kiến thức về chuyên ngành nói chung, hệ thống treo trên xe nói riêng. Tạo tiền đề cho việc ứng dụng và phát triển trong công việc sắp tới. Đề tài được thực hiện trong thời gian tương đối ngắn, trình độ hiểu biết của người thực hiện còn nhiều hạn chế. Do đó không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thực hiện đề tài. Rất mong được các thầy cô, cùng các bạn đọc góp ý cho tôi. Tôi xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn Ts Lê Văn Tụy, các thầy cô trong khoa Cơ khí giao thông và các bạn đồng nghiệp, đã giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đề tài để tôi hoàn thành đề tài của mình.Xin chân thành cảm ơnĐà Nẵng, ngày …. tháng 06 năm 2015Sinh viên thực hiện:Trần Tiến ĐạtChương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ1.1CÔNG DỤNG ,YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI1.1.1.Công dụngTrên 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 động bánh xe” của ôtô đảm bảo các bánh xe lăn và thân xe chuyển động tịnh tiến, thực hiện 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 khả năng 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 êm bánh xe trên nền và hạn chế tối đa các rung động truyền từ bánh xe lên thân xe. Do vậy giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết có sự liên kết mềm. Hệ thống treo là tập hợp tất cả những chi tiết tạo nên liên kết đàn hồi giữa bánh xe và thân vỏ hoặc khung xe nhằm thỏa mãn các chức năng chính sau đây: Đảm bảo yêu cầu về độ êm dịu trong chuyển động, tạo điều kiện nâng cao tính tiện nghi trong sử dụng của ôtô, đó là tập hợp các điều kiện nhằm đảm bảo duy 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 bao gồm: biên độ, tần số, gia tốc,... các yếu tố này có thể ảnh hưởng tới trạng thái làm việc của con người trên ôtô. Đảm bảo yêu cầu về khả năng tiếp nhận các thành phần lực và mômen tác dụng giữa bánh xe và đường nhằm tăng tối đa sự an toàn trong chuyển động, giảm thiểu sự phá hỏng nền đường của ôtô, trong đó một chỉ tiêu quan trọng là độ bám đường của bánh xe.Hệ thống treo nói chung, gồm có ba bộ phận chính là: bộ phận đàn hồi, bộ phận dẫn hướng và bộ phận giảm chấn. Mỗi bộ phận đảm nhận một chức năng và nhiệm vụ riêng biệt. Bộ phận đàn hồi: dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng, làm giảm 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 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. Động học của bộ phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo, biến cơ năng của dao 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 tô khách và một số ô tô vận tải, còn có thêm một bộ phận phụ nữa là bộ phận ổn định ngang. Bộ phận này có nhiệm vụ giảm độ nghiêng và các dao động lắc ngang của thân võ xe.1.1.2 Yêu cầuHệ 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 hành trình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết khi chạy trên đường tốt và không bị va đập liên tục lên các ụ hạn chế khi chạy trên đường xấu không bằng phẳng với tốc độ cho phép. Khi xe quay vòng, tăng tốc hoặc phanh thì vỏ xe không bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu. Đặc tính động học, quyết định bởi bộ phận dẫn hướng, phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định và có tính điều khiển cao, cụ thể là: + Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trụ quay đứng của bánh xe dẫn hướng không đổi hoặc thay đổi không đáng kể. + Đảm bảo sự tương ứng động học giữa các bánh xe và truyền động lái, để tránh gây ra hiện tượng tự quay vòng hoặc dao động các bánh xe dẫn hướng xung quanh trụ quay của nó. Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động được 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.1.1.3 Phân loạiTheo dạng bộ phận dẫn hướng, hệ thống treo được chia làm các loại: Phụ thuộc. Độc lập.Theo loại phần tử đàn hồi, gồm có: 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, chia ra: Loại giảm chấn thuỷ lực: tác dụng một chiều và hai chiều. Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: gồm ma sát trong bộ phận đàn hồi và trong bộ phận dẫn hướng.Theo sự thay đổi đặc tính điều chỉnh, có: Hệ thống treo không tự điều chỉnh. Hệ thống treo tự động điều chỉnh (bán tích cực, tích cực).1.1.3.1 Hệ thống treo độc lập Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống treo độc lập.21 Bánh xe; 2 Thùng xe; 3Dầm cầu; 4 Khớp nối5 Giảm chấn ; 6 Phần tử đàn hồi Đặc điểm của cơ cấu treo độc lập là hai bánh trước không nối liền bằng một dầm cứng mà bằng dầm cầu cắt, bánh này không phụ thuộc vào bánh kia, cho phép các bánh xe dịch chuyển độc lập. Bộ phận hướng trong trường hợp này có thể là loại đòn, loại đòn ống hay còn gọi là Makferxon . Loại đòn lại có loại: 1 đòn, 2 đòn, loại đòn lắc trong mặt phẳng ngang, lắc trong mặt phẳng dọc và lắc trong mặt phẳng chéo.Ưu nhược điểm của hệ thống treo độc lập: Cho phép tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, nhờ đó tăng được độ êm dịu chuyển động. Không gian gầm xe ít bị chiếm chỗ do vậy có khả năng giảm chiều cao trọng tâm ôtô, điều này rất cần thiết với các loại ôtô con. Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng mômen con quay. Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe. Hạn chế khả năng truyền lực bên giữa hai bánh xe. Phức tạp và đắt tiền khi sử dụng ở các cầu chủ động. Vì thế các ôtô du lịch hiện đại thường dùng hệ thống treo phụ thuộc ở cầu sau. Hệ thống treo độc lập ở các cầu chủ động chỉ sử dụng trên các ôtô có tính cơ động cao1.1.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống treo phụ thuộc.21 Bánh xe; 2 Thùng xe; 3Giảm chấn; 4 Dầm cầu 5 Phần tử đàn hồi Đặc trưng cấu tạo của hệ thống treo phụ thuộc là dầm cầu liền liên kết cứng giữa hai bánh xe. Bởi vậy, dịch chuyển của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau. Việc truyền lực và mômen từ bánh xe lên khung có thể thực hiện trực tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, Ô tô máy kéo là phương tiện cơ giới không thể thiếu trên rất nhiềukĩnh vực khác nhau Như vậy ô tô máy kéo cần có sự trang bị, cải tiến để đám ứngđược những điều kiện làm việc và đòi hỏi chất lượng ngày càng cao ở người sửdụng

Khi ôtô chạy trên đường không bằng phẳng thường phát sinh dao động.Những dao động này thường ảnh hưởng xấu tới hàng hóa, tuổi thọ của xe, đặc biệtảnh hưởng tới người lái và hành khách ngồi trên xe Dao động của xe đảm bảo haykhông đều được quyết định ở hệ thống treo mà xe được trang bị

Chính vì vậy việc nghiên cứu, khai thác, cải tiến hệ thống treo trên các dòng

xe hiện có là rất cần thiết Tạo cơ sở cho việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống treotrên xe cho phù hợp với điều kiện sử dụng ở Việt Nam

Trước những yêu cầu thực tiễn trên nên trong Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành

ôtô, tôi chọn thực hiện đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống treo cho xe du lịch 4 chổ dựa trên cơ sở xe Hyundai accent 2010.

Thông qua việc thực hiện đề tài này tôi đã tự củng cố, bổ sung thêm chomình những kiến thức về chuyên ngành nói chung, hệ thống treo trên xe nói riêng.Tạo tiền đề cho việc ứng dụng và phát triển trong công việc sắp tới

Đề tài được thực hiện trong thời gian tương đối ngắn, trình độ hiểu biết củangười thực hiện còn nhiều hạn chế Do đó không thể tránh khỏi những sai sót trongquá trình thực hiện đề tài Rất mong được các thầy cô, cùng các bạn đọc góp ý chotôi Tôi xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn Ts Lê Văn Tụy, các thầy côtrong khoa Cơ khí giao thông và các bạn đồng nghiệp, đã giúp đỡ trong suốt quátrình thực hiện đề tài để tôi hoàn thành đề tài của mình

Xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày … tháng 06 năm 2015

Sinh viên thực hiện:

Trần Tiến Đạt

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ

1.1 CÔNG DỤNG ,YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI

1.1.1 Công dụng

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 caotính tiện nghi trong sử dụng của ôtô, đó là tập hợp các điều kiện nhằm đảm bảo duytrì 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 trạng thái làmviệc 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 khi chuyển động

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

xe đối với khung

- 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 củathân võ xe

1.1.2 Yêu cầu

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 tốtvà không 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

1.1.3 Phân loại

Theo dạng bộ phận dẫn hướng, hệ thống treo được chia làm các loại:

- Phụ thuộc

- Độc lập

Theo loại phần tử đàn hồi, gồm có:

- 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, chia ra:

- Loại giảm chấn thuỷ lực: tác dụng một chiều và hai chiều

- Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: gồm ma sát trong bộ phận đàn hồi và trongbộ phận dẫn hướng

Theo sự thay đổi đặc tính điều chỉnh, có:

- Hệ thống treo không tự điều chỉnh

- Hệ thống treo tự động điều chỉnh (bán tích cực, tích cực)

1.1.3.1 Hệ thống treo độc lập

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống treo độc lập.[2]

1- Bánh xe; 2- Thùng xe; 3-Dầm cầu; 4- Khớp nối

5- Giảm chấn ; 6- Phần tử đàn hồi

Đặc điểm của cơ cấu treo độc lập là hai bánh trước không nối liền bằng mộtdầm cứng mà bằng dầm cầu cắt, bánh này không phụ thuộc vào bánh kia, cho phépcác bánh xe dịch chuyển độc lập Bộ phận hướng trong trường hợp này có thể làloại đòn, loại đòn - ống hay còn gọi là Makferxon Loại đòn lại có loại: 1 đòn, 2đòn, loại đòn lắc trong mặt phẳng ngang, lắc trong mặt phẳng dọc và lắc trong mặtphẳng chéo.

Ưu - nhược điểm của hệ thống treo độc lập:

- Cho phép tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, nhờ đó tăng được độ

êm dịu chuyển động

- Không gian gầm xe ít bị chiếm chỗ do vậy có khả năng giảm chiều cao trọngtâm ôtô, điều này rất cần thiết với các loại ôtô con

- Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng mômencon quay

- Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn địnhcủa xe

- Hạn chế khả năng truyền lực bên giữa hai bánh xe

- Phức tạp và đắt tiền khi sử dụng ở các cầu chủ động Vì thế các ôtô du lịchhiện đại thường dùng hệ thống treo phụ thuộc ở cầu sau Hệ thống treo độc lập ởcác cầu chủ động chỉ sử dụng trên các ôtô có tính cơ động cao

1.1.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống treo phụ thuộc.[2]

1- Bánh xe; 2- Thùng xe; 3-Giảm chấn; 4- Dầm cầu

5- Phần tử đàn hồi

Đặc trưng cấu tạo của hệ thống treo phụ thuộc là dầm cầu liền liên kết cứnggiữa hai bánh xe Bởi vậy, dịch chuyển của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫnnhau Việc truyền lực và mômen từ bánh xe lên khung có thể thực hiện trực tiếp quacác phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh đòn Trên cầu bị động, dầm cầucứng thường làm bằng thép định hình liên kết dịch chuyển của hai bánh xe Trêncầu chủ động, dầm cầu vừa liên kết giữa hai bánh xe vừa chứa bên trong toàn bộcụm truyền lực cầu xe Sự liên kết cầu xe với thân xe thông qua dầm cầu và hệthống treo Trong quá trình chuyển động, nếu một bánh xe dịch chuyển theo phươngthẳng đứng sẽ xảy ra các chuyển vị phụ theo các trục tọa độ ảnh hưởng tới cácchuyển vị của bánh xe bên kia và dẫn tới giảm khả năng lăn phẳng của các bánh xe.

Ưu, nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc:

- Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ trong khi vẫn đảm bảo được các yêu cầu cầnthiết, nhất là đối với những xe có tốc độ chuyển động không lớn

- Khi tổng ngoại lực theo phương ngang tác dụng lên ôtô lớn hơn tổng khảnăng bám bên của cả hai bánh xe, sẽ xảy ra hiện tượng trượt ngang Nếu dầm cầuliền, khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe được liên kếtcứng sẽ hạn chế được hiện tượng trượt bên bánh xe

- Dễ tháo lắp và sửa chữa, giá thành thấp

- Khối lượng phần không được treo lớn, đặc biệt trên cầu chủ động Khi xe

đi trên đường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên va đập mạnhgiữa phần không treo và phần treo (thùng xe), làm giảm độ êm dịu chuyển động củaôtô Mặt khác, bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu sự tiếp xúc bánh xevới đường

- Khoảng không gian phía dưới gầm xe phải lớn, đủ đảm bảo cho dầm cầuthay đổi vị trí, do vậy: hoặc chiều cao trọng tâm phải lớn, hoặc phải giảm bớt thểtích khoang chứa hàng của xe

1.2 C U T O CHUNG C A H TH NG TREOẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG TREO ẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG TREO ỦA HỆ THỐNG TREO Ệ THỐNG TREO ỐNG TREO

1.2.1 Bộ phận đàn hồi

Trên ô tô bộ phận đàn hồi có thể dùng các loại : Nhíp, lò xo, thanh xoắn, cao

su, khí nén hay thuỷ khí

1.2.1.1.Phần tử đàn hồi loại nhíp

Là loại đàn hồi dùng rất phổ biến

- Ưu điểm:

+ Kết cấu và chế tạo đơn giản

+ Sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng

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

- Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại

- Thời gian phục vụ ngắn

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

a Nhíp lá không có nhíp phụ

Hình 1.3 : Nhíp parabol(tiết diện thay đổi theo chiều dài)[3]

1-tai nhíp; 2- vòng kẹp; 3- nhíp lá ; 4-đệm cánh ;5-bu lông

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

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

Để giảm ảnh hưởng của ma sát đến độ êm dịu chuyển động và tổi thọ củanhíp ,người ta cũng dùng các vật liệu như chất dẻo hay cao su lót giữa các lá nhíp ởchổ truyền lực và chổ bắt chặt nhíp với cầu

Khi tải trọng trên cầu thay đổi nhiều có thể dung nhíp phụ đễ tăng độ êm dịucho hệ thống

b Nhíp lá có nhíp phụ

Hình 1.4 : Kết cấu nhíp lá có nhíp phụ [3]

1-Giá đở nhíp chính ; 2-vòng kẹp ; 3-quang nhíp ; 4-tấm đệm dưới

5-trục bánh xe ; 6-giảm chấn ; 7-nhíp chính ; 8-quang treo

9-gối đở ; 10-tai cường hóa ; 11-giá đở ; 12-đinh tán 13-giá đở nhíp phụ ; 14-nhíp phụ ; 15-tấm đệm trên

16-chốt định vị ; 17-khung xe

Trên các xe có tải trọng tác dụng lên cầu thay đổi trong giới hạn lớn và đột

ngột 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 non tải chỉ có một mình nhíp chính làm việc Khi tải tăng đếnmột giá trị quy định thì nhíp phụ bắt đầu tham gia chịu tải cùng nhíp chính ,làm tăngđộ cứng của hệ thống treo cho phù hợp với tải

Nhíp phụ có thể đặt trên hay dưới nhíp chính tùy theo vị trí giữa cầu và

khung củng như kích thước và biến dạng yêu cầu của nhíp

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

Kết cấu đầu lá nhíp có thể là theo dạng chử nhật, hình thang hay ô van vát mỏng

- Để lắp nhíp lên khung xe, đầu một hay hai lá nhíp trên cùng được uốn conglại thành tai nhíp

- Để giảm tải cho các lá nhíp chính và phân bố đều tải lên các lá trên và dướingười ta chế tạo các lá có độ cong ban đầu khác nhau

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

Hình 1.5: Kết cấu bộ nhíp[3]

1-Bu lông trung tâm ; 2-Vòng kẹp ; 3-tai nhíp ; 4-nhíp số:15-nhíp số 2

6-nhíp số 3 ; 7-nhíp số 4; 8-nhíp số 5 :9-nhíp số 6 ; 10-nhíp số 7

Để ghép thành bộ , các lá nhíp được đột lỗ rồi dùng bu lông trung tâm 1 xỏqua và xiết chặt lại Ngoài ra cũng có thể được định vị bằng gờ lồi và rãnhlỏm Công dụng chính của bu lông trung tâm là giữ và ép chặt các lá nhíp vớinhau Tuy vậy đầu của bu lông (cũng như gờ lồi trên lá nhíp ) có thể dùng làm phầntử định vị khi lắp đặt nhíp lên dầm cầu

Để các lá nhíp không bị xoay lệch và để truyền lực từ các lá nhíp người tadùng các vòng kẹp để bó các lá nhíp lại

Hình 1.6: Sơ đồ bó các lá nhíp [3]

1-vòng kẹp ; 2-bu lông siết ; 3-các lá nhíp

1.2.1.2.Phần tử đàn hồi loại lò xo trụ

Hình 1.7 Lò xo trụ [2]

1-đế trên ; 2-đệm cao su ;3-lò xo ;4-đế dưới

Dùng nhiều trên xe du lịch với cả hệ thống treo độc lập và phụ thuộc

Các lò xo được làm bằng thanh thép lò xo đặc biệt Khi đặt tải trọng lên một lò xo , toàn bộ thanh thép bị xoắn khi lò xo co lại Nhờ vậy năng lượng của ngoại

lực được tích lại , và chấn động được giảm bớt

Đặc điểm của lò xo trụ

- Tỷ lệ hấp thu năng lượng tính cho một đơn vị khối lượng cao hơn so với loại lò

xo lá (nhíp)

- Có thể chế tạo các lò xo mềm

- Vì không có ma sát giữa các lá như ở nhíp nên cũng không có khả năng tự

khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chấn

- Vì không chịu được lực theo phương nằm ngang nên cần phải có các cơ cấu

liên kết để đỡ trục bánh xe (đòn treo, thanh giằng ngang )

Lò xo phi tuyến tính

Nếu lò xo trụ được làm từ một thanh thép có đường kính đồng đều thì toàn bộ lò xo

sẽ co lại đồng đều , tỷ lệ với tải trọng Nghĩa là, nếu dùng lò xo mềm thì không chịu được tải trọng nặng còn nếu sử dụng lò xo cứng thì xe chạy không êm với tải trọng nhỏ

Tuy nhiên , nếu sử dụng một thanh thép có đường kính thay đổi đều thì hai đầu của lò xo sẽ có độ cứng thấp hơn phần giữa Nhờ thế, khi có tải trọng nhỏ thì hai đầu lò

xo sẽ co lại và hấp thu chuyển động Mặt khác , phần giữa của lò xo lại đủ cứng để chịu được tải trọng nặng.

Các lò xo có bước không đều, lò xo hình nón cũng có tác dụng như vậy

Ưu điểm: Kết cấu và chế tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước gọn

Nhược điểm: chỉ tiếp nhận được tải trọng thẳng đứng mà không truyền đượccác lực dọc ngang và dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm bộ phận hướng riêng

Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tínhtuyến tính , có thể chế tạo lò xo có bước thay đổi dạng côn hay parabol để nhậnđược đặc tính đàn hồi phi tuyến

1.2.1.3.Phần tử đàn hồi loại thanh xoắn

Lò xo thanh xoắn (gọi tắt là thanh xoắn) là một thanh thép lò xo có tính đàn

hồi xoắn Một đầu của thanh xoắn được gắn cứng với khung hoặc các kết cấu khác của thân xe , còn đầu kia được gắn với bộ phận chịu tải trọng xoắn

Thanh xoắn cũng được sử dụng để làm thanh ổn định

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

Hình 1.8 : Các dạng kết cấu của thanh xoắn [3]

1-đầu then hoa ; 2-thanh xoắn tiết diện tròn ;3-thanh xoắn ghép chùm

4-đầu lục giác ; 5-thanh xoắn tiết diện dẹt

Thanh xoắn ghép chùm thường sử dụng khi kết cấu bị hạn chế về chiều dài

Thanh xoắn được lắp nối lên khung và với bánh xe (qua các đầu dẫn hướng)bằng các đầu then hoa, then hoa thường có dạng tam giác với góc giữa các mặt thenbằng 900

1.2.1.4 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 trêncác 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 hệthống treo 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 1.9) hay dạng ống(hình 1.10) 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

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

Hình 1.9:Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu [3]

1 Vỏ bầu ; 2 Đai xiết ; 3 Vòng kẹp;4 Lõi thép tang bền

Hình 1.10 : Phần tử đàn hồi khí nén loại ống [3]

1 Pittong ; 2 Ống lót; 3 Bu lông; 4,7 Bích kẹp; 5 Ụ cao su;

6 Vỏ bọc; 8 Đầu nối ; 9 Nắp

1.2.1.5.Phần tử đàn hồi thủy khí

Phần tử đàn hồi thuỷ khí được sử dụng trên các xe có tải trọng lớn hoặc rất lớn

Kết cấu: do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thuỷ khí có kết cấu kiểuxylanh kim loại và piston dịch chuyển trong đó Xylanh được nạp dầu như thế nàođể không khí không trực tiếp tiếp xúc với piston Tức là áp suất được truyền giữapiston và khí nén thông qua môi trường trung gian là lớp dầu Dầu đồng thời có tácdụng giảm chấn khi tiết lưu qua các lỗ và van bố trí kết hợp trong kết cấu

Phần tử đàn hồi thuỷ khí có thể phân ra các loại: có khối lượng khí không đổi

hay 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 giản nhất

Hình 1.11 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại không có buồng đối áp [3]

1-pistong ; 2-xylanh ; 3-khoang chính ; 4-phớt làm kín

Hình 1.12 Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại có buồng đối áp [3]

1-xylanh; 2-pistong; 3-buồng đối áp; 4-buồng chính ;5-phớt làm kín

- Ưu điểm: tương tự phần tử đàn hồi khí nén, ngoài ra còn có ưu điểm như:

+ Có đặc tính đàn hồi phi tuyến

+ Đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn

+ Kích thước nhỏ gọn hơn

- Nhược điểm :

+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền

+ Yêu cầu độ chính xác chế tạo cao

+ Nhiều đệm làm kín

1.2.2 Bộ phận hướng

1.2.2.1.Bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc

Nếu phần tử đàn hồi là nhíp thì nhíp sẻ đảm nhận luôn vai trò của bộ phậnhướng Nếu phần tử đàn hồi không thực hiện chức năng của bộ phận hướng thìngười ta dùng cơ cấu đòn 4 thanh hay chử V

Hình 1.13 : Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc [2]

1-điểm tựa ;2-thanh dẫn hướng trên ;3-bánh xe ;4-trục bánh xe

5-thanh ổn định ngang ;6-thanh dẫn hướng dưới

1.2.2.2.Bộ phận hướng của hệ thống treo độc lập

Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận hướng được làmriêng rẽ Bộ phận đàn hồi thường là các lò xo trụ hay thanh xoắn, còn bộ phậnhướng là các thanh đòn n,goài ra còn có các loại :

- Loại đòn-ống hay Macpherxon

Hình 1.14: Hệ thống treo độc lập loại đòn - ống (Macpherxon)[3]

1-bánh xe; 2-đòn ngang dưới ;3-thanh ổn định ;4-lò xo 5-giảm chấn ; 6-khung vỏ xe ; 7-đòn ngang trên

- Kiểu hình thang với chạc kép

Hình 1.15 : Sơ đồ hệ thống treo kiểu hình thang chạc kép [3]

1-bánh xe; 2-đòn ngang dưới ;3-thanh ổn định ;4-lò xo 5-giảm chấn ; 6-khung vỏ xe ; 7-đòn ngang trên

-Kiểu chạc xiên

Hình 1.16 : Sơ đồ hệ thống treo kiểu chạc xiên [3]

1-bánh xe; 2-đòn ngang dưới ;3-thanh ổn định ;4-lò xo

5-giảm chấn ; 6-khung vỏ xe

1.2.3 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 làmnhỏ hơn 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 (1.17) Do được bố trí nhưvậy nên lực tác dụng lên piston giảm chấn nhỏ và điều kiện làm mát giảm chấn rấttốt

Hình 1.17 Sơ đồ bố trí giảm chấn ống.[3]

1- bánh xe; 2- vỏ xe ;3-giảm chấn ống ;4-lò xo 5-thanh dẫn hướng ;6-trục bánh xe ;7-chốt ;8-mâm phanh

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:

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

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

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

Hình 1.18 Giảm chấn hai lớp vỏ [3]

1,22-Tai; 2-đáy ; 3-van nạp ; 4-xy lanh công tác ; 5-xylanh ngoài; 6-van nén

7-pistong ;8-van trả ; 9-vòng găng piston; 10-van thông qua ;11-vỏ

12-cần piston ;13-bạc dẫn hướng ; 14-vòng cao su ; 15,17-vòng làm kín

16-lò xo vòng làm kín; 18-đệm thép ;19-vòng bít ;20-đệm nhôm

21-các phớt làm kín cần pistong

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 và van thông đi lên khoang trên Do thể tích pistongiải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuốngdưới (do ở khoang trên có thêm cần piston) Nên một phần dầu phải chảy qua khetiết lưu trên van đi sang buồng bù của giảm chấn

- Trả nhẹ: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ khoangtrên, qua các lỗ tiết lưu 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 độchênh áp Vì thế dầu từ buồng bù chảy qua van hút vào khoang dưới piston để bùcho lượng dầu còn thiếu

- Trả mạnh: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn Áp suất trong khoangtrên piston tăng cao ép lò xo mở van trả ra cho dầu đi qua dãy lỗ trong xuốngkhoang dưới Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụnglên cần giảm chấn

So với giảm chấn loại hai ống có cùng đường kính ngoài , thì giảm chấn loạimột ống có khối lượng nhỏ hơn (20%÷40%), số lượng chi tiết ít hơn (15÷22 so với45÷55), đặc tính ổn định hơn Vì thế giảm chấn loại này ngày càng được sử dụngrộng rãi

Giảm chấn loại một ống có buồng bù chứa đầy Nitơ với áp suất 2÷3 MPa,ngăn cách với khoang chứa dầu bởi piston tùy động có các vòng làm kín Ở một sốkết cấu khác có thể dùng màng ngăn thay cho piston Trên piston, ngoài các lỗ haykhe tiết lưu còn có cả van nén và van trả

Hình 1.19 Giảm chấn một lớp vỏ [3]

1-van trả ; 2-vỏ ; 3-buồng khí nén ; 4-pistong

5-khoang thể tích ;6-pistong ;7-van nén ;8-phớt làm kín

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

Yêu cầu của giảm chấn:

Dập tắt dao động một cách hiệu quả

Làm việc trong những điều kiện đường xá và môi trường khác nhau

Kích thước trọng lượng nhỏ, giá thành thấp

Tuổi thọ cao

*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 như hình (1.20)

- 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

Hình 1.20 Sơ đồ bố trí thanh ỗn định ngang ở hệ thống treo trước.[2]

1- Thanh cân bằng; 2- Đòn dưới ;3-bu lông

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 vớichức 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 thì

hệ thống treo không có mặt phần tử đàn hồi phụ (thanh ổn định)

Chương 2 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ XE HYUNDAI ACCENT 2010

2.1 SƠ ĐỒ TỔNG THỂ VỀ XE HYUNDAI ACCENT 2010

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể xe Hyundai Accent.[1]

2.2 CÁC THÔNG SỐ KỶ THUẬT CƠ BẢN

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Hyundai Accent [1]

3 Khoảng cách 2 vệch bánh

12 Phân bố tải trọng:

2.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ

- Động cơ trên xe tham khảo là động cơ Gamma 1.4L Đây là động cơ dùngnhiên liệu xăng điều khiển điện tử , với 4 xylanh thẳng hàng Hệ thống phối khí 16valve DOHC, kết hợp với hệ thống thay đổi thời điểm đóng mở xupap nạp CVVTgiúp tiết kiệm đáng kể lượng tiêu hao nhiên liệu cũng như giảm ô nhiễm môitrường

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của động cơ Gamma 1.4 DOHC

DOHC

2 Đường kính xy lanh / hành

2.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP SỐ

- Hộp số có nhiệm vụ thay đổi tỉ số truyền và momen xoắn từ động cơ đến cácbánh xe chủ động phù hợp với momen cản luôn thay đổi và nhằm tận dụng tối đacông suất của động cơ

- Hộp số sử dụng trên xe Hyundai Accent là hộp số thường có 5 cấp tốc độ

- Thành phần chính của hộp số gồm một trục bánh răng sơ cấp, một trục bánhrăng thứ cấp Hộp số hoạt động nhờ kết nối với trục khuỷu của động cơ thông qua

ly hợp đĩa ma sát Trên trục thứ cấp có bánh răng luôn được nối trực tiếp với bánhrăng của truyền lực chính, và momen được truyền đến bánh xe thông qua bộ vi sai

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của hộp số xe tham khảo

- Ưu điểm của hộp số:

+ Giá thành rẻ hơn hộp số tự động

+ Bảo dưỡng đơn giản hơn, ít tốn kém hơn

+ Nếu được sử dụng thích hợp có thể hoạt động hàng trăm nghìn km mà

không trục trặc

+ Việc thay dầu định kỳ cũng không thường xuyên như hộp số tự động.

+ Trên đường trường, số tay tiết kiệm từ 5-15% nhiên liệu so với số tự động

- Nhược điểm:

+ Thao tác khi sang số phức tạp

2.5 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG LÁI

* Thông số kĩ thuật của hệ thống lái:

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của hệ thống lái

- Hệ thống EPS sử dụng một động cơ điện nhận năng lượng trực tiếp từ ắcqui, để hổ trợ lực điều khiển vô lăng và nó hoạt động độc lập theo thông tin nhậnđược từ các cảm biến một cách kịp thời và chính xác hơn so với kiểu điều khiểnthủy lực thông thường

- Hệ thống lái trên xe tham khảo là hệ thống lái trợ lực điện EPS

* Ưu điểm:

+ Không phụ thuộc vào tốc độ vòng quay của động cơ

+ Tăng khả năng thích ứng của hệ thống lái trong các điều kiện làm việc khácnhau

+ Tạo điều kiện kiểm soát chặt chẽ sự làm việc của hệ thống lái thông qua cácđèn báo giúp nâng cao khả năng đảm bảo an toàn trong chuyển động của ô tô

* Nhược điểm:

- Việc chế tạo các bộ phân điện tử phức tạp

- Phải thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống cung cấp điện

2.6 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH

- Hệ thống phanh chính trên xe tham khảo là hệ thống phanh làm việc với cơcấu phanh đĩa, dẫn động thủy lực trợ lực chân không, có trang bị hệ thống chốnghãm cứng bánh xe ABS Ở mỗi bánh xe có các cảm biến tốc độ nhận tín hiệu quaycủa bánh xe, khi thực hiện phanh các cảm biến tốc độ này sẽ gửi tín hiệu về ECUABS Sau đó ECU ABS sẽ tính toán và gửi tín hiệu đến điều khiển hoạt động củaHCU để tiến hành tăng hoặc giảm áp suất trong dẫn động phanh Các má phanh sẽhoạt động đóng mở liên tục để đảm bảo giảm tốc độ xe và không làm bánh xe bị kẹtcứng

- Phanh dừng (phanh tay): Phanh dẫn động cơ khí sử dụng cam tác dụng trựctiếp lên piston của cơ cấu phanh sau

- Dầu phanh: DOT 3 hoặc DOT 4

Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật của hệ thống phanh:

2 Hành trình piston trong xi lanh cái mm 36 ± 1

4 Đường kính ngoài của đĩa phanh trước mm 256

7 Đường kính ngoài của đĩa phanh sau mm 262

2.7 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO

- Hệ thống treo trước trên xe Hyundai Accent là hệ thống treo độc lập bằng lò

xo và ống giảm chấn được thiết kế theo kiểu Mac Pherson và các thanh cân bằng.Đây là hệ thống treo độc lập sử dụng rộng rãi nhất ở hệ thống treo trước của các xe

du lịch nhỏ và trung bình Giảm xóc kiểu lò xo cùng ống nhún gắn với khung xequa đệm cao su Đòn treo dưới, có dạng hình tam giác có hai điểm tỳ.

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống treo phía trước [1]

1- giảm chấn; 2-đòn ngang; 3- bánh xe; 4-lò xo trụ

5- cần đẩy pistong; 6- gối tựa; 7- Gối đỡ lò xo; 8-thùng xe

- Hệ thống treo sau trên xe Hyundai Accent là hệ thống treo phụ thuộc Với

hệ thống treo phụ thuộc, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc dầm cầu

xe, vì thế cả hai bánh xe sẽ cùng dao động với nhau khi gặp chướng ngại vật

Hình 2.3 Hệ thống treo phía sau [1]

1- giảm chấn ; 2- lò xo đàn hồi, 3- khớp quay bản lề;

4- dầm xoắn chử H ;5-tang trống; 6-bu lông; 7-bánh xe

2.8 CÁC HỆ THỐNG KHÁC

Hệ thống điện trong ôtô có hiệu điện thế là 24 V

Hệ thống gồm bình ắcqui, máy phát điện, các đồng hồ đo, đồng hồ kiểm trađược lắp ở bên trong, phía trước lái xe.Gồm hệ thống cung cấp năng lượng, khởiđộng động cơ và các thiết bị chiếu sáng bên trong và bên ngoài, hệ thống âm thanhvà thông gió, các thiết bị điện phụ trợ và hệ thống gạt nước, hệ thống khoá vi sai,các đèn kiểm tra thông báo cho biết các chế độ làm việc của từng hệ thống khôngđảm bảo yêu cầu, cho phép người lái kịp thời đưa ra những biện pháp cần thiết đểkhắc phục hỏng hóc

Chương 3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG TREO TRÊN XE HYUNDAI ACCENT

2010

3.1 CẤU TẠO CHI TIẾT HỆ THỐNG TREO

3.1.1 Hệ thống treo trước

Hệ thống treo cầu trước với kiểu treo Mc.Pherson có cấu tạo gồm:

Một đòn ngang dưới , đầu trong liên kết với khung bằng khớp trụ, đầu ngoàinối với trục ngõng bằng khớp cầu (khớp rôtuyn), đầu trên giảm chấn liên kết vớikhung vỏ Giảm chấn đóng vai trò là một trụ xoay dẫn hướng của bánh xe Bánh xeđược nối cứng với vỏ giảm chấn thông qua trục ngõng Lò xo trụ là phần tử đàn hồicủa hệ thống treo , được lắp lồng vào giảm chấn để hệ treo được gọn hơn

Như đã phân tích ở trên và dựa vào kết cấu của hệ treo cầu trước, có thể nhậnthấy những ưu – nhược điểm rõ nét của hệ treo trước với kiểu Mc.Pherson

- Ưu điểm:

Ta thấy rằng, hệ treo trước của xe thiết kế là hệ treo Mc.Pherson được sửdụng rộng rãi trên các dòng xe con, xe du lịch hiện đại và hiện còn có xu hướng ápdụng cho xe tải hạng nhỏ

Nó là biến dạng của hệ thống treo độc lập hai đòn ngang, trong trường hợpnày độ dài đòn trên được thu nhỏ lại bằng không

Ngoài những ưu điểm của hệ thống treo hai đòn ngang nó còn có những ưuviệt là kết cấu đơn giản, gọn nhẹ Do đó giải phóng được khoảng không gian dànhcho việc bố trí động cơ, hệ thống truyền lực với cầu trước chủ động

Cấu tạo của hệ thống treo kiểu này khá đơn giản, vì có ít chi tiết, nhẹ nêngiảm được phần khối lượng không được treo

Nhờ có khoảng cách lớn giữa các điểm đỡ của hệ thống treo nên ít gặp phiềnphức về căn chỉnh góc độ đặt bánh trước do lắp ghép không đúng hoặc do sai sóttrong chế tạo các chi tiết Vì vậy, ngoại trừ độ chụm (của hai bánh xe trước) việcđiều chỉnh góc đặt bánh xe thường là không cần thiết

Hình 3.1 Kết cấu hệ thống treo cầu trước [1]

1-ê cu bắt cầu giảm chấn; 2-ổ bi ; 3-giá đở lò xo trên; 4-ụ hạn chế

5-vòng chắn bụi; 6-lò xo; 7-khóa hảm; 8-giá đở lò xo dưới

9-chi tiết nối ngõng trục;10-ổ bi đở chặn; 11-trục chủ động; 12-rô tuyn đòn ngang 13-ê cu bắt rô tuyn; 14-rô tuyn thanh ổn định;15-đòn ngang; 16-tai bắt đòn ngang

17-thanh ổn định; 18-thanh nối ổn định; 19-bu lông bắt giảm chấn;

20-vỏ giảm chấn; 21-đũa đẩy; 22-vòng đệm lò xo; 23-cụm bu lông

24-giá đở giảm chấn; 25-khung xe

3.1.2 Hệ thống treo sau

Hệ thống treo cầu sau của xe thiết kế sử dụng kiểu treo phụ thuộc với dầmxoắn Eta beam, phần tử đàn hồi lò xo trụ ( kiểu treo này còn được gọi là kiểu đònkéo có dầm xoắn) Kiểu này được sử dụng chủ yếu cho hệ thống treo cầu sau củacác xe có động cơ đặt phía trước và dẫn động bánh trước Như đã trình bày ở mụctrước, với hệ thống treo cầu sau sử dụng dầm xoắn Eta beam cho phép đảm bảođược độ cứng vững cao cho cầu sau, khi mà khối lượng phân bố lên cầu sau có dãithay đổi lớn

Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ nên có thể giảm được khối lượng không được treo,tăng tính êm dịu cho xe Ngoài ra nó còn cho phép bố trí khoang chứa phía sautương đối lớn, phù hợp với đòi hỏi về sức chứa của các dòng xe du lịch và tải nhỏ.Khi có hiện tượng xoay đứng do chạy vào đường vòng hoặc trên đường mấp mô,thanh ổn định sẽ bị xoắn cùng với dầm cầu, nhờ thế mà hiện tượng xoay đứng đượcgiảm xuống, giúp xe chạy ổn định hơn.

Loại hệ thống treo này có những đặc tính sau:

*Ưu điểm:

+ Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng

+ Có độ cứng vững cao nên có thể chịu được tải nặng

+ Vì có độ cứng vững cao nên khi xe đi vào đường vòng, thân xe ít bị nghiêng.+ Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng,nhờ thế mà các bánh xe ít bị mòn

Hình 3.2 Kết cấu hệ thống treo cầu sau [1]

1-giảm chấn; 2-đế lò xo; 3-đệm; 4-lò xo; 5-dầm xoắn 6-khớp bản lề nối khung xe; 7-bu lông trụ gá giảm chấn 8-bạc lót; 9-đệm cao su; 10-ê cu; 11-ngõng trục; 12-ê cu; 13-bi đũa

3.2 KẾT CẤU CHI TIẾT CÁC BỘ PHẬN CHÍNH

3.2.1 Bộ phận đàn hồi

Lò xo trụ được chế tạo từ thép lò xo 60C2XфA, là một loại thép đặc biệt, đượcA, là một loại thép đặc biệt, đượcquấn thành hình ống trụ Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do ống lò xo bịnén Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ trong lò xo và va đập được giảmbớt

Với kết cấu đảm bảo vững chắc Lò xo trụ được lồng vào giảm chấn để hệ treođược gọn hơn Lò xo được đặt lệch khỏi đường tâm của bộ giảm chấn, sao cho cácphản lực có hướng ngược với hướng lực đặt lên hệ Điều này giải quyết được vấn đềkhi bộ giảm chấn có tác dụng như một bộ phận của hệ liên kết treo, chịu tải trọngthẳng đứng

Hình 4.2 Lắp đặt lò xo trên hệ thống treo trước.[1]

1- Ê cu bắt đầu giảm chấn; 2- Ổ bi; 3- Giá đỡ lò xo trên; 4- Ụ hạn chế;

5- Vòng chắn bụi; 6- Lò xo; 7- Khóa hãm; 8- Giá đỡ lò xo dưới;

9- Vỏ giảm chấn; 10- Đũa đẩy; 11- Vòng đệm lò xo; 12- Bu lông;

13- Giá đỡ giảm chấn trên;14- Khung, vỏ xe; 15- Ê cu.

Tuy vậy, vì các bộ giảm chấn phải chịu tải trọng từ các bánh xe nên chúng

hơi bị uốn Điều này làm phát sinh các ứng lực ngang, tạo ra ma sát giữa cần đẩy

piston và dẫn hướng cũng như giữa piston và ống lót xi lanh, làm phát sinh tiếng ồn và ảnh hướng đến độ êm chạy xe

- Ưu điểm:

Như đã phân tích ở trên, ưu điểm cơ bản của giảm chấn ống thủy lực là kíchthước nhỏ gọn hơn rất nhiều so với các loại giảm chấn khác (vị dụ như giảm chấnđòn) mà vẫn đảm bảo được tính êm dịu chuyển động cho xe.

Có độ bền cao, giá thành hợp lý và làm việc tin cậy ở cả hai hành trình

Điều kiện bao kín và tuổi thọ cao

- Nhược điểm:

So với loại một lớp vỏ: Điều kiện tỏa nhiệt kém hơn, nếu cùng kích thước thìpiston sẽ nhỏ hơn hoặc thể tích dầu làm việc nhỏ hơn

- Nguyên lý hoạt động:

+ Hành trình nén:

Nén mạnh: Tốc độ chuyển động của piston cao Khi piston chuyển độngxuống, áp suất trong buồng A (dưới piston) sẽ tăng cao, dầu sẽ đẩy mở van nén nhẹ(của van piston) và chảy vào buồng B (trên piston) mà không bị sức cản nào đángkể (không phát sinh lực giảm chấn) , đồng thời, một lượng dầu tương đương với thểtích choán chỗ của cần piston (khi nó đi vào trong xi lanh) sẽ bị ép qua van nénmạnh của van đáy và chảy vào buồng chứa, đây là lúc mà lực giảm chấn được sứccản dòng chảy tạo ra

Nén nhẹ: Tốc độ chuyển động của cần piston thấp ( Vgc ≤ 0,3 m/s ) Nếu tốcđộ của cần piston rất thấp thì van nén nhẹ của van piston và van nén mạnh củavan đáy sẽ không mở vì áp suất trong buồng A nhỏ ,vì có các lỗ nhỏ (lỗ tiết lưu)trong van piston và van đáy (van nén mạnh) nên dầu vẫn chảy vào buồng B vàbuồng chứa Vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ , khi tốc độ Vgc tăng lên thì vannén nhẹ của van piston mở cho dầu thông qua buồng B nhiều hơn

+ Hành trình trả:

Trả mạnh: Tốc độ chuyển động của cần piston cao, khi piston chuyển độnglên, áp suất dầu trong buồng B sẽ tăng cao, dầu sẽ đẩy mở van trả mạnh của vanpiston và chảy vào buồng A vào lúc này, sức cản dòng chảy đóng vai trò lựcgiảm chấn, vào lúc này lượng dầu từ buồng B cấp xuống không lấp đầy chỗtrống ở buồng A, tạo ra sự chênh áp giữa buồng chứa với buồng A , làm mở vantrả nhẹ của van đáy cho dầu từ buồng chứa vào điền đầy chỗ trống ở khoang A.Trả nhẹ: Tốc độ chuyển động của cần piston thấp (Vgc ≤ 0,3 m/s) Khi cầnpiston chuyển động lên với tốc độ thấp, nên áp suất dầu ở buồng B thấp, vì vậyvan trả mạnh vẫn đóng, lúc này dầu từ buồng B sẽ thông qua lỗ tiết lưu ở van

piston sang buồng A Sự chênh áp xuất hiện giữa buồng chứa với buồng A làmcho van trả nhẹ mở, lúc này dầu từ buồng chứa thông qua van trả nhẹ và khe tiếtlưu tại van nén mạnh vào buồng A.

Hình 4.3 Bộ phận giảm chấn thủy lực loại 2 lớp tác động 2 chiều.[1]

1- Tai trên; 2- Nắp đầu trên; 3- Ống bịt; 4- Gioăng; 5- Bạc ép; 6- Lò xo;

7- Xi lanh; 8- Cần đẩy; 9- Ống giảm chấn; 10- Lò xo van nén nhẹ;

11- Lỗ van nén nhẹ; 12- Lỗ tiết lưu luôn mở; 13- Lò xo van trả mạnh;

14- Lò xo van trả nhẹ; 15- Lỗ van trả nhẹ; 16- Lò xo van nén mạnh;

17- Đế giảm chấn; 18- Đế van nén mạnh; 19- Khe hở tiết lưu;

20- Lỗ van nén mạnh;21- Piston;22- Lỗ van trả mạnh;23 Gioăng làm kín.

3.2.3 Bộ phận hướng

+ Đòn ngang

Đòn ngang sử dụng ở xe thiết kế có kết cấu gần giống như kiểu chạc xiên.Kiểu đòn ngang với kết cấu như vậy có đặc điểm là lượng thay đổi góc Camber vàđộ chụm (do sự chuyển động lên xuống của các bánh xe) có thể được khống chế.Phạm vi khống chế được quyết định ở giai đoạn tính toán thiết kế đòn ngang, địnhgóc lắp và góc lắc của đòn ở khớp quay Từ đó xác định đặc tính sử dụng của xe

Đầu trong của đòn ngang được liên kết với khung xe bằng 1 khớp trụ nằmngang và 1 khớp trụ chiều đứng Đầu ngoài của đòn được nối với ngõng bằng khớp

rô tuyn

Kết cấu đòn ngang kiểu này có độ cứng vững tốt có thể tiếp nhận các lực khiphanh và khi tăng tốc Tuy vậy, việc tính toán thiết kế đòn ngang kiểu này tươngđối phức tạp

1 2 3

Hình 4.5 Thanh ổn định xe thiết kế.[1]

1- Đòn nối đứng; 2- Khớp rô tuyn; 3- Thanh ổn định ngang

Tùy vào kết cấu, khả năng bố trí lắp đặt của hệ treo và khung dầm xe mà kếtcấu và hình dạng của thanh ổn định được thiết kế cho phù hợp Ở đây, thanh ổnđịnh là thanh xoắn có hình chữ U, phần giữa được bắt lỏng vào khung xe, hai đầuđược nối vào chân của giảm chấn của hệ treo hai bên bánh xe thông qua thanh nốiđứng và khớp rô tuyn

Khi một bên treo bị nén thì thanh xoắn biến dạng, làm tăng độ cứng của hệtreo và san bớt tải trọng tác dụng sang bên kia Ngoài ra thanh ổn định còn có tácdụng là khi thùng xe bị nghiêng thì nó sẽ làm cho độ cứng của hệ thống treo tănglên, do đó tăng khả năng chống lật

Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE

HYUNDAI ACCENT 2010

4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

Các số liệu ban đầu và số liệu tham khảo của hệ thống treo được lựa chọn dựatrên cơ sở của xe hyundai accent 2010 của hãng hyundai

Bảng 4.1 Các thông số chọn ban đầu.[1]

03 Tải trọng không tải phân bổ lên cầu trước (G01; 54%) kg 575

04 Tải trọng không tải phân bổ lên cầu sau (G02; 46%) kg 490

05 Tải trọng toàn tải phân bổ lên cầu trước (GT1; 54%) kg 748

06 Tải trọng toàn tải phân bổ lên cầu sau (GT2; 46%) kg 637

Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo

Để tiến hành xây dựng các đường đặc tính đàn hồi và giảm chấn của hệ thốngtreo thì cần phải xác định được độ cứng cũng như các giá trị độ võng tĩnh, độ võngđộng của hệ thống Ở bước này sẽ tiến hành xác định các thông số đó.

Có rất nhiều chỉ tiêu để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô như tần sốdao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động, trong đồ án này đánh giá độ êm dịucủa ôtô thông qua tần số dao động n Căn cứ theo [3] và [4] ta có:

- n = 60 ÷ 75 (dd/ph) (đối với ôtô du lịch)

- n = 75 ÷ 90 (dd/ph) (đối với ôtô khách)

- n = 85 ÷ 110(dd/ph) (đối với ôtô tải)

Xe thiết kế là dòng xe du lịch 4 chỗ ngồi, vì vậy chọn: n1 = 68 (dd/ph) đối vớitreo cầu trước; n2= 72 (dd/ph) đối với treo cầu sau.

- Xác định độ cứng của hệ thống treo:

Độ cứng của hệ thống treo được xác định theo công thức:

C = ω2M t

2 [N/m]

(4.1)Trong đó:

C – Độ cứng của hệ thống treo

ω – Tần số dao động của hệ thống treo

Mt – Khối lượng được treo ở các cầu

+ Đối với cầu trước:

Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là:

Mt01 = G01 – Mkt1 (4.3)Khối lượng không được treo ở cầu trước: [2]

M kt=G1

5757,5=78( kg )Trong đó: M kt - Khối lượng được treo

G1 - Khối lượng cầu sau.

δ - Hệ số khối lượng (đối với ô tô du lịch δ = 6,5 – 7,5 ) [2]chọn δ = 7,5

Thay vào (4.3), ta được:

Mt01 = 575 – 78 = 497 [kg]

Khi xe ở trạng thái đầy tải thì khối lượng của phần được treo là:

MtT1 = GT1 – Mkt1= 748 – 78 = 670 [kg] (4.4)Thay số vào công thức (4.1) được độ cứng của một bên hệ treo trước khi không tải và khi đầy tải là:

+ Đối với cầu sau:

Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là:

G2 - Khối lượng cầu trước.

δ - Hệ số khối lượng (đối với ô tô du lịch δ = 6,5 – 7,5 ) [2]