Đề tài hệ THỐNG TREO TRÊN ô tô

Với yêu cầu ngày càng cao của cộng nghệ vận tải kỹ thuật cũng như về tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải hoàn thiện hơn,đặc biệt là tính êm dịu chuyển động của xe để

Khoa Động lực TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG

MỤC LỤC

Mở đầu :

Chương 1:TỔNG QUÁT NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ

THỐNG TREO TRÊN Ô TÔI.Công dụng 3

II.Các phần tử cơ bản 4

1.Phần tử dẫn hướng 4 A:hệ thống treo phụ thuộc cầu sau 5B:hệ thống treo phụ thuộc kết nối với cầu 6C:hệ thống treo độc lập 7

D: hệ thống treo khí nén 102.phần tử đàn hồi và vật liệu chế tạo 12A:phần tử đàn hồi kim loại

*nhíp 12

*lò xo 15

*thanh xoắn 17B:phần tử đàn hồi phi kim loại 18

I.Các hư hỏng thường gặp

1.Đối với giảm chấn.(giảm chấn chảy dầu) 27 2.hệ thống treo bị kêu 28

3.Đối với hệ thống nhíp.(nhíp oải ) 29II.Cách khắc phục

Kết luận

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU

Trong vài năm gần đây,nền kinh tế VIỆT NAM có những

bước phát triển vượt bậc,đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang đầu tư quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải,đã biến ôto trở thành phương tiện đi lại tiện nghi

và phổ biến,được nhiều người quan tâm.Không như các nước phát triển,với VIỆT NAM ô to vấn là vấn đề mới mẻ,đặc biệt là các ứng dụng công nghệ tiên tiến trên xe.Vì thế việc nghien cưu về ô to là rất cần thiết,nó là cơ sở để các nhà nhập khẩu cũng như các nhà sản xuất trong nước kiểm tra chất lượng xe khi nhập khẩu cũng như xuất sưởng,đồng thời cung cấp kiến thức cho người dân mua và sử dụng một cánh hiệu quả kinh tế cao

Khi chuyển động xe trên đường, có rất nhiều yếu tố như :vận tải ,vận tốc chuyển động,lực cản không khí điều kiện môi trường…những yếu tố này luôn thay đổi và gây ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình chuyển động của xe Chúng làm quá trình chuyển động của xe mất ổn định ,gây mệt mỏi cho người sử dụng ,làm giảm tuổi thọ của

xe … Và đặc biệt là gây mất an toàn cho tính mạng người ngồi trên xe

Với yêu cầu ngày càng cao của cộng nghệ vận tải kỹ thuật cũng như về tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải hoàn thiện hơn,đặc biệt là tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho người ngồi cảm giác thoải mái khi ngồi trên xe,các nhà sản xuất

xe hàng đầu thế gới đã và đang không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền,và đặc biệt là sự tiện

nghi,thân thiện mang lại sự thoải mái ,an toàn cho người sử dụng Và một trong những nghiên cứu nhằm đáp ứng những yêu cầu trên

đó là nghiên cứu về hệ thống treo

CHƯƠNG I TỔNG QUÁT NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô

+Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do ảnh hưởng của mặt đường không bằng phẳng

Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ chịu nhiều dao động do mặt đường mấp mô sinh ra những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe.hàng hóa và đặc biệt là ảnh hưởng tới hành khách theo số liệu thống kê cho thấy khi ô tô chạy trên đường gồ ghề.so với ôtô cùng loại chạy trên đường tốt bằng phẳng thì tốc độ trung bình giảm 40-50%,quãng đường chạy giữa hai chu

kỳ đại tu giảm 35-40%.suất tiêu hao nhiên liệu tăng 50-70%.do vậy năng suất vận chuyển giảm 30-40%,giá thành vận chuyển tăng 50-70%.Ngoài ra ,nếu con người phải chịu đựng lâu trong tình trạng xe chạy bị rung xóc nhiều dễ sinh ra mệt mỏi các kết quả cho thấy ảnh hưởng của ôtô tới cơ thể sẽ dẫn tới những bệnh về thần kinh và

não.Vì vậy tính êm dịu là 1 trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng xe

Tính êm dịu của xe trước hết là hệ thống treo ,phụ thuộc vào đặc điểm và cường độ kích thích ,và sau đó là phụ thuộc vào trình

độ lái xe Lực kích thích gây giao động có thể do sự không cân bằng của liên hợp máy hoặc

do độ nhấp nhô của mặt đường không bằng phẳng.Nếu chỉ xét trong phạm vi khả năng chế tạo ôtô thì hệ thống treo mang tính chất quyết định đến độ êm dịu chuyển động của ôtô

II:các bộ phận cơ bản

1. Phần tử dẫn hướng.

Bộ phận dẫn hướng xác định tính chất chuyển động tương đối của bánh, truyền lực dọc, ngang và mô-men tác dụng ngược từ bánh lên khung Các thiết kế ngày nay đều cho phép bánh dịch chuyển lên xuống theo phương thẳng đứng Nếu như hệ thống treo độc lập cho phép bánh phản ứng độc lập với điều kiện mặt đường thì treo phụ thuộc lại tạo ra sự tương tác giữa 2 bánh trên cùng một cầu để chống xoắn thân

Một cú hẫng bất kỳ hay khi va phải vật cản, phần tử đàn hồi là chi tiết đầu tiên nhận năng lượng va đập và chuyển chúng thành thế năng Biến động bất ngờ được hấp thụ và chuyển hóa dần, nhờ đó

xe có được sự êm ái

Trong nhiều tình huống, phần tử đàn hồi như lò xo hay nhíp cũng trở thành kẻ chiến bại trước hố sâu hoặc vật cản lớn Cảm giác xóc

là điều khó tránh khỏi Ụ đỡ cao su trở thành là chốt chặn cuối cùng trước năng lượng va đập truyền lên thân Phần tử đàn hồi hoạt động, giảm chấn cũng bắt đầu làm việc Ma sát và lực cản thủy lực lấy dần thế năng của lò xo dần đưa xe về trạng thái ổn định

A,hệ thống treo phụ thuộc ở trục cầu sau

Hệ thống treo phụ thuộc ở trục cầu sau xe.

Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc khá đơn giản với cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc dầm cầu xe nối liền 2 bánh và ở

hệ thống treo phụ thuộc có hai loại phần tử đàn hồi là phần tử đàn hồi là nhíp hoặc phần tử đàn hồi lò xo trụ Vì cơ chế hoạt động là cả hai bánh cùng chuyển động với nhau nên hệ thống treo phụ thuộc sẽ

có những ưu nhược điểm như sau:

+ Ưu điểm hệ thống treo phụ thuộc: Cấu tạo hệ thống khá đơn giản,

ít chi tiết vì thế dễ bảo trì bảo dưỡng Hệ thống treo phụ thuộc có độ cứng vững để chịu được tải nặng thích hợp cho các dòng xe bán tải như xe bán tải Colorado Khi xe vào đường vòng cua thì thân xe

cũng ít bị nghiêng tạo cho xe sự ổn định chắc chắn Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng nhờ thế lốp

xe ít bị bào mòn Về cơ bản hệ thống treo phụ thuộc thích hợp cho các dòng xe tải chở hàng nặng hoặc có thể lắp cho trục bánh sau ở các dòng xe phổ thông, xe con

- Nhược điểm hệ thống treo phụ thuộc: Phần khối lượng không

được treo lớn và hệ thống treo phụ thuộc có đặc thù cứng nhắc

không có độ linh hoạt cho mỗi bánh nên độ êm của xe kém Giữa bánh xe phải và trái mỗi khi chuyển động có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau thông qua dầm cầu xe nên dễ bị ảnh hưởng dao động và rung lắc lẫn nhau, Nguy hiểm khi vào đoạn đường cua có thể trượt

bánh nếu đi với tốc độ cao nhất là trong điều kiện mặt đường nước trơn trượt ở những cung đường cong cua tay áo

B:hệ thống treo phụ thuộc kết nối với cầu xe

Các bánh xe được nối trên 1 dầm cầu liền ,các chi tiết hệ thống treo

sẽ nối dầm cầu với thân xe

So với hệ thống treo độc lập thì các chi tiết ít và đơn giản hơn, độ bền cao và phù hợp với các loại ô tô tải Do khối lượng phần không được treo lớn nên kém êm dịu và ổn định, xe dễ bị rung động,…

Hệ thống treo kết nối với cầu xe

C,hệ thống treo độc lập ở cầu trước của xe:

Hệ thống treo độ lập ở trục cầu trước của xe.

Cấu tạo hệ thống treo độc lập là mỗi bánh xe được lắp trên một tay

đỡ riêng gắn vào thân xe tạo ra sự linh hoạt chủ động cho mỗi bánh

Vì vậy bánh xe bên trái và bên phải chuyển động độc lập với

nhau Trong đó hệ thống treo độc lập có 5 dạng phần tử đàn hồi

là: phần tử đàn hồi lò xo trụ - đòn treo dọc, phần tử đàn hồi lò xo,

hai đòn ngang, phần tử đàn hồi lò xo - đòn chéo, phần tử đàn hồi thanh xoắn, phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson Sau đây chúng

ta cùng tìm hiểu ưu nhược điểm của hệ thống treo độc lập như sau:

- Ưu điểm hệ thống treo độc lập: Khối lượng không được treo nhỏ nên xe chạy êm hơn Các lò xo không liên quan đến việc định vị bánh xe, vì thế có thể sử dụng các lòxo mềm Vì không có trục nối giữa các bánh xe bên phải và bên trái nên sàn xe và động cơ có thể

hạ thấp xuống Điều này có nghĩa là trọng tâm của xe sẽ thấp hơn

- Nhược điểm hệ thống treo độc lập: Cấu tạo khá phức tạp Khoảng cách và định vị của bánh xe bị thay đổi cùng với chuyển động lên xuống của bánh xe Nhiều kiểu xe có trang bị thanh ổn định để giảm hiện tượng xoay đứng khi xe quay vòng và tăng độ êm của xe

hệ thống treo điều khiển điện tử: được gọi là hệ thống Tems

(Electronic Modulated Suspension) Với hệ thống này, người lái xe

có thể lựa chọn chế độ hoạt động của hệ thống treo là bình thường hay thể thao

-Thay đổi chế độ giảm chấn

-Điều khiển chống chúi đuôi xe khi xe tăng tốc đột ngột

-Điều khiển chống nghiêng ngang khi vào cua

-Chống chúi mũi khi phanh

-Điều khiển ổn định ở tốc độ cao

D:hệ thống treo điều khiển khí nén: "Thông minh" và "linh hoạt"

đó là những gì có thể nói về hệ thống treo khí nén - điện tử Khả năng điều chỉnh độ cứng của từng xi lanh khí cho phép đáp ứng với

độ nghiêng khung xe và tốc độ xe khi vào cua, góc cua và góc quay

vô lăng của người lái Như vậy, khi xe chạy, độ cứng các ống giảm xóc có thể tự động thay đổi sao cho cơ chế hoạt động của hệ thống treo được thích hợp và hiệu quả nhất đối với từng hành trình Ví dụ khi phanh, độ nhún các bánh trước sẽ cứng hơn bánh sau, còn khi tăng tốc thì ngược lại

Hệ thống treo khí nén - điện tử tự động thích nghi với tải trọng của

xe, thay đổi độ cao gầm xe cho phù hợp với điều kiện hành trình Ví dụ: Độ cao bình thường được tự động xác lập khi vận tốc xe đạt 80 km/h Nếu các cảm biến tốc độ ghi nhận được rằng kim đồng hồ tốc

độ đã vượt qua mức 140 km/h thì hệ thống tự động hạ gầm xe xuống 15mm so với tiêu chuẩn.

Một lợi thế nữa của hệ thống treo này là các lò xo xoắn được thay thế bằng túi khí cao su nên giảm bớt một phần trọng lượng xe Bớt được khối lượng này sẽ cho phép các lốp xe chịu tải tốt hơn trên các điều kiện mặt đường không bằng phẳng mà ít ảnh hưởng đến độ cân bằng của xe, vì vậy cảm giác khi lái sẽ nhẹ nhàng và dễ chịu hơn

Tuy vậy, đối với bất cứ loại hệ thống treo nào, tác dụng giảm xóc của lốp cũng rất quan trọng Kiểu dáng lốp và áp xuất lốp luôn có vai trò hỗ trợ tác dụng giảm xóc của bất kỳ loại hệ thống treo nào: phụ thuộc hay độc lập

E:hệ thống treo đa liên kết: Hệ thống treo trước có hai thanh trên, hai thanh dưới và một thanh giằng trong khi hệ thống treo sau gồm hai thanh trên, một thanh dưới, một thanh kéo và một thanh điều khiển chân răng

Hệ thống treo đa liên kết được coi là hệ thống treo độc lập lý tưởng nhất cho một chiếc xe thành phẩm bởi nó kết hợp giữa khả năng điều khiển và tiết kiệm không gian, giữa cảm giác thoải mái và khả năng điều khiển Hơn nữa, hệ thống treo đa liên kết còn giúp chiếc

xe uốn cong nhiều hơn, do đó nó thực sự là một giải pháp phù hợp cho những chuyến offroad

Với treo đa liên kết, các nhà thiết kế có thể thay đổi một thông số

mà không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống Đây chính là điểm khác biệt rõ ràng nhất so với hệ thống treo đòn chữ A đôi Bên cạnh những ưu điểm, nhược điểm của hệ thống treo đa liên kết là giá thành cao, quá trình thiết kế và sản xuất phức tạp Trên thực tế, hình dáng của hệ thống treo cần được kiểm tra bằng phần mềm phân tích thiết kế

2.PHẦN TỬ ĐÀN HỒI VÀ VẬT LIỆU CHẾ TẠO

Theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi:

A,Bằng kim loại(nhíp lá,lò xo ,thanh xoắn).

B,Loại khí C,Loại thủy lực D,Loại cao su Theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi.

A:Phần tử đàn hồi kim loại

* Nhíp được làm bằng một số băng thép lò xo uốn cong, được

gọi là “lá nhíp”, các xếp chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn nhất đến dài nhất Tập lá nhíp này được ép với nhau bằng một bulông hoặc tán đinh ở giữa, và để

Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm Số lá nhíp càng nhiều thì nhíp càng cứng, chịu được tải trọng lớn hơn Tuy nhiên, nhíp cứng

sẽ ảnh hưởng đến độ êm

cho các lá không bị xô lệch, chúng được kẹp giữ ở một số vị trí Hai đầu lá dài nhất (lá nhíp chính) được uốn cong thành vòng để lắp

ghép với khung xe hoặc các kết cấu khác

- Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ mặt đường Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển tải trọng nặng, nên cần chú trọng đến độ bền hơn

+ Độ võng của nhíp:

- Tác dụng của độ võng:

Khi nhíp bị uốn, độ võng làm cho các lá nhíp cọ vào nhau, và ma sát xuất hiện giữa các lá nhíp sẽ nhanh chóng làm tắt dao động của nhíp Ma sát này được gọi là ma sát giữa các lá nhíp Đó là một trong những đặc tính quan trọng nhất của nhíp Tuy nhiên, ma sát

Khi nhíp nẩy lên, độ võng giữ cho các lá nhíp khít với nhau, ngăn không cho đất, cát lọt vào giữa các lá nhíp và gây mài mòn

- Biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp

Đặt các miếng đệm chống ồn vào giữa các lá nhíp, ở phần đầu lá, để chúng dễ trượt lên nhau Mỗi lá nhíp cũng được làm vát hai đầu để chúng tạo ra một áp suất thích hợp khi tiếp xúc với nhau

+ Nhíp phụ

Các xe tải và xe chịu tải trọng thay đổi mạnh cần dùng thêm nhíp phụ Nhíp phụ được lắp trên nhíp chính Với tải trọng nhỏ thì chỉ nhíp chính làm việc, nhưng khi tải trọng vượt quá một trị số nào đó thì cả hai nhíp chính và phụ đều làm việc

*Lò xo xoắn chỉ có chức năng là một cơ cấu đàn hồi khi bộ phận

chịu lực theo phương thẳng đứng Còn lại các chức năng khác của

hệ thống treo sẽ do các bộ phận khác chịu trách nhiệm

Lò xo xoắn chủ yếu được sử dụng trong hệ thống treo độc lập, nó có thể đặt ở đòn trên hay đòn dưới của loại treo có hai đòn hay bọc chung quanh ống giảm chấn của treo MacPherson trên ôtô du lịch hay trên một số hệ thống treo phụ thuộc của ôtô tải nhẹ dùng làm bộ phận đàn hồi cho hệ thống

Đặc tính của lò xo:

Nếu tác dụng một lực (tải trọng) lên một vật thể làm bằng vật liệu như cao su chẳng hạn, nó sẽ tạo ra ứng lực (biến dạng) trong vật thể

đó Khi không tác dụng lực, vật thể đó sẽ trở về hình dạng ban đầu

Ta gọi đặc tính đó là đàn hồi Các lò xo của xe sử dụng nguyên lý đàn hồi để làm giảm chấn động từ mặt đường tác động lên thân xe

và người ngồi trong xe

Các lò xo thép sử dụng tính đàn hồi uốn và xoắn

Tuy nhiên nếu lực tác dụng lên lò xo quá lớn, vượt quá giới hạn đàn hồi, làm cho nó không thể phục hồi hoàn toàn hình dạng ban đầu gây biến dang dẻo Tính chất này được gọi là tính dẻo.

Độ cứng của lò xo:

Khoảng biến dạng của lò xo tuỳ thuộc vào lực (tải trọng) tác dụng lên nó Trị số thu được bằng cách chia trị số lực (w) cho khoảng biến dạng (a) là một hằng số Hằng số (k) này được gọi là độ cứng lò-xo hoặc “hằng số lò xo” Lò xo có độ cứng nhỏ được gọi là

“mềm”, còn lò xo có độ cứng lớn thì được gọi là “cứng”

Sự dao động của lò xo:

Khi bánh xe vấp vào một cái mô cao, các lò xo của xe nhanh chóng

bị nén lại Vì mỗi lò xo đều có khuynh hướng giãn ngay trở về độ dài ban đầu của nó, để giải phóng năng lượng nén, lò xo có khuynh hướng giãn vượt quá chiều dài ban đầu Sau đó lò xo lại có xu

hướng ngược lại, hồi về chiều dài ban đầu, và lại co lại ngắn hơn chiều dài ban đầu Quá trình này được gọi là dao động của lò xo, nó lặp lại nhiều lần cho đến khi lò xo trở về chiều dài ban đầu

Nếu không khống chế sự dao động của lò xo, nó không những làm cho xe chạy không êm mà còn có thể ảnh hưởng đến sự ổn định hoạt động Để ngăn ngừa hiện tượng này cần phải sử dụng bộ giảm chấn

*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

+ Đặc điểm:

- Nhờ tỷ lệ hấp thu năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn

- Kết cấu của hệ thống treo đơn giản.

- Cũng như lò xo cuộn, thanh xoắn không tự khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chấn

B:Phần tử đàn hồi phi kim loại:

Phần tử đàn hồi loại khí :có tác dụng nhiều trong các ôtô có khối

lượng phần được treo lớn và thay đổi nhiều

Có thể thay đổi độ cứng của hệ thống treo (bằng cách thay đổi áp suất bên trong phần tử đàn hồi)để cho ứng với tải trọng tĩnh khác nhau thì dộ võng tĩnh và tần số dao dộng riêng không đổi

Giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ làm độ êm dịu chuyển động tốt hơn,một là giảm biên độ dịch chuyển của buồng lái trong vùng tần

số thấp ,hai là đẩy được vùng cộng hưởng xuống vùng có tần số dao động thấp hơn,giảm được gia tốc của buồng lái ,và giảm được sự dịch chuyển của vỏ bánh xe

Đường đặc tính của hệ thống treo khí là phi tuyến và tăng đột ngột trong cả hành trình nén và trả ,nên cho dù khối lượng cả phần treo

và không được treo có bị giới hạn do các dịch chuyển tương đối đi nữa thì độ êm dịu chuyển động vẫn lớn

Không có ma sát trong phần tử đàn hồi,phần tử đàn hồi có trọng lượng nhỏ và giảm được chấn động từ bánh xe lên buồng lái

Ngoài ra ,khi sử dụng hệ thống treo khí còn có thể thay đổi được vị trí của cả xe đối với mặt đường

*phần tử đàn hồi loại thủy khí

Là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thủy lực và cơ cấu chấp hành là khí nén

-Ưu điểm:tần số dao động riêng thấp gần trạng thái tĩnh,cho phép có được đặc tính đàn hồi như mong muốn

Nhược điểm:phải có máy nén khí ,bình chứ phụ,hệ thống van tự động điều chỉnh áp suất, do đó hệ thống treo phức tạp ,chế tạo yêu cầu chính xác cao,giá thành cao ,dễ hư hỏng do thời tiết Ngoài ra ,ở

hệ thống treo thủy khí loại ống còn có nhược điểm là khó làm kín và

ma sát lớn