Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa và hành khách. Tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng hoạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ôtô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hóa và hành khách. Ôtô và mặt đường là hai đối tượng có quan hệ mật thiết với nhau. Nằm giữa mối quan hệ tương tác này là hệ thống treo. Khi ôtô là đối tượng quan sát, mặt đường là tác nhân thì hệ...
ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE MỤC LỤC MỤC LỤC .1 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI………… …………………… 1.1 Những vấn đề chung hệ thống treo ô tô 1.2 Công dụng hệ thống treo 1.3 Phân loại hệ thống treo 1.4 Cấu tạo phần tử hệ thống treo 1.5 Giới thiệu ô tô thống số kỹ thuật 12 1.6 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 14 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HT TREO .15 2.1 Một số hệ thống treo thường dùng ô tô .15 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo .19 2.3 Lựa chọn giảm chấn cho hệ thống treo .21 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HTT TRƯỚC .24 3.1 Hệ thống treo khí nén 24 3.2 Tính tốn thiết kế phần tử đàn hồi 34 3.3 Tính tốn thiết kế giảm chấn .36 3.4 Tính tốn thiết kế phận dẫn hướng 43 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TÍNH TỐN THANH ỔN ĐỊNH NGANG 50 4.1 Cơng dụng ổn định ngang 50 4.2 Một số u cầu tính tốn thiết kế 50 4.3 Cơ sở thiết kế tính tốn ổn định ngang 50 4.4 Tính tốn thiết kế ổn định ngang cho HTT trước 53 CHƯƠNG V: HỆ THỐNG CUNG CẤP VÀ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH CHIỀU CAO CHO HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN .58 5.1 Những yêu cầu hệ thống treo cấu điều khiển khí nén 58 5.2 Các trạng thái tải trọng đặt lên hệ treo khí nén 58 5.3 Hệ thống cung cấp khí nén xe Hyundai Aero Space Ld 60 GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hồng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE 5.4 Hệ thống đàn hồi khí nén điều khiển điện từ .61 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 LỜI NÓI ĐẦU GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Sự phát triển to lớn tất ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa hành khách Tính động cao, tính việt dã khả hoạt động điều kiện khác tạo cho ôtô trở thành phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hóa hành khách Ơtơ mặt đường hai đối tượng có quan hệ mật thiết với Nằm mối quan hệ tương tác hệ thống treo Khi ôtô đối tượng quan sát, mặt đường tác nhân hệ thống treo có tác dụng giảm va đập lên thân xe từ kích thích từ mấp mơ biên dạng mặt đường, nâng cao độ êm dịu ôtô, độ bám mặt đường bánh xe, độ an toàn chuyển động ôtô Khi đường đối tượng quan sát, mấp mơ mặt đường kích thích ơtơ dao động gây tải trọng động tác động lại xuống mặt đường Việt Nam nước phát triển, thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hố đất nước nên việc xây dựng khu công nghiệp, nhà máy cơng trình xây dựng diễn khắp nơi hầu hết nguyên vật liệu, hàng hóa phục vụ cho phát triển vận chuyển xe tải chủ yếu Nước ta với địa hình trải dài từ Bắc vào Nam sở hạ tầng, mạng lưới giao thông đường nhiều yếu kém, đường xá với biên độ mấp mơ bề mặt lớn ảnh hưởng lớn đến kết cấu Vì việc thiết kế hệ thống treo xe ôtô công việc cần thiết Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp, với cố gắng thân hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo–Th.s: Nguyễn Hùng Mạnh, giúp đỡ bạn, em hồn thành đồ án Trong q trình làm đồ án, trình độ kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp ý kiến thầy bạn SV: Hoàng Mạnh Hà CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hồng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước tơ khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE 1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ Khi ôtô chuyển động đường không phẳng, xe thường chịu tải trọng dao động bề mặt đường mấp mô sinh Những dao động ảnh hưỏng xấu tới tuổi thọ xe đặc biệt gây cảm giác khó chịu người ngồi xe Các kết nghiên cứu ảnh hưởng dao động người tới kết luận người phải chịu đựng lâu môi trường dao động ôtô mắc bệnh thần kinh não Vì tính êm dịu chuyển động tiêu quan trọng xe Tính phụ thuộc vào nhiều yếu tố hệ thống treo đóng vai trị định Hệ thống treo xe ôtô ngày sử dụng kiểu chính: hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập Hai hệ thống treo khác cấu tạo mục đích giảm rung xóc xe vận hành đường không phẳng, tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phương thẳng đứng, tránh dao động lắc ngang hay lắc dọc đồng thời đảm bảo truyền lực mômen ổn định Với hệ thống giẩm chấn mềm hệ thống treo tạo nhiều rung động đàn hồi làm việc Ngược lại với hệ thống treo cứng làm cho xe bị xóc mạnh Sự dung hồ hai đặc điểm ý tưởng để nhà nghiên cứu đưa hệ thống treo khí nén Hệ thống treo sử dụng nhíp lá, lò xo xoắn…ra đời sớm chưa thể đáp ứng đòi hỏi cao độ êm dịu xe, hệ thống treo khí nén khơng khơng phải phát minh mới, xuất với hệ thống treo Mc.Pherson Hệ thống treo khí nén sử dụng gối cao su chứa khí nén thay dùng lị xo xoắn, nhíp hay xoắn Nhưng thời kỳ này, ngành công nghiệp vật liệu chưa đáp ứng độ bền yêu cầu kỹ thuật cho chi tiết hệ thống treo nên phải dùng lị xo xoắn, nhíp lá, xoắn làm cấu giảm chấn Ngày nay, nhà thiết kế ôtô ứng dụng thành tựu công nghệ vật liệu, kỹ thuật cơ-điện tử cho đời hệ thống treo có tính kỹ thuật tiên tiến, hệ thống treo khí nén-điện tử sử dụng dòng xe GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hồng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE cao cấp BMW, Lexus…và xe chở khách Huyndai Aero Space Với hệ thống treo người lái lựa chọn, điều chỉnh độ đàn hồi cho phù hợp với chế độ vận hành xe đường thông qua việc chọn chế độ tuỳ thuộc vào tải trọng xe 1.2 CÔNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG TREO Hệ thống treo ơtơ có cơng dụng đỡ thân xe lên cầu xe, cho phép bánh chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng khung xe vỏ xe, hạn chế chuyển động khơng muốn có khác bánh xe Các phận hệ thống treo thực nhiệm vụ hấp thụ dập tắt dao động, rung động va đập mặt đường truyền lên Đảm bảo khả truyền lực mômen bánh xe với khung vỏ xe Công dụng hệ thống treo cụ thể qua phần tử hệ thống *.Phần tử đàn hồi: Nhiệm vụ phần tử đàn hồi đưa tần số dao động xe phù hợp với vùng tần số người sử dụng Ngoài ra, phần tử đàn hồi cịn có nhiệm vụ nối mềm bánh xe thùng xe giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung xe địa hình khác đảm bảo độ êm dịu chuyển động Phần tử đàn hồi có đường đặc tính đàn hồi phù hợp với chế độ làm việc xe * Phần tử dẫn hướng: Xác định tính chất chuyển động (động học) bánh xe khung, vỏ xe Bên cạnh phần tử dẫn hướng tiếp nhận truyền lực, mômen bánh xe với khung, vỏ xe * Phần tử giảm chấn: Nhiệm vụ phần tử giảm chấn để dập tắt dao động phát sinh trình xe chuyển động từ mặt đường lên khung xe địa hình khác cách nhanh chóng Ngồi ra, đảm bảo dao động phần tử không treo nhỏ nhất, tiếp xúc bánh xe đường, nâng cao khả bám đường an toàn chuyển động GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE * Phần tử ổn định ngang: Phần tử ổn định ngang có chức phần tử đàn hồi phụ làm tăng khả chống lật thân xe có thay đổi tải trọng mặt phẳng ngang * Các phần tử như: vấu cao su, chịu lực phụ…có tác dụng hạn chế hành trình, tăng cứng chịu thêm tải trọng 1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO Do cách bố trí phận nên hệ thống treo phân theo hai nhóm hệ thống treo độc lập hệ thống treo phụ thuộc Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống treo a Hệ thống treo phụ thuộc; b Hệ thống treo độc lập; 1- Thùng xe 4- Dầm cầu 2- Bộ phận đàn hồi 5- Các đòn liên kết - Bộ phận giảm chấn 1.3.1 HỆ THỐNG TREO PHỤ THUỘC Dầm cầu liên kết cứng với hai bánh xe hai bên Ở cầu chủ động, dầm cầu chủ động liên kết hai bánh xe Ở cầu dẫn hướng, dầm cầu liền thép định hình liên kết hai bánh xe - Ưu điểm: GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE + Vết bánh xe cố định nên giảm độ mòn ngang lốp + Khả chịu lực bên tốt hai bánh xe liên kết với nên giảm trượt bên + Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ lắp, dễ sửa chữa - Nhược điểm: + Khối lượng không treo lớn nên tăng tải trọng động, va đập, giảm độ êm dịu bám bánh xe + Chiều cao trọng tâm lớn đảm bảo khoảng cách làm việc cầu xe Do ảnh hưởng đến tính ổn định chiếm không gian lớn + Nối cứng bánh xe dễ gây nên chuyển vị phụ 1.3.2 HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP Hai bánh xe hai bên chuyển động độc lập với Sự dịch chuyển bánh xe không ảnh hưởng đến bánh xe khác - Ưu điểm: + Đảm bảo động học xác hơn, tuỳ theo kết cấu mà giảm độ trượt ngang, độ mài mịn lốp + Có khơng gian bố trí phận khác: hạ thấp trọng tâm, tăng độ ổn định chuyển động + Khối lượng phần không treo nhỏ nên giảm va đập phát sinh tải trọng động - Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp: Khó khăn cho cơng tác bảo dưỡng sửa chữa 1.4 CẤU TẠO CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG TREO 1.4.1 BỘ PHẬN ĐÀN HỒI a) Bộ phận đàn hồi kim loại * Nhíp lá: GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở tơ Hyundai AEROSPACE Hình 1.1 Cấu tạo nhíp Nhíp sử dụng rộng rãi loại xe tải có trọng tải từ nhỏ đến lớn, xe bus, đồn xe, xe chun dùng…vì nhíp có kết cấu đơn giản dễ chế tạo Nhíp vừa phận đàn hồi, phận dẫn hướng phần làm nhiệm vụ giảm chấn Tuy nhiên, sử dụng xe Đặc điểm phần tử đàn hồi nhíp lá: + Trên xe bố trí hệ thống treo sử dụng phần tử đàn hồi nhíp thường có lá, độ cứng nhỏ Trên xe tải loại xe khác, nhíp lắp ghép thành bộ, có phận kẹp ngang để tránh khả xơ ngang nhíp làm việc Bộ nhíp bắt chặt với dầm cầu thơng qua bulơng quang nhíp, liên kết với khung thơng qua tai nhíp quang treo (để nhíp biến dạng tự do) + Do ma sát trình làm việc, nhíp cọ sát lên nhau, để giảm mài mòn tải trọng va đập thường bổ sung mỡ chì bề mặt tiếp xúc nhíp (triệt tiêu khả giảm chấn nhíp – vai trị phụ) + Đường đặc tính đàn hồi nhíp coi tuyến tính, tức độ cứng khơng thay đổi tăng tải trọng Đây điều không mong muốn chế độ hoạt động xe Khi tăng tải trọng, cần thiết phải tăng độ cứng nhíp Nhíp chế tạo từ thép hợp kim cán nóng: thép silic 55C2, 60C2A… * Lò xo: Phần tử đàn hồi lị xo bố trí xe có tải trọng trung bình xe con, xe tải nhỏ Đặc điểm lò xo: GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hồng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE + Lò xo chế tạo từ thép đàn hồi có tiết diện trịn vng Hình dáng bao ngồi có nhiều loại khác nhằm cải thiện đặc tính đàn hồi lị xo + Đặc tính đàn hồi phần tử đàn hồi lị xo có dạng tuyến tính nên khơng có khả thay đổi nhiều độ cứng hệ thống treo + Phần tử đàn hồi lị xo thường bố trí hệ thống treo độc lập, số bố trí cầu sau phụ thuộc + Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, tạo khơng gian rộng để bố trí phần tử khác hệ thống treo hệ thống lái, có tuổi thọ cao khơng có ma sát làm việc, khơng phải chăm sóc bảo dưỡng + Nhược điểm: Khơng có khả dẫn hướng giảm chấn Do bố trí phức tạp so với loại dùng nhíp lá, phải có phận dẫn hướng riêng biệt Hình 1.2: Các dạng lị xo xoắn thơng dụng *.Thanh xoắn: Thang xoắn thép đàn hồi có đặc tính đàn hồi xoắn tuyến tính theo góc xoắn Đặc điểm phần tử đàn hồi xoắn: + Phần tử đàn hồi xoắn thường bố trí cầu trước độc lập loại xe con, xe du lịch Thanh xoắn đầu liên kết với đòn ngang phận dẫn hướng, đầu liên kết với khung xe Tại vị trí liên kết với khung xe có cấu điều chỉnh cho phép thay đổi chiều cao đòn dẫn hướng hệ thống treo + Kết cấu đơn giản, chăm sóc bảo dưỡng có độ bền cao GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE b) Bộ phận đàn hồi cao su Cao su có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến nên có khả thay đổi độ cứng tuỳ theo tải trọng Trong hệ thống treo phần tử đàn hồi cao su thường sử dụng vị trí liên kết, hạn chế hành trình nhằm làm giảm tải trọng động hệ thống treo làm việc Ưu điểm: + Có độ bền cao, khơng phải bảo dưỡng sửa chữa + Khả hấp thụ lượng tốt + Trọng lượng nhỏ đặc tính đàn hồi phi tuyến Nhược điểm: + Tính đàn hồi phụ thuộc vào nhiệt độ + Sự biến dạng dư lớn c) Bộ phận đàn hồi khí nén Do có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến nên sử dụng xe có chất lượng cao như: xe con, xe buýt chất lượng cao, xe có trọng tải lớn Đặc điểm: + Buồng đàn hồi có khả chịu tải trọng thẳng đứng, khơng có khả truyền lực dọc, lực bên cần phải có phận dẫn hướng riêng biệt đòn dọc, đòn ngang + Bộ phận đàn hồi khí nén thường bố trí hệ thống treo phụ thuộc xe tải, xe bus, số hệ thống treo độc lập xe Số lượng buồng khí hệ thống treo phụ thuộc vào tải trọng xe Hệ thống treo khí nén cung cấp khí nén hệ thống tự động cung cấp nén, thường chung với hệ thống phanh Cảm biến vị trí cầu xe cho phép nhận tín hiệu thay đổi chiều cao thân xe, thông qua điều khiển chấp hành trì chiều cao buồng khí cho phù hợp + Ưu điểm: - Có khả tự động thay đổi độ cứng hệ thống treo - Khơng có ma sát phần tử đàn hồi - Trọng lượng nhỏ + Nhược điểm: - Khơng có khả dẫn hướng - Hệ thống điều khiển phức tạp GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 10 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE t 1200 OA = max c = 0,07 = 42 [mm] 2 OA OA 42 tg = p ; = arctg p = arctg = 0,14 [rad] 300 (4.6) Độ cứng ổn định tính theo chiều dài chịu xoắn là: Cs = G.J p ls G. D = 32.ls (4.7) Trong đó: - ls: chiều dài chịu xoắn; ls = 0,9 [m] - D: đường kính xoắn - G: môđuyn đàn hồi chống xoắn vật liệu (thép đàn hồi) G = 8,5.104 [Mpa] = 8,5.1010 [N/m2] - Jp: Mômen độc cực tiết diện Góc xoắn xoắn 2 Mơmen xoắn sinh góc xoắn 2 là: Mx = 2.Cs (4.8) Giá trị Mx mơ men chống lật cần thiết ổn định gây nên: G. D Mx = Môđ = 2.Cs = 32.ls Đường kính ổn định: D= =4 32.ls M ơđ 2.G. (4.9) 32.0,9.14001 0,05 [m] 2.8,5.1010.3,14.0,14 Ta chọn đường kính ổn định ngang cho cầu trước d = 50 [mm] 4.4.5 KIỂM BỀN THEO TẢI TRỌNG LỚN NHẤT TÁC DỤNG LÊN THANH ỔN ĐỊNH Tải trọng lớn tính mơmen ổn định M ôđ Sử dụng mômen để kiểm bền cho ổn định Thanh ổn định chế tạo thép đàn hồi 60SiCr7 có độ bền cao GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 55 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Ứng suất lớn nhất: max = M od � (N/m2); Wp = 0,2 D3 Wp (4.10) Trong đó: - : Ứng suất xoắn cho phép vật liệu; = 1200.106 [N/m2] - Môđ = 14 001 [N.m] - d = 0,05 [m] max = 14001 0,2.0,053 �560.106 (N / m2 ) Thỏa mãn Góc xoắn lớn chiều dài chịu lực: max = M l ôđ s � rad �� G.J p � � (4.11) Trong đó: - = 140 �160 : Góc xoắn tương đối cho phép - ls= 0,9 [m] - Jp: mơmen qn tính độc cực tiết diện Jp= D 3,14.0, 054 = = 6,13.10-7 [m4] 32 32 Góc xoắn: max = 14001.0,9 �0,241 [rad] 10 8,5.10 6,13.10 max = 0,241 (rad) max = 110 < Thỏa mãn Vậy ổn định với đường kính d = 50 [mm] thỏa mãn điều kiện bền GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 56 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE CHƯƠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP VÀ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH CHIỀU CAO CHO HỆ TREO KHÍ NÉN 5.1 NHỮNG YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG TREO CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN: - Đảm bảo độ êm dịu xe chuyển động loại địa hình Giảm tối đa tần số dao động cộng hưởng gây khó chịu cho người ngồi xe - Có khả điều chỉnh chiều cao thân xe làm tăng tính tiện nghi sử dụng - Sử dụng kết cấu tiêu chuẩn hóa… 5.2 CÁC TRẠNG THÁI TẢI TRỌNG ĐẶT LÊN HỆ TREO KHÍ NÉN 5.2.1 KHI GIẢM TẢI TRỌNG GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 57 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Hình 5.1 Trạng thái giảm tải hệ treo Buồng khí nén bị nén xuống tới cân lực nén đàn hồi Và thời điểm này, đòn bẩy van cân đẩy lên van hút đóng Thân xe nâng lên theo tăng áp khí chảy vào buồng khí nén từ bình dự trữ 5.2.2 TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN: Hình 5.2 Trạng thái tự nhiên hệ treo Van phân phối nâng lên theo thân xe nâng lên nhờ khí nén buồng khí nén Địn bẩy trở vị trí tự nhiên van hút đóng thân xe trở lại vị trí ban đầu 5.2.3 KHI TĂNG TẢI TRỌNG: GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 58 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở tơ Hyundai AEROSPACE Buồng khí nén kéo dài thân xe nâng lên Cùng thời điểm này, đòn bẩy van phân phối xuống từ vị trí ban đầu Nếu địn bẩy xuống vùng chết, van hút mở cửa vào đóng Van điều áp mở hết cỡ Khi thân xe xuống đòn bẩy trở vị trí ban đầu Các trạng thái tải trọng xe làm thay đổi chiều cao thân xe Nhưng chiều cao thân xe giữ trạng thái ban đầu nhờ cấu điều khiển khí cấu điều khiển kiểu điện từ Hình 5.3 Trạng thái đầy tải hệ treo 5.3 HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÍ NÉN TRÊN XE HUYNDAI AERO SPACE LD GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 59 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE 5.4 HỆ THỐNG ĐÀN HỒI KHÍ NÉN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỪ GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 60 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Hình 5.5 Nguyên lý làm việc điều khiển van điện từ Trên hệ thống đàn hồi điều khiển điện từ có cảm biến dạng điện trở đo khoảng cách cầu xe thân xe Khi tăng tải buồng khí nén bị ép lại, làm quay đòn nối gắn với cầu xe Bộ điều khiển trung tâm nhận tín hiệu điện từ ECU nhận tín hiệu xử lý thơng tin Sau đó, ECU chuyển lệnh điều khiển van điện từ (3) Van điện từ mở, khí từ bình dự trữ cấp thêm cho buồng khí nén thân xe nâng lên Tương tự cho giảm tải, khí nén khỏi buồng đàn hồi vị trí cảm biến trở lại vị trí ban đầu Chiều cao thân xe ln giữ vị trí ban đầu tương ứng với tải trọng tĩnh Van điện từ cịn có khả nằng giảm thấp chiều cao thân xe cho khách lên xuống dễ dàng nhờ cơng tắc vị trí người lái Trong khoang lái cịn có đèn báo vị trí chiều cao thân xe, giúp người lái nhận biết trạng thái làm việc GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 61 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Ưu điểm hệ thống điều khiển điện từ: độ nhạy cao, điều khiển tự động có khả đáp ứng yêu cầu làm việc hệ thống treo 5.4.1 CẢM BIẾN VỊ TRÍ: Cảm biến vị trí dùng để xác định chiều cao cầu xe thân xe, thể chế độ làm việc hệ thống treo Cảm biến cấu tạo dạng điện trở chạy, đầu chạy chuyển động với đòn gắn cầu xe thường xuyên quét điện trở đặt sẵn Hình 5.6 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí Tín hiệu thay đổi vị trí cầu xe thân xe chuyển chuyển đổi tín hiệu điều khiển xử lý trung tâm 5.4.2 BỘ CHUYỂN ĐỔI TÍN HIỆU VÀ CÁC DẠNG TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN: Dạng tín hiệu điều khiển hệ thống treo khí nén dạng: định mức (ON-OFF) dạng sóng Các tín hiệu sau cảm biến dạng tín hiệu điện áp tương tự Thơng qua chuyển đổi tín hiệu khối Computer, tín hiệu chuyển đổi từ tín hiệu điện sang dạng số hóa :0;1 Tùy thuộc vào mức độ phức tạp cấu trúc số lượng tín hiệu đầu vào khác GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 62 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Hình 5.7 Các dạng tín hiệu điều chỉnh 5.4.3 MICROCOMPUTER: Về thực chất có cấu trúc gần giống Computer, bao gồm: tiếp nhận chuyển đổi tín hiệu đầu vào, vi xử lý làm việc theo chương trình định sẵn, nhớ truyền tín hiệu Hình 5.8 Sơ đồ khối Microcomputer 5.4.4.CÁC BỘ NHỚ ( MEMORY): GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 63 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Các thông tin chuyển đến theo địa nhớ cố định (ROM), nhớ trực tiếp( RAM) 5.4.5.BỘ VI XỬ LÝ: Khi bật khóa điện, điều khiển trung tâm thực kiểm tra tồn hệ thống sau trạng thái chờ làm việc Các tín hiệu liên tục đưa vào xử lý, số liệu đưa vào thay số liệu cũ thông qua tạo xung Chương trình định sẵn cho phép bù trừ sai số môi trường, chế tạo, không đồng linh kiện, đảm bảo trình điều khiển gần sát với trạng thái tối ưu 5.4.6.TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN: Tín hiệu điều khiển dạng số đưa khỏi Computer theo nhiều mạch khác Các mạch có đầu tiếp “mát”, đầu đến van điện từ Điện áp thông thường phù hợp với ắc quy xe Việc cấp van điện từ xung điện áp, đảm bảo cho van điện từ làm việc ổn định Hình 5.9 Tín hiệu điều khiển mạch điều khiển 5.4.7.CƠ CẤU CHẤP HÀNH: VAN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỪ GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 64 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Nguyên lý làm việc: Trong hệ thống điều khiển cung cấp khí nén cho hệ thống treo, van điện từ đóng vai trị cấu chấp hành, thực đóng mở đường khí nén van trượt Van điều khiển điện từ bao gồm: lõi thép từ, cuộn dây, cụm van trượt, vỏ đầu nối dây Hình 5.10 Nguyên lý làm việc van điều khiển điện từ Lõi thép có khả di chuyển cuộn dây, đầu tỳ vào cụm van, cuộn dây liên tục có đầu dây nối với vỏ, đầu nối với mạch điều khiển sau Computer Van điều khiển điện từ làm việc theo nguyên lý: cuộn dây sinh từ trường dòng điện điều khiển qua, lõi thép từ di chuyển tác động vào van trượt Trên sơ đồ, cuộn dây khơng có dịng điện (OFF), lõi thép từ điều khiển vị trí trượt đóng đường cấp khí nén Khi có dịng điện điều khiển qua (ON), lõi thép từ điều khiển vị trí trượt mở đường khí nén dẫn đến buồng khí nén hệ thống treo CÁC BẢN VẼ GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 65 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở tơ Hyundai AEROSPACE Tuyến hình xe sở Các phương án bố trí hệ thống treo phụ thuộc Kết cấu treo trước Bố trí treo trước, treo sau xe Giảm chấn Các trạng thái tải trọng sơ đồ cung cấp khí KẾT LUẬN GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 66 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Xe khách Hyundai Aero Space sử dụng rộng rãi tuyến đướng lớn quốc gia phát triển giải vấn đề giao thông đường dài đảm bảo Ở Việt Nam, sở hạ tầng xây dựng, tuyến đường quốc lộ, liên tỉnh mở rộng đại hóa việc sử dụng xe khách chất lượng cao Hyundai Aero Space làm phương tiện chuyên chở đường dài bước đắn nhà khai thác Đề tài đề cập đến việc tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc thiết bị mới, công việc nhằm tập dượt cho việc nắm bắt kết cấu đại mà nước có công nghiệp ô tô phát triển mạnh sử dụng sản xuất Do q trình thực đề tài tham khảo nhiều thông tin từ trung tâm khai thác dịch vụ xe khách liên tỉnh để có số liệu ban đầu cần thiết tính tốn thiết kế hệ thống treo cho xe khách Hyundai Aero Space Trên sở đề tài lựa chọn hệ thống treo khí nén điều khiển điện từ Với hệ thống treo đảm bảo chế độ hoạt động ô tơ, khả vượt dốc, độ êm dịu tính tiện nghi cao Ưu điểm hệ thống treo có khả tự động thay đổi chiều cao thân xe, nâng cao tính ổn định chuyển động tơ Đề tài tiến hành tính toán lựa chọn chi tiết, cụm chi tiết theo tiêu chuẩn ISO như: Buồng khí nén Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ thống treo, tính tốn thiết kế hoàn chỉnh hệ thống treo trước cho xe khách Hyundai Aero Space Đặc biệt đưa phần tử đàn hồi phụ ổn định ngang đảm bảo góc nghiêng ngang cho phép xe khách theo tiêu chuẩn Nhược điểm lớn hệ thống treo khí nén khả dẫn hướng Phần tử đàn hồi khơng đóng vai trị phần tử dẫn hướng hệ thống treo khí sử dụng Tuy nhiên đề tài tính tốn thiết kế phần tử dẫn hướng sở quan hệ hình bình hành khơng gian đảm bảo quan hệ động học bánh xe, gây nên chuyển vị phụ không mong muốn GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 67 SV: Hồng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Phần hệ thống tự động điều chỉnh đưa nguyên lý hệ điều khiển, việc điều khiển thơng qua tín hiệu từ cảm biến gửi xử lý trung tâm Chính mà tính tự động cao thuận tiện cho người sử dụng Các thống số đầu vào mang tính định cho “chất lượng” điều khiển Do thời gian hạn chế nên việc nghiên cứu tính tốn thiết kế cịn chưa giải trọn vẹn nhiều lĩnh vực khác có liên quan Hướng mở đề tài tiếp tục khai thác tính ưu việt xe khách Hyundai Aero Space nghiên cứu sâu khả ổn định xe Trước mắt sử dụng xe nhập khẩu, sau sở nghiên cứu, thiết kế chế tạo để tự sản xuất lắp ráp nước vào năm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tác giả: PGS.TS Nguyễn Khắc Trai “Cấu tạo gầm xe con”- Nhà xuất giao thông vận tải – 2003 GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 68 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE Tác giả: Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê thị Vàng: “Lý thuyết ôt ô máy kéo”- Năm 2007 Tác giả: PGS- TS Nguyễn Trọng Hoan: “Bài giảng kết cấu tính tốn ơtơ” - Năm 2006 “Kết cấu tính tốn ơtơ” - Nhà xuất giao thông vận tải- Năm 1981 Tác giả: Vũ Đình Lai( chủ biên), Nguyễn Xuân Lựu, Bùi Đình Nghi “Sức bền vật liệu” - Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội- Năm 2000 Tác giả: PGS.TS Nguyễn Khắc Trai: “Cấu tạo hệ thống truyền lực ô tô con” GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 69 SV: Hoàng Mạnh Hà ... ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 14 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE CHƯƠNG II... I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai AEROSPACE 1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ơ TƠ Khi ơtơ... lợi cho cơng nghệ chế tạo, địn cho cầu trước cầu sau thiết kế đảm bảo tính lắp lẫn GVHD: Th.S Nguyễn Hùng Mạnh 47 SV: Hoàng Mạnh Hà ĐATN :Thiết kế HTT trước ô tô khách 46 chỗ sở ô tô Hyundai