Tiểu luận Động lực học hệ thống treo

Trước hết chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến toàn thể quý thầy côTrường Đại học Công nghệ TP.HCM, cụ thể là quý thầy cô thuộc Viện Kỹ thuậtHUTECH đã giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức chuyên môn và kỹnăng thực tiễn trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường. Đặc biệt, chúng emxin dành lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy Nguyễn Văn Bản – Giảng viên bộ môn chuyênngành Công nghệ kỹ thuật ô tô đã nhiệt tình hỗ trợ và hướng dẫn chúng em hoàn thànhtốt báo cáo môn học này.Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong xưởng thực hành đã tạo điềukiện thuận lợi nhất cho chúng em được tìm hiểu, đo đạc và khảo sát thực tế các chi tiếtkỹ thuật nhằm phục vụ cho việc hoàn thành báo cáo môn học, giúp chúng em có thêmnhững hiểu biết về ngành nghề cũng như kinh nghiệm cho công việc chuyên môn saunày.Với vốn kiến thức chuyên môn còn hạn hẹp và kinh nghiệm tích lũy còn có phầnhạn chế nên sẽ không tránh khỏi những sơ suất hoặc thiếu sót trong quá trình hoàn thiện,chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phê bình của thầy cô trong suốtquá trình báo cáo môn học. Đó chắc chắn sẽ là những kiến thức và kinh nghiệm cực kìquý báu giúp chúng em hoàn thiện các kỹ năng chuyên môn của bản thân trong tươnglai.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO MƠN HỌC: ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TREO CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Ngành: Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Bản Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Kiên Mã SV: 1811250352 Lớp: 18DOTB2 Đậu Sơn Lộc Mã SV: 1511250446 Lớp: 15DOT05 Phan Thành Lộc Mã SV: 1811250418 Lớp: 18DOTA5 Lê Đại Long Mã SV: 1811250383 Lớp: 18DOTA1 Đặng Trung Nguyên Mã SV: 1811250471 Lớp: 18DOTB6 Nguyễn Hải Nguyên Mã SV: 1811250912 Lớp: 18DOTA1 Tp.HCM, ngày 31 tháng 08 năm 2021 LỜI CẢM ƠN Trước hết chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể q thầy Trường Đại học Cơng nghệ TP.HCM, cụ thể quý thầy cô thuộc Viện Kỹ thuật HUTECH giảng dạy, truyền đạt cho chúng em kiến thức chuyên môn kỹ thực tiễn suốt trình học tập rèn luyện trường Đặc biệt, chúng em xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Văn Bản – Giảng viên môn chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật ô tơ nhiệt tình hỗ trợ hướng dẫn chúng em hồn thành tốt báo cáo mơn học Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô xưởng thực hành tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em tìm hiểu, đo đạc khảo sát thực tế chi tiết kỹ thuật nhằm phục vụ cho việc hồn thành báo cáo mơn học, giúp chúng em có thêm hiểu biết ngành nghề kinh nghiệm cho công việc chuyên môn sau Với vốn kiến thức chun mơn cịn hạn hẹp kinh nghiệm tích lũy cịn có phần hạn chế nên không tránh khỏi sơ suất thiếu sót q trình hồn thiện, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp, phê bình thầy suốt q trình báo cáo mơn học Đó chắn kiến thức kinh nghiệm q báu giúp chúng em hồn thiện kỹ chuyên môn thân tương lai MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề: 1.2 Mục tiêu đề tài: 1.3 Nội dung đề tài: 1.4 Phương pháp nghiên cứu: 1.5 Kết cấu đồ án môn học: CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm bản: 2.2 Phân loại hệ thống treo: 2.3 Cấu tạo hệ thống treo: 2.3.1 Bộ phận đàn hồi: 2.3.2 Bộ phận giảm chấn: 2.3.3 Bộ phận dẫn hướng: 2.4 Động lực học hệ thống treo: 10 2.4.1 Hệ thống treo phụ thuộc: 10 2.4.2 Hệ thống treo độc lập: 15 2.4.3 Tâm quay trục quay: 18 2.4.4 Góc đặt bánh xe: 21 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 26 3.1 Kết luận: 26 3.2 Hướng phát triển đề tài: 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 i DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH STT Hình Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Chương 2 2 Hình 2.5 Hình 2.6 2 Hình 2.7 Hình 2.8 2 10 Hình 2.9 Hình 2.10 2 11 Hình 2.11 12 Hình 2.12 13 14 15 16 17 18 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 2 2 2 19 Hình 2.19 20 Hình 2.20 21 22 Hình 2.21 Hình 2.22 2 23 24 Hình 2.23 Hình 2.24 2 25 Hình 2.25 26 27 Hình 2.26 Hình 2.27 2 Nội dung Trang Hệ thống treo xe ô tô Minh họa hệ thống treo phụ thuộc Minh họa hệ thống treo độc lập Hệ thống treo bán độc lập trang bị dòng xe Toyota Vios Hệ thống treo MacPherson Hệ thống treo chống kép – Hai chữ A Hệ thống treo đa liên kết Hệ thống treo đa liên kết dịng xe hãng Audi Nhíp xe tơ Hệ thống treo sử dụng phận đàn hồi xoắn Các loại giảm chấn thủy lực hệ thống treo ô tô Cơ cấu tay đòn phận dẫn hướng 10 hệ thống treo ô tô Hệ thống treo phụ thuộc 10 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp 11 Nhíp dạng tổng qt 11 Mơ hình hóa trạng thái khối lượng treo 11 Trạng thái khối lượng không treo 12 Trạng thái nhíp tăng tốc (a) 12 phanh (b) Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp có 13 chống dịch chuyển Trạng thái chống dịch chuyển 13 cầu xe dịch chuyển lên (a) xuống (b) Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lò xo cuộn 14 Tác động đến hệ thống treo phụ thuộc 14 nâng bánh xe lên Hệ thống treo độc lập 15 Hệ thống treo độc lập sử dụng chống 15 kép A-arm Hệ thống treo độc lập theo chế 16 MacPherson Hệ thống treo độc lập theo chế đa liên kết 17 Hệ thống treo độc lập theo chế tay đòn di 17 động ii 28 Hình 2.28 29 Hình 2.29 30 Hình 2.30 31 32 Hình 2.31 Hình 2.32 2 33 Hình 2.33 34 Hình 2.34 35 36 37 38 Hình 2.35 Hình 2.36 Hình 2.37 Hình 2.38 2 2 39 Hình 2.39 40 Hình 2.40 Hệ thống treo độc lập theo chế tay đòn liên kết kéo Hệ thống treo chống kép (càng chữ A) với tâm quay I18 giao điểm đường I28I12 I38I13 Các tâm quay tức thời chế quay tay trượt ngược Mơ hình hệ thống treo MacPherson Cơ chế động học hệ thống treo MacPherson Tâm quay xe hệ thống treo MacPherson Mơ hình động học hệ thống treo bánh trước bên trái: (a) tâm quay bên (b) tâm quay bên Tâm quay hệ thống treo so với mặt đường Độ chụm Cơ chế độ chụm Góc Caster dương (Negative caster) Caster âm (Positive caster) Góc Camber dương (Negative camber) Camber âm (Positive camber) Góc Thrust Angle iii 18 18 19 20 20 20 21 21 22 22 23 24 25 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề: Cùng với phát triển không ngừng ngành nghề thuộc lĩnh vực công nghệ, khoa học kỹ thuật ngày Qua đó, địi hỏi người phải đảm bảo tốc độ độ xác cao q trình tìm hiểu, chế tạo, sản xuất linh kiện hay chi tiết máy dành cho xe ô tô, cho chúng đủ khả đáp ứng cách toàn vẹn yêu cầu sử dụng thiết yếu người xã hội đại tính thẩm mỹ, độ bền, chắn, hiệu làm việc hay cơng suất cao, có tuổi thọ sử dụng lâu dài, Điển lĩnh vực cơng nghệ kỹ thuật tơ, khí tơ xu trọng tâm phát triển ngành kỹ thuật xã hội đại ngày Vậy để tạo xe ô tô hồn chỉnh thiết kế, mạnh mẽ cơng suất địi hỏi nhiều thời gian cơng sức người máy móc hỗ trợ, khơng cần chế tạo nhiều chi tiết máy khác với nhiều chức cụ thể riêng biệt kết hợp lại để tạo thành Đặc biệt, nhắc đến xe tơ chắn không nhắc đến hệ thống đóng vai trị quan trọng xe tơ, nắm vai trị cho xe chuyển động êm ái, ổn định, trực tiếp ảnh hưởng đến khả chuyển động, cân xe góp phần đem đến cảm giác lái thú vị cho người sử dụng, hệ thống treo ô tô Một hệ thống treo ô tô hồn chỉnh xe tơ giúp hạn chế ảnh hưởng học đến khung xe chi tiết kim loại, tránh việc xe bị xóc nhiều di chuyển mà không cần phải giảm bớt tốc độ, từ đem lại thoải mái cho người sử dụng xe Nắm rõ công dụng hệ thống treo tơ, ngày hãng sản xuất đặc biệt trọng vào phát triển phận Trong hệ thống làm việc xe tơ hồn chỉnh Hệ thống treo hệ thống làm việc quan trọng, khơng thể thay đóng vai trò hệ thống làm giảm dập tắt độ giao động cách tăng dần xe qua cung đường gập ghềnh Từ đó, đảm bảo an tồn giao thơng cho người lái xe ô tô người tham gia giao thông khác đường Bởi yếu tố định tầm ảnh hưởng đặc biệt quan trọng hệ thống điều khiển tín hiệu xe tơ nên đề tài báo cáo môn học động lực học ô tô lần này, chúng em định tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích, mơ đưa kết luận cụ thể động lực học hệ thống treo xe ô tô 1.2 Mục tiêu đề tài: Mục tiêu đề tài nhằm giải vấn đề bao gồm tìm hiểu, nghiên cứu, thể cách chi tiết rõ ràng thành phần cấu tạo, công dụng, phương thức sử dụng hoạt động chi tiết động lực học hệ thống treo xe tơ Ngồi phải tiến hành phân tích đưa tính ứng dụng mà hệ thống treo xe ô tô đem lại cho xe tơ nói chung người lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô đại nói riêng Từ đó, hướng tới kết đề tài lần chứng minh đa dụng, sức mạnh tầm ảnh hưởng quan trọng đặc biệt hệ thống treo xe ô tơ Hơn hướng đến mục đích sản xuất, chế tạo lắp ráp hệ thống treo hồn chỉnh xe tơ, đáp ứng nhu cầu khác người sử dụng tương lai 1.3 Nội dung đề tài: - Nội dung đề tài thực nhiệm vụ cụ thể bao gồm: Tìm hiểu thành phần cấu tạo chính, phương pháp gia công, chế tạo chi tiết hệ thống treo xe tơ Trình bày cách thức, nguyên lý hoạt động qua giai đoạn, chu kỳ động lực học hệ thống treo ô tô Khảo sát linh kiện, phận động lực học hệ thống treo ô tô Đưa kết luận tổng thể tầm ảnh hưởng quan trọng động lực học hệ thống treo xe ô tô Viết báo cáo tổng hợp hoàn thành báo cáo môn học 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - - Đề tài nghiên cứu dựa phương pháp: Tìm kiếm, thu thập, so sánh, phân tích chọn lọc thông tin cách kĩ cụ thể thông qua mạng internet, giảng viên có chun ngành khí kĩ thuật, sách báo, tài liệu chun ngành lĩnh vực khí có liên quan đến hệ thống treo xe ô tô nhằm giải vấn đề bao gồm thành phần cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách thức chế tạo, gia công, đặc điểm kỹ thuật,… Thực nghiên cứu, phân tích cụ thể hệ thống treo xe tô thông qua biểu đồ trạng thái làm việc qua giai đoạn nhằm đưa nhìn trực quan Tổng hợp lại toàn liệu suốt q trình nghiên cứu, thơng qua luận điểm, tìm hiểu trình bày, từ đưa kết luận tổng thể động lực học hệ thống treo xe ô tô 1.5 Kết cấu đồ án môn học: Kết cấu đồ án mơn học có tất 03 chương, bao gồm: - Chương 1: Giới thiệu đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Kết luận hướng phát triển CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm bản: Hệ thống treo phận quan trọng, trực tiếp ảnh hưởng đến khả chuyển động êm cân xe, đặc biệt xe di chuyển qua cung đường gồ ghề Ngồi ra, hệ thống treo cịn có vai trị truyền lực mô-men từ bánh xe lên khung vỏ xe để đảm bảo quy trình hoạt động bánh xe Hệ thống treo phận giúp hạn chế ảnh hưởng học đến khung xe chi tiết kim loại, tránh việc xe bị xóc nhiều di chuyển mà không cần phải giảm bớt tốc độ, từ đem lại thoải mái cho người sử dụng xe Nắm rõ công dụng hệ thống treo tơ, ngày hãng sản xuất đặc biệt trọng vào phát triển phận Hình 2.1 Hệ thống treo xe ô tô Hệ thống treo xe tơ thường đặt phía cầu trước cầu sau xe Thực tế, hệ thống treo thuộc phận khung gầm xe, bên cạnh hệ thống khác hệ thống khung xe, bánh lái bánh xe Cùng với phát triển công nghệ, thiết kế hệ thống treo đa dạng ngày tăng tính sử dụng Tuy nhiên, dù chế tạo theo thiết kế ứng dụng cơng nghệ đại sao, nhìn chung hệ thống treo ô tô phải đáp ứng tính sau: - Chịu sức nặng xe ô tô di chuyển điều kiện địa hình - Bốn bánh xe phải tiếp xúc với mặt đường để đảm bảo khả kiểm soát - Xe vào cua, chuyển hướng, tăng/giảm tốc độ phải đảm bảo ổn định linh hoạt - Giảm thiểu tác động địa hình lên thân xe, giúp người ngồi xe không cảm thấy khó chịu q xóc - Đảm bảo an tồn tối thiểu khơng may xảy va chạm 2.2 Phân loại hệ thống treo: Tùy thuộc vào quy chuẩn thiết kế hãng sản xuất nhu cầu sử dụng khác khách hàng mà hệ thống treo xe ô tô tương đối đa dạng mặt kết cấu phân loại, bao gồm dạng như: ❖ Hệ thống treo phụ thuộc: Ở hệ thống này, bánh xe nối dầm cầu liền, chi tiết hệ thống treo nối dầm cầu với thân xe Cái tên “phụ thuộc” xuất phát từ đó, hệ thống này, dao động hai bánh xe ảnh hưởng phụ thuộc lẫn So với hệ thống treo độc lập chi tiết hệ thống treo phụ thuộc đơn giản hơn, độ bền cao, chịu tải tốt đặc biệt phù hợp với loại ô tô tải ô tô sử dụng kết cấu khung vỏ rời (body-on-frame) Tuy nhiên, khối lượng phần không treo lớn nên hệ thống êm dịu ổn định, xe dễ bị rung động,… Đối với xe con, hệ thống treo phụ thuộc thường sử dụng cầu sau mẫu SUV quen thuộc Toyota Fortuner, Chevrolet Trailblazer, Ford Everest, Ford Explorer,… bán tải sử dụng chung khung gầm Toyota Hilux, Chevrolet Colorado hay Ford Ranger,… Hình 2.2 Minh họa hệ thống treo phụ thuộc ❖ Hệ thống treo độc lập: Ở hệ thống này, bánh xe gắn với thân xe cách “độc lập” với Qua đó, hai đầu bánh xe chuyển động riêng lẻ, dịch chuyển tự mà không gây ảnh hưởng lẫn Nhờ vậy, dao động từ mặt đường lên khung vỏ xe kiểm sốt tốt Các kiểu hệ thống treo độc lập tiêu biểu hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép (double wishbone), hệ thống treo đa liên kết (multi-link),… So với hệ thống treo phụ thuộc, phần không treo nhỏ nên khả bám đường bánh xe cao, tính êm dịu chuyển động cao Do khơng có dầm cầu liền nối thân xe nên bố trị trọng tâm xe thấp đi, ngược lại hệ thống treo độc lập có cấu trúc thành phần phức tạp hơn,… Hình 2.3 Minh họa hệ thống treo độc lập Hệ thống treo độc lập sử dụng rộng rãi phổ biến ô tô Những mẫu xe tiêu biểu kể đến Honda Civic, Honda CR-V, Toyota Camry, Mercedes Cclass, Mercedes GLE-class,… ❖ Hệ thống treo bán độc lập: Hệ thống treo cho phép hai bánh xe chuyển động tương nhau, nhiên chuyển động chúng có ảnh hưởng đến Ngày nay, hệ thống treo xuất phổ biến dạng xoắn kết hợp với cân Hệ thống thường sử dụng cầu sau số mẫu xe Toyota Corolla Altis, Toyota Vios Hình 2.4 Hệ thống treo bán độc lập trang bị dòng xe Toyota Vios ❖ Hệ thống treo MacPherson: Thiết kế đơn giản, tương đối nhẹ nhỏ gọn (cấu tạo gồm giảm xóc, lị xo, cánh tay điều chỉnh hướng đệm cao su giảm chấn) Tiết kiệm diện tích cho thành phần truyền động khác nên đặc biệt thích hợp với xe dẫn động cầu trước (FWD) Độ ma sát mài mòn phận giảm chấn giảm, khơng phải bảo trì q nhiều Hình 2.5 Hệ thống treo MacPherson Hình 2.19 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp có chống dịch chuyển Mặc dù chống dịch chuyển kiểm sốt hình dạng lị xo xe tăng tốc phanh , gây vấn đề góc xoắn cầu xe di chuyển lên xuống, hình 2.20 Hình 2.20 Trạng thái chống dịch chuyển cầu xe dịch chuyển lên (a) xuống (b) Các bánh trước cần có khơng gian để lái sang trái phải Do đó, lị xo gắn gần với bánh xe, phải đặt gần trục Điều làm chiều dài khơng gian lị xo hẹp lại, có lực ngang tác dộng làm khối lượng treo dao động lớn Điều gây khó chịu cho hành khách xe, làm giảm hiệu lái Một hệ thống treo phụ thuộc xem khối lượng không treo, đó, khối lượng khơng treo tăng lên sử dụng hệ thống treo phụ thuộc khối lượng không treo lớn ảnh hưởng đến khả điều khiển Tuy nhiên làm trục nhẹ làm cho yếu làm tăng vấn đề nguy hiểm xe: gãy trục Trục phải đủ mạnh để đảm bảo khơng bị gãy điều kiện tải 13 Theo ước tính sơ bộ, 90% khối lượng nhíp tính khối lượng khơng treo, làm cho vấn đề trở nên tồi tệ ngày hệ thống treo phụ thuộc khơng cịn sử dụng xe du lịch, nhiên cịn sử dụng loại xe tải hệ thống treo phụ thuộc không làm ảnh hưởng nhiều đến tỷ lệ khối lượng treo khối lượng khơng treo Khi xe có bánh sau bánh chủ động hệ thống treo phụ thuộc sử dụng cầu sau, hệ thống treo gọi hệ thống treo trục dẫn động Một hệ thống treo trục dẫn động vỏ có chứa vi sai hai trục truyền động (bán trục trái phải) Các trục truyền động kết nối với bạc đạn bánh xe Một cầu dẫn động nặng gấp ba đến bốn lần so với cầu không dẫn động Để giảm khối lượng không treo tăng tính linh hoạt theo chiều dọc hệ thống treo phụ thuộc, người ta trang bị cho chúng lị xo cuộn Một mơ hình hệ thống treo phụ thuộc với lò xo cuộn thể hình 2.21 Cơ cấu treo làm bốn dọc trục khung xe Hình 2.21 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lò xo cuộn Hệ thống treo phụ thuộc loại thường thấy có ưu điểm kết cấu đơn giản rẻ tiền: nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi, giảm chấn dẫn hướng Hệ thống treo phụ thuộc dể bảo dưỡng sửa chữa kết cấu đơn giản, sử dụng hệ thống treo phụ thuộc lốp mịn quay vịng có thùng xe nghiêng cịn cầu thăng Tuy nhiên hệ thống treo phụ thuộc có nhược điểm cụ thể, nâng bánh xe lên, vệt bánh xe thay đổi ( ΔB ), phát sinh lực ngang Y làm khả bám đường ô tô giảm ô tô dễ bị trượt ngang Hình 2.22 Tác động đến hệ thống treo phụ thuộc nâng bánh xe lên 14 2.4.2 Hệ thống treo độc lập: Hệ thống treo độc lập hệ thống treo cho bánh xe di chuyển lên xuống mà không ảnh hưởng đến bánh xe đối diện Hình 2.23 Hệ thống treo độc lập Có nhiều hình thức thiết kế hệ thống treo độc lập Tuy nhiên, hệ thống treo chống kép MacPherson thiết kế đơn giản phổ biến dịng xe tơ Ngồi ra, nhiều chế hệ thống treo độc lập khác tùy theo dòng xe nhu cầu sử dụng khác như: hệ thống treo đa liên kết, hệ thống treo trục xoay tay đòn di động,… 2.4.2.1 Hệ thống treo chống kép (A-arm) – Hai chữ A: Hình 2.24 Hệ thống treo độc lập sử dụng chống kép A-arm - Với chế lò xo cuộn hệ thống treo độc lập sử dụng chống kép: Lò xo cuộn nằm cánh tay khung máy (1) Lị xo cuộn đặt cánh tay khung xe (2) Lị xo cuộn đặt cánh tay chữ A (3) 15 Trong trường hợp (1) (2), cánh tay cánh tay làm mạnh cánh tay hoạt động cánh tay kết nối 2.4.2.2 Hệ thống treo MacPherson: Đây biến thể hệ thống treo sử dụng chống kép Coi cánh tay có chiều dài cánh tay có chiều dài khác Chính nhờ cấu trúc mà ta có khoảng khơng gian rộng rãi phía để bố trí hệ thống truyền lực khoang hành lý Cấu tạo hệ treo MacPherson hình 2.25 bao gồm: cánh tay phía dưới, giảm chấn đặt theo phương thẳng đứng, đầu gối khớp cầu, đầu lại bắt vào khung xe Lị xo đặt lồng vỏ giảm chấn trục giảm chấn Hình 2.25 Hệ thống treo độc lập theo chế MacPherson Nếu ta so sánh với hệ treo độc lập sử dụng chống kép A-arm hệ thống treo MacPherson kết cấu chi tiết hơn, khơng chiếm nhiều khoảng khơng giảm nhẹ trọng lượng kết cấu Nhưng nhược điểm chủ yếu hệ thống treo MacPherson giảm chấn vừa phải làm chức giảm chấn lại vừa làm nhiệm vụ trụ đứng nên trục giảm chấn chịu tải lớn nên giảm chấn cần phải đủ độ cứng vững độ bền cao hơn, kết cấu giảm chấn phải có thay đổi cần thiết nhằm đáp ứng điều kiện làm việc khắc nghiệt 2.4.2.3 Hệ thống treo đa liên kết: Khi hai bên cánh tay chữ A gắn với khớp, hình 2.26, cánh tay chữ A kép gọi chế đa liên kết Cơ chế đa liên kết chế sáu có chuyển động khớp nối tốt chế chữ A kép Tuy nhiên, hệ thống treo đa liên kết đắt hơn, tin cậy phức tạp so với hệ treo độc lập sử dụng chống kép A-arm Có xe có nhiều sáu liên kết với hiệu suất động học tốt hơn, đặc biệt xuất dịng xe có nhu cầu di chuyển địa hình điều kiện làm việc phức tạp 16 Hình 2.26 Hệ thống treo độc lập theo chế đa liên kết 2.4.2.4 Hệ thống treo trục xoay tay đòn di động: Một hệ thống treo độc lập có cấu đơn giản hình tam giác hình 2.27 Cơ chế treo gọi trục xoay tay địn di động Hình 2.27 Hệ thống treo độc lập theo chế tay đòn di động 2.4.2.5 Hệ thống treo tay đòn liên kết kéo: Sự thay đổi góc camber cho hệ thống treo tay địn tối đa, so với cấu treo khác Hình 2.28 minh họa hệ thống treo kiểu cánh tay đòn liên kết kéo cánh tay dọc với trục xoay bên Góc camber bánh xe, hỗ trợ cánh tay kéo, không thay đổi trình chuyển động lên xuống 17 Hình 2.28 Hệ thống treo độc lập theo chế tay đòn liên kết kéo 2.4.3 Tâm quay trục quay: Hình 2.29 Hệ thống treo chống kép (càng chữ A) với tâm quay I18 giao điểm đường I28I12 I38I13 18 Trục quay đường tức thời vẽ thân xe quay Trục quay vẽ cách kết nối tâm quay hệ thống treo trước sau xe Chúng ta cắt xe để ngắt kết nối nửa trước sau xe Sau đó, tâm quay hệ thống treo trước sau trung tâm xoay tức thời thân xe với mặt đất Hình 2.29 minh họa mơ hình hệ thống treo trước xe ô tô với chế chống kép chữ A Để tìm tâm quay thân xe so với mặt đất, phân tích chế tương đương động học hai chiều hình 2.29, trung tâm lốp xe tâm quay tức thời bánh xe so với mặt đất, bánh xe liên kết với mặt đất trung tâm lốp xe Điểm I28 I38 tâm quay tức thời bánh xe Tâm quay tức thời bánh xe thân xe gọi tâm quay hệ thống treo, Vì vậy, để tìm tâm quay nửa trước nửa sau ô tô, phải xác định tâm quay hệ thống treo tìm giao điểm đường nối tâm quay hệ thống treo với tâm lốp xe liên kết với chúng ❖ Tâm quay hệ thống treo MacPherson: Hệ thống treo MacPherson cấu tay quay trượt ngược Các tâm quay tức thời ví dụ chế quay tay trượt ngược thể hình 2.30 Trong hình này, điểm I12 tâm quay hệ thống treo, tâm quay tức thời cho liên kết bánh xe số liên kết khung gầm số Hình 2.30 Các tâm quay tức thời chế quay tay trượt ngược Một xe có hệ thống treo MacPherson mơ hình hóa hình 2.31 Cơ chế tương đương động học mơ tả hình 2.32 Các tâm quay hệ thống treo với tâm quay thân xe thể hình 2.33 Để tìm tâm quay nửa trước nửa sau ô tô, xác định tâm quay hệ thống treo sau tìm giao điểm đường nối tâm quay hệ thống treo với tâm lốp xe gắn lên 19 Hình 2.31 Mơ hình hệ thống treo MacPherson Hình 2.32 Cơ chế động học hệ thống treo MacPherson Hình 2.33 Tâm quay xe hệ thống treo MacPherson ❖ Tâm quay hệ thống treo chống kép chữ A: Mô hình động học hệ thống treo tay địn chữ A kép cho bánh trước bên trái ô tô minh họa hình 2.34 Một tâm quay hệ thống treo bên nằm phía thân xe, tâm quay hệ thống treo bên ngồi nằm phía ngồi thân xe 20 Hình 2.34 Mơ hình động học hệ thống treo bánh trước bên trái: (a) tâm quay bên (b) tâm quay bên ngồi Tâm quay hệ thống treo nằm bề mặt (trường hợp a), (trường hợp b) mặt đất (trường hợp c) Ứng với tâm quay xe nằm bề mặt, mặt đất Tâm quay xe tương ứng với tâm quay hệ thống treo trường hợp Hình 2.35 Tâm quay hệ thống treo so với mặt đường 2.4.4 Góc đặt bánh xe: Có bốn thơng số chỉnh bánh xe ảnh hưởng đến động lực học xe: Toe (độ chụm), góc Camber, góc Caster, Trust Angle 21 2.4.4.1 Độ chụm: Khi cặp bánh xe đặt phía trước chúng hướng vào (Toein) xa (Toe-out) nhìn xe từ phía xuống, cặp bánh xe gọi cặp bánh xe có độ chụm Hình 2.36 Độ chụm Độ chụm ảnh hưởng đến mòn lốp, ổn định lái thẳng (tự trả lái hướng thẳng) đặc biệt tác dụng dộ chụm để khử lực camber sinh có camber dương Khi phía bánh nghiêng ngồi làm bánh xe có xu hướng lăn phía ngồi xe chuyển động phía trước, bị trượt Vì bánh xe làm có độ chụm để ngăn cản tượng cách khử lăn phía ngồi camber gây Hình 2.37 Cơ chế độ chụm 22 Do camber gần phần lớn xe nên độ chụm trở nên nhỏ Độ chụm lốp bố chéo khác với lốp bố tròn camber Lý gai lốp vai lốp lốp bố chéo biến dạng lớn lốp bố tròn nên sinh lực camber lớn Để giảm tối thiểu mòn lốp mát lượng, bánh xe trục xe định phải hướng thẳng phía trước xe chạy đường thẳng ❖ Các đặc điểm ảnh hưởng độ chụm: - Toe-in q lớn gây hao mịn nhanh chóng cạnh lốp xe, toe-out nhiều gây mài mòn cạnh - Toe-in làm tăng ổn định hướng xe, toe-out làm tăng phản ứng lái - Front toe-in: Phản ứng lái chậm hơn, ổn định đường thẳng hơn, độ mịn lớn cạnh ngồi lốp xe - Front toe-zero: Phản ứng lái trung bình, mòn lốp tối thiểu - Front toe- out: Phản ứng lái nhanh hơn, độ ổn định đường thẳng hơn, hao mòn lớn cạnh lốp xe - Rear toe-in: ổn định đường thẳng, lái ổn định hơn, tốc độ tối đa cao 2.4.4.2 Góc Caster: Caster nghiêng phía trước phía sau trục lái Caster đo độ trục xoay đứng phương thẳng đứng nhìn từ cạnh xe Nếu nghiêng phía sau gọi caster dương (Negative caster), nghiêng phía trước gọi caster âm (Positive caster), khoảng cách từ giao điểm đường tâm trục đứng với mặt đất đến tâm vùng tiếp xúc lốp gọi khoảng caster Hình 2.38 Góc Caster dương (Negative caster) Caster âm (Positive caster) Vai trị góc Caster: - Tính ổn định chạy thẳng góc caster: Nếu bánh xe xe có góc caster dương quay sang trái, trục bánh xe bên trái có xu hướng bị dìm xuống (bởi quay xung quanh trục đứng đặt nghiêng) Tuy nhiên, thực tế trục khơng thể chìm xuống gắn với bánh xe, mặt đường khơng cho phép làm điều 23 - đó, nên thay vào cam quay bên trái bị đẩy lên phía trên, nâng thân xe lên chút Sau quay vòng xong trả lái, trọng lượng thân xe nâng lại đẩy cam quay dịch xuống phía trục bánh xe xoay lại vị trí chuyển động thẳng ban đầu Hồi vị bánh xe khoảng caster: Bình thường bánh xe trước tạo caster lẫn khoảng caster Ảnh hưởng góc Caster: ❖ Góc Caster dương: - Góc Caster dương xảy trục xoay đứng nghiêng phía sau Người lái xe cảm nhận rõ rệt tác động caster dương lái xe theo chuyển động phía trước Hiệu ứng góc Caster dương giúp cho xe giữ lực căng làm cho bánh xe chuyển động thẳng phía trước - Caster dương quan trọng việc tăng cường hiệu suất vào cua khả xử lý xe Nó tăng lực kéo cách tối đa hóa ma sát lốp xe với mặt đất, giúp xe ổn định di chuyển mặt đất - Tuy nhiên, việc tăng Caster dương mức không tốt cho xe làm nặng tay lái khó xoay Nhằm khắc phục vấn đề này, mẫu xe ngày có hệ thống trợ lái để loại bỏ độ nặng cho vô lăng - Một vấn đề khác góc Caster dương giúp tăng độ ma sát nên chúng làm mịn lốp nhanh ❖ Góc Caster âm: Trong trường hợp này, trục xoay đứng nghiêng phía trước Hầu hết xe ô tô cũ gặp phải vấn đề khơng có hệ thống lái trợ lực Một bánh xe có góc caster âm, lái xe thấy việc xoay vơ lăng nhẹ khó chỉnh xe hướng muốn rẽ sang hướng định 2.4.4.3 Góc Camber: Các bánh trước xe lắp cho nghiêng vào hay ngồi nhìn từ phía đầu xe vào Góc camber đo độ nghiêng so với phương thẳng đứng, bánh xe nghiêng gọi camber dương (Negative camber), nghiêng vào gọi camber âm (Positive camber) Hình 2.39 Góc Camber dương (Negative camber) Camber âm (Positive camber) 24 Ở xe trước kia, bánh xe đặt camber dương để cải thiện độ bền cầu trước, để lốp tiếp xúc vng góc với mặt đường nhằm giảm mịn lốp Tuy nhiên, xe nay, hệ thống treo cầu xe cứng vững hơn, kết camber điều chỉnh gần 0, vài loại xe có camber âm để cải thiện tính quay vịng Camber dương có tác dụng sau: - Giảm tải theo phương thẳng đứng - Ngăn cản tụt bánh xe - Ngăn cản camber bị âm ý muốn tải trọng gây - Giảm lực quay vơ lăng Ngồi ra, Camber có tác dụng ngăn cản mịn khơng lốp 2.4.4.4 Thrust Angle: Thrust Angle  góc đường tâm xe đường vng góc với cầu sau Nó so sánh hướng mà trục sau nhắm với đường tâm xe Góc Thrust angle khơng xác nhận trục sau song song với trục trước chiều dài sở hai bên xe Hình 2.40 Góc Thrust Angle 25 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 3.1 Kết luận: Trong q trình hồn thành đồ án môn học động đốt với đề tài “Động lực học hệ thống treo”, nhóm chúng em tiến hành thực toàn nhiệm vụ đề ban đầu bao gồm: - Tìm hiểu thành phần cấu tạo chính, phương pháp gia cơng, chế tạo chi tiết hệ thống treo xe tơ Trình bày cách thức, ngun lý hoạt động qua giai đoạn, chu kỳ động lực học hệ thống treo ô tô Khảo sát linh kiện, phận động lực học hệ thống treo ô tô Đưa kết luận tổng thể tầm ảnh hưởng quan trọng động lực học hệ thống treo xe ô tô Viết báo cáo tổng hợp hoàn thành báo cáo mơn học Qua dẫn đến kết luận: Hệ thống treo ô tô nhằm để liên kết đàn hồi khung xe ô tô vỏ ô tô với cầu Nhiệm vụ quan trọng hệ thống treo tăng độ đàn hồi phận xe, giúp ô tô chuyển động êm dịu mượt mà qua mặt đường gồ ghề Ngồi hệ thống treo cịn dùng để truyền lực momen từ bánh xe lên khung thân xe , đảm bảo bánh xe hoạt động học yêu cầu kỹ thuật 3.2 Hướng phát triển đề tài: - - Đề tài nghiên cứu dựa phương pháp: Tìm kiếm, thu thập, so sánh, phân tích chọn lọc thơng tin cách kĩ cụ thể thông qua mạng internet, giảng viên có chun ngành khí kĩ thuật, sách báo, tài liệu chuyên ngành lĩnh vực khí có liên quan đến hệ thống treo xe ô tô nhằm giải vấn đề bao gồm thành phần cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách thức chế tạo, gia công, đặc điểm kỹ thuật,… Thực nghiên cứu, phân tích cụ thể hệ thống treo xe ô tô thông qua biểu đồ trạng thái làm việc qua giai đoạn nhằm đưa nhìn trực quan Tổng hợp lại tồn liệu suốt q trình nghiên cứu, thơng qua luận điểm, tìm hiểu trình bày, từ đưa kết luận tổng thể động lực học hệ thống treo xe tơ Ngồi phải tiến hành phân tích đưa tính ứng dụng mà hệ thống treo xe ô tô đem lại cho xe tơ nói chung người lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô đại nói riêng Từ đó, hướng tới kết đề tài lần chứng minh đa dụng, sức mạnh tầm ảnh hưởng quan trọng đặc biệt hệ thống treo xe ô tô Hơn hướng đến mục đích sản xuất, chế tạo lắp ráp hệ thống treo hoàn chỉnh xe ô tô, đáp ứng nhu cầu khác người sử dụng tương lai 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO Động lực học ô tô, TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu, ThS Huỳnh Quang Thảo, Đại học Công nghệ TP HCM (HUTECH), 01/2019 Hệ thống treo tơ ? Loại hệ thống treo phổ biến ? NextGen Việt Nam, 04/2020 https://oto.com.vn/kinh-nghiem-lai-xe/he-thong-treo-tren-o-to-la-gi-loai-he-thongtreo-pho-bien-nhat-hien-nay-articleid-xv8prdz Tìm hiểu loại hệ thống treo phổ biến ô tô nay, Đánh giá xe, 05/2021 https://www.danhgiaxe.com/tim-hieu-cac-loai-he-thong-treo-pho-bien-nhat-tren-oto-hien-nay-27198 27 ... dung Trang Hệ thống treo xe ô tô Minh họa hệ thống treo phụ thuộc Minh họa hệ thống treo độc lập Hệ thống treo bán độc lập trang bị dòng xe Toyota Vios Hệ thống treo MacPherson Hệ thống treo chống... tiết hệ thống treo xe ô tơ Trình bày cách thức, ngun lý hoạt động qua giai đoạn, chu kỳ động lực học hệ thống treo ô tô Khảo sát linh kiện, phận động lực học hệ thống treo ô tô Đưa kết luận tổng... khối lượng treo khối lượng không treo Khi xe có bánh sau bánh chủ động hệ thống treo phụ thuộc sử dụng cầu sau, hệ thống treo gọi hệ thống treo trục dẫn động Một hệ thống treo trục dẫn động vỏ có