ngành công nghiệp ô tô Ơ tơ phương tiện di chuyển phổ biến người ngày Để ô tơ vận hành tốt cần nhiều phận khác hệ thống treo số - Với nhiệm vụ chịu tải trọng hàng trăm hàng nghìn kilogam hệ thống treo đóng vai trị vơ quan đếm vận hành ô tô Trong tiểu luận nhóm chúng em giao đề tài: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO nhóm em tìm hiểu cấu tạo vai trò loại hệ thống treo sử dụng phổ biến thị trường 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Hiểu cấu tạo, công dụng, nguyên lý hoạt động hệ thống treo - Tính tốn thiết kế phận hệ thống treo - Mô 3D phần mềm solidword
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÀI TIỂU LUẬN Tên học phần: ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn: Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Khoa/Viện: Viện kỹ thuật ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG TREO Tp.Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2021 LỜI CÁM ƠN Lời nói đầu tiên, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung Viện Kỹ Thuật nói riêng, tạo điều kiện cho sinh viên chúng em thực tiểu luận “Động lực học ô tô” với đề tài “Hệ thống treo” Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn thầy Ts Nguyễn Văn Nhanh đồng hành với nhóm em Trong thời gian qua kiến thức kỹ thuật tơ thầy, nhóm chúng em có thêm cho kiến thức thực tế bổ ích Đây chắn kiến thức quý báo, hành trang để chúng em bước vững sau Tuy nhiên, vốn kiến thức nhiều hạn chế khả tiếp thu thực tế bỡ ngỡ Mặc dù nhóm chúng em có cố gắng chắn tiểu luận khó tránh khỏi sai sót nhiều chỗ cịn chưa xác, để đảm bảo cung cấp đủ kiến thức, kính mong thầy viện kỹ thuật xem xét góp ý kiến để đồ án nhóm chúng em hồn thiện tốt Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ - Trên giới, phát triển kinh tế, vận tải,…Đều vấn đề, hạng mục phát triển cách mạnh mẽ giây, phút Mỗi ngày lại có nhiều ý tưởng, công nghệ đưa thực hiện, ngành công nghiệp ô tô Ơ tơ phương tiện di chuyển phổ biến người ngày Để ô tơ vận hành tốt cần nhiều phận khác hệ thống treo số - Với nhiệm vụ chịu tải trọng hàng trăm hàng nghìn kilogam hệ thống treo đóng vai trị vơ quan đếm vận hành ô tô Trong tiểu luận nhóm chúng em giao đề tài: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO nhóm em tìm hiểu cấu tạo vai trò loại hệ thống treo sử dụng phổ biến thị trường 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Hiểu cấu tạo, công dụng, nguyên lý hoạt động hệ thống treo - Tính tốn thiết kế phận hệ thống treo - Mô 3D phần mềm solidword 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI - Tìm hiểu chi tiết hệ thống nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động ly hợp - Tính tốn thơng số tương đối điều kiện cho phép - Vẽ mô 3D phần mềm solidword - Trình bày kết Word, PowerPoint - Viết báo cáo tiểu luận 1.4 PHƯỚNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Tiếp thu kiến thức từ trình giảng dạy TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu - Tìm kiếm, thu thập, chắt lọc giáo trình - Tìm kiếm từ Internet, tài liệu trường Đại học chuyên ngành 1.5 KẾT CẤU TIỂU LUẬN Bài báo cáo tiểu luận gồm chương: - CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI - CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TREO - CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO - CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO MC.PHESON - CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TREO 2.1 Cơng dụng yêu cầu 2.1.1 Công dụng Hệ thống treo hiểu hệ thống liên kết mềm bánh xe khung xe vỏ xe Mối liên kết treo xe mối liên kết đàn hồi có chức sau đây: Tạo điều kiện cho bánh xe thực chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng khung xe vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức chấp nhận chuyển động khơng muốn có khác bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc) Truyền lực bánh xe khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực), lực dọc (lực kéo lực phanh, lực đẩy lực kéo với khung, vỏ), lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên) Hình 2.1: Lợi ích xe có hệ thống treo 2.1.2 Yêu cầu Trên hệ thống treo, liên kết bánh xe khung vỏ cần thiết phải mềm phải đủ khả để truyền lực Quan hệ thể yêu cầu sau : + Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thuật xe (xe chạy đường tốt hay xe chạy loại đường khác nhau) + Bánh xe chuyển dịch giới hạn định + Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động học động lực học chuyển động bánh xe + Không gây nên tải trọng lớn mối liên kết với khung vỏ + Có độ bền cao + Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường • Đối với xe cần phải quan tâm đến yêu cầu sau : - Giá thành thấp độ phức tạp hệ thống treo không lớn - Có khả chống rung chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt - Đảm bảo tính ổn định tính điều khiển chuyển động ô tô tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng 2.2 Phân loại hệ thống treo Hiện xe ôtô hệ thống treo bao gồm nhóm 1- Hệ thống treo phụ thuộc 2- Hệ thống treo độc lập Hình 2.2: Các loại hệ thống treo 2.2.1 Hệ thống treo phụ thuộc Đặc trưng hệ thống treo phụ thuộc bánh xe lắp dầm cầu cứng Trong trường hợp cầu xe bị động dầm thép định hình, cịn trường hợp cầu chủ động dầm phần vỏ cầu có phần hệ thống truyền lực Đối với hệ treo phận đàn hồi nhíp lị xo xoắn ốc, phận dập tắt dao động giảm chấn Hình 2.3: Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp Nếu phận đàn hồi nhíp nhíp đóng vai trị phận dẫn hướng, dùng thêm giảm chấn không Ưu điểm : - Trong trình chuyển động vết bánh xe cố định khơng xảy tượng mịn lốp nhanh hệ thống treo độc lập - Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đường nghiêng) bánh xe liên kết cứng hạn chế tượng trượt bên bánh xe - Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp sửa chữa Giá thành thấp Hình 2.4: Xe sử dụng hệ thống treo phụ thuộc Nhược điểm - Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không treo) lớn, đặc biệt cầu chủ động Khi xe chạy đường không phẳng, tải trọng động sinh gây nên đập mạnh phần không treo phần treo làm giảm độ êm dịu 70 γ gc: góc nghiêng giảm chấn lgc: chiều dài khoảng cách đặt giảm chấn lbx: Chiều dài khoảng cách từ bánh xe đến khớp trụ fS: Tổng hành trình bánh xe : fS = fđ + ft Tỷ số truyền giảm chấn: lgc: chiều dài khoảng cách đặt giảm chấn lbx: Chiều dài khoảng cách từ bánh xe đến khớp trụ γ : góc nghiêng giảm chấn Hệ số cản yêu cầu theo phương thẳng đứng giảm chấn: Trong đó: Md1 - khối lượng đặt lên cầu trước, D - Hệ số dập tắt dao động Tính lực sinh trình giảm chấn: Xác định lực cản sinh giảm chấn làm việc: 71 P = K*vm ; Trong đó: K - Hệ số cản giản chấn v - vận tốc dịch chuyển piston Khi tính tốn khơng xét đến đặc tính lị xo nên đường đặc tính giảm chấn coi tuyến tính ( m = 1) 3.1.3 Tính tốn nhíp Lực tác dụng lên nhíp bánh xe hiệu số lực tác dụng lên trọng lượng phần không treo g gồm cầu bánh xe Độ võng tĩnh : Trong đó: chiều dài hiệu dụng nhíp (m); l - Chiều dài tồn nhíp; - Khoảng cách quang nhíp (m); E = 2,15.105 MN/ - mơ đun dàn hịi theo chiều dọc; - chiều dài hiệu dụng tính từ quang nhíp đến chốt nhíp (m) Trường hợp đặt biệt có dạng: nhíp đối xứng cơng thức 72 ) Trong đó: - tổng số momen qn tính nhíp tiết diên trung bình nằm sát bên tiết diện bắt quang nhíp ( ); - chiều dày nhíp thứ (m); - chiều dày nhíp thứ hai (m); - chiều dày nhíp thứ m (m) ; b - chiều rộng nhíp (m); – hệ số biến dạng nhíp Tỉ số chiều rộng nhíp b chiều dày nhíp tốt nằm giới hạn Hệ số biến dạng nhíp có tính chống uốn (nhíp lí tưởng): δ = 1,5 3.2 Tính tốn thiết kế Các thơng số ban đầu Nhóm thơng số tải trọng: xe tham khảo Ford Everest 4x2 mt (2016) - Khối lượng tồn xe khơng tải m0 = 1896 Kg - Khối lượng toàn xe đầy tải mT = 2607 Kg - Khối lượng đặt lên cầu trước không tải m10 = 758,4 Kg - Khối lượng đặt lên cầu sau không tải m20 = 1137,6 Kg 73 - Khối lượng đặt lên cầu trước đầy tải m1T = 1042,8 Kg - Khối lượng đặt lên cầu sau đầy tải m2T = 1564,2 Kg - Chiều dài sở: L = 2860 (mm) - Chiều rộng sở: B = 1500 (mm) - Dài× Rộng× Cao: 5062× 1788× 1826 (mm) - Kích thước bánh xe: Kí hiệu lốp 255/60R18 - Khoảng sáng gầm xe: Hmin = 210 (mm) - Khối lượng cầu: = 120 Kg - Khối lượng bánh xe: mbx = 45 Kg Xác định độ cứng lò xo - Độ cứng lị xo Ct tính tốn theo điều kiện kết tính phải phù hợp với tần số dao động khoảng n = 60 ÷ 80 l/ph - Độ cứng hệ thống treo tính tốn theo cơng thức: Ct = Mt ω2 Ta chọn tần số dao động n = 70 (l/ph) Thay vào cơng thức ta có: ω = 2π n × 3,14 × 70 = = 7,33 (rad/s) 60 60 - Khối lượng phần không treo: mkt = +2*mbx = 120 + 2*45 = 210Kg - Khối lượng phần treo trạng thái không tải : MT0 = m10 - mkt MT0 = 758,4 - 210 = 548,4 Kg - Khối lượng phần treo trạng thái đầy tải : MT1 = m1T - mkt MT1 = 1042,8 - 210 = 832,8 Kg - Độ cứng bên hệ treo trạng thái không tải : CT = = 548,8 / 2*7,332 = 16881 N/m = 16,881 (N/mm) - Độ cứng bên hệ treo trạng thái đầy tải : 74 CT = = 832,8 / 2*7,332 = 14732 N/m = 14,732 (N/mm) Độ cứng bên hệ treo lấy từ giá trị trung bình CT = = 1/2 * (16881+14732) = 15806,5 N/m = 15,8065 (N/mm) CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO MC.PHERSON 4.1 Bản vẽ phận hệ thống treo Mc.Pherson 4.1.1 Càng chữ A Hình 4.1: Càng chữ A 75 - Chúng làm kim loại, giống tên gọi chúng có thiết kế hình chữ A dầy mục địch chủ yếu dùng để chịu lực Thông qua Rotuyn trụ đầu phía ngồi gắn vào trụ lái, đầu phía gắn vào khung tơ - Là hệ thống treo tơ, với phuộc giảm xóc tạo thành cấu kết nối với trụ lái giúp hỗ trợ khả chịu lực giúp giữ góc bánh xe ln tình trạng ổn định theo tiêu chuẩn nhà sản xuất thiết kế - Vơi thiết kế A ln giúp bánh xe trì góc chụm góc nghiêng, tiết kiệm nhiều không gian gầm - Khoảng cách giữ tâm chốt cố định góc – tâm chốt cụm moay-ơ bánh xe theo thẳng đứng qua điểm trọng tâm bánh xe phía trước khác - Khi A gặp cố hay hư hỏng bạn ơm cua lái bạn đạp phanh gắp bánh trước xe lăn không chịu dừng lại gây nguy hiểm cho hành khách tài xế ô tô 4.1.2 Giá chữ U 76 Hình 4.2: Giá chữ U 4.1.3 Lò xo Đây phần tử đàn hồi sử dụng phổ biến phận đàn hồi xe ô tô thị trường 77 Hình 4.3: Lị xo 4.1.4 Lốp xe Hình 4.4: Lốp xe 78 - Vai trò lốp xe đỡ trọng lượng xe, phận xe tiếp xúc trực tiếp với bề mặt đường nên thường bị mòn thay nhanh so với phụ tùng linh kiện khác - Lốp xe thiết kế để hỗ trợ toàn trọng lượng xe hấp thụ cú sốc đường suốt trình xe lăn bánh Lốp xe cịn truyền tải lực kéo giúp xe di chuyển linh hoạt Để thực chức cách tốt nhất, đa số lốp xe sản xuất từ chất liệu cao su bơm căng khơng khí 4.1.5 Mâm xe Hình 4.5: Mâm xe - Mâm xe phụ kiện quan trọng Nó phần khung hợp kim (thường hợp kim nhôm để có khối lượng nhẹ) lắp phần bánh xe Mâm xe ô tô kết nối phần lốp xe trục xe, từ truyền lực quay trục xe xuống tới lốp xe giúp xe chuyển động 79 - Tùy vào kích thước tải trọng trục xe, mâm xe kết nối với trục xe số khớp khác Với tải trọng trục thấp, số khớp từ – khớp Ở xe tải trọng lớn số khớp nhiều hơn, tối đa 10 khớp liên kết - Mâm xe có nhiều hình dáng kích cỡ khác để phù hợp với loại xe khác nhau, thông thường, đơn vị sản xuất lốp sản xuất mâm xe khơng phải cơng ty Do đó, người ta cần đưa kích cỡ chuẩn để đơn vị sản xuất lấy làm tiêu chuẩn 4.1.6 Mặt bích Hình 4.6: Mặt bích Mặt bích thiết bị khí chế tạo dạng hình trịn hình vng đục lỗ kết nối theo tiêu chuẩn khác Tùy thuộc vào loại van hệ thống mà lựa chọn loại mắt bích phù hợp thuận tiện cho việc kết nối cách xác, tạo độ chắn độ kín cao hoạt động Mặt bích sử dụng để liên kết chi tiết với nhờ bu lơng vào lỗ đục cách tồn thân bích 80 4.1.7 Vỏ ruột xilanh Hình 4.7: Vỏ xilanh Hình 4.8: Ruột xilanh 81 4.2 Hệ thống treo hồn chỉnh Hình 4.9: Hệ thống treo Mc.Pherson 82 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Trong khoảng thời gian thực tiểu luận nhóm chúng em nhận hướng dẫn thầy Nguyễn Phụ Thượng Lưu với kiến thức học với tiềm hiểu nội dung diễn đàn Internet giúp chúng em có thêm nhiều kiến thức am hiểu cấu tạo chi tiết phận nguyên lý làm việc hệ thống treo giúp ích cho việc học chúng em sau sau Ngoài ra, q trình nghiên cứu cịn giúp nhóm chúng em củng cố nâng cao kỹ phần mềm PowerPoint, Word Solidworks Sau khoảng thời gian giao nhóm em hồn thành tiểu luận Tuy nhiên cịn sai sót q trình tìm hiểu lọc thơng tin hạn chế lực thân Vì vậy, nhóm em mong nhận góp ý thầy để ngày hồn thiện 83 Tài Liệu Tham Khảo 1) Giáo trình Tính tốn thiết kế ô tô Hutech (2018), TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu 2) Giáo trình Lý thuyết tơ Hutech (2018), TS Nguyễn Văn Nhanh, NXB Hutech 3) Đặng Q (2001), Tính tốn thiết kế ô tô, Đại học Sư phạm kỹ thuật, TP.HCM 4) Giáo trình Kết cấu tơ Hutech (2019), TS Nguyễn Văn Nhanh, TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu, ThS Đỗ Nhật Trường, NXB Hutech 5) http://otoxanh.vn/bai-viet/uu-nhuoc-diem-bon-he-thong-treo-doc-lap-trenoto-n116.html? fbclid=IwAR2hM0UyAMzFRB_r14WG9who7MUEzchon_GT1WA4IM CeW5tAU5eyz1M0v3I 6) https://anycar.vn/sua-chua-bao-duong-he-thong-treo-tren-xe-o-tot145018.html 7) https://tailieuxanh.com/vn/p1_H%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-treo%C3%B4-t%C3%B4.html 8) https://tailieuoto.vn/tai-lieu-cau-tao-he-thong-treo-o-to/ 9) http://leafsprings198.com/vi/tim-hieu-ve-nhip-o-to-lo-xo-bo-phan-danhoi.html? fbclid=IwAR1XWL7uaj_Y99PM6CHV8hQNF3YkdKsMg_tCsoZOsr3I7 Ma1g-MBvM0Lpf0 10) https://news.oto-hui.com/tim-hieu-ve-giam-chan-don-va-giam-chan-kep/? fbclid=IwAR3hDCHVxQb3LbVNOA9_KKay9pUwCWgKWfRsyjFZHu Me92cq25VWpk2hhuI 11) https://vinfastauto.com/vn_vi/tim-hieu-ve-bo-phan-giam-chan-o-to? fbclid=IwAR3Vk3wz6k7x2tiYJsWlHOVOv4VkFqeq9oVEpqizjfZFMtG8t 9RF78-5Ew8 12) https://m.tailieu.vn/doc/bo-phan-giam-chan-998517.html 84 ... loại hệ thống treo Hiện xe ơtơ hệ thống treo bao gồm nhóm 1- Hệ thống treo phụ thuộc 2- Hệ thống treo độc lập Hình 2.2: Các loại hệ thống treo 2.2.1 Hệ thống treo phụ thuộc Đặc trưng hệ thống treo. .. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO - CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO MC.PHESON - CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TREO 2.1 Công dụng yêu cầu 2.1.1 Công dụng Hệ thống treo hiểu hệ thống liên... xuống bánh xe - Trong hệ thống treo độc lập phân loại sau : + Hệ thống treo M.Pherson + Hệ thống treo tay đòn kép + Hệ thống treo đa liên kết + Hệ thống treo khí nén a Hệ thống treo Mc Pherson