thiết kế tính toán hệ thống giảm chấn trên xe toyota yaris

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>MỤC LỤC</b>

<i><b>MỤC LỤC...IDANH MỤC HÌNH ẢNH...IIIDANH MỤC BẢNG BIỂU...V</b></i>

<i><b>LỜI NÓI ĐẦU...1</b></i>

<i><b>CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ơ TƠ...2</b></i>

1.1 Cơng dụng, u cầu của hệ thống treo...2

1.4 Các thông số tương đương và mô phỏng hoạt động...9

1.4.1 Các thông số tương đương...9

1.4.2 Mô phỏng hoạt động...9

<i><b>CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT KẾ GIẢM CHẤN...11</b></i>

2.1 Hiện nay ở trên xe ôtô hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính:...11

2.2 Hệ thống treo phụ thuộc...11

2.3 Hệ thống treo độc lập...14

2.4 Đặc điểm kết cấu của các dạng treo :...15

2.4.1 Dạng treo 2 đòn ngang...15

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

2.4.2 Dạng treo Mc.Pherson...16

2.5 Hệ treo đòn chéo...19

2.6 Xác định các thông sô cơ bản của hệ thơng treo...20

2.6.1 Các thơng số ban đầu...20

2.7 Tính tốn giảm chấn...27

2.7.1 Chọn giảm chấn...27

2.7.2 Cấu tạo giảm chấn hai lớp vỏ...28

2.7.3 So sánh giữa hai loại giảm chấn...31

2.8 Tính tốn thiết kế giảm chấn...31

2.8.1 Xác định kích thước cơ bản của giảm chấn...31

2.8.2 Xác định các thơng số tính tốn...34

2.8.3 Tính tốn thiết kế van nén van trả...36

2.8.4 Xác định cơng suất toả nhiệt của giảm chấn...38

2.8.5 Tính bền ty đẩy piston của giảm chấn...40

<i><b>CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG KIỂM TRA HỆ THỐNG GIẢM CHẤN...43</b></i>

3.1 Giới thiệu phần mềm Ansys...43

3.2 Thiết kế mơ hình giảm chấn...44

3.3 Xây dựng bài tốn kiểm bền nhiệt bằng phần mềm Ansys...45

3.3.1 Giới thiệu bài toán Static Structural – kết cấu tĩnh...45

3.3.2 Thiết lập vật liệu cho mơ hình...46

3.4 Mơ phỏng...47

3.4.1 Chia lưới...47

3.4.2 Thiết lập kết nối giữa các chi tiết...48

3.4.3 Thiết lập điều kiện biên...48

3.4.4 Kết quả mô phỏng...51

3.4.5 Đánh giá kết quả mô phỏng...56

<i><b>KẾT LUẬN...57</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<i><b>TÀI LIỆU THAM KHẢO...58</b></i>

<b>DANH MỤC HÌNH ẢNH</b>CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô Hình ảnh 1. 1 Bộ phận đàn hồi...4

Hình ảnh 1. 2 Thanh xoắn...5

Hình ảnh 1. 3 Sơ đồ hệ thống treo...6

Hình ảnh 1. 4 Treo phụ thuộc loại lị xo xoắn ốc...7

Hình ảnh 1. 5 Sơ đồ nguyên lý của hệ treo 2 địn ngang...8

Hình ảnh 1. 6 Dao động của ơtơ...9

Hình ảnh 1. 7 Mơ hình khi ơ tơ dao động ngang...10

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT KẾ GIẢM CHẤN YHình ảnh 2. 1 Hệ thống treo...11

Hình ảnh 2. 2 Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp...11

Hình ảnh 2. 3 Treo phụ thuộc loại lị xo xoắn ốc...12

Hình ảnh 2. 4 Sự thay đổi bánh xe và xe khi trèo lên mơ đất...13

Hình ảnh 2. 5 Hệ thống treo độc lập đi trên đường khơng bằng phẳng. .14Hình ảnh 2. 6 Hệ thống treo Mc.pherson...16

Hình ảnh 2. 7 Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai địn dọc...17

Hình ảnh 2. 8 Sơ đồ hệ treo địn dọc có thanh ngang liên kết...18

Hình ảnh 2. 9 Sơ đồ hệ treo địn chéo...20

Hình ảnh 2. 10 Họa đồ đặt lực...25

Hình ảnh 2. 11 Giảm chấn 2 lớp vỏ...28

Hình ảnh 2. 12 Giảm chấn 1 lớp vỏ...30

Hình ảnh 2. 13 Đường đặc tính của giảm chấn...36

CHƯƠNG 3 MƠ PHỎNG KIỂM TRA HỆ THỐNG GIẢM CHẤNHình ảnh 3. 1 Phần mềm Ansys...43

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Hình ảnh 3. 2 Mơ hình giảm chấn Toyota Yaris...45

Hình ảnh 3. 3 Chia lưới...47

Hình ảnh 3. 4 Liên kết giữa piston...48

Hình ảnh 3. 5 Bài tốn kiểm bền giảm chấn...49

Hình ảnh 3. 6 Ngàm cố định vật thể...49

Hình ảnh 3. 7 Khoảng cách va chạm của piston...50

Hình ảnh 3. 8 Cài đặt khoảng cách di chuyển của mơ hình...51

Hình ảnh 3. 9 Khoảng cách...51

Hình ảnh 3. 10 Biến dạng tồn phần...52

Hình ảnh 3. 11 Ứng suất tương đương...53

Hình ảnh 3. 12 Ứng suất khi biên độ giao động 10mm...54

Hình ảnh 3. 13 Ứng suất khi biên độ giao động 20mm...54

Hình ảnh 3. 14 Ứng suất khi biên độ giao động 30mm...55

Hình ảnh 3. 15 Ứng suất khi biên độ giao động 40mm...55

Hình ảnh 3. 16 Ứng suất khi biên độ giao động 45mm...56

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. Thông số xe Yaris...21

Bảng 2. Thông số các vật liệu...46

Bảng 3. Chia lưới...47

Bảng 4. Khoảng cách piston dao động...50

Bảng 5. Kết quả ứng với khoảng cách...56

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>LỜI NĨI ĐẦU</b>

Đi cùng sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế quốc dân, hoạt độnggiao thông vận tải cũng ngày càng lớn mạnh và trở nên quan trọng hơn trongviệc vận chuyển một khối lượng lớn hàng hóa và hành khách trong các hoạtđộng kinh tế xã hội. Ơ tơ ngày nay trở thành phương tiện vận tải chủ yếu, phổbiến để chuyên chở hàng hóa và hành khách, được sử dụng rộng rãi trong mọilĩnh vực đời sống kinh tế, xã hội con người.

Những chiếc ô tô ngày càng trở nên đẹp hơn, tiện nghi và sang trọnghơn. Hơn thế nữa tốc độ của ô tô cũng được nâng cao hơn kéo theo đó địi hỏiphải đảm bảo sự an tồn cao hơn trong q trình sử dụng. Một trong những hệthống đáp ứng trực tiếp và quan trọng nhất trong việc đảm bảo an toàn của ơtơ đó là hệ thống phanh. Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảophanh có hiệu quả cao, an tồn ở mọi tốc độ, góp phần nâng cao năng suấtvận chuyển người và hàng hóa.

<i>Trong đồ án tốt nghiệp này em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống giảmchấn trên xe Toyota Yaris 2018”. Sau khi nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng</i>

dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Thanh Quang và sự giúp đỡ của tồnthể các thầy trong bộ mơn ơ tơ đã giúp em hoàn thành được đồ án tốt nghiệpcủa mình. Mặc dù vậy do thời gian và kiến thức có hạn nên khơng tránh khỏinhững thiếu sót, em rất mong được các thầy góp ý, chỉ bảo tận tình để em cóthể hồn thiện đồ án tốt hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Quang cùng toàn thểcác thầy trong bộ mơn đã giúp em hồn thành đồ án chuyên ngành này.

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2024 Sinh viên thực hiện

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TƠ1.1 Cơng dụng, u cầu của hệ thống treo</b>

<i><b>1.1.1 Cơng dụng</b></i>

Hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe vàkhung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chứcnăng chính sau đây:

Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theophương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êmdịu”, hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động khơng muốncó khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc)

Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng,phản lực) lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung,vỏ) lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên).

Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phảimềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực. Quan hệ này được thể hiệnở các yêu cầu chính sau đây :

˗ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năngkỹ thuật của xe (xe chạy trên đường tốt hay xe chạy trên các loạiđường khác nhau).

˗ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.

˗ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đíchchính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứngnhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học củachuyển động bánh xe.

˗ Không gây nên tải trọng tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.˗ Có độ bền cao.

˗ Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường [9] .

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i><b>1.1.2 Yêu cầu</b></i>

Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phảimềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực. Quan hệ này được thể hiệnở các yêu cầu chính sau đây :

+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹthuật của xe (xe chạy trên đường tốt hay xe chạy trên các loại đường khácnhau).

+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.

+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chínhcủa hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không pháhỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.

+ Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.+ Có độ bền cao

+ Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường.

Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau :- Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo khơng q lớn.

- Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏtốt

- Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độcao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng [8].

<b>1.2 Các bộ phận chính của hệ thống treo</b>

<i><b>1.2.1 Bộ phận đàn hồi</b></i>

+ Chức năng: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biếnđổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người (60-80 lần/phút). Bộphận đàn hồi có thể bố trí khác nhau trên xe nhưng nó cho phép bánh xe cóthể dịch chuyển theo phương thẳng đứng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Các bộ phận đàn hồi thường được sử dụng:

<i><b>1.2.3 Lị xo</b></i>

Lị xo chỉ có chức năng là một cơ cấu đàn hồi khi bộ phận chịu lực theophương thẳng đứng. Còn các chức năng khác của hệ thống treo sẽ do bộ phậnkhác đảm nhiệm. Lò xo chủ yếu được sử dụng trong hệ thống treo độc lập, nócó thể đặt ở địn trên hay địn dưới của bộ phận dẫn hướng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i><b>1.2.4 Thanh xoắn</b></i>

Thanh xoắn giống như lò xo xoắn loại này cũng chỉ có chức năng đànhồi khi chịu lực tác dụng theo phương thẳng đứng còn lại chức năng khác dobộ phận khác của hệ thống treo đảm nhận.

<i><small>Hình ảnh 1. 2 Thanh xoắn </small></i>

Thanh xoắn được chế tạo từ thanh thép dài, có tiết diện trịn, đàn hồitheo chiều xoắn vặn. Một đầu của thanh xoắn được gắn cứng vào khung xe,đầu còn lại gắn vào một tay đòn

Hiện nay bộ phận đàn hồi được làm có xu hướng “mềm mại” hơn nhằmtạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” trên mặt đường.

<b>1.3 Phân loại hệ thống treo</b>

Hiện nay ở trên xe con hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính :

<b>Hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập</b>

Trong hệ thống treo phụ thuộc các bánh xe được đặt trên dầm cầu liền,bộ phận giảm chấn và đàn hồi đặt giữa thùng xe và dầm cầu liền. Qua cấu tạohệ thống treo phụ thuộc, sự dịch chuyển của một bánh xe theo phương thẳngđứng sẽ gây nên chuyển vị nào đó của bánh xe bên kia.

Trong hệ thống treo độc lập các bánh xe trên một dầm cầu dao động độclập với nhau. Các bánh xe “độc lập” dịch chuyển tương đối với khung vỏ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Trong thực tế chuyển động của xe điều này chỉ đúng khi chúng ta coi thùnghoặc vỏ xe đứng n [8].

˗ Treo địn dọc có thanh ngang liên kết.˗ Treo đòn chéo.

<i><b>1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc</b></i>

Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầmcầu cứng. Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thépđịnh hình, cịn trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó cómột phần của hệ thống truyền lực.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Đối với hệ treo này thì bộ phận đàn hồi có thể là nhíp lá hoặc lị xo xoắnốc, bộ phận dập tắt dao động là giảm chấn. Nếu bộ phận đàn hồi là nhíp lá thìngười ta sử dụng cả bộ nhíp gồm nhiều là nhíp ghép lại với nhau bằng nhữngquang nhỏ và được bắt chặt với dầm cầu ở giữa nhíp. Hai đầu nhíp được uốntrịn lại để một đầu bắt với thùng hoặc khung xe bằng khớp trụ còn đầu kia bắtvới thùng hoặc khung xe bằng quang treo để cho nhíp dễ dàng dao động vàđảm bảo có khả năng truyền lực dọc và ngang.

Nếu như bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải dùng thêm hai đòn dọc dướivà một hoặc hai đòn dọc trên. Đòn dọc dưới được nối với cầu, đòn dọc trênđược nối với khớp trụ. Để đảm bảo truyền được lực ngang và ổn định vị tríthùng xe so với cầu người ta cũng phải dùng thêm “địn Panhada” [8].

<i><small>Hình ảnh 1. 4 Treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc</small></i>

<i><small>1. Dầm cầu 2. Lò xo xoắn ốc 3. Giảm chấn 4. Đòn dọc dưới 5. Đòn dọc trên 6.Thanh giằng Panhala</small></i>

Lị xo xoắn ốc trong trường hợp này có thể đặt trên đòn dọc hoặc đặtngay trên cầu. Giảm chấn thường được đặt trong lòng lò xo xoắn ốc để chiếmít khơng gian.

<i><b>1.3.2 Hệ thống treo độc lập</b></i>

* Đặc điểm

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà là lắp trên loại cầu rời, sựchuyển dịch của 2 bánh xe không phụ thuộc vào nhau (nếu như coi thùng xeđứng yên).

Mỗi bên bánh xe được liên kết bởi các đòn ngang như vậy sẽ làm chokhối lượng phần không được treo nhỏ như vậy mơ men qn tính nhỏ do đóxe chuyển động êm dịu.

Hệ treo này không cần dầm ngang nên khoảng không gian cho nó dịchchuyển chủ yếu là khoảng khơng gian 2 bên sườn xe như vậy sẽ hạ thấp đƣợctrọng tâm của xe và sẽ nâng cao được vận tốc của xe[8].

Trong hệ thống treo độc lập còn được phân ra các loại sau :˗ Dạng treo 2 đòn ngang

˗ Dạng treo M.Pherson˗ Dạng treo kiểu đòn dọc

˗ Dạng treo kiểu địn dọc có thanh ngang liên kết˗ Dạng treo địn chéo

Đặc điểm kết cấu của các dạng treo :

<i><small>Hình ảnh 1. 5 Sơ đồ nguyên lý của hệ treo 2 đòn ngang1.Bánh xe 2.Giảm chấn 3.Lò xo 4.Đòn trên 5.Địn dưới 6.Địn đứng</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>1.4 Các thơng số tương đương và mô phỏng hoạt động</b>

<i><b>1.4.1 Các thông số tương đương</b></i>

- Phần được treo: Là bộ phận chủ yếu của ôtô bao gồm: khung, thùng, hệthống động cơ và các chi tiết bộ phận khác gắn trên thùng xe hoặc khung xe.Toàn bộ khối lượng của các bộ phận này được đỡ trên hệ thống treo.

- Phần không được treo gồm có: Cầu , dầm cầu, hệ thống chuyển động(cụm bánh xe ), cơ cấu dẫn động lái. Các bộ phận này đặt dưới hệ thống treo.

- Có một số chi tiết và bộ phận vừa được lắp lên phần được treo vừađược lắp lên phần khơng được treo như: nhíp, lị xo, giảm chấn, trục cardan.Do đó một phần khối lượng của chúng được xem như thuộc phần được treovà nửa kia thuộc phần không được treo.

<i><b>1.4.2 Mô phỏng hoạt động</b></i>

<i><small>a. Khi cầu sau của ôtô được nâng lên. b. khi cầu trước của ôtô được nâng lên. Hình ảnh 1. 6 Dao động của ôtô</small></i>

+ M - Khối lượng phần được treo.

+ K<small>t </small> , K<small>s </small>- Hệ số độ cứng của bộ phận đàn hồi phía trước và sau. + C<small>t</small> , C<small>s</small> - Hệ số độ cứng của bộ phận giảm chấn phía trước và phíasau.

+ m<small>t</small> , m<small>s</small> - khối lượng của những phần không được treo.

KK

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Qua đây chúng ta đã nắm vững kiến thức cơ bản về hệ thống treo đểthiết kế một hệ thống treo phù hợp với các chi tiết, thông số kết cấu của xe sẽnâng cao tính tiện nghi và độ êm dịu cho xe.<small>i</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT KẾ GIẢM CHẤN2.1 Hiện nay ở trên xe ôtô hệ thống treo bao gồm 2 nhóm</b>

Đối với hệ treo này thì bộ phận đàn hồi có thể là nhíp lá hoặc lị xoxoắn ốc, bộ phận dập tắt dao động là giảm chấn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<i><small>5.Đòn dọc trên 6. Thanh giằng Panhada</small></i>

Nếu như bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải dùng thêm hai đòn dọc dướivà một hoặc hai đòn dọc trên. Đòn dọc dưới được nối với cầu, địn dọc trênđược nối với khớp trụ (hình 2.3). Để đảm bảo truyền được lực ngang và ổnđịnh vị trí thùng xe so với cầu người ta cũng phải dùng thêm “đòn Panhada”,một đầu nối với cầu còn đầu kia nối với thùng xe [9].

Lò xo xoắn ốc trong trường hợp này có thể đặt trên địn dọc hoặc đặtngay trên cầu. Giảm chấn thường được đặt trong lòng lò xo xoắn ốc để chiếmít khơng gian.

<i>*Cấu tạo của hệ thống treo phụ thuộc có những ưu nhược điểm:Nhược điểm:</i>

- Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không được treo) lớn, đặc biệtlà ở cầu chủ động. Khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, tải trọng độngsinh ra sẽ gây nên và đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảmđộ êm dịu chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường sẽlàm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đường.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

- Khoảng không gian phía dưới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầmcầu có thể thay đổi vị trí, do vậy chỉ có thể lựa chọn là chiều cao trọng tâmlớn

<i><small>Hình ảnh 2. 4 Sự thay đổi bánh xe và xe khi trèo lên mô đất.</small></i>

-Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nên hiện tượng xuấthiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động.

Ưu điểm:

˗ Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậykhơng xảy ra hiện tượng mịn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập.˗ Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đường nghiêng). 2 bánh

xe liên kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe.˗ Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa.

˗ Giá thành thấp

*Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc:

Do yêu cầu của thực tế và do trình độ phát triển của kỹ thuật thì tốc độcủa ơ tơ ngày càng được nâng cao. Khi tốc độ ô tô ngày càng cao thì u cầuvề kỹ thuật của ơ tơ ngày càng khắt khe: trọng tâm của ô tô cần phải được hạ

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

thấp. Vấn đề ổn định lái phải tốt, trọng lượng phần không được treo nhỏ đểtăng sự êm dịu khi chuyển động. Vì lí do như vậy mà hệ thống treo phụ thuộckhông được sử dụng trên xe có vận tốc cao, có chăng chỉ được sử dụng ởnhững xe có tốc độ trung bình trở xuống và những xe có tính năng việt dãcao.

<b>2.3 Hệ thống treo độc lập</b>

Đặc điểm :

- Trên hệ thống treo độc lập dầm cầu được chế tạo rời, giữa chúng liênkết với nhau bằng khớp nối, bộ phận đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chấn làgiảm chấn ống. Trong hệ thống treo độc lập hai bánh xe tráI và phảI khôngquan hệ trực tiếp với nhau vì vậy khi chúng ta dịch chuyển bánh xe này trongmặt phẳng ngang bánh xe còn lại vẫn giữ nguyên. Do đó động lực học củabánh xe dẫn hướng sẽ giữ đúng hơn hệ then treo phụ thuộc [9].

<i><small>Hình ảnh 2. 5 Hệ thống treo độc lập đi trên đường không bằng phẳng </small>Ưu điểm của hệ thống treo độc lập:</i>

+ Khối lượng phần khơng được treo nhỏ, đặc tính bám đường của bánhxe tốt vì vậy sẽ êm dịu khi chuyển độngvà có tính ổn định tốt.

+ Các lị xo chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ôtô mà không phảI làm nhiệm vụdẫn hướng nên có thể làm lị xo mềm hơn nghĩa là tính êm dịu tốt hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

+ Do khơng có sự nối cứng giữa các bánh xe bên trái và bên phải nên cóthể hạ thấp sàn ơtơ và vị trí lắp động cơ. Do đó mà có thể hạ thấp trọng tâmơtơ.

+Dạng treo kiểu địn dọc có thanh ngang liên kết.+ Dạng treo địn chéo

<b>2.4 Đặc điểm kết cấu của các dạng treo : </b>

<i><b>2.4.1 Dạng treo 2 đòn ngang</b></i>

<i>*Đặc điểm :</i>

Cấu tạo của hệ treo 2 đòn ngang bao gồm 1 đòn ngang trên, một đònngang dưới. Các đầu trong được liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Cácđầu ngoài được liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng được nốicứng với trục bánh xe. Bộ phận đàn hồi có thể nối giữa khung với đòn trênhoặc đòn dưới. Giảm chấn cũng đặt giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới.Hai bên bánh xe đếu dùng hệ treo này và được đặt đối xứng qua mặt phẳngdọc giữa xe [9].

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Hệ treo trên 2 địn ngang (hình 2.6) được sử dụng nhiều trong các giaiđoạn trước đây nhưng hiện nay hệ treo này đang có xu hướng ít dần do kếtcấu phức tạp, chiếm khoảng không gian quá lớn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Nếu ta so sánh với hệ treo 2 địn ngang thì hệ treo Mc.Pherson kết cấu ítchi tiết hơn, khơng chiếm nhiều khoảng khơng và có thể giảm nhẹ được trọnglượng kết cấu. Nhưng nhược điểm chủ yếu của hệ treo Mc.Pherson là do giảmchấn vừa phải làm chức năng của giảm chấn lại vừa làm nhiệm vụ của trụđứng nên trục giảm chấn chịu tải lớn nên giảm trấn cần phải có độ cứng vữngvà độ bền cao hơn do đó kết cấu của giảm chấn phải có những thay đổi cầnthiết [9].

Hệ treo địn dọc*Đặc điểm:

Hệ treo hai địn dọc (Hình 2.7) là hệ treo độc lập mà mỗi bên có một đòndọc. Mỗi đầu của đòn dọc được gắn cứng với trục quay của bánh xe, một đầuliên kết với khung vỏ bởi khớp trụ. Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòn dọc vàkhung. Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc, và là bộ phận hướngdẫn. Do phải chịu tải trọng lớn nên nó thường được làm có độ cứng vững tốt.

<i><small>Hình ảnh 2. 7 Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai đòn dọc1. Khung vỏ 2. Lò xo 3. Giảm chấn 4. Bánh xe</small></i>

<i><small>5. Đòn dọc 6. Khớp quay</small></i>

Khớp quay của đòn dọc thường là khớp trụ, với hai ổ trượt đặt xa nhauđể có khả năng chịu lực theo các phương cho hệ treo. Đồng thời đòn dọc đòi

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

hỏi cần phải có độ cứng vững lớn, nhằm mục đích chịu được các lực dọc, lựcbên và chịu mơmen phanh lớn.

Do có kết cấu như vậy, nên hệ treo này chiếm ít khơng gian và đơn giảnvề kết cấu, giá thành hạ. Hệ treo này thường được bố trí cho cầu sau bị động,khi máy đặt ở phía trước, cầu trước là cầu chủ động.

Hệ treo địn dọc chiếm các khoảng khơng gian hai bên sườn xe nên cóthẻ tạo điều kiện cho việc hạ thấp trọng tâm xe và có thể nâng cao tốc độ,dành một phần không gian lớn cho khoang hành lý [9].

Hệ treo địn dọc có thanh ngang liên kết

Hệ treo này xuất hiện trên xe con vào những năm 70 cùng với sự hồnthiện kết cấu cho các xe có động cơ và cầu trước chủ động.

<i><small>Hình ảnh 2. 8 Sơ đồ hệ treo địn dọc có thanh ngang liên kết.1.Bánh xe 2. Khớp quay trụ cầu đòn dọc 3. Đòn dọc 4. Thùng xe</small></i>

<i><small>5. Lò xo 6. Giảm chấn</small></i>

Hệ treo địn dọc có thanh ngang liên kết (Hình 2.9) có đặc điểm là haiđịn dọc được nối cứng với nhau bởi một thanh ngang. Thanh ngang liên kếtđóng vai trị như một thanh ổn định như đối với các hệ treo độc lập khác.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Thanh ngang liên kết có độ cứng chống xoắn vừa nhỏ để tăng khả năng chốnglật của xe vừa có khả năng truyền lực ngang tốt. Địn dọc vừa là nơi tiếp nhậnlực ngang, lực dọc vừa là bộ phận hướng nên nó cần thiết có độ cứng vững tốtcòn khớp trụ ở đầu đòn dọc thường có độ dài vừa đủ để tăng khả năng ổn địnhgang của hệ treo.

Theo cấu trúc của nó có thể phân chia thành loại treo nửa độc lập và treonửa phụ thuộc. Theo khả năng làm việc của hệ treo, tuỳ thuộc vào độ cứngvững của đòn liên kết mà có thể xếp là loại phụ thuộc hay độc lập. ở đây hệtreo được phân loại là treo độc lập tức là địn liên kết có độ cứng nhỏ hơnnhiều so với độ cứng của dầm cầu phụ thuộc.

Hệ treo địn dọc có thanh liên kết hiện nay cũng dược dùng rộng rãi trênmột số ơtơ có vận tốc cao vì nó có những ưu điểm sau:

Kết cấu của hệ treo khá gọn, khối lượng nhỏ, có thể sản xuất hàng loạtvà khả năng lắp rắp nhanh, chính xác, điều này có lợi cho việc làm giảm giáthành, đặc biệt đối với hệ treo có bộ phận đàn hồi là thanh xoắn.

Giảm nhẹ được lực tác dụng lên đòn ngang và các khớp quay do cóthanh liên kết nên có thể san bớt lực tác dụng ngang cho cả hai khớp trụ ở haibên, do đó mỗi bên khớp trụ sẽ chịu một lực nhỏ hơn, các khớp trụ sẽ có độbền cao hơn.

Khơng gây nên sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, vết của bánh xe.Tuỳ theo vị trí đặt địn ngang mà người ta có thể khơng cần dùng đếnthanh ổn định của hệ treo độc lập (đòn ngang đảm nhận chức năng của thanhổn định).

Bên cạnh những ưu điểm đó hệ treo này cịn tồn tại một số nhược điểmnhư là địi hỏi cơng nghệ hàn cao, tải trọng đặt lên cầu xe hạn chế và có thểlàm quay trục cầu xe khi xe đi trên đường vòng ở trạng thái quay vòng thừa.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<b>2.5 Hệ treo đòn chéo</b>

Hệ thống treo trên đòn chéo là cấu trúc mang tính trung gian giữa hệ treođòn ngang và hệ treo đòn dọc. Bởi vậy sử dụng hệ treo này cho ta tận dụngđược ưu điển của hai hệ treo trên và khắc phục được một số nhược điểm củachúng. Đặc điểm của hệ treo này là đòn đỡ bánh xe quay trên đường trục chéovà tạo nên địn chéo trên bánh xe [8].

<i><small>Hình ảnh 2. 9 Sơ đồ hệ treo đòn chéo</small></i>

<i><small>1.Dầm cầu 2. Đòn chéo 3. Các đăng </small></i>

Trong hệ treo địn chéo (hình 2.10) chi tiết đàn hồi phần lớn là lò xoxoắn ốc. Các loại lị xo này có thể là dạng trụ hoặc dạng xếp. Loại lị xo xếpcó ưu điểm là gọn, hành trình làm việc lớn. Loại lị xo hình trụ thường đượclồng vào giảm chấn như đối với hệ treo địn dọc để chúng chiếm ít khơnggian. Ngồi ra đối với hệ treo này, người ta còn hay dùng thêm thanh ổn địnhđể làm tăng sự êm dịu trong quá trình chuyển động.

So với các hệ treo đã xét ở trên thì hệ treo địn chéo có đặc điểm ở chỗ :khi bánh xe dao động theo phương thẳng đứng thì cũng kéo theo sự thay đổikhoảng cách giữa hai vết bánh xe, góc nghiêng ngang, nhưng sự thay đổi đó

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

nhỏ hơncác loại đã xét ở trên. Riêng độ chạm trước cửa bánh xe thì thay đổikhông đáng kể.

<b>2.6 Xác định các thông sô cơ bản của hệ thông treo</b>

<i><b>2.6.1 Các thông số ban đầu</b></i>

Nhóm các thơng số tải trọng:

<i><small>Bảng 1. Thơng số xe Yaris</small></i>

Tải trọng tồn xe khi khơng tải G<small>0 </small>= 12800 NTải trọng toàn xe khi đầy tải G<small>T </small>= 17300 NTải trọng đặt lên cầu trước khi không

tải

G<small>10 </small>= 7000 NTải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải G<small>1T</small> = 8500 NTải trọng đặt lên cầu sau khi không tải G<small>20</small> = 5800 NTải trọng đặt lên cầu sau khi đầy tải G<small>2T</small> = 8800 N

Kích thước bánh xe: Kí hiệu lốp 185/65 R14 HKhoảng sáng gầm xe khi đầy tải H<small>min</small> = 100 (mm)Khối lượng phần không treo m<small>kt</small> = 11x2 = 22 Kg

Vết bánh xe trước =1300(mm). sau = 1310(mm)

M<small>e max</small> = 145 (N.m) / 4800 (v/ph)Xác các thơng số cơ bản của HTT

Có rất nhiều các thông số đánh giá độ êm dịu của ôtô khi chuyển độngnhư tần số dao động, gia tốc dao động và vận tốc dao động .

Trong đồ án này ta đánh giá độ êm dịu của ôtô thông qua tần số daođộng của HTT.

Đối với ôtô con tần số dao động n = 60  90 lần/phút để đảm bảo phùhợp với dao động của con người .

<i>a. Xác định độ cứng của lò xo.</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Độ cứng của lò xo C<small>t</small> được tính tốn theo điều kiện kết quả tính đượcphải phù hợp với tần số dao động trong khoảng n = 60  90 l/phút.

Độ cứng của hệ thống treo được tính tốn theo cơng thức [7] :

Khối lượng phần treo không tải [7]: M<small>T0 </small> = m<small>10 </small>- m<small>kt </small> - m<small>bx</small> (2.3)  M<small>T0</small> = 700 -22 - 16x2 = 646 Kg.

m<small>10</small> - tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải m<small>10</small> = 700 Kg.

Khối lượng phần treo trạng thái đầy tải: M<small>T1 </small> = m<small>1T </small> - m<small>kt</small> - m<small>bx </small>(2.4)  M<small>T1</small> = 850 - 22 - 16x2 = 796 Kg.

m<small>1T</small> - tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải m<small>1T</small> = 850 Kg.Độ cứng của một bên hệ treo ở trạng thái không tải [7] :

x7.45<small>2</small>= 17927 N/m = 17.927 (N/mm). (2.5)Độ cứng của một bên hệ treo ở trạng thái đầy tải [7]:

x7.45<small>2</small>= 22090 N/m = 22.09 (N/mm).(2.6)Độ cứng của một bên hệ treo lấy từ giá trị trung bình:

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

C<i><small>T</small></i> = <small>22</small>

x(17927 + 22090) = 20008.5 N/m = 20.008(N/mm). (2.7)

<i>b. Xác định hành trình tĩnh của bánh xe (Độ võng tĩnh của hệ treo).</i>

Độ võng tĩnh của hệ treo (khi đầy tải) :

= 195 (mm). (2.8)Kiểm nghiệm lại độ võng tĩnh vói C<i><small>T</small></i> = 20008 N/m.

Từ công thức: f⁰<i><small>T</small></i> = <i><small>CT</small></i>

(2.9)

 Ở chế độ không tải: f<i><small>T</small></i>⁰ = <i><small>TT</small></i>

= 62.08 (2.10)

 <small></small><i><small>t</small></i><small>0</small> = ⁶²^.⁰⁸ = 7.88 (rad/s).

Từ công thức: n<i>^ot</i> = <small></small><i>_ot</i><small>.30</small>

[7]= <small>88.7</small>

=50.3 (2.13)  <small></small><i><small>t</small></i><small>1</small> = ⁵⁰^.³ = 7.09 (rad/s).

Từ công thức: n<small>1</small><i><small>t</small></i> = <small></small>₁<i>_t</i><small>.30</small>

= <small>09.7</small>

= 67.7 (l/ph) . (2.14)

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Qua kiểm nghiệm ta thấy ở cả hai chế độ không tải và đầy tải tần số daođộng đều nằm trong khoảng 60  90 (l/phút) đảm bảo được yêu cầu đặt ra.Do đó với bộ phận đàn hồi có độ cứng C<i><small>T</small></i> = 20.008 (N/mm) thoả mãn đượcyêu cầu tính tốn thiết kế .

 Xác định hành trình tĩnh của bánh xe: hay chính là độ võng tĩnh của hệtreo

f<small>t</small> = <small></small>²

= <small>7.45</small>²<small>81.9</small>

<i>d. Kiểm tra hành trình động của bánh xe </i>

Theo điều kiện: f<small>đ</small>  H<small>0 </small> - H<small>min </small>

Trong đó:

H<small>0</small>: khoảng sáng gầm xe ở trạng thái chịu tải tĩnh H<small>min</small>: khoảng sáng gầm xe tối thiểu = 100 mm

 H<small>0 </small>  f<small>đ</small> + H<small>min</small> [7]= 144 + 100 = 244 mm.  H<small>0</small>  244 mm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

 Đối với cầu trước cần kiểm tra hành trình động để khơng xẩy ra va đậpcứng vào ụ tì trước khi phanh :

Khi phanh dưới tác dụng của lực quán tính, trọng tâm của xe sẽ dịchchuyển và đầu xe sẽ bị dìm xuống, lúc này f<small>đ</small> sẽ thay đổi .

Từ công thức: f<small>đ</small>  f<small>t</small> . <small>max</small>. <i><small>bh</small>_g</i>

[7]Trong đó:

<small> </small>= 46.68 mm.Thỏa mãn.

* Xác định độ võng tĩnh của hệ treo ở trạng thái không tải tĩnh [7] :

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

f<small>0T</small> = <small>1.0.</small>

=

x180 = 146(mm). (2.18)

<i>e. Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn : K<small>TB</small></i>

Hệ số dập tắt dao động của hệ treo [7]:

<small> </small> D = 2 x  x  (rad/s). Trong đó:

: Hệ số cản tương đối  = 0,2. ( = 0.15 0.3) = 7.45 (rad/s).

x 2.98 x <small>9.811</small>

= 120.9 (Ns/m). (2.19)Số liệu cơ sở để tính tốn

Chiều rộng cơ sở của xe ở cầu trước B<small>T </small>= 1480 mm.

Bán kính bánh xe: Kí hiệu lốp 185/65 R14 H. R<small>bx</small>=298 mm.Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng(góc Kingpin): <small>0</small>= 10<small>o</small>.Sự thay đổi góc nghiêng ngang trụ đứng  = 2<small>o</small>.

Góc nghiêng ngang bánh xe (góc Camber): <small>o</small>=0<small>o</small>.Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r<small>o</small> = -15 mm.Khoảng sáng gầm xe: H<small>min</small> =110 mm.

Độ võng tĩnh f<small>T</small> = 180 mm.Độ võng động f<small>đ</small> = 144 mm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải f<small>0T</small> = 146 mm .Chiều dài trụ đứng K<small>r</small> = 150 mm.

Chiều cao tải xe lớn nhất H<small>t max</small> = 800 mm.

Tâm quay tức thời của thùng xe nằm dưới mặt đường h<small>s</small> = 50 mm.

Khi dập tắt va đập, làm êm dịu chuyển động, giảm chấn phải hấp thụnăng lượng cơ học và chuyển thành nhiệt năng.

Hiện nay để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động người ta dùnggiảm chấn thủy lực. Giảm chấn thuỷ lực sẽ biến cơ năng các dao động thànhnhiệt năng và sự làm việc của nó là nhờ ma sát giữa các chất lỏng và lỗ tiếtlưu là ma sát chủ yếu để dập tắt các dao động. Giảm chấn phải đảm bảo dậptắt nhanh các dao động nếu tần số dao động lớn nhằm mục đích tránh chothùng xe lắc khi đường mấp mơ và phải dập tắt chậm các dao động nếu ôtôchạy trên đường ít mấp mơ để cho ơtơ chuyển động êm dịu.

Trên ôtô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ lực có tácdụng hai chiều ở cấu trúc hai lớp .

<i>Giảm chấn hai lớp vỏ:</i>

</div>