THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN Ô TÔ

ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA
INNOVA 2016
Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN VĂN HIỆP
Sinh viên thực hiện : HOÀNG VĂN TỐ
Lớp
: 64DCOT06


A- GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA INNOVA 2016.

Hình 1.1. Hình ảnh thực xe Innova 2016
Innova 2016 hoàn toàn mới mang trên mình phong cách thiết kế sắc sảo, hiện đại giúp
nâng tầm mẫu xe này lên một vị trí cao hơn trong cuộc đua chiếm thị phần với các đối thủ
cùng phân khúc. Toyota Innova 2016 dài hơn phiên bản tiền nhiệm 150 mm, rộng hơn 70
mm và cao hơn 35 mm tạo sự bề thế cũng như cải thiện không gian nội thất bên trong.
Ngoại thất sang trọng, vững chãi đó chính là hai từ để miêu tả ngoại thất xe Innova mới
Hệ thống treo của xe Innova mới được cải tiến với hệ thống treo trước là treo độc lập tay
đòn kép và hệ thống treo phụ thuộc liên kết bốn điểm ở phía sau nhằm giảm tối đa rung
lắc, cho cảm giác êm ái, thoải mái trên mọi cung đường.


Hệ thống điều hòa trên xe Innova mới là điều hòa tự động với 2 giàn lạnh hoạt động
riêng biệt(2.0G, 2.0V).
Xe Innova 2016 phiên bản mới được nâng cấp trang bị động cơ 2.0 lít, Dual VVT-i, tỷ
số nén tăng lên giúp công suất xe được nâng cao, tiết kiệm nhiên liệu và giảm tiếng ồn

động cơ
Xe Toyota Innova 2016 được trag bị tiêu chuẩn hệ thống phân phối lực phanh điện tử
EBD, hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA
cho cả 3 phiên bản. Những trang bị trên đảm bảo an toàn cho khi lưu thông xe trong
mọi trường hợp.

B- Thông số cơ bản của xe.


Kích thước tổng thể (L0xB0xH0) (mm)

4735x1830x1795

Chiều dài cơ sở L (mm)

2750

Khoảng sáng gầm xe (mm)

176

Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm)

1540/1540

Bán kính vòng quay tối thiểu (m)

5.4

Góc thoát trước sau (độ)

21/25

Khối lượng không tải G0 (kg)

1725

Động cơ

Động cơ xăng, VVT-i kép, 16 van DOHC

Kiểu động cơ

4 xy lanh thẳng hàng

Nhiên liệu

Xăng

Công suất động cơ tối đa (kw/v/p)

102/5600

Momen xoắn lớn nhất (N.m/v/p)

183/4000

Hộp số

Tự động 6 cấp

Dung tích bình nhiên liệu

55

Phanh trước / sau

Đĩa thông gió/Tang trống

Hệ thống treo trước

Tay đòn kép, lò xo cuộn và thanh cân bằng

Hệ thống treo sau

Liên kết 4 điểm, lò xo cuộn và tay đòn bên

Thông số lốp

205/65R16


Nội dung nghiên cứu của đồ án

Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Phân tích,lựa chọn
phương án thiết kế
Chương 3: Tính toán hệ thống
treo và kết luận

Video mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ
thống treo


Chương 1: Tổng quan về hệ thống treo
1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH
Xã hội loài người khi bắt đầu xuất hiện những phương tiện vận tải đầu
tiên đã quan tâm dến vấn đề dao động của chúng. Ngay từ khi xuất hiện
những phương tiện giao thông là xe kéo, ban đầu người ta nối cứng
bánh xe với khung xe. Việc di chuyển chỉ thích hợp cho việc thồ hàng
mà không tiện cho người ngồi trên xe. Về sau con người tìm ra xăm lốp
có thể giảm bớt được các chấn động trên xe. Và khi khoa học phát triển
đã tìm được nguyên tắc dập tắt các dao động qua đó hình thành nên các
hệ thống treo của các xe như hiện nay.


1.2. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU.
1.2.1. Công dụng.
- Hệ thống treo là hệ thống nối đàn hồi giữa bánh xe và khung xe, xe tạo điều

kiện cho các bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng và hạn chế dịch
chuyển theo các phương khác.
- Hệ thống treo đảm nhận khả năng dập tắt dao động tạo nên khả năng bám của
bánh xe với nền đường, nâng cao độ êm dịu.
- Đỡ thân xe lên trên cầu xe, cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo

phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe, hạn chế những chuyển
động không muốn khác của bánh xe.

- Bộ phận của hệ thống treo thực hiện nhiệm vụ hấp thụ và dập tắt các dao
động, rung động, va đập với mặt đường truyền lên.
- Đảm nhận khả năng truyền lực và mômen giữa bánh xe và khung xe .
1.2.2. Phân loại.

Theo loại bộ phận đàn hồi

Loại
bằng kim
loại (gồm
nhíp lá,
lò xo,
thanh
xoắn)

Loại khí nén
(loại bọc bằng
cao su – sợi,
màng, loại
ống)

Loại
thủy
lực
(loại
ống)

Loại cao
su

Loại phụ thuộc với cầu liền
Theo sơ đồ bộ phận
dẫn hướng
Loại độc lập ( một đòn, hai đòn)

Loại giảm chấn thủy lực
Theo phương pháp
dập tắt dao động
Loại ma sát cơ


1.2.3. Yêu cầu.
Đảm bảo nối mềm phù hợp với tính êm dịu chuyển động yêu cầu (tức là hệ
thống có tần số dao động riêng nằm trong giới hạn 60÷120 lần/phút).
Giản tối thiểu va chạm cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lên khung .
Đảm bảo hệ số bám trng bình của bánh xe với nền đường
Dập tắt nhanh dao động của thân xe khi đi trên đường
Trọng lượng phần không treo phải nhỏ.
Hạn chế đến mức lớn nhất các chuyển động theo phương không mong muốn,
nhất là ở các bánh xe dẫn hướng, nhằm đảm bảo tính điều khiển của xe.
Có độ bền cao, độ tin cậy lớn trong điều kiện sử dụng phù hợp với tính năng kỹ
thuật, không gặp hỏng hóc bất thường.


1.3. MỘT SỐ HỆ THỐNG TREO THƯỜNG GẶP
a, Hệ thống treo phụ thuộc.

Hình 1.2. Hệ thống treo phụ thuộc.

1. Bộ phận đàn hồi.

2. Bộ phận giảm chấn

3. Dầm cầu

4. Bánh xe


Khi ô tô chạy trên đường không bằng phẳng làm khung xe dao động theo phương thẳng
đứng (nhờ bộ phận dẫn hướng của xe). Nhờ có bộ phận đàn hồi (nhíp lá), bộ phận giảm
chấn (giảm xóc) được bắt với khung xe nên khi khung xe dao động sẽ có sự chuyển hóa
năng lượng từ cơ năng sang nhiệt năng, vì vậy mà dao động được tắt dần.

b, Hệ thống treo độc lập.

Hình 1.3. Hệ thống treo độc lập
1. Bộ phận đàn hồi
3. Các thanh đòn ngang

2. Bộ phận giảm chấn
4. Bánh xe


Toàn bộ hệ thống treo trước đặt trên giá treo nhằm tạo thuận lợi cho việc lắp ráp. Các
đòn đòn ngang nối với giá treo nhờ các khớp trụ đặt nghiêng vào trong xe.
Trong lò xo trụ có ụ cao su hạn chế hành trình. Giảm chấn đặt tại đòn ngang trên nhằm
giảm tải cho đòn ngang dưới
Thanh ổn định đặt ở trước cầu xe và nối với hệ thống treo bằng đòn thẳng đứng qua các
đệm cao su. Kết cấu này làm giảm ma sát taị đầu thanh ổn định mà vẫn cho phép đầu

ngoài của thanh ổn định di chuyển tự do.
c, Dạng treo hai đòn ngang.
1. Bánh xe

4. Đòn trên

2. Giảm

5. Đòn dưới

chấn

6. Đòn đứng

3. Lò xo
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống treo hai đòn ngang


Các đầu trong được liên kết với khung, vỏ bằng khớp trụ. Các đầu ngoài được liên kết
bằng khớp cầu với đòn đứng. Đòn đứng được nối cứng với trục của bánh xe
Giảm chấn cũng đặt giữa khung với đòn trên hoặc đòn dưới. Hai bên bánh xe đều
dùng hệ thống treo này và được đặt đối xứng qua mặt phẳng dọc giữa xe.
d, Hệ thống treo Macpherson.

Hình 1.5. Hệ thống treoMacpherson
1. Giảm chấn đồng thời là trụ đứng 2. Đòn ngang dưới
4. Lò xo
5. Trục giảm chấn

3. Bánh xe

 

Hệ thống treo Macperson là hệ thống treo với nhiều ưu điểm, cải tiến, bằng việc giảm số
điểm gắn với khung xe từ 4 điểm xuống còn 2 điểm, với ống nhún là phần dẫn hướng của
hệ thống chỉ còn một thanh đòn ngang dưới gắn với trục bánh xe.


Vì vậy mà giá thành rẻ, khoang động cơ của loại xe dẫn động cầu trước được giảm nhẹ,
giải phóng không gian động cơ.
e, Hệ thống treo sử dụng bộ phận đàn hồi là thanh xoắn.

Hình 1.6. Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là thanh xoắn.
-

Giống với lò xo xoắn, loại này cũng chỉ có chức năng làm đàn hồi khi có lực từ mặt
đường tác dụng thẳng đứng lên bánh xe làm cho thanh bị xoắn

-

Khi hoạt động, tay đòn dưới được nối với thanh xoắn sẽ xoay quanh bản lề lên xuống
làm xoắn vặn và đàn hồi. Sự tác động đàn hồi của thanh xoắn giống như lò xoa xoắn và
nhíp lá.


1.4. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống treo
a, Lò xo

Hình 1.7. Kết cấu chung của lò xo.
Các lò xo được làm bằng thép đặc biệt. Khi đặt tải trọng lên một xò xo, toàn bộ thanh
thép bị xoắn khi lò xo co lại. Nhờ vậy năng lượng của ngoại lực được tích lại và chấn

động được giảm bớt.


b, Bộ giảm chấn

Hình 1.8. Bộ giảm chấn trên xe
Khi xe bị xóc do đường gồ gề, các lò xo của hệ thống treo sẽ hấp thụ các chấn động đó.
Tuy nhiên, vì lò xo có đặc tính tiếp tục dao động và phải sau một thời gian dài thì dao
động này mới tắt nên xe chạy không êm.
Nhiệm vụ của bộ giảm chấn là hấp thụ giao động này. Bộ giảm chấn không những cải
thiện đồ chạy êm của xe mà còn giúp cho lốp xe bám đường tốt hơn và điều khiển xe ổn
định hơn.


Một số loại giảm chấn


Giảm chấn 1 lớp vỏ.

1. Van trả (van một chiều)
2. Đũa đẩy
3. Cụm làm kín
4. Xy lanh
5. Buồng chứa dầu
6. Piston
7. Van nén (van một chiều)
8. Khoang chứa

Hình 1.9. Giảm chấn 1 lớp vỏ

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG TREO
2.1. Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo:
2.1.1. Các phương án bố trí:

a) Hệ thống treo phụ
thuộc (nhíp)
b) Hệ thống treo độc
lập đặt nghiêng
c)Hệ thông treo độc lập
thanh xoắn lọai 2 đòn
d)

Hệ

thống

treo

McPheson (Treo kiểu
Hình 2.1. Một số phương án lựa chọn

nến)


2.1.2. Phân tích ưu, nhược điểm của các phương án bố trí:
2.1.2.1. Ưu điểm của hệ treo phụ thuộc:

Khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách hai bánh xe (được nối
cứng) không thay đổi. Điều này làm cho mòn lốp giảm đối với trường hợp treo độc lập.
Do hai bánh xe được nối cứng nên khi có lực bên tác dụng thì lực này đựơc chia đều
cho hai bánh xe làm tăng khả năng truyền lực bên của xe, nâng cao khả năng chống
trượt bên.
Hệ treo phụ thuộc được dùng cho cầu bị động có cấu tạo đơn giản so với hệ treo độc lập.
Giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng
2.1.2.2. Nhược điểm của hệ treo phụ thuộc:
Kết cấu của hệ treo phụ thuộc khá cồng kềnh, lớn và chiếm chỗ dưới gầm xe. Co hai
bánh xe được lắp trên dầm cầu cứng nên khi dao động thì cả hệ dầm cầu cũng dao động
theo cho nên dưới gầm xe phải có khoảng không gian đủ lớn. Do đó thùng xe cần phải
nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nâng lên, điều này không có lợi cho sự ổn định
chuyển động của ôtô.


Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc còn gây ra một bất lợi khác là khi một bên bánh xe
dao động thì bánh bên kia cũng dao động theo, chuyển dịch của bánh bên này phụ
thuộc bánh bên kia và ngược lại. Điều đó gây mất ổn định khi xe quay vòng
2.1.2.3. Ưu điểm của hệ thống treo độc lập:
Hệ thống treo độc lập có đặc điểm là hai bánh xe hai bên ít phụ thuộc vào nhau, do đó mà
độ ổn định chuyển động cao
Hai bánh xe được liên kết bởi các đòn ngang hoặc đòn dọc, phần không được treo nhỏ,
ôtô chuyển động đạt được độ êm dịu cao.
Hệ treo không cần sử dụng dầm ngang , khoảng không gian cho nó dịch chuyển chủ yếu
là hai bên sườn xe. Đặc điểm này cho phép hạ thấp trọng tâm xe, do đó nâng cao được tốc
độ của xe
2.1.2.4. Nhược điểm của hệ thống treo độc lập:
Kết cấu phức tạp,
Hệ thống treo độc lập dầm cầu thường là dầm cầu rời nên khi xe chuyển động trên các
đoạn đường gồ ghề rất dễ làm thay đổi các góc đặt bánh xe, dẫm đến sự mất ổn định của

xe.


2.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi:

Hình 2.2. Các dạng phần tử đàn hồi kim loại
a) Nhíp; b) Lò xo trụ; c) thanh xoắn
a. Nhíp
Nhíp lá thường được dùng trên hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăng bằng. Khi
chọn bộ phận đàn hồi là nhíp lá, nếu kết cấu và lắp ghép hợp lý thì bản thân bộ phận đàn
hồi có thể làm luôn nhiệm vụ của bộ phận hướng
Điều này làm cho kết cấu của hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng. Vì thế
nhíp lá được sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe kể cả xe du lịch. Nhíp lá ngoài nhược
điểm chung của bộ phận đàn hồi kim loại còn có nhược điểm là khối lượng lớn.
b. Lò xo xoắn


Lò xo xoắn thường được sử dụng trên nhiều hệ thống treo độc lập. Lò xo xoắn chỉ chịu
được lực thẳng đứng do đó hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải có bộ
phận hướng riêng biệt. So với nhíp lá, lò xo xoắn có trọng lượng nhỏ hơn.
c. Thanh xoắn
Bộ phận đàn hồi là thanh xoắn cũng được sủ dụng trên một số hệ thống treo độc lập
của ô tô. So với nhíp lá, lò xo xoắn có thế năng đàn hồi lớn hơn, trọng lượng nhỏ và lắp
đặt dễ dàng.
Kết luận: Sau khi tìm hiểu và phân tích một số dạng hệ thống treo đang sử
dụng thực tế, kết hợp với thực tế các xe du lịch hiện đang sử dụng trên thị
trường, tình hình sản xuất của các công ty ô tô trong nước, em chọn loại hệ
thống treo độc lập hệ Macpherson sử dụng lò xo làm phần tử đàn hồi cho loại
xe Toyota Innova 2016