tính toán, thiết kế hệ thống treo trên ô tô du lịch, dựa trên cơ sở của xe du lịch 5 chỗ HONDA CIVIV 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
KHOA: KỸ THUẬT Ô TÔ VÀ MÁY ĐỘNG LỰC

Đề Tài:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
“Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Treo Trên Xe Du Lịch”
GVHD: Th.S Hoàng Anh Tấn
GVPB : Th.S Nguyễn Khắc Minh
SV

: Nông Kỳ Cẩm


TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
- Trong những năm gần đây đất nước đang có
những bước phát triển vượt bậc, đời sống người
dân ngày càng được nâng cao, cùng với việc
chính phủ chú trọng xây dựng và quy hoạch hệ
thống giao thông ngày càng được hiện đại, đã
khiến ô tô trở thành phương tiện đi lại tiện nghi
và phổ biến. Vì thế viêc nghiên cứu ô tô là rất
cần thiết.
-Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ vận
tải như về tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô
tô ngày càng phải hoàn thiện hơn, đặc biệt là
tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con
người cảm giác thoải mái khi ngồi trên xe.
-Vì thế em lựa chọn đề tài “ Tính Toán Thiết Kế
Hệ Thống Treo Xe Du Lịch” nhằm nâng cao độ
êm dịu và đảm bảo được tính chất động học khi

xe chuyển động.


Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Treo.

Nội dung đồ án

Chương 2: Tính Toán Thiết Kế Hê Thống Treo
Độc Lập Xe Du Lịch 4 Chỗ.

Chương 3: Hư Hỏng Thường Gặp Và Cách
Khắc Phục Hệ Thống Treo Mc.Pherson.


Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Treo.
1.1 Khái quát chung tính êm dịu chuyển động
1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống treo.

Chương 2: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Treo Độc Lập Cho Xe Du Lịch 4 Chỗ.
2.1 Các thông số cơ bản của hệ thống treo.
2.2 Tính toán thiết kế hệ thống treo độc lập Mc.Pherson.
2.3 Tính toán thiết kế một số bộ phận chính của hệ thống treo Mc.Pherson.

Chương 3: Các Hư Hỏng Thường Gặp Và Cách Khắc Phục Hệ Thống Treo
Mc.Pherson.
3.1 Cách dạng hư hỏng thường gặp và cách khắc phục hệ thống treo Mc.pherson.


Chương 1: Tổng Quan Về Hệ Thống Treo.
1.1 Khái quát chung tính êm dịu chuyển động

` -Độ êm dịu của ô tô khi chuyển động là khả năng của
xe chuyển động trên những đoạn đường khác nhau, ở
những dải tốc độ khác nhau mà xe không xảy ra va đập
cứng, có thể ảnh hưởng xấu tới sức khỏe hành khách,
lái xe và hàng hóa trên xe.
- Hệ dao động ô tô gồm 3 yếu tố chính:
+ Phần được treo.
+ Phần không được treo.
+ Hệ thống treo.
-Khi chuyển động ô tô có thể dao động qua các trục toa
độ:
+ Dao động lên xuống theo trục thẳng đứng.
+ Dao động xoay quanh trục thẳng đứng.
+ Dao động xoay quanh trục dọc (lắc ngang).
+ Dao động xoay quanh trục ngang (lắc dọc).


1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu, kết cấu hệ thống treo.
1.2.1 Công dụng hệ thống treo.
Công dụng chính của hệ thống treo là dập tắt và nâng cao độ êm dịu ngoài ra hệ thống treo
còn có nhiệm vụ liên kết bánh xe và thân xe, đảm bảo dịch chuyển tương đối giữa bánh xe và
thân xe và cùng với đó là đảm nhận nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang, mô men từ bánh
xe lên thân xe.

1.2.2 Phân loại hệ thống treo.
- Phân loại theo mối liên hệ giữa hai bánh xe trên một cầu:
- Phân loại theo phần tử đàn hồi:
- Phân loại theo cách điều khiển:
a. Phân loại theo mối liên hệ giữa hai bánh xe trên một cầu:

Treo độc lập.

Treo phụ thuộc.


b. Phân loại theo phần tử đàn hồi:

Phần tử đàn hồi nhíp lá

Phần tử đàn hồi lò xo

Phần tử đàn hồi thanh xoắn

Phần tử đàn hồi cao su


c. Phân loại theo cách điều khiển:
- Hệ thống treo điều khiển điện tử.
- Hệ thống treo bán chủ động.

Hệ thống treo điều khiển khí nén – điện tử.


1.2.3 Các bộ phận chính hệ thống treo.
a. Bộ phận đàn hồi: nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động của
thân xe.
- Bộ phần đàn hồi bằng kim loại.
- Bộ phận đàn hồi bằng phi kim loại.
- Bộ phận đàn hồi dạng khí nén thủy lực.
b. Bộ phận dẫn hướng: nhiệm vụ xác định chuyển vị bánh xe

và thân xe đồng thời truyền lực dọc, lực ngang, mô men từ
bánh xe lên thân xe. Mỗi hệ thống treo có kết cấu bộ phận
dẫn hướng khác nhau ví dụ như hệ thống treo nhíp thì nhíp
vừa đóng vai trò là bộ phận đàn hồi vừa là bộ phận dẫn
hướng, còn trong hệ thống treo độc lập thì các thanh đòn
đóng vai trò là bộ phận dẫn hướng…
c. Giảm chấn: nhiệm vụ là giảm và dập tắt các dao động
truyền lên khung xe. Giảm chấn làm việc theo nguyên lý
biến cơ năng dao động thành nhiệt năng.

1.2.4 Yêu cầu hệ thống treo.
Đảm bảo độ êm dịu, đảm bảo truyền được các lực dọc lực
ngang mô men từ bánh xe lên thân xe, đảm bảo động học
của xe. Kết cấu cứng vứng và đơn giản.

Giảm chấn thủy lực


Các phương án thiết kế.

Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang

Hệ thống treo độc lập Mc.Pherson

Hệ thống treo độc lập đòn dọc

Hệ thống treo độc lập đòn chéo

Hệ thống treo độc lập phần tử đàn hồi thanh xoắn

Hệ thống treo phụ thuộc lò xo xoắn

Hệ thống treo phụ thuộc nhíp lá


Lựa chọn phương án thiết kế.
Với đề tài thiết kế hệ thống treo trên xe du lịch 4 chỗ, cùng với kiến thức đã học và tìm hiểu
qua thực tế. Đối với xe du lịch yêu cầu quan trọng nhất là mang lại độ êm dịu cho hành khách,
lái xe và có kết cấu nhỏ gọn vì vậy em chọn hệ thống treo độc lập Mc.Pherson làm đối tượng
thiết kế cho xe du lich 4 chỗ.

Hệ thống treo độc lập Mc.Pherson
Để làm rõ về đề tài ta tiến hành tính toán và thiết kế hệ thống treo độc lập Mc.Pherson.


Chương 2: Thiết Kế Tính Toán Hệ Thống Treo Độc Lập Cho Xe Du Lịch 4 Chỗ.
2.1 Các thông số cơ bản của hệ thống treo.
2.1.1 Thông số kỹ thuật xe du lịch 4 chỗ.
Thông số kỹ thuật xe HONDA CIVIV


2.1.2 Xác định các thống số cơ bản của hệ thống treo.
- Độ cứng hệ thống treo:
C  2

Mt
 N / m .
2

- Xác định độ võng của hệ thống treo:

+ Xác định độ võng tĩnh hệ thống treo:
ft 

g
9,81

 0,14m  140  mm  .
2

8,37 2

+ Xác định độ võng động hệ thống treo:
f d   0, 7 �1 f t

- Xác định khoảng sáng gầm xe:
f d �H 0  H min

- Xác định hệ số cản trung bình:
K

P N .s
(
)
v m


2.2 Tính toán thiết kế hệ thống treo độc lập Mc.Pherson.
2.2.1 Động học hệ thống treo độc lập Mc.Pherson.

Z

m

n

1°30'

O2

A3
P

D1
q

B

A4
C2
C1

O1

A2
A1

D2

d

B2

C0 B0

A0

Họa đồ động học hệ thống treo.

d


2.2.2 Động lực học hệ thống treo độc lập Mc.Pherson.
- Trường hợp xe chịu tải trọng thẳng đứng.
- Trường hợp xe chịu lưc kéo hay lực phanh cực đại.
- Trường hợp xe chịu lực ngang cực đại.
XB
B
°

A

YB
l2

l1
YA

ZA

Ld

YC
C

D

Sơ đồ trong trường hợp chịu lực
Dựa vào các trường hợp chịu lực ta đưa ra được trương hợp xe chịu tải trọng lớn nhất. Ta
tiến hành thiết kế khiểm nghiệm bền các bộ phận chính.


2.3 Tính toán thiết kế một số bộ phận chính hệ thống treo độc lập Mc.Pherson.
a. Đòn ngang.
- Đòn ngang có tiết diện hình chữ U để đảm bảo khả năng tiếp nhận lực dọc và lực
ngang tác dụng lên hệ thống treo khi xe chuyển động.

Ycp

360

YD

C

80

D

v

XE
Yc

Xc

Ld

Phân tích lực đòn ngang.
40

50

2

Tiết diện đòn ngang.

YD

C
D


A

b. Rô tuyn.
- Rô tuyn là khớp cầu để nối đòn ngang
với trụ đứng, có kết cấu khá phức tạp.

R12,5
20

A

Cấu tạo Rô tuyn.

c. Lò xo trụ.
- Lò xo trụ là phần tử đàn hồi có nhiệm vụ
làm êm dịu chuyển động. Trong quá trình
làm việc lò xo trụ chịu tải trọng thẳng đứng
mà không truyền lưc dọc lực ngang. Với hệ
thống treo Mc.Pherson lò xo tru được đặt
lồng ra ngoài giảm chấn, đầu trên tỳ thân xe,
đầu dưới bắt cố định giảm chấn.
- Độ cứng bộ phận đàn hồi một bên hệ
thống treo:
CT 1
Cdh 
cos   o 

D

d

Kích thước lò xo trụ.


d. Thanh ổn định.
- nhiệm vụ giảm khả năng lắc ngang của thân xe khi quay vòng hoặc di chuyển trên các
đoạn đường xấu, đồng thời thanh ổn định còn đảm nhiệm chức năng san đều tải trọng sang
hai bên, giảm góc nghiêng thân xe qua đó nâng cao tính ổn định.

Kết cấu và kích thước thanh ổn định.


e. Giảm chấn.
- Giảm chấn là một phần của
hệ thống treo dùng để dập tắt
dao động của thân xe khi chạy
qua những đoạn đường gồ ghề.
Quá trình dập tắt được thực
hiện theo nguyên lý biến cơ
năng thành nhiệt năng của chất
lỏng do ma sát trong giảm
chấn và tỏa ra môi trường
xung quanh.

Lu
Ly
Hp
Lp
Lk
Lp
Lb

Cấu tạo của giảm chấn
Kết luận: các bộ phận chính của hệ thống treo độc lập Mc.Pherson đã thiết kế đảm bảo điều
kiện bền.
Trong quá trình làm việc hệ thống treo xảy ra một số hư hỏng vì vậy ta thường xuyên kiểm
tra và bảo dưỡng.

Chương 3: Các Hư Hỏng Thường Gặp Và Cách Khắc Phục Hệ Thống Treo Độc Lập
Mc.Pherson.
3.1 Cách hư hỏng thường gặp và cách khắc phục trong hệ thống treo độc lập Mc.Pherson.
3.1.1 Bộ phận dẫn hướng.
3.1.2 Bộ phận đàn hồi.
3.1.3 Bộ phận giảm chấn.
3.1.4 Quy trình bảo dưỡng một số bộ phận của hệ thống treo độc lập.


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Sau khi lựa chọn được phương án thiết kế, tính toán thiết kế và kiểm nghiệm độ bền của
các chi tiết trong hệ thống treo, các chi tiết thiết kế đã phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và
điều kiện làm việc.
Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn và kiến thức thực tế vẫn còn hạn chế nên trong
qua trình tính toán vẫn còn nhiều thiếu sót. Em mong các thầy cô giáo đóng góp ý kiến để
đề em tiếp tục nghiên cức xây dựng đề tài thiết kế được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Hoàng Anh Tấn, cùng các thầy cô giáo trong khoa
Kỹ Thuật Ô Tô Và Máy Động Lực đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. PGS. TS. NGUYỄN KHẮC TRAI, “ Kết cấu ô tô”, Nhà xuất bản Bách khoa – Hà
Nội, 2010.
[2]. NGUYỄN HỮU CẨN, PHAN ĐÌNH KIÊN, “ Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo”,
Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1985.
[3]. PGS. TS. NGUYỄN KHẮC TRAI,“ Kỹ thuật chẩn đoán ô tô”, Nhà xuất bản Giao
thông vận tải, 1996.
[4]. PGS. TS. TRẦN VĂN LIÊN, “ Sức bền vật liệu”, Nhà xuất bản xây dựng, 2009.
[5]. NGUYỄN HỮU CẨN, DƯ QUỐC THỊNH, PHẠM MINH THÁI, NGUYỄN VĂN

TÀI, LÊ THỊ VÀNG, “ Lý thuyết ô tô máy kéo”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2005.