hiên cứu hệ thống treo bán tích cực sử dụng trên ô tô du lịch
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.4 MB, 112 trang )
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC SỬ
DỤNG TRÊN Ơ TƠ DU LỊCH
SVTH: DƢƠNG TẤN ANH
MSSV: 16145319
SVTH: VÕ HOÀI SƠN
MSSV: 16145506
GVHD: ThS. TRẦN ĐÌNH Q
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Tên đề tài: NGHIÊN
CỨU HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC
SỬ DỤNG TRÊN Ơ TƠ DU LỊCH
SVTH: DƢƠNG TẤN ANH
MSSV: 16145319
SVTH: VÕ HOÀI SƠN
MSSV: 16145506
GVHD: ThS. TRẦN ĐÌNH Q
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 8 năm 2020
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:
1. Dƣơng Tấn Anh
MSSV: 16145319
(Email:
2. Võ Hồi Sơn
MSSV: 16145506
(Email:
Chun ngành:
Cơng nghệ kỹ thuật ô tô
Khóa:
2016 – 2020
Điện thoại: 0373421698)
Điện thoại: 0967530850)
Lớp: 161451
1. Tên đề tài: Nghiên cứ hệ thống treo bán tích cực sử dụng trên ô tô du lịch
2. Nhiệm vụ của đề tài: .......................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
3. Sản phẩm của đề tài: .......................................................................................................
....................................................................................................................................................
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: .............................................................................................
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ............................................................................................
TRƢỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ
THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn: Khung gầm
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Dƣơng Tấn Anh
Võ Hoài Sơn
MSSV: 16145319
Hội đồng: …………….
MSSV: 16145506
Hội đồng: …………….
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ
DU LỊCH
Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tơ
Họ và tên giảng viên hƣớng dẫn: Ths. Trần Đình Quý
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của đồ án tốt nghiệp:
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày của ĐATN:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2.2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lí luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể
tiếp tục phát triển)
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2.3. Kết quả đạt được:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại: (nếu có)
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
2.
3.
4.
Hình thức và kết cấu ĐATN
- Đúng format với đầy đủ các hình thức và nội dung của mục
- Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
- Tính cấp thiết của đề tài
Nội dung ĐATN
- Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kĩ thuật,
khoa học xã hội.
- Khả năng thực hiện, phân tích, tổng hợp, đánh giá.
- Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
- Khả năng cải tiến và phát triển.
- Khả năng sử dụng công cụ kĩ thuật, phần mềm chuyên ngành.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
Tổng điểm
Điểm Điểm đạt
tối đa
đƣợc
30
10
10
10
50
5
10
15
15
5
10
10
100
4. Kết luận:
Đƣợc phép bảo vệ
Khơng đƣợc phép bảo vệ
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 8 năm 2020
Giảng viên hƣớng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ
THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn: Khung gầm
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Dƣơng Tấn Anh
Võ Hoài Sơn
MSSV: 16145319
Hội đồng: …………….
MSSV: 16145506
Hội đồng: …………….
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ
DU LỊCH
Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Họ và tên giảng viên phản biện: (Mã GV).................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2. Nội dung ĐATN:
(Cơ sở lí luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể
tiếp tục phát triển)
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
6. Đánh giá:
Mục đánh giá
TT
1.
2.
3.
4.
Hình thức và kết cấu ĐATN
- Đúng format với đầy đủ các hình thức và nội dung của mục
- Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
- Tính cấp thiết của đề tài
Nội dung ĐATN
- Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kĩ thuật,
khoa học xã hội.
- Khả năng thực hiện, phân tích, tổng hợp, đánh giá.
- Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.
- Khả năng cải tiến và phát triển.
- Khả năng sử dụng công cụ kĩ thuật, phần mềm chuyên ngành.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
Tổng điểm
Điểm Điểm đạt
tối đa
đƣợc
30
10
10
10
50
5
10
15
15
5
10
10
100
7. Kết luận:
Đƣợc phép bảo vệ
Không đƣợc phép bảo vệ
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 8 năm 2020
Giảng viên phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ
THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ
DU LỊCH
Họ và tên sinh viên: Dƣơng Tấn Anh
Võ Hồi Sơn
MSSV: 16145319
MSSV: 16145506
Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ơ tơ
Sau khi tiếp thu và điều chình theo góp ý của giảng viên hƣớng dẫn, giảng viên phản biện và
các thành viên trong hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã đƣợc hoàn chỉnh đúng theo yêu
cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch hồi đồng: .....................................................................................................................
Giảng viên hƣớng dẫn: ..............................................................................................................
Giảng viên phản biện: ...............................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020
Lời cám ơn
Trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp nhóm em đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ và bạn bè. Với lịng biết ơn chân thành và sâu
sắc, nhóm em xin đƣợc gởi lời cảm ơn đến:
Thầy Ths. Trần Đình Quý đã trực tiếp hƣớng dẫn đề tài cho nhóm em. Cám ơn Thầy đã
nhiệt tình hƣớng dẫn nhóm trong việc lựa chọn đề tài nghiên cứu, hƣớng tiếp cận và giúp
nhóm chỉnh sửa những thiếu sót trong q trình nghiên cứu. Cám ơn Thầy đã tận tâm trao
đổi, cung cấp nhiều tài liệu hay để nhóm có thể hồn thành đồ án một cách tốt nhất. Khơng
những vậy, Thầy cịn là ngƣời tạo động lực cho nhóm cố gắng để hồn thành hết nhiệm vụ
Thầy giao trong q trình làm đồ án.
Q thầy cơ Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đặc biệt là các
Thầy thuộc Khoa Cơ khí Động lực Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí
Minh đã giúp đỡ, hƣớng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình cho chúng em trong suốt thời gian học tập
vừa qua.
Các bạn sinh viên các khóa, đã cùng trao đổi kiến thức và giúp đỡ chúng em trong suốt
thời gian học tập.
Với điều kiện về thời gian cũng nhƣ kinh nghiệm còn hạn chế của sinh viên nên trong q
trình nghiên cứu khơng thể tránh đƣợc những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự
chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức
của mình đƣợc hồn thiện hơn.
TP.HCM, tháng 8 năm 2020
Sinh viên thực hiện
Võ Hoài Sơn
Dƣơng Tấn Anh
I
Tóm tắt
Nhóm em đã tiến hành thực hiện đề tài “ Nghiên cứu hệ thống treo bán tích cực sử dụng
trên ơ tơ du lịch” với mục đích trên hết là nghiên cứu, học tập những công nghệ tiên tiến
nhất về hệ thống treo bán tích cực đƣợc sử dụng trên ô tô du lịch hiện nay. Sau hơn năm
tháng nghiên cứu, nhóm đã hồn thành đƣợc đồ án, gồm có 5 chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng 1. Tổng quan về đề tài
Chƣơng 2. Tổng quan về hệ thống treo
Chƣơng 3. Cơ sở lý thuyết hệ của thống treo
Chƣơng 4. Hệ thống treo bán tích cực
Chƣơng 5. Hệ thống treo khí thích ứng trên xe Audi A8 2004
II
Mục lục
Lời cám ơn ................................................................................................................................ I
Tóm tắt ..................................................................................................................................... II
Mục lục ................................................................................................................................... III
Danh mục các chữ viết tắt và kí hiệu của một số thông số quan trọng ................................ VII
Danh mục các hình..................................................................................................................IX
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ................................................................................ 1
1.1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................................ 1
1.2. Mục đích và mục tiêu thực hiện đề tài ........................................................................... 2
1.2.1. Mục đích của đề tài .................................................................................................. 2
1.2.2. Mục tiêu thực hiện đề tài .......................................................................................... 2
1.3. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................................... 2
1.4. Giới hạn nghiên cứu ....................................................................................................... 2
1.5. Nhiệm vụ đề tài .............................................................................................................. 3
1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................................ 3
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO ............................................................. 4
2.1. Đặc điểm hệ thống treo................................................................................................... 5
2.1.1. Phần tử đàn hồi (PTĐH) .......................................................................................... 6
2.1.1.1. Phần tử đàn hồi lò xo trụ.................................................................................... 6
2.1.1.2. Phần tử đàn hồi khí ............................................................................................ 7
2.1.2. Phần tử giảm chấn (PTGC) .................................................................................... 10
2.1.2.1. Đặc tính của giảm chấn.................................................................................... 10
2.1.2.2. Giảm chấn ống đơn .......................................................................................... 11
2.2. Những yêu cầu của hệ thống treo ................................................................................. 13
2.3. Các chỉ tiêu về độ êm dịu và lực động chuyển động của ô tô ...................................... 17
2.3.1. Tần số dao động thích hợp ..................................................................................... 17
2.3.2. Gia tốc dịch chuyển của KLĐT ............................................................................. 18
III
2.3.3. Sự thay đổi tải trọng thẳng đứng giữa bánh xe và mặt đƣờng ............................... 19
2.4. Nhƣợc điểm và các khả năng cải tiến hệ thống treo thƣờng ........................................ 19
2.5. Các hệ thống treo điều khiển ........................................................................................ 22
2.6. Kết luận chƣơng 2 ........................................................................................................ 26
CHƢƠNG 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG TREO ............................................. 27
3.1. Mơ hình thụ động ¼ xe................................................................................................. 27
3.1.1. Thiết lập các phƣơng trình dao động từ mơ hình ¼ xe .......................................... 28
3.1.2. Một số phân tích và đánh giá ................................................................................. 29
3.2. Ảnh hƣởng của hệ số đàn hồi và giảm chấn riêng biệt trong hệ tuyến tính khi chuyển
động qua đoạn đƣờng khơng bằng phẳng Harmonic hoặc ngẫu nhiên ............................... 30
3.2.1. Ảnh hƣởng của độ ứng C của hệ thống treo .......................................................... 31
3.2.2. Ảnh hƣởng của hệ số giảm chấn K ........................................................................ 34
3.3. Mơ hình ¼ xe cho hệ thống treo bán tích cực và tích cực............................................ 35
3.3.1. Mơ hình ¼ xe cho hệ thống treo bán tích cực ........................................................ 35
3.3.2. Mơ hình ¼ xe cho hệ thống treo tích cực............................................................... 36
3.4. Kết luận chƣơng 3 ........................................................................................................ 36
CHƢƠNG 4. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC ............................................................. 37
4.1. Tổng quan về hệ thống treo bán tích cực ..................................................................... 37
4.1.1. Các thành phần của hệ thống treo bán tích cực...................................................... 38
4.1.2. Nguyên lí điều khiển của hệ thống treo bán tích cực ............................................. 39
4.1.3. Những thách thức khi thiết kế hệ thống treo bán tích cực ..................................... 40
4.2. Một số loại giảm chấn bán tích cực hiện nay ............................................................... 40
4.2.1. Giảm chấn FM........................................................................................................ 40
4.2.2. Giảm chấm EM ...................................................................................................... 45
4.2.3. Giảm chấn MR ....................................................................................................... 46
4.2.4. Giảm chấn ER ........................................................................................................ 49
4.3. Thuật toán điều khiển của hệ thống treo bán tích cực .................................................. 51
4.3.1. Giới thiệu tổng quan............................................................................................... 51
4.3.2. Một số thuật tốn điều khiển hệ thống treo bán tích cực ....................................... 52
IV
4.3.2.1. Thuật toán điều khiển Skyhood ....................................................................... 52
4.3.2.1.1. Điều khiển Skyhood hai trạng thái (SH 2-States) ..................................... 53
4.3.2.1.2. Điều khiển Skyhood tuyến tính ................................................................. 54
4.3.2.2. Thuật tốn điều khiển Groundhood ................................................................. 55
4.3.2.2.1. Điều khiển Groundhood hai trạng thái (GH 2-States) .............................. 55
4.3.2.2.2. Điều khiển Groundhood tuyến tính (GH Linear) ...................................... 56
4.4. Kết luận chƣơng 4 ........................................................................................................ 56
CHƢƠNG 5. HỆ THỐNG TREO KHÍ THÍCH ỨNG TRÊN XE AUDI A8 2004 ............... 57
5.1. Giới thiệu tổng quan ..................................................................................................... 57
5.2. Những thành phần của hệ thống ................................................................................... 59
5.2.1. Sơ đồ bố trí các thành phần của hệ thống .............................................................. 59
5.2.2. Cấu tạo và hoạt động của các thành phần của hệ thống......................................... 59
5.2.2.1. Bộ điều khiển J197 .......................................................................................... 59
5.2.2.2. Thanh chống treo ............................................................................................. 60
5.2.2.2.1. Lị xo khí nén............................................................................................. 60
5.2.2.2.2. Giảm chấn CDC (Continuous Damper Control) ....................................... 61
5.2.2.3. Hệ thống khí nén .............................................................................................. 63
5.2.2.3.1. Máy nén khí V66 ....................................................................................... 64
5.2.2.3.2. Các van điện từ .......................................................................................... 64
5.2.2.3.3. Bộ tích áp .................................................................................................. 67
5.2.2.4. Sơ đồ hoạt động của hệ thống khí nén ............................................................. 68
5.2.2.5. Các cảm biến.................................................................................................... 69
5.2.2.5.1. Cảm biến nhiệt độ máy nén G290 ............................................................. 69
5.2.2.5.2. Các cảm biến gia tốc thân xe G341, G342, G343 ..................................... 70
5.2.2.5.3. Các cảm biến vị trí thân xe G76, G77, G78, G289 ................................... 72
5.2.2.5.4. Cảm biến áp suất G291 ............................................................................. 75
5.3. Chức năng của hệ thống ............................................................................................... 76
5.3.1. Tổng quan về điều khiển ........................................................................................ 76
5.3.2. Điều khiển hệ thống treo khi xe chạy ở chế độ tiêu chuẩn .................................... 78
V
5.3.3. Điều khiển hệ thống treo khi xe chạy ở chế độ thể thao ........................................ 79
5.3.4. Điều khiển trong những điều kiện vận hành đặc biệt ............................................ 80
5.4. Hệ thống điều khiển...................................................................................................... 84
5.4.1. Sơ đồ mạch hệ thống điều khiển ............................................................................ 84
5.4.2. Liên kết với mạng giao tiếp trên xe (CAN, MOST) .............................................. 86
5.5. Bảo dƣỡng .................................................................................................................... 87
KẾT LUẬN ............................................................................................................................. 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 91
VI
Danh mục các chữ viết tắt và kí hiệu của một số thông số quan trọng
KLĐT
Khối lƣợng đƣợc treo
KLKĐT
Khối lƣợng không đƣợc treo
HTT
Hệ thống treo
PTĐH
Phần tử đàn hồi
PTGC
Phần tử giảm chấn
FM
Fluido-mechanical
EM
Electro-mechanical
MR
Magneto-rheological
ER
Electro-rheological
ERF
Electro-rheological fluid
MRF
Magneto-rheological fluid
NMRF
Nano-magneto-rheological fluid
MRE
Magneto-rheological elastomer
ωT
Tần số dao động góc riêng của KLĐT [Rad/s]
ωN
Tần số dao động góc riêng của KLKĐT [Rad/s]
fT
Tần số dao động riêng của KLĐT [Hz]
fN
Tần số dao động riêng của KLKĐT [Hz]
f
Tần số kích thích của mặt đƣờng Harmonic [Hz]
M
Khối lƣợng của KLĐT [Kg]
VII
m
Khối lƣợng của KLKĐT [Kg]
C
Độ cứng của HTT [N/m]
Cp
Độ cứng của lốp theo phƣơng hƣớng kính [N/m]
K
Hệ số cản của giảm chấn HTT [Ns/m]
ΨT
Hệ số khơng chu kì của dao động KLĐT
ΨN
Hệ số khơng chu kì của dao động KLKĐT
Gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT [m/s2]
̈
nR
̈ T0
Hệ số tải trọng động của lốp
Biên độ gia tốc dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT [m/s2]
Z
Dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT [m]
Zt
Dịch chuyển thẳng đứng của KLkĐT [m]
Zr
Chiều cao mấp mô mặt đƣờng [m]
Fdyn
Lực động giữa bánh xe và mặt đƣờng khi kích thích Harmonic [N]
Fdyn0
Biên độ lực động [N]
σFdyn
Phƣơng sai lực động khi kích thích ngẫu nhiên [N]
ξ0
Biên độ mấp mô mặt đƣờng Harmonic [m]
VIII
Danh mục các hình
Hình 2.1. Vị trí hệ thống treo tên xe ơ tơ ................................................................................. 5
Hình 2.2. Lị xo trụ .................................................................................................................... 6
Hình 2.3. Sơ đồ phần tử đàn hồi khí ......................................................................................... 7
Hình 2.4. Các dạng PTĐH khí: a) Buồng dạng sóng, b) Buồng gấp ...................................... 10
Hình 2.5. Sơ đồ các loại giảm chấn ống ................................................................................. 10
Hình 2.6. Đặc tính giảm chấn ................................................................................................. 11
Hình 2.7. Cấu tạo giảm chấn ống đơn .................................................................................... 11
Hình 2.8. Đồ thị đặc tính tuyến tính lý tƣởng của giảm chấn ống đơn, với có ma sát và khơng
có ma sát. Hệ số ma sát K= 2000 (Ns/m) và F0 = 70 N. ......................................................... 13
Hình 2.9. Sự lắc dọc của thân xe ............................................................................................ 14
Hình 2.10. Sự lắc ngang của thân xe ...................................................................................... 14
Hình 2.11. Sự nhún của thân xe .............................................................................................. 14
Hình 2.12. Sự xoay đứng của thân xe ..................................................................................... 15
Hình 2.13. Sự dịch đứng của cầu xe ....................................................................................... 15
Hình 2.14. Sự xoay dọc của cầu xe ......................................................................................... 15
Hình 2.15. Mối quan hệ giữa nhiệm vụ và chức năng của hệ thống treo ............................... 16
Hình 2.16. Cấu trúc chung của hệ thống treo ......................................................................... 19
Hình 2.17. Đáp ứng tần số của hệ thống với đầu vào là độ nhấp nhô mặt đƣờng và đầu ra là
độ dịch chuyển thẳng đứng của KLĐT ................................................................................... 20
Hình 2.18. Đáp ứng tần số của hệ thống với đầu vào là độ nhấp nhô mặt đƣờng và đầu ra là
độ võng của lốp ....................................................................................................................... 20
Hình 2.19. Các loại hệ thống treo có thể điều khiển............................................................... 24
Hình 3.1. Mơ hình thụ động ¼ xe ........................................................................................... 27
Hình 3.2. Phần khối lƣợng đƣợc treo ...................................................................................... 28
Hình 3.3. Phần khối lƣợng khơng đƣợc treo ........................................................................... 28
Hình 3.4. Các đặc tính tần số của hệ thống treo ..................................................................... 32
Hình 3.5. Đặc tính tần số quan hệ với hệ số tắt dần ΨT .......................................................... 34
IX
Hình 3.6. Mơ hình ¼ xe cho hệ thống treo thƣờng (trái) và bán tích cực (phải) .................... 35
Hình 3.7. Mơ hình ¼ xe cho hệ thống treo tích cực ............................................................... 36
Hình 4.1. Mơ hình vật lý của hệ thống treo bán tích cực........................................................ 37
Hình 4.2. Sơ đồ bố trí của hệ thống treo bán tích cực trên xe ................................................ 38
Hình 4.3. Sơ đồ khối các cụm chức năng của hệ thống treo bán tích cực .............................. 39
Hình 4.4. Giảm chấn FM có van áp suất chất lỏng điều khiển bằng điện .............................. 41
Hình 4.5. Thanh chống treo với giảm chấn FM có van áp suất chất lỏng điều khiển bằng khí
nén trên xe audi A6 ................................................................................................................. 41
Hình 4.6. Khi piston đi lên và áp suất khí nén nhỏ ................................................................ 42
Hình 4.7. Khi piston đi lên và áp suất khí nén lớn ................................................................. 43
Hình 4.8. Khi piston đi xuống và áp suất khí nén nhỏ............................................................ 43
Hình 4.9. Khi piston đi lên và áp suất khí nén lớn ................................................................ 44
Hình 4.10. Cấu tạo giảm chấn EM......................................................................................... 45
Hình 4.11. Ảnh hƣởng của từ trƣờng lên hỗn hợp MRF ....................................................... 47
Hình 4.12. Cấu trúc hỗn hợp MRF khi khơng có từ trƣờng và khi chịu tác dụng của từ
trƣờng ...................................................................................................................................... 47
Hình 4.13. Cấu trúc các hạt sát khi chịu tác động của từ trƣờng ........................................... 48
Hình 4.14. Các dạng giảm chấn MR ...................................................................................... 48
Hình 4.15. Cấu trúc các hạt khi chịu tác động của điện trƣờng............................................. 50
Hình 4.16. Cấu tạo của giảm chấn ER ................................................................................... 51
Hình 4.17. Mơ hình điều khiển Skyhood lý tƣởng (a), thực tế (b) ......................................... 52
Hình 4.18. Mơ hình điều khiển Groundhood lý tƣởng (a), thực tế (b) ................................... 55
Hình 5.1. Mẫu xe Audi A8 L 2004 ......................................................................................... 58
Hình 5.2. Sơ đồ bố trí các thành phần của hệ thống treo trên xe audi A8 2004 ..................... 59
Hình 5.3. Bộ điều khiển J197 ................................................................................................. 59
Hình 5.4. Thanh chống treo cầu trƣớc (trái) và cầu sau (phải) ............................................... 60
Hình 5.5. Cấu tạo lị xo khí nén .............................................................................................. 60
Hình 5.6. Van giảm xóc điều khiển điện liên tục ................................................................... 62
Hình 5.7. Cụm máy nén và van điện từ .................................................................................. 63
X
Hình 5.8. Những thành phần của máy nén khí ....................................................................... 64
Hình 5.9. Cụm van điện từ ...................................................................................................... 64
Hình 5.10. Cấu trúc và hoạt động của van xả khí ................................................................... 66
Hình 5.11. Hoạt động giới hạn áp suất ................................................................................... 67
Hình 5.12. Bộ tích áp .............................................................................................................. 67
Hình 5.13. Sơ đồ hệ thống khí nén ......................................................................................... 68
Hình 5.14. Sơ đồ tăng áp......................................................................................................... 69
Hình 5.15. Sơ đồ xả khí .......................................................................................................... 69
Hình 5.16. Cảm biến gia tốc thân xe....................................................................................... 70
Hình 5.17. Phần tử cảm biến ở trạng thái nghỉ ....................................................................... 71
Hình 5.18. Hoạt động của phần tử cảm biến khi thân xe có gia tốc ....................................... 71
Hình 5.19. Vị trí của cảm biến độ cao thân xe ở cầu trƣớc .................................................... 72
Hình 5.20. Vị trí của cảm biến độ cao thân xe ở cầu sau ....................................................... 72
Hình 5.21. Cấu trúc cảm biến góc cảm ứng............................................................................ 73
Hình 5.22. Hoạt động của cảm biến góc cảm ứng .................................................................. 74
Hình 5.23. Ví dụ về điện áp trên 3 cuộn thu tại một vị trí của Rơto....................................... 74
Hình 5.24. Vị trí cảm biến áp suất G291 ................................................................................ 75
Hình 5.25. Cấu trúc của cảm biến áp suất G291..................................................................... 76
Hình 5.26. Quy trình thay đổi độ cao thân xe ......................................................................... 77
Hình 5.27. Đồ thị chuyển đổi các chế độ ................................................................................ 78
Hình 5.28. Đồ thị chuyển đổi các chế độ điều khiển .............................................................. 80
Hình 5.29. Sơ đồ tín hiệu điều khiển khi vào cua ................................................................... 80
Hình 5.30. Sự dao động của xe khi phanh .............................................................................. 81
Hình 5.31. Giao diện điều khiển MMI.................................................................................... 82
Hình 5.32. Đèn báo khi ở mức cực thấp ................................................................................. 83
Hình 5.33. Đèn báo khi ở mức cực cao .................................................................................. 83
Hình 5.34. Sơ đồ hệ thống điều khiển của hệ thống treo thích ứng ....................................... 84
Hình 5.35. Mạch điện điều khiển của hệ thống treo thích ứng ............................................... 85
Hình 5.36. Sơ đồ liên kết của hệ thống treo với mạng giao tiếp trên xe ................................ 87
XI
Hình 5.37. Máy kiểm tra chẩn đốn VAS 5051...................................................................... 88
Hình 5.38. Đo chiều cao thân xe tại mỗi bánh xe ................................................................... 88
XII
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Lý do chọn đề tài
Trong vài năm gần đây, nền kinh tế thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng có
những bƣớc phát triển vƣợt bậc, đời sống ngƣời dân đƣợc nâng cao, cùng với việc chính
phủ đang đầu tƣ rất nhiều vào quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải, đã
khiến ô tô trở thành phƣơng tiện đi lại phổ biến, đƣợc nhiều ngƣời quan tâm. Không nhƣ
các nƣớc phát triển, với Việt Nam thì ơtơ vẫn là chủ đề mới mẻ, đặc biệt là những ứng
dụng công nghệ tiên tiến trên xe. Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ vận tải về kỹ
thuật cũng nhƣ về tính thẩm mỹ thì tính an tồn và tiện nghi của ơ tơ ngày càng phải hồn
thiện hơn, đặc biệt là tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con ngƣời cảm giác
thoải mái khi ngồi trên xe. Các nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã và đang không
ngừng nâng cao chất lƣợng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền và đặc biệt là sự tiện
nghi mang lại sự thoải mái và an toàn cho ngƣời sử dụng.
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng cũng nhƣ cạnh tranh với các đối
thủ trong cùng lĩnh vực. Các nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã không ngừng nghiên
cứu để cải tiến những hệ thống trên xe cũng nhƣ trang bị thêm những công nghệ hiện đại
mới, điều này giúp cho xe vận hành tối ƣu hơn. Một trong những hệ thống mà hiệu quả
làm việc của nó ảnh hƣởng trực tiếp đến ngƣời lái hay hành khách khi xe vận hành đó là
hệ thống treo. Hệ thống treo có hai nhiệm vụ chính là tăng độ ổn định và độ êm dịu. Tuy
nhiên đối với hệ thống treo nhƣ cơ khí, thủy lực và khí nén thơng thƣờng thì chỉ đáp ứng
đƣợc nhu cầu trên trong một phạm vi hẹp về thế mạnh của mỗi loại. Vì thế để mở rộng
phạm vi đáp ứng của hệ thống treo để đạt đƣợc yêu cầu tối ƣu nhất trong những điều kiện
không thuận lợi, ngƣời ta đã can thiệp vào hoạt động của nó trong suốt q trình vận
hành xe tại những điều kiện tình trạng mặt đƣờng khác nhau. Giúp tối ƣu sự êm dịu và sự
chuyển động ổn định cho xe.
Và đó là lí do mà chúng em đã chọn đề tài “nghiên cứu hệ thống treo bán tích cực sử
dụng trên ô tô du lịch” để làm đề tài đồ án tốt nghiệp. Đây là một trong những hệ thống
treo hiện đại ngày nay đƣợc trang bị trên các dịng xe hạng sang và có thể trong tƣơng lai
gần sẽ đƣợc ứng dụng rộng rãi hơn. Tuy nhiên hiện tại nó cũng là một hệ thống tiên tiến
mới mẻ trên xe ơ tơ nên cũng có rất nhiều ngƣời quan tâm nhƣng chƣa hiểu rõ về nó. Vì
1
thế khi thực hiện đề tài này ngoài việc muốn gia tăng kiến thức cho bản thân và tốt
nghiệp đại học, thì chúng em cịn mong rằng sẽ tạo ra đƣợc một nguồn tài liệu chất lƣợng
có thể giúp ích cho những ai cần thiết trong cơng việc hay có sự quan tâm về kỹ thuật ơ
tơ có thêm tài liệu để gia tăng kiến thức.
1.2. Mục đích và mục tiêu thực hiện đề tài
1.2.1. Mục đích của đề tài
Mục đích thực hiện đề tài nhằm để hồn thành đồ án tốt nghiệp, nâng cao kiến thức
cho bản thân và đồng thời cung cấp một nguồn tài liệu chuẩn giành cho học sinh, sinh
viên dùng để học tập và giành cho những độc giả muốn nâng cao hiểu biết của mình về
hệ thống treo bán tích cực sử dụng trên xe ô tô du lịch.
1.2.2. Mục tiêu thực hiện đề tài
- Nhằm củng cố kiến thức về phân loại, cấu tạo và chức năng của một hệ thống treo.
- Hiểu biết về hệ thống treo bán tích cực, cơ sở lý thuyết, cấu trúc, nguyên lí làm việc
của hệ thống treo bán tích cực. Hiểu biết các nguyên tắc điều khiển, các chi tiết và cụm
chi tiết của hệ thống điều khiển trong hệ thống treo bán tích cực.
- Hiểu biết về những công nghệ giảm chấn dùng trong hệ thống treo bán tích cực hiện
nay.
- Tìm hiểu về một hệ thống treo bán tích cực cụ thể đƣợc sử dụng trên ô tô thực tế hiện
nay.
1.3. Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu về hệ thống treo bán tích cực sử dụng trên ô tô du lịch, những công nghệ
giảm chấn sử dụng trong hệ thống treo bán tích cực hiện nay và hệ thống treo khí thích
ứng trên dịng xe Audi A8 2004.
1.4. Giới hạn nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ cứng C và hệ số giảm chấn K của hệ thống treo tới độ
êm dịu của xe và lực động giữa bánh xe và mặt đƣờng.
- Ứng dụng mơ hình ¼ xe để nghiên cứu ngun lí điều khiển phần tử giảm chấn trên
2
hệ thống treo bán tích cực.
- Tìm hiểu một số loại giảm chấn sử dụng trong hệ thống treo bán tích cực hiện nay.
- Tìm hiểu về khả năng tối ƣu độ êm dịu và ổn định của hệ thống treo khí thích ứng
trên dịng xe Audi A8 2004.
1.5. Nhiệm vụ đề tài
- Làm rõ những yêu cầu về êm dịu và lực động đối với hệ thống treo.
- Làm rõ đƣợc lí do việc điều khiển phần tử đàn hồi và phần tử giảm chấn có thể nâng
cao hiệu quả chuyển động êm dịu và ổn định của xe.
- Làm rõ đƣợc hệ thống điều khiển và phƣơng pháp điều khiển của hệ thống treo bán
tích cực. Trình bày cấu tạo và nguyên lí làm việc của một số loại giảm chấn sử dụng
trong hệ thống treo bán tích cực hiện nay.
- Trình bày về cấu tạo và hoạt động của hệ thống treo bán tích cực trên xe thực tế.
1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Tìm kiếm tài liệu liên quan đến đề tài từ: giảng viên hƣớng dẫn, internet, giáo trình
trên thƣ viện trƣờng và từ bạn bè.
- Nghiên cứu sơ bộ tài liệu và đề tài, viết đề cƣơng sơ bộ thông qua sự hƣớng dẫn của
giáo viên hƣớng dẫn.
- Nghiên cứu lý thuyết theo nội dung đề tài đã đƣợc vạch ra và tiến hành viết đồ án.
3
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
Hệ thống treo trang bị trên ơ tơ với mục đích chính mang lại sự êm ái và đồng thời
giúp xe chuyển động ổn định hơn tạo cảm giác an toàn cho những ngƣời trên xe. Hệ
thống treo là bộ phận quan trọng trong thiết kế của xe, khi đi qua những đoạn đƣờng gồ
ghề, hệ thống này loại bỏ những dao động thẳng đứng, hạn chế các ảnh hƣởng cơ học đến
khung và các chi tiết kim loại, tránh việc xe bị "chồm" lên quá nhiều, bị sóc đồng thời
đem lại sự thoải mái cho ngƣời ngồi trong xe. Cho đến hiện tại thì có rất nhiều loại hệ
thống treo đều có ƣu và nhƣợc điểm riêng, vẫn đang hiện hữu trên xe để thực hiện chức
năng ƣu việt của nó. Mặc dù trong thời gian gần đây những công nghệ về hệ thống treo
phát triển rất mạnh, đó là những hệ thống treo đƣợc điều khiển bằng điện tử nhƣ: hệ
thống treo thích ứng (Adaptive Suspension) trên xe Audi A8, hệ thống treo khí nén
AIRMATIC trên xe Mercedes, hệ thống treo ứng dụng trí tuệ nhân tạo trên xe Audi,…tuy
nhiên những hệ thống treo đƣợc điều khiển bằng điện tử vẫn chƣa đƣợc áp dụng rộng rãi
trên những dịng xe thơng thƣờng, nó chỉ đƣợc áp dụng trên các dịng xe hạng sang, vì lí
do về chi phí sản xuất cao và về những nhu cầu thiết yếu đối với chức năng của từng loại
xe. Vì thế mà hiện nay trên xe ơ tơ nói chung và trên xe ơ tơ du lịch nói riêng hiện hữu
nhiều loại hệ thống treo.
Trong chƣơng này sẽ trình bày về yêu cầu và đặc điểm hệ thống treo tổng quát trên ô
tô để hiểu rõ về những chức năng cụ thể của nó là gì, đồng thời biết đƣợc về cấu tạo và
ngun lí làm việc của nó. Sau đó phân tích và xác định nhƣợc điểm của hệ thống treo
thơng thƣờng qua đó đƣa ra định hƣớng phát triển cải tiến hệ thống treo trên ơ tơ. Cuối
cùng trình bày về phần phân loại hệ thống treo theo cách điều khiển giúp phân biệt đƣợc
các loại hệ thống treo điều khiển hiện nay, đồng thời so sánh ƣu và nhƣợc điểm của từng
loại.
4
