Nghiên cứu hệ thống treo bán tích cực và tích cực sử dụng trên ô tô du lịch

BÁO CÁO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Nghiên cứu hệ thống treo bán tích cực và tích cực sử dụng trên ô tô du lịch

GVHD:

GVC.Ts Lâm Mai Long

Sinh viên thực hiện

MSSV

Lê Đình Thơ

15145377

Trần Quốc Huy

15145247


NỘI DUNG BÁO CÁO

• GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO
I

• HỆ THỐNG TREO CĨ ĐIỀU KHIỂN
II

•

HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC

1

•

HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC

2

1


I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO
1. Khái niệm
- Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết các bánh xe với khung xe để đảm bảo độ êm dịu và an toàn chuyển động.

2. Cấu tạo
- Hệ thống treo được cấu thành từ 3 phần tử chính với các chức năng riêng biệt là:

+ Phần tử đàn hồi (lò xo)

+ Phần tử giảm chấn

+ Phần tử hướng

2


I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO

2. Cấu tạo

* Phần tử đàn hồi

-

Các phần tử đàn hồi tạo ra sự liên kết đàn hồi giữa thùng xe và cầu xe.

-

Đặc tính đàn hồi là mối quan hệ giữa lực tác dụng lên lị xo và biến dạng của nó, tỷ lệ giữa lực và biến dạng được gọi là độ
cứng của lò xo.

-

Độ cứng của hệ thống treo theo quan điểm êm dịu thì càng nhỏ càng tốt. Nhưng nếu càng nhỏ thì làm tăng lực động giữa
bánh xe và mặt đường.

3


I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO
2. Cấu tạo
* Phần tử giảm chấn

-

Dập tắt dao động do phần tử đàn hồi gây ra.
Giảm tải trọng động cho bộ phận đàn hồi khi xe chuyển động.
Đặc tính giảm chấn là mối quan hệ giữa lực cản giảm chấn và tốc độ chuyển động tương đối của hai đầu giảm chấn.

Khi tăng hệ số giảm chấn k (giảm chấn cứng hơn) thì ln giảm lực động nhưng nếu k q lớn sẽ làm giảm độ êm dịu.

*  Phần tử hướng: Phần tử dùng để truyền các lực ngang, lực dọc và mô-men từ mặt đường lên khung xe và ngược lại.

4


I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO
3. Hệ dao động ô tô

- Hệ dao động ô tô được tạo bởi Khối lượng được treo (KLĐT) - tức thân xe và các thiết bị trên nó, Khối lượng
khơng được treo (KLKĐT) - tức là cầu xe và bánh xe, hệ thống treo và Tổ hợp động cơ.

- Hệ dao động có 2 nhiệm vụ cơ bản:

+ Bảo vệ hành khách và hàng hóa khỏi tác động chấn động gây ra do độ không phẳng của mặt đường (tiêu chuẩn êm dịu – Comfort).
+ Đảm bảo sự ổn định đều đặn nhất có thể sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường (tiêu chuẩn lực động – Sport).

6


II. HỆ THỐNG TREO CÓ ĐIỀU KHIỂN
- Hệ thống treo có điều khiển (hệ thống treo thích ứng) là một cơng nghệ ơ tơ, nó điều khiển sự chuyển động thẳng đứng của bánh xe thông qua hệ
thống vi mạch, thay vì chuyển động của bánh xe được xác định hồn tồn bởi mặt đường.

- Chức năng: Cơng nghệ này giúp chiếc xe đạt được tính êm dịu và tính năng lái cao hơn, bằng cách giữ ổn định thùng xe, giữ bánh xe vng góc với
mặt đường khi vào cua, nhờ đó tăng thêm độ bám và sự điều khiển xe.

-

Phân loại: Hệ thống treo điều khiển có 2 loại:

+ Hệ thống treo tích cực

+ Hệ thống treo bán tích cực

7


II. HỆ THỐNG TREO CÓ ĐIỀU KHIỂN
1. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC (SEMI-ACTIVE SUSPENTION)

a. Đặc điểm của hệ thống treo bán tích cực

- Trong hệ thống treo bán tích cực, phần tử đàn hồi truyền thống được giữ lại, nhưng phần tử giảm chấn được thay thế bằng giảm chấn điều khiển.

- Ưu điểm: Có kết cấu đơn giản dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao, dễ sửa chữa hoặc thay thế.

- Nhược điểm: Bị hạn chế trong việc can thiệp vào hệ thống treo

8


1. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC (SEMI-ACTIVE SUSPENSION)
a. Đặc điểm của hệ thống treo bán tích cực

-

Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo bán tích cực:

+ Bộ xử lí trung tâm sẽ điều khiển lực giảm chấn nhỏ (khi đó giảm chấn sẽ mềm) nếu xe chuyển động trên mặt đường tương đối tốt, ít mấp mơ.

+ Bộ xử lí trung tâm sẽ điều khiển lực giảm chấn trung bình nếu xe chuyển động trên mặt đường hơi mấp mơ.

+ Bộ xử lí trung tâm sẽ điều khiển lực giảm chấn lớn (khi đó giảm chấn sẽ cứng) nếu xe chuyển động trên mặt đường xóc nhiều.

9


1. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC (SEMI-ACTIVE SUSPENSION)
a. Đặc điểm của hệ thống treo bán tích cực

- Có 2 cách để điều khiển giảm chấn của hệ thống treo bán tích cực

Giảm chấn dùng van điện từ

Giảm chấn dung lưu chất biến từ

10


1. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC (SEMI-ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo từ lưu biến trên xe audi TT

- Chất lỏng từ lưu biến (Magne Ride - MR) khi tiếp xúc với từ trường, các hạt bên trong sẽ tăng độ nhớt của chất lỏng và biến nó thành chất rắn đàn hồi.

- Thành phần gồm có 20-40% hạt sắt lơ lửng trong dung dịch dầu khoáng chất, dầu tổng hợp, nước và glycol. Ngồi ra dung dịch cịn chứa một loại chất
dùng để ngăn chặn các hạt sắt liên kết với nhau.

12

1. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC (SEMI-ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo từ lưu biến trên xe audi TT

Kết cấu của giảm chấn MR

13


1. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC (SEMI-ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo từ lưu biến trên xe audi TT

* Nguyên Lý hoạt động:

-

Chất lỏng MR khơng được từ hóa khi cuộn dây kích từ bên trong hệ thống dỗn xung đồng thời là nơi chứa nó khơng mang điện hay trong trạng thái
“tắt”.

-

Khi hệ thống ở trong trạng thái “bật” đồng thời có nguồn điện đi qua để tạo ra từ trường, các hạt bên trong sẽ mang điện và sắp xếp theo cấu trúc sợi
vng góc với hướng của từ thơng. Từ đó, chuyển động của chất lỏng sẽ bị hạn chế theo cường độ và mật độ từ trường.

14


1. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC (SEMI-ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo từ lưu biến trên xe audi TT

Từ lưu biến dưới tác động của từ trường

15


1. HỆ THỐNG TREO BÁN TÍCH CỰC (SEMI-ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo từ lưu biến trên xe audi TT
- Hiểu theo cách thơng thường, đặc tính của giảm chấn MR là hàm của dòng điện chạy vào cuộn dây nam châm điện.

16


II. HỆ THỐNG TREO CÓ ĐIỀU KHIỂN
2. HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (ACTIVE SUSPENTION)
a. Đặc điểm của hệ thống treo tích cực
- Hệ thống treo tích cực điều khiển cả hệ số đàn hồi của hệ thống và hệ số giảm chấn.

- Ưu điểm:
+ Thông minh và linh hoạt (khả năng điều chỉnh độ cứng của cả bộ phần đàn hồi và giảm chấn cho phép đáp ứng độ nghiêng khung xe và tốc độ xe khi vào cua,
khi tăng tốc và khi phanh)
+ Tự thích nghi với tải trọng xe, thay đổi độ cao gầm xe theo từng hành trình
+ Thay thế lị xo kim loại bằng túi khí cao su => giảm bớt trọng lượng
- Nhược điểm: Chi phí khá cao, việc điều khiển phức tạp, vấn đề bảo dưỡng…

17


2. HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo khí nén điện tử AIRMATIC trên dịng xe Mercedes-Benz

- Dùng bầu khí nén làm phần tử đàn hồi kết hợp với giảm chấn thủy lực được điều khiển bằng điện tử.

18


2. HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo khí nén điện tử AIRMATIC trên dịng xe Mercedes-Benz

1. Giảm xóc khí nén tự động điều chỉnh độ giảm chấn
2. Cảm biến gia tốc của xe
3. ECU (hộp điều khiển của hệ thống treo)
4. Cảm biến độ cao của xe
5. Cụm van phân phối và cảm biến áp suất khí nén
6. Máy nén khí
7. Bình chứa khí nén
8. Đường dẫn khí.

Sơ đồ bố trí hệ thống treo khí nén – điện tử

19


2. HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo khí nén điện tử AIRMATIC trên dịng xe Mercedes-Benz
* Các bộ phần chính


-


-

Buồng khí nén
Có thể thay đổi độ cứng
Có thể điều chỉnh khoảng sáng gầm xe

Ống giảm chấn
Tích hợp van giảm chấn được điều khiển bằng điện tử
Có thể điều chỉnh được đặc tính giảm chấn (cứng, mềm, trung
bình)

20


2. HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo khí nén điện tử AIRMATIC trên dịng xe Mercedes-Benz
* Ngun lí hoạt động

-

Dựa trên ngun lí khơng khí có tính đàn hồi khi bị nén
Nhờ vào tín hiệu từ các cảm biến, ECU điều khiển lượng khí vào
hoặc ra ở các buồng khí, đồng thời điều khiển van điện từ để thay
đổi lực giảm chấn cho phù hợp với điều kiện đường

-

Tăng hoặc giảm khoảng sáng gầm xe bằng cách tăng hoặc giảm
thể tích buồng khí.

21


2. HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo khí nén điện tử AIRMATIC trên dịng xe Mercedes-Benz
* Điều khiển lực giảm chấn và độ cứng lò xo => ổn định thùng xe

Vehicle motion state

22


2. HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo khí nén điện tử AIRMATIC trên dịng xe Mercedes-Benz



Điều khiển chống nghiêng dọc



Điều khiển chống nghiêng ngang

Độ cứng lò xo: Cứng

Độ cứng lò xo: Cứng

Lực giảm chấn: Cứng

Lực giảm chấn: Cứng

23


2. HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (ACTIVE SUSPENSION)
b. Hệ thống treo khí nén điện tử AIRMATIC trên dịng xe Mercedes-Benz



Điều khiển trên đường xấu (xóc, ổ gà,..)

Lị xo:

Cứng

Lực giảm chấn: Trung bình

24