Thuyết Minh Bài Tập Lớn Kết Cấu Ô Tô

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO MACPHERSON TRÊN XE Ô TÔ DU LỊCH Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE Ô TÔ DU LỊCH Chương 2. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ DU LỊCH. Chương 3. HỆ THỐNG TREO HIỆN ĐẠI NGÀY NAY

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THUYẾT MINH BÀI TẬP LỚN

HỌC PHẦN

KẾT CẤU Ô TÔ

TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO MACPHERSON TRÊN XE Ô TÔ DU LỊCH

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

MÃ LỚP HỌC PHẦN: AT6014.5

KHÓA: 14

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN:04

GVHD: TS.VŨ HẢI QUÂN

Hà Nội: …

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE Ô TÔ DU LỊCH 4

1.1 Giới thiệu chung về hệ thông treo 4

1.2 công dụng của hệ thống treo 5

Chương 2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ DU LỊCH 7

2.1 Cấu tạo chung của hệ thống treo 7

2.2 Đặc điểm của hệ thống teo độc lập 7

2.3 Nguyên lý làm việc 8

2.3.1 Bộ phận đàn hồi 9

2.3.2 Bộ phận giảm chấn 9

2.4 Ưu điểm , nhược điểm của hệ thống treo độc lập 11

Chương 3 HỆ THỐNG TREO HIỆN ĐẠI NGÀY NAY 12

3.1 Một số hệ thống treo phổ biến 12

3.1.1 Hệ thống treo độc lập 12

3.1.2 Hệ thống treo khí nén - điện tử EAS 12

3.2 Những cải tiến mới của hệ thống treo trong tương lai 14

KẾT LUẬN 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 16

LỜI NÓI ĐẦU

Nền kinh tế nước ta hiện nay đang trên đà phát triển, thu nhập bình quân người dân

không ngừng cải thiện vì thế nhu cầu cần thiết có để sở hữu một chiếc xe ôtô phục

vụ cho đời sống hằng ngày cũng không còn giới hạn ở tầng lớp thượng lưu Nắm

bắt được xu thế ngành công nghiệp ô tô đang có những thay đổi tịch cực về cả chất

lượng lẫn số lượng, có rất nhiều loại xe hiện đại đã và đang sản xuất, lắp ráp tại

Việt Nam Trong sự phát triển của nền kinh tế thì lĩnh vực vận tải đóng vai trò thiết

yếu, ngành ôtô giữ một vị trí quan trọng trong sự nghiệp phát triển của xã hội Ôtô

được phổ biến trong toàn bộ nền kinh tế quốc dân ở nhiều kĩnh vực khác nhau như

nông lâm nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, thăm quan du lịch…

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, cùng với mức sống

ngày càng được nâng cao và sự cạnh tranh khốc liệt của thị trường, các hãng sản

xuất ôtô không chỉ đòi hỏi phát triển về số lượng mà còn phải nâng cao chất lượng

sử dụng cho phù hợp với tiêu chuẩn khắt khe nhất của thị trường, có như vậy họ

mới tồn tại và phát triển Từ đó, họ buộc phải đầu tư ngiên cứu vào nền công nghệ

chế tạo Hiện nay, hướng nghiên cứu chủ yếu là tập trung vào: Tiết kiệm nhiên liệu,

giảm ô nhiễm môi trường, nâng cao tính an toàn, tiện nghi chuyển động và giảm

giá thành…Muốn đạt được những tiêu chí trên thì cần phải có sự kết hợp chặt chẽ

nhiều ngành khoa học như: Công nghệ nhiên vật liệu, công nghệ kỹ thuật điều

khiển, công nghệ điện tử …

Ngành công nghiệp ôtô Việt Nam những năm gần đây đang trong quá trình hình

thành và phát triển, đã đạt được những thành tựu bước đầu, bước vào đà hội nhập

cùng với khu vực và thế giới Chủ trương hiện nay của chính phủ là tăng tỉ lệ nội

địa hoá trong các sản phẩm đã và đang và chế tạo, dần tiến tới chế tạo được các sản

phẩm mang thương hiệu Việt Nam Đây là xu thế mà các nhà nghiên cứu và sản

xuất ôtô Việt Nam cần quan tâm Để đạt được những mục tiêu này chúng ta cần

quan tâm nghiên cứu sâu hơn về các cụm chi tiết, các hệ thống cũng như các điều

kiện làm việc của ô tô để có thể có những giải pháp và can thiệp sâu hơn vào trong

các cụm, các hệ thống đó nhằm tạo ra những sản phẩm chất lượng cao phù hợp với

điều kiện đường xá cũng như môi trường khí hậu của nước ta

Ngành du lịch ở nước ta chiếm tỉ lệ GDP hàng năm không hề nhỏ, đi song song

cùng với nó không thể thiếu là những chiếc ôtô Nghiên cứu hệ thống treo trên ôtô

nhằm mục đích nâng cao độ êm dịu và an toàn chuyển động cũng là một vấn đề rất

cấp thiết, nó quyết định đến sự tiện nghi của ôtô trên nhiều mặt cũng như sự hài

lòng của hành khách trên xe, và trong thời gian vừa qua đã có nhiều nghiên cứu đề

cập tới vấn đề này, xuất phát từ thực tế cùng với sự tìm hiểu củanhóm chúng tôi ,

chúng tôi đã lựa chọn đề tài “ Tìm hiểu về hệ thống treo macpherson “

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE Ô TÔ DU LỊCH

Để đảm bảo cho xe khi chuyển động trên đường có độ êm dịu cần thiết, tránh

những va đập giữa khung vỏ với các cầu hay hệ thống truyền động trên đường tốt cũng như trên đường xấu Khi quay vòng, tăng tốc hoặc phanh thì vỏ xe không bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu Xe chuyển động phải có tính ổn định và điều khiển cao Mà hệ thống treo đảm nhận những yêu cầu đó, điều đó đòi hỏi hệ thống treo của xe phải được tính toán chế tạo chính xác Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu chung về hệ thống treo trên xe ô tô du lịch

1.1 Giới thiệu chung về hệ thông treo

Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết các bánh xe với khung xe (hoặc vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu và an toàn chuyển động trên cơ sở tạo các dao động của thân xe và của các bánh xe theo ý muốn, giảm các tải trọng va đập cho xe khi chuyển động trên địa hình không bằng phẳng Ngoài ra hệ thống treo còn dùng

để truyền các lực và mômen tác động giữa bánh xe và khung xe (vỏ xe)

Hệ thống treo được chia thành 4 phần tử chính : phần tử đàn hồi, phần tử giảm chấn, phần tử hướng và phần tử ổn định

Phần tử đàn hồi :là phần tử biến dao động tần số cao của mấp mô mặt đường về tần số thấp của dao động thân xe Dùng để truyền các lực theo phương thẳng đứng

từ mặt đường lên khung xe, giảm tải trọng động và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cho ôtô khi chuyển động trên các loại đường khác nhau

Phần tử giảm chấn : là phần tử dập tắt nhanh các dao động tần số thấp bằng cách biến cơ năng thành nhiệt năng Giảm chấn được sử dụng trên xe với mục đích: Giảm và dập tắt nhanh các va đập truyền lên khung xe khi bánh xe lăn trên đường không bằng phẳng, nhờ vậy mà bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng Đảm bảo dao động của phần không được treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe trên nền đường, nâng cao tính chất chuyển động như: Khả năng thay đổi tốc độ, khả năng ổn định của các lực và mô men tác dụng, khả năng điều khiển chuyển động Bản chất quá trình làm việc của giảm chấn là quá trình tiêu hao động năng (biến động năng thành nhiệt năng ) Quá trình này xảy ra ngay cả với nhíp lá, khớp trượt, khớp quay của các ổ kim loại, ổ cao su Nhưng quá trình tiêu hao động năng đòi hỏi phải nhanh và có thể khống chế được quá trình đó nên giảm chấn đặt trên các bánh xe sẽ thực hiện chủ yếu chức năng này

Phần tử hướng : là phần tử dùng để truyền các lực ngang, lực dọc và mômen từ mặt đường lên khung xe (vỏ xe) và ngược lại Động học của phần tử hướng xác định đặc tính dịch chuyển của bánh xe đối với khung xe và ảnh hưởng tới tính ổn định, tính quay vòng của ôtô Nó có thể có những chi tiết khác nhau tùy thuộc hệ thống treo độc lập hay phụ thuộc, phần tử đàn hồi là nhíp, lò xo hay thanh xoắn

Phần tử ổn định : là phần tử chống xoắn khung ôtô

1.2 công dụng của hệ thống treo

Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ xe với các cầu, các bánh xe của ôtô và thực hiện các chức năng sau:

+ Khi ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và các va đập tác dụng lên xe do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định

+ Xác định động học chuyển động của bánh xe, truyền lực kéo, và lực phanh sinh

ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, lực bên và các mô men phản lực tới gầm và thân xe

+ Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do ảnh hưởng của mặt đường không bằng phẳng

Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ chịu những dao động do mặt đường mấp nô sinh ra Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe, hàng hóa và đặc biệt là ảnh hưởng tới hành khách Theo số liệu thống kê cho thấy, khi ôtô chạy trên đường gồ ghề, so với ôtô cùng loại chạy trên đường tốt bằng phẳng thì tốc độ trung bình giảm 40 – 50%, quãng đường chay giữa hai chu kỳ đại

tu giảm 35 – 40%, suất tiêu hao nhiên liệu tăng 50 – 70%, do vậy năng suất vận chuyển giảm 30 – 40%, giá thành vận chuyển tăng 50 – 70% Ngoài ra, nếu con người phải chịu đựng lâu trong tình trạng xe chạy bị rung xóc nhiều dễ sinh ra mêt mỏi Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động ôtô tới cơ thể người đều

đi tới kết luận là con người nếu phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của

ôtô sẽ mắc phải những bệnh về thần kinh và não Vì vậy, tính êm dịu chuyển động

là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng xe

Tính êm dịu của ôtô phụ thuộc vào kết cấu của xe và trước hết là hệ thống treo, phụ thuộc vào đặc điểm và cường độ kích thích, và sau đó là phụ thuộc vào trình độ của lái xe Lực kích thích gây dao động có thể do sự không cân bằng của liên hợp máy hoặc do độ nhấp nhô của mặt đường không bằng phẳng Nếu chỉ xét trong phạm vi khả năng chế tạo ôtô thì hệ thống treo mang tính chất quyết định đến độ êm dịu chuyển động của ôtô

Chương 2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ

THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ DU LỊCH

2.1 Cấu tạo chung của hệ thống treo

Như ta được biết nhiệm vụ của hệ thống treo là giúp ô tô chuyển động em dịu khi

đi qua những đoạn đường gồ ghề, không bằng phẳng Để làm được điều đó, hệ thống treo cơ bản có 3 thành phần cơ bản sau:

Bộ phận đàn hồi:Là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và khung xe Bộ phận đàn hồi

chủ yếu dùng để truyền lực thẳng đứng và để giảm tải trọng khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng, hấp thụ dao động đảm bảo độ êm dịu cần thiết

Bộ phận giảm chấn: có chức năng dập tắt dao động của xò lo giảm xóc một cách

nhanh chóng, tạo sự êm dịu cho người ngồi trên xe, đồng thời cũng duy trì sự tiếp xúc mặt đường liên tục của bánh xe Phuộc giảm chấn được trang bị trên các dòng xe ô tô hiện đại thường là phuộc thủy lực hoặc khí nén, nó là một cơ cấu tương tự như xylanh thủy lực, gồm một ống xylanh bên ngoài, một piston và ty đẩy di trượt bên trong xylanh, xylanh được điền đầy chất lỏng có độ nhớt cao để tạo nên sự cản trở chuyển động piston bên trong xylanh

Bộ phận dẫn hướng:

+ Dùng để liên kết khối lượng được treo và khối lượng không được treo

+ Truyền lực và mô men từ khối lượng không được treo đến khối lượng được treo

và ngược lại (lực kéo hoặc lực phanh, lực ngang cũng như các mô men phản lực và

mô men phanh)

2.2 Đặc điểm của hệ thống teo độc lập

Là một hệ thống treo mà hai bánh xe cùng một cầu đều có thể chuyển động độc lập với nhau Không có một chuyển động tương đối nào xảy ra giữa các bánh xe, điều đó có nghĩa rằng các bánh xe đều được kết nối với khung xe một các độc lập Khi xe di chuyển qua các mấp mô mặt đường, sự dao động của một bánh xe bất kỳ sẽ không ảnh hưởng tới các bánh xe còn lại

Mỗi bánh xe được lắp trên một tay đỡ riêng gắn vào thân xe tạo ra sự linh hoạt chủ động cho mỗi bánh Vì vậy bánh xe bên trái và bên phải chuyển động độc lập với nhau

Khối lượng không được treo nhỏ nên khả năng bám đường của bánh xe cao, tính

êm dịu cũng tốt hơn

• Các lò xo không liên quan đến việc định vị bánh xe, vì thế có thể sử dụng các lò

xo mềm

• Do không có dầm cầu liền nối thân, cố định 2 bánh xe nên có thể bố trí sàn xe và động cơ thấp nhằm hạ thấp trọng tâm, giúp xe vận hành ổn định ở tốc độ cao

2.3 Nguyên lý làm việc

Một chiếc ô tô luôn phải chịu tác động của các lực khác khi xe vận hành trên đường làm cho thân xe luôn bị dao động theo các phương nhất định, người ngồi trên xe do đó cũng chịu tác động theo và dẫn tới các tình trạng không tốt cho người ngồi trên xe

Yêu cầu đặt ra là phải có một liên kết linh động giữa thân xe và bánh xe để đáp ứng tất cả các điều kiện động lực học khi xe di chuyển trên đường, nó cho phép các chuyển động tương đối giữa chúng mà không gây ra bất kỳ sự biến dạng nào cho thân xe hay bất kỳ các chi tiết liên quan nào

Hệ thống treo trên xe là một hệ thống cần thiết để nâng đỡ cho khối lượng toàn

bộ của cả xe, bao gồm tự trọng của xe và khối lượng của người ngồi trên xe Một chiếc xe cần một hệ thống treo để duy trì sự tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường Khi xe quay vòng, thân xe luôn có xu hướng xoay xung quanh trục song song với chiều thân xe, khi điều này xảy ra có thể làm cho chiếc xe bị lật ngang gây nguy hiểm cho người ngồi trong xe Khi xe tăng tốc từ vị trí đứng yên hay phanh đột ngột khi đang di chuyển, thân xe có xu hướng bị lật về phía sau hoặc trước do lực quán tính tác động lên thân xe làm cho bánh xe mất khả năng bám đường khi tăng tốc hoặc phanh đột ngột

Hệ thống treo hoạt động đồng thời cùng với hệ thống lái và hệ thống phanh để tạo sự ổn định khi xe di chuyển trên đường Góc king-pin và caster được tạo ra bằng một khâu khớp của hệ thống treo để cho phép sự điều khiển mượt mà của

vô lăng với các bánh xe phía dẫn hướng

Các phuộc giảm chấn và lò xo giảm xóc được tích hợp trong hệ thống treo để hấp thụ rung động do mặt đường gây ra và dập tắt nhanh dao động đó, giúp cho việc lái xe trở nên êm dịu và người ngồi trên xe cũng cảm thấy thoái mái

2.3.1 Bộ phận đàn hồi

Bộ phần đàn hồi là một bộ phận quan trọng của hệ thống treo, có chức năng hấp thụ tác động do điều kiện mặt đường gây ra, chuyển thành dao động và tích trữ năng lượng đó trong phần tử đàn hồi

2.3.2

Bộ phận giảm chấn

Bộ phận giảm chấn hay còn gọi là phuộc giảm chấn, phuộc giảm chấn có chức năng dập tắt dao động của xò lo giảm xóc một cách nhanh chóng, tạo sự êm dịu cho người ngồi trên xe, đồng thời cũng duy trì sự tiếp xúc mặt đường liên tục của bánh

xe Phuộc giảm chấn được trang bị trên các dòng xe ô tô hiện đại thường là phuộc thủy lực hoặc khí nén, nó là một cơ cấu tương tự như xylanh thủy lực, gồm một ống xylanh bên ngoài, một piston và ty đẩy di trượt bên trong xylanh, xylanh được

điền đầy chất lỏng có độ nhớt cao để tạo nên sự cản trở chuyển động piston bên trong xylanh

2.3.2.1

Cơ cấu hướng

Hệ thống treo giúp kết nối phần được treo (thân xe) với phần không được treo (cầu

xe, bánh xe), đồng thời phải đảm bảo chuyển động tương đối của thân xe với các bánh xe Lò xo giảm xóc và phuộc giảm chấn là các cơ cấu chỉ chịu lực thẳng đứng theo phương vuông góc mặt đường, do đó cần phải có một cơ cấu hướng để đảm bảo lực kéo tác dụng từ bánh xe lên thân xe làm cho thân xe và bánh xe di chuyển đồng thời với nhau

2.4 Ưu điểm ,nhược điểm của hệ thống treo độc lập

+ Ưu điểm:

Điểm nhấn của hệ thống treo này chính là các bánh xe được thiết kế tách biệt với thân xe Do đó mà bánh xe cho khả năng di chuyển tự do mà không ảnh hưởng đến nhau cho khả năng kiểm soát được tốt hơn

Khối lượng không được treo nhỏ nên khả năng bám đường của bánh xe cao, tính

êm dịu cũng tốt hơn

Các lò xo không liên quan đến việc định vị bánh xe, vì thế có thể sử dụng các lò xo mềm

Do không có dầm cầu liền nối thân, cố định 2 bánh xe nên có thể bố trí sàn xe và động cơ thấp nhằm hạ thấp trọng tâm, giúp xe vận hành ổn định ở tốc độ cao

+ Nhược điểm:

Cấu tạo khá phức tạp, việc bảo trì, bảo dưỡng, nhiều khó khăn

Khoảng cách và định vị của bánh xe bị thay đổi cùng với chuyển động lên xuống của bánh xe, nên nhiều xe có trang bị thêm thanh ổn định để giảm hiện tượng xoay đứng khi xe quay vòng và tăng độ êm ái cho chiếc xe

Hệ thống treo độc lập có cấu tạo phức tạp hơn nhiều so với hệ thống phụ thuộc Các hệ thống treo độc lập tiêu biểu hiện nay chính là MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép và hệ thống treo đa liên kết