Khảo sát , tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe toyota camry 2010

MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG 3 DANH SÁCH HÌNH ẢNH 3 LỜI NÓI ĐẦU 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 6 1 1 Giới thiệu về hệ thống treo trên ô tô 6 1 2 Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu hệ thống treo 7 1 3 Kết cấu[.]

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG 3

DANH SÁCH HÌNH ẢNH 3

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 6

1.1 Giới thiệu về hệ thống treo trên ô tô 6

1.2 Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu hệ thống treo 7

1.3 Kết cấu , nguyên lý làm việc của hệ thống treo 8

1.2.1 Bộ phận đàn hồi 9

1.2.1.1 Lò xo lá (Nhíp) 9

1.2.1.2 Lò xo trụ 10

1.2.1.3 Thanh xoắn 11

1.2.2 Bộ phận giảm chấn 12

1.2.3 Bộ phận dẫn hướng 13

1.4 Phân loại hệ thống treo 14

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO XE TOYOTA CAMRY 2010 16

2,1 Giới thiệu chung xe toyota camry 2010 16

2.2 Kết cấu hệ thống treo trước 19

2.3 Kết cấu hệ thống treo sau 20

2.4 Kết cấu nguyên lý làm việc các bộ phận chính của hệ thống treo xe Toyota Camry 2010 22

2.4.1 Bộ phận đàn hồi 22

2.4.2 Bộ phận giảm chán 24

2.4.3 Bộ phận dẫn hướng 27

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ GIẢM CHẤN HỆ THỐNG TREO XE TOYOTA CAMRY 2010 28

3.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại giảm chấn 28

3.1.1 Công dụng 28

3.1.2 Yêu cầu 28

3.1.3 Phân loại 29

3.2 Lựa chọn phương án thiết kế giảm chấn và tiêu chí đánh giá sự êm dịu 31

3.2.1 Giảm chấn đòn 31

3 2.2 Giảm chấn ống 32

3.2.3 Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu 33

3.3 Tính toán thiết kế Giảm chấn 33

3.3.1 Xác định hệ số cản của giảm chấn Kg 33

3.3.2 Xác định các kích thước của giảm chấn 36

3.2.3 Thiết kế 43

CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO XE TOYOTA CAMRY 2010 46

4.1 Các phương pháp và chuẩn đoán chuyên dụng 46

4.1.1 Bằng quan sát 46

4.1.2 Chẩn đoán trên đường 46

4.1.3 Chẩn đoán trạng thái giảm chấn khi đã tháo khỏi xe 48

4.2 Các hư hỏng và phương pháp bảo dưỡng 50

4.2.1 Các hư hỏng thường gặp 50

3.2.1.4 Hư hỏng đối với bánh xe 53

4.2.2 Bảo dưỡng kỹ thuật 54

KẾT LUẬN 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

DANH SÁCH BẢNG Bảng 1 Kích thước thiết kế giảm chans 44

Bảng 2 Hư hỏng bộ phận giảm chấn 56

Bảng 3 Hư hỏng bộ phận dẫn hướng 56

Bảng 4 Hư hỏng bộ phận đàn hồi 57

Bảng 5 Quy trình tháo giảm chấn 59

Bảng 6 Quy trình kiểm tra giảm chấn 61

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 2 Đàn hồi dùng nhíp 9

Hình 3 Cấu tạo của Nhip 10

Hình 4 Các loại lò xo 10

Hình 5 Thanh xoắn 11

Hình 6 Kếu cấu giảm chấn 12

Hình 7 Bộ phận dẫn hướng 13

Hình 8 Hệ thống treo độc lập 15

Hình 9 Hệ thống treo phu thuộc 15

Hình 10 Toyota camry 2010 16

Hình 11 Hệ thống treo trước xe Toyota acmrry 19

Hình 12 Hệ thống treo sau Toyota Camy 2010 20

Hình 13 Kết cấu thanh xoắn 22

Hình 14 Lò xo xoán 23

Hình 15 Kết cấu giảm chấn 25

Hình 16 Bộ phận dẫn hướng 27

Hình 17 Công dụng giảm chấn 28

Hình 18 Giảm chấn đơn 30

Hình 19 Giảm chấn kép 31

Hình 20 Giảm chấn đòn 31

Hình 21 Giảm chấn ống 32

Hình 22 Kích thước giảm chấn 37

Hình 23 Thiết kế giảm chấn 44

Hình 24 Sơ đồ đo độ ồn ngoài 47

Hình 25 Bệ thử giảm chấn 48

Hình 26 Đồ thị kết quả của bệ thử 49

Hình 27 Các khả năng hư hỏng trong giảm chấn 49

LỜI NÓI ĐẦU

Kể từ khi ra đời đến nay ngành cơ khí động lực không ngừng phát triển

và đạt được nhiều thành tựu to lớn

Ngày nay cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ô tô đã chế tạo ra nhiều loại ô tô với hệ thống treo có tính năng kỹ thuật rất cao để đảm bảo vấn đề an toàn và tính cơ động của ô tô

Trong tập đồ án Chuyên ngành này em đã chọn đề tài ”Khảo sát , tính toán thiết kế hệ thống treo trên xe TOYOTA CAMRY 2010” Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các

hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống treo của ô tô CAMRY 2010 nói riêng,

từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn

Nội dung phần thuyết minh chuyên đề bao gồm:

Chương 1 Tổng quan hệ thống treo

Chương 2 Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống treo xe Toyota Camry 2010 Chương 3 Tính toán thiết kế giảm chấn hệ thống treo xe Toyota Camry 2010 Chương 4 Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo xe Toyota Camry

2010

Được sự hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo Lê Duy Long , cùng với

sự nổ lực của bản thân, nhóm đã hoàn thành nhiệm vụ của đồ án này Vì thời gian và kiến thức có hạn nên trong tập đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót nhất định Vì vậy em mong các thầy, cô trong bộ môn đóng góp ý kiến

để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Hà nội, ngày tháng năm 2022

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO

1.1 Giới thiệu về hệ thống treo trên ô tô

Hình 1 : Hệ thống treo trên ô tô

Khi ô tô chuyển động, bánh xe luôn luôn tiếp xúc với mặt đường Nếu trục bánh xe liên kết cứng với thân xe (hoặc khung xe), thân xe sẽ có xu hướng

"chép hình" theo sự biến đổi của mập mô mặt đường và gây tải trọng động lớn Tải trọng này làm giảm tính tiện nghi cho người trên xe, ảnh hưởng tới độ bền kết cấu ô tô, khả năng đảm bảo an toàn giao thông Để tránh các ảnh hưởng xấu đó, bộ phận đàn hồi trên ô tô được đặt giữa thân xe và bánh xe, giúp bánh

xe có thể liên kết "mềm" với thân xe Nhờ vậy bánh xe có thể dịch chuyển tương đối so với thân xe và hạn chế tải trọng tác động lên thân xe theo phương thẳng đứng Khái niệm này có thể được hiểu là “thân xe được treo" trên bộ phận đàn hồi Với khái niệm trên, có thể chia ô tô ra thành phần được treo, phần không được treo, liên kết giữa chúng là bộ phận đàn hồi Phần nằm trên bộ phận đàn hồi là phần được treo gồm: khung xe, thân xe và hàng hoá hoặc hành khách, các hệ thống, cụm tổng thành lắp trên khung Phần nằm dưới bộ phận đàn hồi, được gọi là phần không được treo gồm: bánh xe, cầu xe Kèm theo đó còn có khái niệm tương ứng khối lượng được tre o và khối lượng không được treo Khi

xe chuyển động trên đường, mặt đường không bằng phẳng là nguồn kích thích dao động, phần được treo và không được treo dao động theo phương thẳng đứng Sự êm dịu chuyển động theo phương thẳng đứng của xe phụ thuộc vào khối lượng của các phần của hệ thống treo, vào độ cứng của bộ phận đàn hồi, tức là phụ thuộc vào kết cấu ô tô, kết cấu hệ thống treo

1.2 Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu hệ thống treo

a Nhiệm vụ

- Tiếp nhận và dập tắt dao động đảm bảo tính êm dịu trong chuyển động của xe Truyền lực và momen giữa bánh xe và khung xe

- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh

- Đỡ thân xe tạo điều kiện cho xe chuyển động theo phương thẳng đứng, hạn chế những chuyển động không mong muốn như lắc theo phương ngang, phương dọc

b Công dụng

- Hệ thống treo được hiểu ở đây là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây:

- Tạo điều kiện thực hiện cho bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động êm dịu, hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh

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

-Khi ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và các va đập trên xe để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định

c Yêu cầu của hệ thống treo

-Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa khung xe và khung vỏ cần thiết phải mền nhưng cũng phải đủ khả năng truyền lực, quan hệ này phải được thực hiện

ở các yêu cầu chính sau đây:

-Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sự dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên các loại đường khác nhau)

- Bánh xe có thể dịch chuyển trong một thời hạn nhất định

- Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích chính của

hệ thống treo là làm mền theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học chuyển động của bánh xe

- Không gây nên tải trọng lớn các mối lien kết với khung, vỏ

- Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp hư hỏng bất thường

- Đối với xe con (minibus) chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau:

- Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn

- Có khả năng chống rung và chống ồn từ bánh xe lên khung, vỏ xe tốt

- Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng

1.3 Kết cấu , nguyên lý làm việc của hệ thống treo

Thông thường cấu tạo hệ thống treo gồm có 3 thành phần cơ bản gồm:

Bộ phận dàn hồi bộ pahnj giảm chấn , bộ phận dẫn hướng Trong đó thì mỗi

bộ phận đều có cấu tạo và nhiệm vụ riêng nhưng mục đích chung là giảm thiểu dao động, giúp xe di chuyển êm ái hơn qua những đoạn đường gồ ghề

1.2.1 Bộ phận đàn hồi

Truyền lực thẳng đứng, lực đẩy và lực phanh của ôtô Giảm tải trọng động khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng nhằm dập tắt chấn động đảm bảo ô tô chuyển động được êm Phần tử đàn hồi của hệ thống treo có thể là kim loại: Lò xo lá (nhíp), lò xo trụ, thanh xoắn hoặc phi kim loại như: cao su, khí nén, thuỷ lực ngoài ra có thể dùng kết hợp các loại phần tử đàn hồi trên Bộ phận đàn hồi của hệ thống treo được thiết kế với các kiểu cơ bản sau: 1.2.1.1 Lò xo lá (Nhíp)

Là một chi tiết đàn hồi được lắp đặt cho ô tô để giảm xóc cho ô tô (thường được dung trong các dòng xe tải) Được cấu tạo từ các tấm thép đàn hồi ghép lại với nhau

*Tổng quan về lá nhíp ở cầu sau xe:

Nhíp lá là bộ phận nối giữa bánh xe và khung xe có tác dụng làm giảm tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên thùng xe đảm bảo độ êm dịu khi chuyển động.[2]

Bó nhíp được làm từ các lá thép cong gọi là nhíp, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn đến dài Đặc tính làm việc của nhíp là khi tải trọng tác dụng lên nhíp tăng thì biến dạng của nhíp cũng tăng theo quy luật tuyến tính

Cấu tạo: gồm các lá thép có chiều dài khác nhau, được sắp xếp theo thứ

tự từ ngắn đến dài Các lá thép được gắp với nhau nhờ kẹp (3) và bu long (2) Hai đầu của bó nhíp có mắt lắp (5) và quang treo (4) để lắp với khung xe

Hình 3 Cấu tạo của Nhip

Hình 4 Các loại lò xo

Lò xo trụ được làm từ dây thép lò xo đặc biệt có ưu điểm chịu tải va đập hoặc thay đổi liên tục, chỉ biến dạng đàn hồi mà không có biến dạng dẻo, giới hạn bền mỏi cao, quấn thành hình ống Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do nó bị nén Lúc này, năng lượng ngoại lực được dự trữ và va đập bị giảm bớt Lò xo được dùng nhiều ở xe du lịch với hệ thống treo độc lập

*Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn Nếu có cùng độ cứng

và độ bền thì so với lá nhíp thì lò xo có khối lượng nhẹ hơn và độ bền, tuổi thọ

*Nhược điểm: Khi làm việc lò xo không có nội ma sát như nhíp nên phải

đi kèm với giảm chấn để dập tắt dao động nhanh hơn

*Ưu điểm: Giá thành rẻ, dễ chế tạo, trọng lượng nhỏ Mức độ hấp thụ năng lượng lớn so với các phần tử đàn hồi khác nên hệ thống treo có thể làm nhẹ hơn và đơn giản hơn

*Nhược điểm: Không có khả năng kiểm soát dao động nên cần có hệ thống giảm chấn đi kèm

1.2.2 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

Bên trong xi lanh được nạp chất lỏng hấp thụ chấn động, nhưng buồng chứa chỉ được nạp đầy đến 2/3 thể tích, phần còn lại thì nạp không khí với áp suất khí quyển hoặc nạp khí áp suất thấp Buồng chứa là nơi chứa chất lỏng đi vào và đi ra khỏi xy lanh Trong kiểu buồng khí áp suất thấp, khí được nạp với

áp suất thấp

*Nguyên lý làm việc:

Ở hành trình nén lúc đó ta có thể tích buồng B giảm nên áp suất tăng, chất lỏng qua van ( I, IV ) đi lên khoang A sang khoang C ép không khí ở buồng

dù lại Trên nắp của giảm chấn có phớt che bụi, phớt chắn dầu và các lỗ ngang

để bôi trơn cho trục giảm chấn trong quá trình làm việc

Ở hành trình trả, thể tích buồng B tăng do áp suất giảm, chất lỏng qua van ( II, III ) vào B, không khí ở buồng bù giãn ra, đẩy chất lỏng nhanh chóng điền đầy vào khoảng B

Trong quá trình làm việc của giảm chấn để tránh bó cứng bao giờ cũng

có các lỗ van hơi thông thường xuyên, cấu trúc của nó tùy thuộc vào kết cấu cụ thể Van trản, van nén của hai cụm van nằm ở piston và xi lanh trong cụm van

bù có kết cấu mẻ theo hai chế độ, hoặc các lỗ van riêng biệt để tạo nên lực cản giảm chấn tương ứng khi nén mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ

Bộ phận dẫn hướng có vai trò tiếp nhận, truyền lực và mô-men giữa bánh và khung xe, giúp cho xe di chuyển ổn định, đầm chắc và êm mượt Có 2 kiểu dẫn hướng chính là dùng nhíp (đối với xe tải) và dùng các cơ cấu tay đòn (xe con)

Và tương ứng với việc bố trí và sắp xếp các tay đòn mà hãng sản xuất sẽ tạo ra những kiểu hệ thống treo khác nhau như hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép (double wishbone), hệ thống treo đa liên kết (multi-link),…

Cấu tạo chung của nó có dạng chữ U, một đầu chữ U được nối vời phần không được treo, còn đầu kia được nối với thân vỏ xe, các đầu nối này dùng ổ

đỡ bằng cao su Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang

và các mômen từ bánh xe lên khung hoặc thân xe Nó có thể có những chi tiết khác nhau tùy thuộc hệ thống treo phụ thuộc hay độc lập, phần tử đàn hồi là nhíp, lò xo hay thanh xoắn Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng được gọi là quan hệ động học Khả năng truyền lực

ở mỗi vị trí được gọi là quan hệ động lực học của hệ treo

Thanh ổn định chia làm 2 loại:

Thanh ổn định bị động: điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí

Thanh ổn định chủ động (tích cực): có mô tơ điện hoặc dòng dầu thủy lực

1.4 Phân loại hệ thống treo

1.4.1 Hệ thống treo 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

Hệ thống treo với hai càng A trên và dưới hay hệ thống treo pheson là các ví dụ của hệ thống treo độc lập Chúng ta có thể dễ dàng nhìn

Mac-thấy loại hệ thống treo này trên hầu hết các dòng xe như: Toyota Vios, Altis, Camry, Mazda 3, Mazda6, Kia Cerato, Kia Morning, Honda City, Hyundai Elantra…

Hình 8 Hệ thống treo độc lập

1.4.2 Hệ thống treo phụ thuộc

Là một hệ thống treo mà các bánh xe hai bên phía trước hoặc sau của

xe được liên kết với nhau bằng một dầm cầu đồng nhất Khi xe di chuyển qua các “ổ gà” hoặc mấp mô mặt đường, sự dao động của một bên bánh xe sẽ kéo theo chuyển động tương đối của bên còn lại Hệ thống treo phụ thuộc thường được bố trí trên các loại xe SUV như Toyota Fortuner, Toyota Hiace, Toyota Land Cruiser, Hyundai Santafe…và cũng được trang bị trên các dòng xe bán tải như: Toyota Hilux, Mazda BT3, Mishubishi Triton, Nissan X-trail, Ford Ranger…

Hình 9 Hệ thống treo phu thuộc

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO XE

Chiều rộng cơ sở trước/sau : 1575/1565mm

Trọng lượng không tải (kg) : 1530kg

Dung tích bình nhiên liệu (lít) : 70lít

Nút điều chỉnh âm thanh tích hợp trên vô lăng

Cửa sổ điều chỉnh điện có chức năng chống kẹt

Hệ thống âm thanh 6 loa nghe nhạc CD/MP3/WMA.Radio AM/FM

Kính chiếu hậu ngoài gập điện, tích hợp đèn báo rẽ

Thiết bị an toàn an ninh

Hệ thống điều khiển ổn định xe VSC

Cảm biến lùi & cảm biến 4 góc

Túi khí cho người lái

Túi khí cho hành khách phía trước

Phanh, giảm sóc, lốp xe

Phanh trước : Phanh đĩa

Chống bó cứng phanh ABS Phân bố lực phanh điện tử EBD

Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA

Chống bó cứng phanh ABS Phân bố lực phanh điện tử EBD

Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA Giảm sóc trước : MacPherson với thanh xoắn và

Túi khí cho hành khách phía trước : Có

Túi khí cho hành khách phía sau : Không

Túi khí hai bên hàng ghế : Không

Túi khí treo phía trên hai hàng ghế

Tự động cân bằng điện tử (ESP) : không

Điều khiển hành trình (Cruise

Control) :

Không

Hỗ trợ cảnh báo lùi : có

Khóa & chống trộm

Khóa cửa điện điều khiển từ xa : Có

Hệ thống báo trộm ngoại vi : Có

Thông số khác

Đèn cảnh báo thắt dây an toàn : Có

CAMRY 2010 được trang bị giảm sóc thế hệ mới và hiện đại:

-Hệ thống treo trước được trang bị hệ thống treo độc lập, thanh xoắn và thanh cân bằng Với một loạt ưu điểm là tăng độ vững tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ êm dịu chuyển động Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe

-Hệ thống treo sau tay đòn kép thanh xoắn và thanh cân bằng Với kết cấu này Trọng lượng nhỏ, giá thành rẻ, dễ chế tạo.Kết cấu gọn, đơn giản.Chiếm ít không gian có thể bố trí chiều cao than xe.Mức độ hấp thụ năng lượng lơn so với các phần tử đàn hồi khác nên hệ thống treo có thể làm nhẹ hơn

2.2 Kết cấu hệ thống treo trước

Hình 11 Hệ thống treo trước xe Toyota Camry

1 Giảm chấn

2 Lò xo trụ trước

3 Rô tuyn cân bằng

4 Thanh ổn định

5 Đòn treo dưới

Giá đỡ sẽ cố định phần ổ trục phía trên Ở dưới, mô-đun gắn với một đòn bẩy hoặc một khớp tay lái Khi xe có va chạm, thiết bị giảm xóc sẽ cố định phần thân xe, giữ một vị trí để xe không bị trượt

Van điều tiết và lò xo trong hệ thống MacPherson có công dụng đưa bộ xóc về vị trí ban đầu nếu chúng bị lệch Điều này giúp tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường luôn được duy trì Nhờ đó, xe di chuyển ổn định và êm ái trên những đoạn đường xóc

Hệ thống treo MacPherson giúp xe luôn xe chạy an toàn và êm ái trên những đoạn đường không bằng phẳng

2.3 Kết cấu hệ thống treo sau

Hình 12 Hệ thống treo sau Toyota Camy 2010

1, Đòn ngang trên 7, Bộ giảm chấn

2, Khớp cầu trên 8, Thanh giằng trục

3, Thớp cầu dưới 9, Thớp nối 2 trục

4, Đòn ngang dưới 6 Lò xo

5, Thanh ổn định

Treo sau Toyota camry là hệ thống treo tay đòn kép cùng với thanh xoắn

và thanh cân băng [4]

Trong các cấu hình treo trên xe hơi thì Tay đòn kép được mệnh danh là cấu hình đáng mơ ước nhất Ưu điểm của hệ thống treo Tay đòn kép là nó duy trì độ bám đường của các lốp xe ở điều kiện tối ưu nhất và ít thay đổi các góc đặt bánh xe (nhất là góc Camber) trong những trường hợp xe vào cua ở tốc độ cao Kết quả là xe sẽ có khả năng chặt cua bén hơn và đồng thời thân xe cũng

ít bị nghiêng hơn khi chuyển hướng Ngoài ra, nhờ cấu hình treo Tay đòn kép làm thân xe ít bị nghiêng nên Toyota có thể tinh chỉnh phuộc mềm để giữ cảm giác thoải mái cho người ngồi trong xe khi qua những cung đường xấu

Nguyên lý hoạt động

Hệ thống treo xương đòn kép cho phép mỗi bánh xe hoạt động và phản ứng độc lập với các bánh xe khác Nó đạt được điều này nhờ vào hai tay đòn hình xương đòn (còn gọi là tay điều khiển hoặc tay chữ A kép) nằm giữa khớp tay trên cụm bánh xe và khung gầm của ô tô

Tay điều khiển trên và dưới có khớp bi ở hai đầu để cho phép di chuyển theo nhiều hướng Chuyển động thẳng đứng được điều khiển thông qua bộ giảm xóc và lò xo cuộn được gắn trên xương đòn

Bằng cách điều chỉnh cẩn thận mối quan hệ giữa chiều dài của tay điều khiển trên và dưới và góc tương đối, một kỹ thuật viên có thể sửa đổi hành trình và xử lý của ô tô Điều này bao gồm việc kiểm soát chuyển động của

bánh xe, thông qua các thông số nhƣ góc camber, góc bánh xe, kiểu ngón chân, chiều cao tâm cuộn, bán kính chà và vết xước

2.4 Kết cấu nguyên lý làm việc các bộ phận chính của hệ thống treo xe Toyota Camry 2010

2.4.1 Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi trên xe Camry 2010 là thanh xoắn

 Kết cấu của thanh xoắn

-Thanh xoắn sử dụng trên xe có tiết diện tròn, loại đơn

- Thanh xoắn được lắp nối lên khung và các bánh xe( qua các đòn dẫn hướng bằng các đầu then hoa có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng 900

Hình 13 Kết cấu thanh xoắn

1- Dẫn hướng thanh xoắn phải; 2- Dẫn hướng thanh xoắn trái;

3- Vòng đệm định vị phải; 4- Vòng đệm định vị trái;

5- Điểm định vị thanh xoắn phải; 6- Điểm định vị thanh xoắn trái;

Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, có khả năng tăng độ bóng bề mặt để tăng độ bền

- Tải trọng phân bố lên khung tốt hơn vì mô men của các lực tác dụng thẳng đứng tác dụng lên xe không nằm trong vùng chịu tải

Nhược điểm:

- Chế tạo khó khăn hơn

- Bố trí lên xe khó hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn

 Kết cấu lò xo Lò xo

Lò xo sau loại trụ xoắn

Lò xo loại trụ xoắn: Lò xo dạng xoắn có thể được nén lại hoặc bung ra mà không bị biến dạng vĩnh viễn

Hình 14 Lò xo xoán Lợi ích:

- Lò xo sau loại trụ xoắn rất đa dụng vì nó có thể thích ứng với nhiều vị trí lắp đặt khác nhau

Nguyên lý làm việc:

+ Lò xo đóng vai trò là bộ phận đàn hồi nhận và truyền lên khung các lực tác dụng từ đường, làm giảm tải trọng động khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng, đảm bảo tính năng êm dịu của ô tô

+ piston giảm trấn dập tắt dao động thẳng đứng của khung và vỏ sinh ra do

ảnh hưởng của đường khi không bằng phẳng

- Trên đáy xi lanh cũng được làm các dãy lỗ: dãy lỗ ngoài được che phía trên bởi đĩa của van hút 12, dãy lỗ trong - che phía dưới bởi van nén 13

- Giữa hai ống của giảm chấn có khe hở tạo nên một buồng chứa phụ còn gọi

là buồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm việc

Nguyên lý làm việc:

+ Hành trình nén:

- Nén nhẹ: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ khoang dưới, qua các lỗ tiết lưu 18 và van thông 9 đi lên khoang trên Do thể tích piston giải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống dưới (do ở khoang trên có thêm cần piston) Nên một phần dầu phải chảy qua khe tiết lưu 15 trên van nén 13, đi sang buồng bù của giảm chấn

- Nén mạnh: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ lớn áp suất trong khoang dưới piston tăng cao, ép lò xo mở to van nén 13 ra cho dầu đi qua sang buồng bù Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảm chấn

+ Hành trình trả:

- Trả nhẹ: Piston dich chuyển lên trên với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ khoang trên, qua các lỗ tiết lưu đi xuống khoang dưới Do thể tích piston giải

phóng ở khoang dưói lớn hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển lên trên (do ở khoang trên có thêm cần piston) Nên dầu từ khoang trên chảy xuống không đủ bù cho thể tích giải piston phóng ở khoang dưới Lúc này giữa khoang dưói và buồng bù có độ chênh áp Vì thế dầu từ buồng bù chảy qua van hút 12 vào khoang dưới piston để bù cho lượng dầu còn thiếu

- Trả mạnh: Piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn, áp suất trong khoang trên piston tăng cao ép lò xo mở van trả 10 ra cho dầu đi qua dãy lỗ trong xuống khoang dưới Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảm chấn

Các van dạng đĩa - lò xo có quán tính rất nhỏ, nên đảm bảo cho dầu lưu thông kịp thời từ khoang này sang khoang kia

Hình 15 Kết cấu giảm chấn

5.Cần piston 6 Vỏ chắn bụi

có các gân vòng Các vòng làm kín được lắp lên cần với độ căng 0,4 0,9 mm

và được ép chặt bằng lò xo Vòng đệm thứ hai dùng để chắn bụi và nước Các vòng đệm làm việc trong vùng nhiệt độ từ -50o đến +160o, vì thế chúng cần được chế tạo bằng các vật liệu chịu dầu, chịu nhiệt Ví dụ: cao su hay cao su chứa flo

Cần được chế tạo từ thép 45 Bề mặt cần tiếp xúc với các vòng làm kín

và ống lót dẫn hướng được tôi cao tần và mạ crôm Trước và sau khi mạ cần được mài bóng Piston được chế tạo từ gang xám hay hợp kim kễm đặc biệt Các ống lót dẫn hướng được chế tạo từ đồng đỏ Trong một số kết cấu, trên piston có lắp các vòng bằng gang hay chất dẻo thấm flo, còn ống dẫn hướng - bằng chất dẻo thẫm flo hay cao su để giảm sự dò rỉ dầu khi bị đốt nóng Vật liệu có nhiều triển vọng để chế tạo piston và các ống lót là kim loại gốm được tẩm chất dẻo chứa flo để giảm ma sát và mài mòn

Giảm chấn được đổ đầy dầu bôi trơn có tính oxi hóa và tạo bọt cao, có

khả năng bôi trơn tốt và đặc tính nhớt thích hợp Độ nhớt động khi nhiệt độ thay đổi từ +100o đến -40o C

Đối với các thanh ổn định bị động, nguyên lý làm việc của thanh trải qua

2 giai đoạn sau: Khi xe đi thẳng và mặt đường không có mấp mô lớn, lúc này

sự chênh lệch tải trọng giữa hai bên bánh xe không đáng kể, thanh ổn định chỉ xoay quanh ổ đỡ cao su Khi xe đi vào đường vòng hoặc đường có mấp mô rất lớn sẽ sinh ra sự chênh lệch tải trọng giữa hai bên bánh xe, tải trọng này sẽ tác động vào phần tay đòn nằm về hai phía của thanh Dưới tác dụng của tải trọng, phần lưng của thanh sẽ bị xoắn (theo hai chiều khác nhau) và làm triệt tiêu bớt moment gây nghiêng thân xe, giúp xe san bớt tải trọng từ bên nhiều hơn sang bên ít hơn đảm bảo tính năng ổn định chuyển động của xe

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ GIẢM CHẤN HỆ THỐNG TREO XE

độ êm và ổn định khi vận hành

Hình 17 Công dụng giảm chấn

Sự dập tắt dao động được thực hiện bằng loại dầu đặc biệt (dầu giảm chấn) làm môi chất tạo lực làm tắt dao động là sức cản thủy lực phát sinh do dầu bị piston ép chảy qua một lỗ nhỏ Lực giảm chấn thay đổi theo tốc độ piston

và khi lực này càng lớn, dao động của thân xe càng được dập tắt nhanh

3.1.2 Yêu cầu

Các yêu cầu cơ bản đối với giảm chấn

a) Đảm bảo trị số và sự thay đổi đường đặc tính của các dao động đặc biệt

 Hạn chế các lực truyền qua giảm chấn lên thùng xe

b) Làm việc ổn định khi ô tô chuyển động trong điều kiện đường sa khác nhau và nhiệt độ không khí khác nhau

c) Có tuổi thọ cao

d) Trọng thước và kích thước bé, giá thành rẻ

3.1.3 Phân loại

Hiện nay, giảm chấn ô tô được phân loại theo 3 cách:

- Theo tỉ số của hệ số cản K n trong hành trình nén và hệ số cản K t trong hành trình trả

Giảm chấn tác dụng đơn (Kn = 0 ) được hiểu là trong hai hành trình nén

và trả, chỉ có một quá trình giảm chấn có tác dụng (thông thường nhà sản xuất thiết kế giảm chấn tác dụng ở hành trình trả) Loại giảm chấn này được cấu tạo với piston gồm hai lỗ Một lỗ đóng vai trò tiết lưu và lỗ lớn còn lại đi kèm van một chiều để loại bỏ tác dụng của giảm chấn ở hành trình nén

Ngược lại, giảm chấn hai chiều (Kn=Kt, Kn<Kt) có tác dụng ở cả hai hành trình nén và trả Piston của loại giảm chấn này gồm hai lỗ đi cùng hai nắp van một chiều có kích thước lỗ khác nhau Lỗ nhỏ tác dụng ở hành trình trả và

lỗ lớn hoạt động ở hành trình nén Vì vậy, lực cản của giảm chấn ở hành trình trả sẽ lớn hơn ở hành trình nén, phù hợp với yêu cầu làm việc của hệ thống treo

- Có hay không van giảm tải

Phổ biến nhất là loại giảm chấn hai chiều có đường đặc tính không đối xứng và có van giảm tải , Trong trường hợp này lực cản giảm chấn trong hành trình nén tăng chậm hơn hành trình trả

Trong giảm chấn hiện nay K t =2:5 K n độ lỗi lõm của đường càng bé và càng dày thì hệ số hai hệ số này càng phải khác nhau

- Theo môi chất làm việc: giảm chấn thuỷ lực, giảm chấn lò xo và cao su

Giảm chấn thủy lực đóng vai trò hấp thụ dao động giúp thiết bị giảm bớt sự

rung lắc do địa hình Bộ phận giảm chấn ô tô này có cấu tạo gồm lò xo, dầu

giảm chấn, ty phuộc có khả năng triệt tiêu hoặc giảm lực tác động về mức thấp nhất

Giảm chấn lò xo được làm từ hợp kim cao cấp có khả năng phục hồi sau biến dạng tốt cũng như có khả năng chịu lực cao Bên ngoài được mạ lớp sơn tĩnh điện chống ăn mòn, chống gỉ để đảm bảo độ bền

Giảm chấn cao su có cấu tạo từ những miếng cao su hình khối, được lắp đặt tại các vị trí thường xuyên xảy ra rung lắc mạnh Cao su có độ dẻo dai, co giãn và

ma sát tốt nên đạt hiệu quả giảm xóc cao

- Theo cấu tạo: giảm chấn đơn và giảm chấn kép

Trong số các loại giảm chấn, giảm chấn đơn và giảm chấn kép được sử dụng phổ biến

Giảm chấn đơn có thiết kế khá đơn giản bao gồm: một bình chứa một phần dầu và khí (hoặc một số loại có những bình chỉ chứa khí), một thanh truyền động piston chính bên trong xi lanh được trang bị các van rẽ nhánh để giúp dầu chảy từ khoang này sang khoang khác Ngoài ra, bộ giảm chấn đơn còn được trang bị một piston tách ngăn cách khoang chứa dầu với khoang chứa khí

Hình 18 Giảm chấn đơn

Giảm chấn kép là loại phổ biến nhất của bộ giảm xóc có cấu tạo bên ngoài là vỏ chứa xi lanh (ống nén) bên trong, không gian giữa các xi lanh có chứa chất lỏng hấp thụ chấn động Ngoài ra, kiểu giảm chấn này còn có piston chuyển động lên xuống cùng các van đầu vào và đầu ra

buồng chứa 1 và 3.Thể tích của buồng 1 và 3 thay đổi khi pittông dịch chyển qua lại tương ứng với hành trình nén và trả nhờ cam quay 4 đặt vào giữa pittông kép

Hình 20 Giảm chấn đòn