1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực

144 8 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Tính toán, Mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Tác giả Lê Hoàng Huy, Nguyễn Phước Vinh
Người hướng dẫn TS. Dương Tuấn Tùng
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Thể loại Đề án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2022
Thành phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 144
Dung lượng 8,44 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO (20)
    • 1.1. Lý do chọn đề tài (20)
    • 1.2. Tính cấp thiết của đề tài (20)
    • 1.3. Tính khoa học và thực tiễn của đề tài (21)
      • 1.3.1. Tính khoa học (21)
      • 1.3.2. Tính thực tiễn (21)
    • 1.4. Phương pháp thực hiện (21)
    • 1.5. Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo (21)
    • 1.6. Các bộ phận chính của hệ thống treo (22)
      • 1.6.1. Bộ phận đàn hồi (22)
      • 1.6.2. Bộ phận giảm chấn (29)
      • 1.6.3. Bộ phận dẫn hướng (35)
      • 1.6.4. Thanh ổn định (36)
      • 1.6.5. Các vấu cao su tăng cứng để hạn chế hành trình (36)
    • 1.7. Phân loại hệ thống treo (37)
      • 1.7.1. Hệ thống treo phụ thuộc (37)
      • 1.7.2. Hệ thống treo độc lập (39)
  • CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC (46)
    • 2.1. Giới thiệu chung về xe Hyundai Creta 2016 (46)
    • 2.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo (47)
      • 2.2.1. Các thông số ban đầu (47)
      • 2.2.2. Các thông số cơ bản của hệ thống treo (48)
    • 2.3. Động lực học hệ treo MacPherson (51)
      • 2.3.1. Trường hợp xe chỉ chịu tải trọng theo phương thẳng đứng (52)
      • 2.3.2. Trường hợp chỉ có lực kéo hay lực phanh cực đại (54)
      • 2.3.3. Trường hợp phải chịu lực ngang cực đại (55)
    • 2.4. Đòn ngang (58)
    • 2.5. Rôtuyn (62)
      • 2.5.1. Tính theo bền cắt (62)
      • 2.5.2. Tính theo ứng suất uốn (63)
      • 2.5.3. Tính theo chèn dập (63)
    • 2.6. Phần tử lò xo (64)
    • 2.7. Phần tử giảm chấn (68)
    • 2.8. Thanh ổn định (72)
  • CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO SAU HAI ĐÒN NGANG (77)
    • 3.1. Các thông số cơ bản của hệ thống treo sau (77)
    • 3.2. Động lực học của hệ treo hai đòn ngang (80)
      • 3.2.1. Trường hợp chịu tải trọng động (80)
      • 3.2.2. Trường hợp lực kéo hoặc lực phanh cực đại (80)
      • 3.2.3. Trường hợp lực ngang cực đại (80)
    • 3.2. Phần tử lò xo (86)
    • 3.3. Phần tử giảm chấn (90)
  • CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO BẰNG MATLAB/SIMULINK (95)
    • 4.1. Tìm hiểu ứng dụng Matlab/Simulink (95)
    • 4.2. Các khối sử dụng trong Simulink (96)
    • 4.3. Xây dựng mô hình hóa của xe trên mặt phẳng dọc (99)
    • 4.4. Mô phỏng hệ thống treo (100)
  • CHƯƠNG V: HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC (103)
    • 5.1. Tổng quan hệ thống treo tích cực (103)
      • 5.1.1. Giới thiệu chung (103)
      • 5.1.2. Công dụng (104)
      • 5.1.3. Đặt vấn đề (104)
      • 5.1.4. Đối tượng nghiên cứu (104)
      • 5.1.5. Phạm vi nghiên cứu (104)
      • 5.1.6. Nội dung nghiên cứu (104)
      • 5.1.7. Phương pháp nghiên cứu (105)
      • 5.1.8. Phân loại hệ thống treo tích cực (105)
    • 5.2. Hệ thống treo bán tích cực (Semi-Active Suspension) (105)
      • 5.2.1. Phân loại giảm chấn của hệ thống treo bán tích cực (106)
      • 5.2.2. Chất từ hóa dùng trong giảm chấn của hệ thống treo bán tích cực (109)
      • 5.2.3. Mô hình hóa của hệ thống treo bán tích cực (110)
      • 5.2.4. Tính toán xác định hệ số ma sát nhớt cho từng trường hợp cụ thể (112)
      • 5.2.5. Phần mềm Mathcad (114)
      • 5.2.6. Kết quả mô phỏng giảm chấn của treo bán tích cực (116)
      • 5.2.7. Xõy dựng đặc tớnh biờn độ tần số của hệ thống treo cho mụ hỡnh ẳ xe (120)
    • 5.3. Hệ thống treo tích cực hoàn toàn (Active Suspension) (123)
      • 5.3.1. Hệ thống điều khiển của hệ thống treo tích cực hoàn toàn (124)
      • 5.3.2. Xõy dựng mụ hỡnh húa ẳ xe (127)
      • 5.3.3. Sử dụng các khối Simscape trong Simulink (129)
      • 5.3.4. Sử dụng mô hình Simscape trong Simulink (133)
      • 5.3.5. So sánh giữa treo bị động và treo tích cực (139)
  • CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN (141)
    • 6.1. Kết luận (141)
    • 6.2. Hướng phát triển đề tài (142)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (143)
    • CHƯƠNG II: Hình 2.1: Xe Hyundai Creta 2016 (0)
    • CHƯƠNG III: Hình 3.1: Hành trình động của xe (0)
    • CHƯƠNG IV: Hình 4.1: Logo phần mềm Matlab/Simulink (0)
    • CHƯƠNG V: Hình 5.1: Hệ thống treo tích cực (0)

Nội dung

ngày càng trở nên xịn hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn… để theo kịp với xu Xây dựng mô hình động lực học và tính toán dựa trên các thông số chính xác của hệ thống treo bị động

Trang 1

TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO TRÊN XE 5 CHỖ VÀ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC

S K L 0 0 9 5 8 0

GVHD: TS DƯƠNG TUẤN TÙNG SVTH: LÊ HOÀNG HUY

NGUYỄN PHƯỚC VINH

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

SVTH : Lê Hoàng Huy 18145127

Nguyễn Phước Vinh 18145287 KHÓA : K18

NGÀNH: CNKT Ô Tô GVHD: TS.DƯƠNG TUẤN TÙNG

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO TRÊN XE 5 CHỖ VÀ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TREO

TÍCH CỰC

SVTH : Lê Hoàng Huy 18145127

Nguyễn Phước Vinh 18145287 KHÓA : K18

NGÀNH: CNKT Ô Tô GVHD : TS.DƯƠNG TUẤN TÙNG

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 12 năm 2022

Trang 4

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2022

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Email: 18145127@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0937502613)

(E-mail: 18145287@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0833090339)

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Khóa: 2018 Lớp: 18145CL7B

Giảng viên hướng dẫn : TS.Dương Tuấn Tùng

Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 15/08/2022

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/12/2022

1 Tên đề tài: Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ

thống treo tích cực

2 Tài liệu tham khảo:

3 Nhiệm vụ đề tài

- Tìm hiểu khái niệm, nguyên lý hoạt động của hệ thống treo

- Ưu điểm và nhược điểm của từng loại hệ thống

- Tính toán bền của các chi tiết

- Mô phỏng hệ thống treo trước và sau trên Matlab/Simulink

- Tìm hiểu lý thuyết và mô phỏng treo tích cực

4 Sản phẩm của đề tài

1 quyển tài liệu thuyết minh + upload các ấn phẩm lên google drive

Trang 5

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phước Vinh MSSV: 18145287

Ngành: CNKT Ô Tô

Tên đề tài: Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực

Họ và tên GVHD: TS.Dương Tuấn Tùng

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

Trang 6

5 Đánh giá loại:

6 Điểm: ………… (bằng chữ: ………)

TP.HCM, ngày 15 tháng 12 năm 2022

Giảng viên hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

Trang 7

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phước Vinh MSSV: 18145287

Tên đề tài:Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực

Họ và tên GVPB: TS.Huỳnh Phước Sơn

NHẬN XÉT

1 Về nội dụng đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm

Trang 8

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm: (bằng chữ): )

TP.HCM, ngày 15 tháng 12 năm 2022

Giáo viên phản biện

(Ký, ghi rõ họ tên)

Trang 9

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin chân thành cám ơn thầy TS.Dương Tuấn Tùng đã luôn giúp đỡ và cung cấp cho tụi em nhiều nguồn tài liệu bổ ích cho tụi em và luôn truyền cảm hứng học tập mới mẻ trong suốt học kỳ này Cám ơn thầy đã hết mình giúp đỡ và góp ý cho tụi em hoàn thành đề tài được giao một cách hoàn thiện và chỉnh chu nhất sau thời gian thực hiện để nghiên cứu đề tài này Và được thầy dẫn dắt trong suốt quá trình học cũng như thực hiện đồ án là may mắn của tụi em

Trong thời gian nỗ lực nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ tận tình và trực tiếp hướng dẫn của thầy Dương Tuấn Tùng trong suốt thời gian vừa qua đã giúp nhóm hoàn thành

đề tài của mình

Tuy nhiên do thời gian nghiên cứu có hạn cùng với vốn kiến thức còn hạn chế, trong đề tài không tránh khỏi những thiếu sót và nhiều chỗ còn chưa chính xác, nhóm em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM xem xét và góp ý để đề tài nghiên cứu của nhóm em được hoàn thiện hơn Lời cuối cùng, em xin kính chúc quý thầy cô nhiều sức khỏe, thành công và hạnh phúc

Sinh viên thực hiện

Lê Hoàng Huy Nguyễn Phước Vinh

Trang 10

- Tiếp cận thông qua việc đọc sách giáo trình

- Tiếp cận thông qua các bài báo nghiên cứu khoa học

 Các phương pháp giải quyết vấn đề

- Tìm kiếm thông tin trên các trang web trực tuyến của hãng

- Xác định vấn đề cần thực hiện trong đồ án

- Nghiên cứu, chọn lọc thông tin liên quan đến vấn đề

- Tổng hợp và đưa vào thực nghiệm để kiểm tra

- Kết hợp sửa chữa và liên tục sửa chữa nội dung, điều chỉnh cho phù hợp

 Các kết quả đạt được

- Hoàn thành tốt các chỉ tiêu đặt ra ban đầu

- Làm rõ được kiến thức cũng như đáp ứng được khối lượng kiến thức được yêu cầu

Trang 11

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv

LỜI CẢM ƠN vi

TÓM TẮT ĐỀ TÀI vii

MỤC LỤC viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH xi

DANH MỤC CÁC BẢNG xv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xvi

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.3 Tính khoa học và thực tiễn của đề tài 2

1.3.1 Tính khoa học 2

1.3.2 Tính thực tiễn 2

1.4 Phương pháp thực hiện 2

1.5 Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo 2

1.6 Các bộ phận chính của hệ thống treo 3

1.6.1 Bộ phận đàn hồi 3

1.6.2 Bộ phận giảm chấn 10

1.6.3 Bộ phận dẫn hướng 16

1.6.4 Thanh ổn định 17

1.6.5 Các vấu cao su tăng cứng để hạn chế hành trình 17

1.7 Phân loại hệ thống treo 18

1.7.1 Hệ thống treo phụ thuộc 18

1.7.2 Hệ thống treo độc lập 20

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC 27

2.1 Giới thiệu chung về xe Hyundai Creta 2016 27

2.2 Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo 28

2.2.1 Các thông số ban đầu 28

Trang 12

2.2.2 Các thông số cơ bản của hệ thống treo 29

2.3 Động lực học hệ treo MacPherson 32

2.3.1 Trường hợp xe chỉ chịu tải trọng theo phương thẳng đứng: 33

2.3.2 Trường hợp chỉ có lực kéo hay lực phanh cực đại: 35

2.3.3 Trường hợp phải chịu lực ngang cực đại: 36

2.4 Đòn ngang 39

2.5 Rôtuyn 43

2.5.1 Tính theo bền cắt: 43

2.5.2 Tính theo ứng suất uốn: 44

2.5.3 Tính theo chèn dập: 44

2.6 Phần tử lò xo 45

2.7 Phần tử giảm chấn 49

2.8 Thanh ổn định 53

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO SAU HAI ĐÒN NGANG 58

3.1 Các thông số cơ bản của hệ thống treo sau 58

3.2 Động lực học của hệ treo hai đòn ngang 61

3.2.1 Trường hợp chịu tải trọng động 61

3.2.2 Trường hợp lực kéo hoặc lực phanh cực đại: 61

3.2.3 Trường hợp lực ngang cực đại 61

3.2 Phần tử lò xo 67

3.3 Phần tử giảm chấn 71

CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO BẰNG MATLAB/SIMULINK 76

4.1 Tìm hiểu ứng dụng Matlab/Simulink 76

4.2 Các khối sử dụng trong Simulink 77

4.3 Xây dựng mô hình hóa của xe trên mặt phẳng dọc 80

4.4 Mô phỏng hệ thống treo 81

CHƯƠNG V: HỆ THỐNG TREO TÍCH CỰC 84

5.1 Tổng quan hệ thống treo tích cực 84

5.1.1 Giới thiệu chung 84

5.1.2 Công dụng 85

5.1.3 Đặt vấn đề 85

5.1.4 Đối tượng nghiên cứu 85

Trang 13

5.1.5 Phạm vi nghiên cứu 85

5.1.6 Nội dung nghiên cứu 85

5.1.7 Phương pháp nghiên cứu 86

5.1.8 Phân loại hệ thống treo tích cực 86

5.2 Hệ thống treo bán tích cực (Semi-Active Suspension) 86

5.2.1 Phân loại giảm chấn của hệ thống treo bán tích cực 87

5.2.2 Chất từ hóa dùng trong giảm chấn của hệ thống treo bán tích cực 90

5.2.3 Mô hình hóa của hệ thống treo bán tích cực 91

5.2.4 Tính toán xác định hệ số ma sát nhớt cho từng trường hợp cụ thể: 93

5.2.5 Phần mềm Mathcad 95

5.2.6 Kết quả mô phỏng giảm chấn của treo bán tích cực 97

5.2.7 Xây dựng đặc tính biên độ tần số của hệ thống treo cho mô hình ¼ xe 101

5.3 Hệ thống treo tích cực hoàn toàn (Active Suspension) 104

5.3.1 Hệ thống điều khiển của hệ thống treo tích cực hoàn toàn 105

5.3.2 Xây dựng mô hình hóa ¼ xe 108

5.3.3 Sử dụng các khối Simscape trong Simulink 110

5.3.4 Sử dụng mô hình Simscape trong Simulink 114

5.3.5 So sánh giữa treo bị động và treo tích cực 120

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 122

6.1 Kết luận 122

6.2 Hướng phát triển đề tài 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO 124

Trang 14

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CHƯƠNG I:

Hình 1.1: Bộ phận đàn hồi 4

Hình 1.2: Nhíp lá 4

Hình 1.3: Nhíp đơn 5

Hình 1 4: Nhíp kép 5

Hình 1.5: Bộ phận đàn hồi bằng lò xo 6

Hình 1.6: Một số dạng lò xo 7

Hình 1.7: Thanh xoắn 8

Hình 1.8: Hệ thống treo có phần tử đàn hồi loại khí 9

Hình 1.9: Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống thủy lực một lớp vỏ 11

Hình 1.10: Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ 12

Hình 1.11: Giảm chấn khí – thủy lực 15

Hình 1.12: Giảm chấn hơi 15

Hình 1.13: Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo 16

Hình 1.14: Thanh ổn định của hệ thống treo 17

Hình 1.15: Sơ đồ hệ treo phụ thuộc 18

Hình 1.16: Treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc 19

Hình 1.17: Sự thay đổi vị trí của bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô đất 19

Hình 1.18: Sơ đồ hệ treo độc lập 21

Hình 1.19: Sơ đồ cấu tạo hệ treo MacPherson 22

Hình 1.20: Mối quan hệ động học của hệ treo MacPherson 23

Hình 1 21: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống treo 2 đòn ngang 24

Hình 1.22: Sơ đồ nguyên lý hệ thống treo hai đòn dọc 25

Hình 1.23: Sơ đồ vị trí tâm quay bánh xe O, tâm nghiêng cầu xe S của hệ treo có đòn liên kết 26

Hình 1.24: Sơ đồ hệ treo đòn chéo 26

CHƯƠNG II: Hình 2.1: Xe Hyundai Creta 2016 27

Hình 2.2: Khoang nội thất của xe Hyundai Creta 2016 28

Hình 2.3: Hành trình động của xe 32

Hình 2.4: Sơ đồ lực 33

Hình 2.5: Sơ đồ lực ở trường hợp chịu tải động 34

Trang 15

Hình 2.6: Sơ đồ lực trong trường hợp có lực phanh cực đại 35

Hình 2.7: Sơ đồ lực trong trường hợp chịu lực ngang cực đại 37

Hình 2.8: Phân tích lực đòn ngang khi chỉ có lực Z và Y 39

Hình 2.9: Tiết diện đòn ngang 40

Hình 2.10: Phân tích lực đòn ngang khi chỉ có lực Z và X 41

Hình 2.11: Cấu tạo rôtuyn 43

Hình 2.12: Khoảng đặt lò xo 46

Hình 2.13: Đường đặc tính của giảm chấn 51

Hình 2.14: Thanh ổn định ngang 56

CHƯƠNG III: Hình 3.1: Hành trình động của xe 60

Hình 3.2: Chỉ có lực Z vắng X và Y 63

Hình 3.3: Chỉ có lực Z và X 64

Hình 3.4: Chỉ có lực Z và Y 66

Hình 3.5: Đường đặc tính của giảm chấn 73

CHƯƠNG IV: Hình 4.1: Logo phần mềm Matlab/Simulink 76

Hình 4.2: Giao diện của Simulink 76

Hình 4.3: Giao diện của Simulink 77

Hình 4.4: Khối In1 77

Hình 4.5: Khối Out1 77

Hình 4.6: Khối Scope 78

Hình 4.7: Khối Sum 78

Hình 4.8: Khối Derivative 78

Hình 4.9: Khối Integrator 79

Hình 4.10: Khối Step 79

Hình 4.11: Khối Subsystem 79

Hình 4.12: Khối Gain 79

Hình 4.13: Sơ đồ vật thể tự do của mô hình xe 80

Hình 4.14: Mô hình Simulink của xe trong mặt phẳng dọc 81

Hình 4.15: Mô hình dao động cầu trước 81

Hình 4.16: Mô hình dao động cầu sau 82

Hình 4.17: Đồ thị lực tác dụng của cầu chủ động lên thân xe 82`

Trang 16

Hình 4.18: Đồ thị tốc độ dịch chuyển của xe theo phương đứng 82

Hình 4.19: Đồ thị vận tốc góc của trọng tâm thân xe 83

Hình 4.20: Đồ thị biểu diễn chiều cao mặt đường 83

Hình 4.21: Đồ thị mô men xoay gây ra bởi gia tốc góc của trọng tâm thân xe 83

CHƯƠNG V: Hình 5.1: Hệ thống treo tích cực 84

Hình 5.2: Hệ thống treo bán tích cực 86

Hình 5.3: Giảm chấn có tiết diện van thay đổi 87

Hình 5.4: Giảm chấn từ hóa 88

Hình 5.5: Quá trình điều khiển 89

Hình 5.6: Giảm chấn ma sát tích cực 89

Hình 5.7: Tác động của từ trường đến chất lỏng MR 91

Hình 5.8: Mô hình 1/4 của hệ thống treo bán tích cực 92

Hình 5.9: Đồ thị biên dạng đường kiểu hình sin 94

Hình 5.10: Sơ đồ chuyển động của xe lúc lên dốc 94

Hình 5.11: Giao diện ứng dụng Mathcad 97

Hình 5.12: Hệ số độ nhớt Cp(t) thay đổi trong cả chu kỳ 97

Hình 5.13: Hệ số độ nhớt Cp(t) thay đổi theo bước sóng λ=0,5 98

Hình 5.14: Hệ số độ nhớt Cp(t) thay đổi theo bước sóng λ=1 98

Hình 5.15: Hệ số độ nhớt Cp(t) thay đổi theo bước sóng λ=2 99

Hình 5.16: Hệ số độ nhớt Cp(t) thay đổi theo vận tốc v = 20 km/h = 5,5 m/s 99

Hình 5.17: Hệ số độ nhớt Cp(t) thay đổi theo vận tốc v = 40 km/h = 11,1 m/s 100

Hình 5.18: Hệ số độ nhớt Cp(t) và Cp2(t) thay đổi theo sự thay đổi của tải trọng 100

Hình 5.19: Sơ đồ của hệ thống treo 101

Hình 5.20: Sơ đồ với hệ số nhớt Cp = 1000 (Ns/m2) 103

Hình 5.21: Sơ đồ với hệ số nhớt Cp= 2000 (Ns/m2) 103

Hình 5.22: Sơ đồ với hệ số nhớt Cp = 3000 (Ns/m2) 103

Hình 5.23: Sơ đồ với hệ số nhớt Cp= 4000 (Ns/m2) 104

Hình 5.24: Hệ thống treo tích cực 105

Hình 5.25: Hệ thống treo BOSE 107

Hình 5.26: Giảm chấn trong hệ thống treo tích cực 107

Hình 5.27: Mô hình dao động ¼ xe 108

Hình 5.28: Sơ đồ phân tích lực 108

Hình 5.29: Khối Translational Spring 110

Trang 17

Hình 5.30: Khối Transational Damper 110

Hình 5.31: Khối Mass 111

Hình 5.32: Khối Mechanical Translational Reference 111

Hình 5.33: Khối Ideal Translational Motion Sensor 111

Hình 5.34: Khối Ideal Translational Velocity Source 112

Hình 5.35: Khối Ideal Force Source 112

Hình 5.36: Khối Ideal Force Sensor 113

Hình 5.37: Khối PS-Simulink Converter: 113

Hình 5.38: Khối Simulink-PS Converter 113

Hình 5.39: Sơ đồ ¼ xe 114

Hình 5.40: Khối Road Bump 114

Hình 5.41: Khối Quarter Car Model 115

Hình 5.42: Đáp ứng của hệ thống treo khi thay đổi tải trọng 116

Hình 5.43: Gia tốc thân xe khi thay đổi tải trọng theo phương ngang 117

Hình 5.44: Lực điều khiển khi thay đổi tải trọng 118

Hình 5.45: Độ dịch chuyển thân xe theo phương đứng khi thay đổi tải trọng 119

Hình 5.46: Độ dịch chuyển thân xe của treo bị động 120

Hình 5.47: Độ dịch chuyển thân xe của treo tích cực 120

Trang 18

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Kết quả tính toán phần động lực học 38 Bảng 2: Kết quả tính toán phần động lực học 67

Trang 19

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Trang 20

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 Lý do chọn đề tài

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước nhà thì nhu cầu của người dân nói chung và nhu cầu đi lại nói riêng được tăng lên một cách rõ rệt Khi sử dụng một phương tiện giao thông ngoài những yêu cầu về khả năng thuận lợi trong lưu thông thì một phương tiện gọi là tốt còn phải đảm bảo an toàn trong chuyển động, tính thẩm mỹ cao

và độ êm dịu cao trong quá trình sử dụng để bảo sức khỏe cho người tham gia giao thông Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang có những bước đi ban đầu về thiết kế, chế tạo ô tô Song do điều kiện đường xá kém chất lượng, ở các xe này chưa đáp ứng được một số các yêu cầu đòi hỏi về độ êm dịu chuyển động, tính tiện nghi, tính an toàn chuyển động, Một trong những nguyên nhân là do chất lượng đường của chúng ta còn hạn chế Chính vì vậy, việc quan tâm đến độ êm dịu cho một chiếc xe khi tham gia giao thông là một quan trọng trong quá trình chế tạo một phương tiện giao thông nói chung

và ô tô nói riêng

Trong đồ án tốt nghiệp này em xin trình bày về phương pháp nghiên cứu về động lực học hệ thống treo trên xe ô tô 5 chỗ Em xin đề xuất đề tài: “Tính toán mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực” để làm đồ án bảo vệ tốt nghiệp cho mình

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay các ngành khoa học công nghệ ngày càng phát triển, mục tiêu là tăng năng suất, giải phóng sức của con người Ngành công nghệ ô tô là một trong những ngành công nghiệp phát triển ưu tiên đứng đầu ở nước ta Khi ô tô ngày càng hoàn thiện thì tiêu chí đánh giá của các kết cấu ngày càng được quan tâm đúng mức Nghiên cứu hoàn thiện các kết cấu của ô tô nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động, an toàn chuyển động và thân thiện với môi trường là một nhu cầu cần thiết Trong đó đánh giá đúng về yêu cầu chất lượng động học hệ thống treo là một vấn đề quan trọng, nhất là với điều kiện đường ở Việt Nam Hệ thống treo là một trong các hệ thống rất quan trọng trên ô

tô, nó góp phần tạo nên độ êm dịu khi lái xe, ổn định và tính tiện nghi của ô tô giúp người ngồi có cảm giác thoải mái dễ chịu Ở Việt Nam hiện nay đã có rất nhiều hãng và nhiều loại ô tô Cùng với sự phát triển của khoa học, kỹ thuật thì nghành công nghiệp ô tô đã

có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con người Những chiếc ô tô

Trang 21

ngày càng trở nên xịn hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn… để theo kịp với xu

Xây dựng mô hình động lực học và tính toán dựa trên các thông số chính xác của

hệ thống treo bị động và treo tích cực áp dụng trên các dòng xe hiện đại

1.3.2 Tính thực tiễn

Hệ thống treo tích cực đã áp dụng rộng rãi trên thị trường, sự nâng cấp của treo tích cực là bàn đạp để các hãng xe hiện nay áp dụng vào các dòng xe cao cấp nhất của hãng để cho thấy được sự phát triển không ngừng của nền công nghệ ô tô hiện đại trong tương lai Kết quả nghiên cứu có thể sử dụng cho việc giảng dạy, nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ

Mở ra một hướng nghiên cứu mới về việc chuyển đổi từ hệ thống treo ô tô thông thường sang hệ thống treo tích cực cho công nghệ xe điện tương lai

1.4 Phương pháp thực hiện

- Nghiên cứu thông qua việc tìm hiểu các bài báo nghiên cứu khoa học về các cập nhật của công nghệ hiện đại trong hệ thống treo tích cực Active Suspension

- Chọn lọc và phân tích nội dung nghiên cứu phù hợp

- Tổng hợp tài liệu và tính toán sơ bộ về hệ thống

1.5 Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo

Hệ thống treo là hệ thống có liên kết giữa bánh xe và khung xe Mối liên kết hệ thống treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau:

Truyền lực và mô men giữa bánh xe và khung xe gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực), có lực dọc (lực kéo, lực phanh, lực đẩy và lực kéo với khung vỏ), có cả lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên) mô men chủ động, mô men phanh của xe

Trang 22

Tạo điều kiện cho xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung và vỏ xe theo yêu cầu dao động êm dịu hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có của bánh xe như là lắc ngang, lắc dọc

Trong hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung xe cần thiết phải mềm nhưng vẫn phải đủ khả năng để truyền lực Quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính như sau:

- Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý và thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng phải đảm bảo các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe

- Bánh xe chỉ dịch chuyển trong một giới hạn nhất định

- Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung và vỏ

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

- Có độ bền cao

- Có độ tin cậy lớn nhất là không gặp hư hỏng bất thường

- Đối với xe ô tô con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu như sau:

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

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

- Đảm bảo tính ổn định, tính điều khiển chuyển động của ô tô ở những khoảng tốc

độ cao, ô tô phải điều khiển nhẹ nhàng

Trang 23

Bộ phận đàn hồi có các phần tử đàn hồi thường gặp là:

1: Bộ phận đàn hồi nhíp lá 2: Bộ phận đàn hồi lò xo trụ 3: Bộ phận đàn hồi thanh xoắn

Hệ thống treo không chỉ có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động mà nó còn đồng thời làm nhiệm vụ dẫn hướng Có 2 loại nhíp lá là nhíp lá đơn và nhíp là kép

Trang 24

Nhíp đơn:

Hình 1.3: Nhíp đơn

1.Đinh tán; 2 Chốt nhíp; 3 Bu lông tai nhíp; 4 Lá nhíp số 1; 5 Lá nhíp số 2; 6 Sát xi;

7 Lá nhíp số 3; 8 Quang treo; 9 Bu lông quang nhíp; 10 Đệm cầu; 11 Vấu hạn chế;

12 Bu lông treo giảm chấn; 13 Giảm chấn; 14 Quang treo; 15 Bích che tai nhíp; 16

Đinh tán

Nhíp kép:

Nhíp kép được chế tạo bằng cách ghép cả hai tấm nhíp có chiều dài khác nhau lại với nhau, trong quá trình hoạt động lò xo nhíp bị nén lại và hấp thụ dao động của mặt đường, lò xo nhíp có thể bị uốn cong và bị trượt trong quá trình hoạt động

Hình 1 4: Nhíp kép

Trang 25

1.Sát xi; 2 Giá đỡ nhíp bên trái; 3 Bu lông; 4 Nhíp chính lắp ghép; 5 Giá đỡ nhíp phụ; 6 Quang nhíp chính; 7 Lá nhíp chính của nhíp phụ; 8 Lá nhíp thứ hai của nhíp chính; 9 Lá nhíp phụ số 5; 10 Lá nhíp phụ số 6; 11 Bu lông quang nhíp; 12 Vỏ cầu;

13 Bán trục; 14 Đệm vênh; 15 Tấm đệm nhíp; 16 Bu lông quang nhíp; 17 Quang nhíp phụ; 18 Đinh tán; 19 Giá đỡ nhíp chính bên phải; 20 Đinh tán; 21 Tai nhíp; 22 Bạc chốt nhíp; 23 Chốt nhíp; 24 Vú mỡ; 25 Bu lông giữ các nhíp phụ; 26 Bu lông

giữ các nhíp chính; 27 Bạc của bu lông quang nhíp; 28 Vít

Hình 1.5: Bộ phận đàn hồi bằng lò xo

- Kết cấu gọn gàng

Trang 26

- Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuồi thọ cao hơn nhíp, kết cấu gọn nên tiết kiệm không gian và cho phép hạ thấp trọng tâm xe nhằm nâng cao tốc độ

- Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi, còn nhiệm vụ dẫn hướng và giảm chấn do các

bộ phận khác đảm nhận nên với hệ thống treo dùng lò xo trụ thì có kết cấu phức tạp hơn do nó còn phải bố trí thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng cho bánh xe và truyền lực kéo hay lực phanh

- Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có nội ma sát như nhíp nên thường phải

bố trí thêm giảm chấn kèm theo để dập tắt nhanh dao động

Lò xo trụ:

Lò xo trụ được sử dụng nhiều ở hệ thống treo kiểu MacPherson của những loại ô

tô hiện đại Chúng có thể bố trí ở cầu trước hoặc cầu sau tùy thuộc vào cấu tạo từng xe

- Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có ma sát như nhíp

- Kết cấu rất gọn gàng nhất là khi được bố trí lồng vào giảm chấn

- Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp

- Dùng ở xe con có hệ thống treo độc lập, lò xo trụ có nhiệm vụ là bộ phận đàn hồi

Lò xo trụ được chế tạo từ thép có tiết diện vuông hoặc tròn

Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi còn bộ phận dẫn hướng và giảm chấn do các

bộ phận khác đảm nhận nên hệ thống treo với lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn vì còn phải làm thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng cho bánh xe và truyền lực đẩy

Lò xo xoắn ốc:

Hình 1.6: Một số dạng lò xo

Trang 27

Ưu điểm:

- Có khối lượng nhỏ

- Lắp ráp đơn giản

- Chiếm ít không gian của xe

- Không chịu ảnh hưởng do ma sát nên không phải chăm sóc

Hình 1.7: Thanh xoắn

- Do mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn so với nhíp

và lò xo nên hệ thống treo loại thanh xoắn có kết cấu nhỏ gọn

- Chiếm ít không gian nên có thể bố trí để điều chỉnh chiều cao thân xe

Trang 28

Hình 1.8: Hệ thống treo có phần tử đàn hồi loại khí

Loại này có thể tự động thay đổi độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất không khí ở bên trong phần tử đàn hồi Giảm độ cứng của hệ thống treo khí sẽ làm cho độ êm dịu chuyển động tốt hơn

Kết cấu phức tạp vì phải có bộ dẫn hướng riêng và trang thiết bị cung cấp khí

Hiện nay bộ phận đàn hồi được làm có xu hướng “mềm mại” hơn nhằm tạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” trên mặt đường Đồng thời người ta dùng các bộ phận đàn hồi có

khả năng thay đổi độ cứng trong một giới hạn rộng

Khi xe chạy ít tải, độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, khi tăng tải thì độ cứng cần phải có giá trị lớn Chính vì vậy mà cần phải có thêm các bộ phận đàn hồi phụ như: nhíp

Trang 29

phụ, vấu tỳ bằng cao su biến dạng, đặc biệt là các bộ phận đàn hồi có khả năng thay đổi

tự động độ cứng theo tải trọng kết hợp với các bộ phận thay đổi chiều cao trọng tâm của

xe

1.6.2 Bộ phận giảm chấn

Là bộ phận hấp thụ năng lượng dao động cơ học của bánh xe và thân xe Bộ phận giảm chấn có ảnh hưởng tới biên độ dao động Trên các xe hiện đại chỉ dùng loại giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều trả và nén Ở hành trình trả (bánh xe đi xa khung

và vỏ) giảm chấn có nhiệm vụ giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung xe

Trên xe ô tô giảm chấn được sử dụng với mục đích sau:

- Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền đường không bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng

- Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường

- Nâng cao các tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc, khả năng an toàn khi chuyển động

Hiện nay để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động người ta dùng giảm chấn thủy lực Giảm chấn thuỷ lực biến cơ năng các dao động thành nhiệt năng và việc thực hiện của nó là nhờ ma sát giữa các chất lỏng và lỗ tiết lưu là ma sát chủ yếu để dập tắt các dao động Giảm chấn phải đảm bảo dập tắt nhanh các dao động nếu tần số dao động lớn nhằm mục đích tránh cho thùng xe lắc khi đường mấp mô và phải dập tắt chậm các dao động nếu ô tô chạy trên đường ít mấp mô để cho ô tô chuyển động êm dịu

Trên ô tô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều ở cấu trúc hai lớp

Trang 30

7, chất lỏng chảy xuống khoang piston ở dưới, áp suất trong giảm chấn sẽ thay đổi không lớn và dao động xung quanh vị trí cân bằng với giá trị áp suất tĩnh nạp ban đầu, nhờ vậy

mà tránh được hiện tượng tạo bọt khí, là một trạng thái không an toàn cho sự làm việc của giảm chấn Trong quá trình làm việc do áp lực dầu chỉ có thể nén lên khí mà piston ngăn cách 4 di chuyển để tạo nên sự cân bằng giữa chất lỏng và chất khí do đó áp suất không bị hạ xuống dưới giá trị nguy hiểm Giảm chấn này có độ nhạy cao kể cả khi piston dịch chuyển rất nhỏ, tránh được hiện tượng cưỡng bức chảy dầu khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm cho áp suất thay đổi

Trang 31

- Khi có cùng đường kính ngoài, đường kính của cần piston có thể làm lớn hơn mà

sự biến động tương đối của áp suất chất lỏng sẽ nhỏ hơn

- Giảm chấn có piston ngăn cách có thể làm việc ở bất kỳ góc nghiêng bố trí nào Nhờ các ưu điểm này mà giảm chấn một lớp vỏ được sử dụng rộng rãi trên hệ treo MacPherson và hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết

- Làm việc kém tin cậy, có thể bị bó kẹt trong hành trình nén hoặc trả mạnh

- Có tính công nghệ thấp, bao kín không tốt

- Tuổi thọ của phớt và độ mòn của piston với ống dẫn hướng cao

b Giảm chấn hai lớp vỏ:

Giảm chấn hai lớp vỏ ra đời vào năm 1938, đây là một loại giảm chấn quen thuộc

và được dùng phổ biến cho ô tô từ trước đến nay

Hình 1.10: Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ

Trong giảm chấn, piston di chuyển ở trong xi lanh, chia không gian trong thành buồng A và B Ở đuôi của xi lanh thuỷ lực có cụm van bù Bên ngoài vỏ trong là một lớp vỏ ngoài, không gian giữa hai lớp vỏ là buồng bù thể tích của chất lỏng và liên hệ với B qua các cụm van một chiều (III, IV) Buồng C được gọi là buồng bù chất lỏng, trong C chỉ điền đầy một nửa, không gian còn lại chứa không khí có áp suất khí quyển

Trang 32

Nguyên lý làm việc:

Ở hành trình nén bánh xe tiến gần khung xe, lúc đó thể tích buồng B giảm nên áp suất tăng, chất lỏng qua van (I) và (IV) đi lên khoang A rồi đi sang khoang C ép không khí ở buồng bù lại Thường trên nắp của giảm chấn phải có phớt che bụi, phớt chắn dầu

và các lỗ ngang để bôi trơn cho trục giảm chấn trong quá trình giảm chấn làm việc Ở hành trình trả bánh xe đi xa khung xe, thể tích buồng B tăng do đó áp suất giảm, chất lỏng qua van (II, III) vào B, không khí ở buồng bù giãn nở ra, đẩy nhanh chất lỏng chóng điền đầy vào khoang B Để tránh bó cứng trong quá trình làm việc của giảm chấn bao giờ cũng có các lỗ van lưu thông thường xuyên Cấu trúc của nó phụ thuộc vào kết cấu Phần van trả và van nén của hai cụm van nằm ở piston, xi lanh trong cụm van bù có kết cấu mở theo hai chế độ, hay là các lỗ van riêng biệt để tạo nên lực cản giảm chấn tương thích khi nén mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ Khi chất lỏng đi qua lỗ van có tiết diện rất nhỏ tạo nên lực ma sát làm cho nóng giảm chấn lên Nhiệt sinh ra truyền qua vỏ ngoài (8) và được giải nhiệt bằng không khí để cân bằng năng lượng

đa là 450 so với phương thẳng đứng

So sánh giữa hai loại giảm chấn:

So sánh với loại giảm chấn hai lớp vỏ và giảm chấn một lớp vỏ có ưu, nhược điểm sau:

- Khi giảm chấn có cùng đường kính ngoài, đường kính của cần piston có thể làm lớn hơn nhưng sự biến động của áp suất chất lỏng sẽ nhỏ hơn

- Điều kiện toả nhiệt tốt hơn

Trang 33

- Ở nhiệt độ thấp (vùng băng giá) giảm chấn không bị bó kẹt ở những hành trình đầu tiên

- Loại giảm chấn sử dụng piston ngăn cách có thể làm việc ở bất kỳ góc nghiêng

và bố trí nào Thấy được các ưu điểm này nên giảm chấn một lớp một lớp được

sử dụng rộng rãi trên hệ treo MacPherson và hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết

- Dẫn hướng cần piston hỏng trước phớt bao kín

- Ở giảm chấn một lớp vỏ: phớt bao kín hỏng trước ống dẫn hướng của cần piston

c Kiểu giảm chấn khí – thủy lực:

Đây là tổng hợp của lò xo đàn hồi có giảm chấn cùng với lò xo khí thủy lực Trong

hệ thống này, piston của phần đàn hồi cũng như trục của nó đồng thời là trục của bộ giảm chấn Phần lò xo khí nằm trong khối cầu bao bọc bởi 1 màng cao su rất đặc biệt Phần tích trữ khí cùng với không gian mặt trên (theo quy ước trên dưới khi giảm chấn thẳng đứng) của piston được nối với nhau bởi một đường ống thủy lực

Khi giảm chấn và lò xo đi xuống, dầu bị ép chạy theo đường đó chạy sang buồng khí nén, khi giảm chấn bị nén mạnh,làm áp suất tăng, sức đàn hồi của lò xo khí tăng thêm, lò xo này và lò xo kim loại tác động trực tiếp lên khung xe, gây nên sức đàn hồi tổng hợp thay đổi được theo phần tải trọng Thêm nữa, trên đường ống dẫn khí và dầu

về để ép túi khí, còn được bố trí thêm van điều khiển để mà chủ động thay đổi mức tác động của khí và dầu nén lên túi khí,dẫn đến việc thay đổi độ cứng phần tử đàn hồi tổng hợp của cả hệ thống giảm chấn Cũng nhờ cơ chế hồi tiếp mà khoảng cách giữa trục bánh

xe và khung xe gần như được giữ nguyên khi thay đổi tải trọng Khi xe có tải trọng nặng, dầu ép mạnh làm túi khí nâng lên mạnh hơn Khi xe có tải trọng nhẹ, áp lực dầu giảm, túi khí mềm đi, giảm bớt tác động lên khung xe

Trang 34

Ở phần dưới của giảm chấn là một bộ giảm chấn kép với hơi áp lực thông thường,

ở phần trên là một ống kín với hơi áp lực điều khiển được tạo ra sự chủ động trong việc đổi khoảng làm việc cũng như hiệu quả tốt nhất cho bộ giảm xóc

Trang 35

Hệ thống chỉ làm việc khi động cơ đã khởi động (đã cấp khí nén vào lò xo khí), còn khi máy tắt giảm chấn không hoạt động vì vậy cần chú ý khi sử dụng bộ giảm chấn này nếu xe đỗ ở chỗ có gờ cao thì xe dễ bị chạm gầm gây hư hỏng

1.6.3 Bộ phận dẫn hướng

Cho phép bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở vị trí của nó so với khung xe nhưng bánh xe phải đảm nhận khả năng truyền lực đầy đủ Bộ phận dẫn hướng phải có chức năng thực hiện tốt Trên mỗi hệ thống treo thì bộ phận dẫn hướng có nhiều cấu tạo khác nhau

Hình 1.13: Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo

Quan hệ của bánh xe với khung là khi thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng thì được gọi là quan hệ động học Khả năng truyền lực ở mỗi vị trí thì được gọi là quan hệ động lực học của hệ treo

Trong mối quan hệ động học các thông số chính được xem xét là: sự dịch chuyển (chuyển vị) của các bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh xe thay đổi theo phương thẳng đứng (∆z) Mối quan hệ động lực học được biểu thị qua khả năng truyền lực và các mô men khi bánh xe ở các vị trí khác nhau

Trang 36

1.6.4 Thanh ổn định

Trên các loại xe con ngày nay đa số là đều có thanh ổn định Trong trường hợp

xe đang chạy trên nền đường gồ ghề hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực ly tâm phản lực thẳng đứng của 2 bánh xe trên một cầu thay đổi sẽ làm cho tăng độ nghiêng thùng xe

và làm giảm khả năng truyền lực dọc, lực bên của bánh xe với mặt đường

Hình 1.14: Thanh ổn định của hệ thống treo

Thanh ổn định có tác dụng lúc xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhằm giảm bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên phía cầu chịu tải

ít hơn

Hình dạng của nó có dạng chữ U, một đầu chữ U thì nối với phần không được treo, còn đâu kia được nối với thân vỏ xe, các đầu nối này có các ổ đỡ bằng cao su

1.6.5 Các vấu cao su tăng cứng để hạn chế hành trình

Trên xe những vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của bộ phận giảm chấn vừa có tác dụng tăng cứng vừa hạn chế hành trình của piston nhằm để hạn chế hành trình làm việc của bánh xe Ngoài ra nó còn có đệm cao su cũng có tác dụng giảm chấn Những ưu điểm của vấu cao su:

- Có thể thấy được nhiều hình dạng khác nhau

- Đảm bảo không phát tiếng ồn khi làm việc, không cẩn bôi trơn

Trang 37

1.7 Phân loại hệ thống treo

Hiện nay ở trên xe con hệ thống treo bao gồm 2 hệ thống chính chính:

của bánh xe bên kia

Hình 1.15: Sơ đồ hệ treo phụ thuộc

1: Thùng xe; 2: Bộ phận đàn hồi; 3: Bộ phận giảm chấn; 4: Dầm cầu

Đặc điểm của hệ thống treo này là các bánh xe được lắp trên một dầm cầu nối cứng Trong trường hợp cầu xe là phần bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trường hợp nó là cầu chủ động thì phần dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần là của hệ thống truyền lực

Đối với hệ thống treo này thì bộ phận đàn hồi có thể là nhíp và lò xo xoắn ốc, còn

bộ phận dập tắt dao động là giảm chấn Nếu bộ phận đàn hồi là nhíp thì người ta sử dụng

cả bộ nhíp gồm nhiều lá nhíp ghép lại với nhau bằng những quang nhỏ, được bắt chặt với dầm cầu ở giữa của nhíp Hai đầu của nhíp được uốn tròn lại để một đầu nối với thùng hoặc khung xe bằng khớp trụ còn đầu kia nối với thùng hoặc khung bằng quang treo để nhíp dễ dàng dao động và đảm bảo rằng nó có khả năng truyền lực dọc và ngang

Trang 38

Nếu như bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn ốc thì phải dùng thêm hai đòn dọc dưới và một hoặc hai đòn dọc phía trên Đòn dọc phía dưới được nối với cầu, đòn dọc phía trên được nối với khớp trụ Phải đảm bảo truyền được lực ngang và phải ổn định vị trí thùng

xe so với cầu, người ta cũng có thể dùng thêm đòn Panhada

Hình 1.16: Treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc

- Lò xo xoắn ốc trong trường hợp này có thể được đặt trên đòn dọc hoặc đặt ngay trên cầu xe

- Giảm chấn thường sẽ được đặt bên trong của lò xo xoắn ốc để chiếm ít không gian hơn

Hình 1.17: Sự thay đổi vị trí của bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô đất

Trang 39

Ưu điểm:

- Giá thành thấp

- Dễ chế tạo cũng như tháo lắp và sửa chữa

- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe thì được cố định do vậy không thể xảy

ra hiện tượng mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập nêu ở trên

- Khi phải chịu lực bên (lực ly tâm, lực gió, độ nghiêng của đường), 2 bánh xe được liên kết cứng vì vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe

- Sự nối cứng của bánh xe 2 bên dầm liên kết tạo ra hiện tượng xuất hiện chuyển

vị phụ khi xe đang chuyển động

- Khoảng sáng gầm xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu có thể thay đổi được vị trí, do đó chỉ có thể lựa chọn là chiều cao trọng tâm phải lớn hoặc là giảm thể tích chứa hàng sau xe

- Khối lượng phần không được treo lớn, nhất là ở cầu chủ động Khi xe chạy trên đường gồ ghề, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên những va đập mạnh giữa phần không treo và phần được treo làm giảm độ êm dịu của xe Mặt khác lực của bánh

xe tác động mạnh trên nền đường sẽ làm giảm sự tiếp xúc của bánh xe với đường

Hệ thống treo phụ thuộc của xe con có thể gặp các dạng sau:

- Dạng treo phụ thuộc có bộ phận đàn hồi là nhíp lá

- Dạng treo phụ thuộc có lò xo xoắn ốc hoặc nhiều đòn liên kết

- Dạng treo phụ thuộc có cấu trúc đòn dọc

Vấn đề sử dụng hệ thống:

Do yêu cầu thực tế và do trình độ phát triển của kỹ thuật càng phát triển nên tốc

độ của ô tô ngày càng được nâng cao Khi tốc độ ô tô ngày càng cao thì yêu cầu về kỹ thuật của ô tô ngày càng quan trọng: trọng tâm của ô tô nên cần phải được hạ thấp khi ở tốc độ cao Vấn đề ổn định tay lái phải tốt, khối lượng phần không được treo phải nhỏ

để tăng sự êm dịu khi chuyển động của xe Vì những lí do như vậy mà hệ thống treo phụ thuộc không được sử dụng trên xe hoạt động có vận tốc cao, chỉ được sử dụng ở những

xe có tốc độ trung bình trở xuống và những xe có tính năng thích nghi với đồi núi cao

Trang 40

Hình 1.18: Sơ đồ hệ treo độc lập

1: Thùng xe; 2: Bộ phận đàn hồi; 3: Bộ phận giảm chấn;

4: Dầm cầu; 5: Các đòn liên kết của hệ treo Đối với hệ treo độc lập, dựa vào đặc tính động học và kết cấu người ta chia làm những loại sau:

- Treo hai đòn ngang

Ngày đăng: 10/05/2023, 09:46

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] GVC. MSc.Đặng Quý - PGS.TS.Đỗ Văn Dũng - GVC.TS.Dương Tuấn Tùng (2021), “Giáo trình thiết kế ô tô” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giáo trình thiết kế ô tô
Tác giả: GVC. MSc.Đặng Quý - PGS.TS.Đỗ Văn Dũng - GVC.TS.Dương Tuấn Tùng
Năm: 2021
[2] Nguyễn Trọng Hoan (2011), “Bài giảng thiết kế tính toán ô tô”. Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bài giảng thiết kế tính toán ô tô
Tác giả: Nguyễn Trọng Hoan
Năm: 2011
[3] Lương Gia Sinh - Vỹ Song - Cam Dũng Huy (2017), “Sửa chữa gầm, mâm ô tô”. Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội.Tài liệu Tiếng Anh Sách, tạp chí
Tiêu đề: Sửa chữa gầm, mâm ô tô
Tác giả: Lương Gia Sinh - Vỹ Song - Cam Dũng Huy
Nhà XB: Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội. Tài liệu Tiếng Anh
Năm: 2017
[4] Ahmet Naci Mete - Sandip D Kulkarni - Michael Gerbracht (2006), “Quarter Car Model Using A Semi-Active MRF Damper” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Quarter Car Model Using A Semi-Active MRF Damper
Tác giả: Ahmet Naci Mete - Sandip D Kulkarni - Michael Gerbracht
Năm: 2006
[5] Chen Yi (2006), “Vehicle Suspension System Modelling” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vehicle Suspension System Modelling
Tác giả: Chen Yi
Năm: 2006
[6] Weichao Sun - Huijun Gao - Peng Shi, “Advanced Control for Vehicle Active Suspension Systems” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Advanced Control for Vehicle Active Suspension Systems
[7] Active Suspension: https://www.mathworks.com/search.html?c%5B%5D=entire_site&q=active%20suspension&page=1 Link

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.13: Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 1.13 Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo (Trang 35)
Hình 1.14: Thanh ổn định của hệ thống treo - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 1.14 Thanh ổn định của hệ thống treo (Trang 36)
Hình 2.1: Xe Hyundai Creta 2016 - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 2.1 Xe Hyundai Creta 2016 (Trang 46)
Hình 2.2: Khoang nội thất của xe Hyundai Creta 2016 - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 2.2 Khoang nội thất của xe Hyundai Creta 2016 (Trang 47)
Hình 4.3: Giao diện của Simulink  4.2.  Các khối sử dụng trong Simulink - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 4.3 Giao diện của Simulink 4.2. Các khối sử dụng trong Simulink (Trang 96)
Hình 5.2: Hệ thống treo bán tích cực - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.2 Hệ thống treo bán tích cực (Trang 105)
Hình 5.4: Giảm chấn từ hóa. - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.4 Giảm chấn từ hóa (Trang 107)
Hình 5.7: Tác động của từ trường đến chất lỏng MR. - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.7 Tác động của từ trường đến chất lỏng MR (Trang 110)
Hình 5.11: Giao diện ứng dụng Mathcad  5.2.6.  Kết quả mô phỏng giảm chấn của treo bán tích cực - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.11 Giao diện ứng dụng Mathcad 5.2.6. Kết quả mô phỏng giảm chấn của treo bán tích cực (Trang 116)
Hình 5.13: Hệ số độ nhớt Cp(t) thay đổi theo bước sóng λ=0,5 - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.13 Hệ số độ nhớt Cp(t) thay đổi theo bước sóng λ=0,5 (Trang 117)
Hình 5.24: Hệ thống treo tích cực - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.24 Hệ thống treo tích cực (Trang 124)
Hình 5.25: Hệ thống treo BOSE - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.25 Hệ thống treo BOSE (Trang 126)
Hình 5.43: Gia tốc thân xe khi thay đổi tải trọng theo phương ngang - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.43 Gia tốc thân xe khi thay đổi tải trọng theo phương ngang (Trang 136)
Hình 5.44: Lực điều khiển khi thay đổi tải trọng - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.44 Lực điều khiển khi thay đổi tải trọng (Trang 137)
Hình 5.45: Độ dịch chuyển thân xe theo phương đứng khi thay đổi tải trọng - Tính toán, mô phỏng hệ thống treo trên xe 5 chỗ và nghiên cứu hệ thống treo tích cực
Hình 5.45 Độ dịch chuyển thân xe theo phương đứng khi thay đổi tải trọng (Trang 138)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w