Đồ án lý thuyết ô tô đề tài hệ thống treo trên ô tô camry 2 4g

ôtô đã chế tạo ra nhiều loại ôtô với hệ thống treo có tính năng kỹ thuật rất cao để đảmbảo vấn đề an toàn và tính cơ động của ôtô.Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được giao đề tài “nghi

-ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT Ô TÔ

Đề tài:

HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ CAMRY 2.4G

GVHD: Th.S Nguyễn Hoàng Luân SVTH: Nguyễn Trung Kiên Nguyễn Hồ Minh Khánh

Nguyễn Tuấn Kiệt Trương Duy Khánh Mai Tấn Nam

Đồng Nai,11/2022

ôtô đã chế tạo ra nhiều loại ôtô với hệ thống treo có tính năng kỹ thuật rất cao để đảmbảo vấn đề an toàn và tính cơ động của ôtô.

Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được giao đề tài “nghiên cứu hệ thống treođiều khiển điện tử trên xe du lịch” Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống đượcnhững kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thốngtreo điều khiển điện tử trên xe du lịch của ôtô nói riêng, từ đây có thể đi sâu nghiêncứu về chuyên môn

Nội dung phần thuyết minh chuyên đề bao gồm:

Chương I: giới thiệu về xe

Chương II: giới thiệu khái quát về hệ thống

Chương III: Carsim mô phỏng hệ thống

Chương I: Giới thiệu về xe toyota camry 2.4

Với Camry thế hệ thứ sáu, Toyota trang bị 4 loại động cơ bao gồm 2.4L I4 2AZ-FE,2.4L I4 2AZ-FXE, 2.5L I4 2AR-FE, 3.5L V6 2GR-FE đa dạng hơn so với thế hệ cũ.Cách bố trí hệ thống động lực vẫn giữ nguyên hai kiểu: động cơ trước - dẫn động cầutrước và động cơ trước – dẫn động hai cầu

Các lựa chọn về hộp số là hộp số tay 5 cấp, 6 cấp và hộp số tự động 4 cấp, 5 cấp,

6 cấp Đặc biệt, Toyota lần đầu tiên đã cho ra mắt phiên bản Toyota Camry hybrid tiếtkiệm nhiên liệu sử dụng công nghệ HSD (Hybrid Synergy Drive) thế hệ thứ hai vớiđộng cơ 2AZ-FXE 4 xylanh

Dù trên cùng hệ khung sườn, Toyota vẫn tạo sự khác biệt về ngoại thất giữa cácphiên bản Toyota Camry cho thị trường Mỹ và Đông Á - Đông Nam Á Thiết kếcủa Toyota Camry Châu Á được nhóm thiết kế tại Úc thực hiện có cùng thiết kế ngoạithất với mẫu xe Toyota Aurion tại thị trường Úc, thân xe lớn hơn Toyota Camry Bắc

Mỹ và Châu Úc (tạm gọi là Toyota Camry nguyên bản) một chút, chỉ khác phần đầu vàđuôi xe Có ý kiến cho rằng nguyên nhân của sự khác biệt này xuất phát từ việc Toyotamuốn Aurion thay thế mẫu xe "già cỗi" Avalon tại Úc và định vị Toyota Aurion(Camry) ở phân khúc cao cấp chỉ sau các thương hiệu hạng sang của Đức tại các thịtrường đang phát triển và có thể bán song song với "Toyota Camry nguyên bản" tại

Úc

Tại Việt Nam

Toyota Camry thế hệ thứ sáu chính thức có mặt tại thị trường Việt Nam vào ngày23/11/2006 Như đã đề cập ở trên, Toyota Camry Việt Nam thuộc phiên bản Châu Á và

có ngoại hình như mẫu xe Toyota Aurion tại Úc

Năm 2006, Toyota Camry thế hệ thứ sáu được ra mắt thị trường Việt Nam với haiphiên bản 2.4G và 3.5Q

Về hình thức bên ngoài, Camry 2007 có chiều dài cơ sở 2,775mm, hơn 55 mm sovới thế hệ trước (2.720mm); kích thước xe 4,825 mm x 1,820 mm x 1,480 mm (dài,rộng, cao), tương đối nhỏ hơn những thế hệ cũ Khoảng sáng gầm xe là 160 mm Động cơ trang bị cho Camry 2007 khá giống thế hệ xe Toyota Camry trước đây.Phiên bản Camry 3.5Q sử dụng động cơ V6, 24 van, DOHC, hệ thống điều phối vanbiến thiên thông minh Dual VVT-i, công suất cực đại đạt 273.5 mã lực (SAE) tại vòngtua 6,200 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 35.3 kg.m tại vòng tua 4,700 vòng/phút.Phiên bản Camry 2.4G sử dụng động cơ I4, 16 van, DOHC, hệ thống điều phối vanbiến thiên VVT-i, công suất cực đại đạt 165 mã lực (SAE) tại vòng tua 6,000vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 22.8 kg.m tại vòng tua 4,000 vòng/phút Hệ thốngtreo McPherson vẫn được tiếp tục sử dụng, tuy nhiên, ở hai phiên bản 2.4G và 3.5Q có

sự thay đổi về hệ thống treo trước McPherson với thanh cân bằng và hệ thống treo sautay đòn kép độc lập (ở thế hệ trước dùng hệ thống treo McPherson trước và sau ) Phiên bản Camry 2.4G được trang bị hộp số tự động 5 cấp và phiênbản Camry 3.5Q được trang bị hộp số tự động 6 cấp

Trang thiết bị an toàn dành cho mẫu xe Toyota Camry năm 2007 bao gồm 2 túikhí phía trước và 2 bên hông xe (phiên bản 3.5Q), 2 túi khí trước (phiên bản 2.4G), hệthống ổn định điện tử VSC (Vehicle Stability Control) tự động điều chỉnh công suấtđộng cơ và lực phanh trên mỗi bánh xe khi xe cua gấp, hệ thống chống bó cứng phanhABS (Anti-lock Braking System); hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake Assist), hệ thống

cân bằng lực phanh điện tử EBA (Electronic Brake Assist) sẽ tự động gia tăng lựcphanh trong trường hợp phanh khẩn cấp

Ghế ngồi của Camry 2007 được bọc da và chỉnh điện 8 hướng, phiên bản 3.5Qcòn được trang bị ghế sau ngả lưng chỉnh điện; nội thất ốp gỗ màu đen cho phiên bản3.5Q và màu vàng nhạt cho phiên bản 2.4G

Mẫu xe năm Camry 2007 tiếp tục được trang bị đèn pha HID (cho ánh sáng trắng

an toàn hơn vào ban đêm) và 4 cảm biến góc Tiện nghi hỗ trợ có hệ thống điều hòakhông khí tự động 2 chiều được thiết kế cùng với bộ lọc khí sử dụng công nghệ tạoplasma Điểm khác biệt của Camry 2007 là hệ thống mở khóa thông minh và khởi độngbằng nút bấm (3.5Q)

Thiết bị giải trí trên xe bao gồm dàn CD 6 đĩa và 6 loa cho phép nghe nhạc ở địnhdạng mp3, wma

Năm 2009, sau 3 năm kể từ từ lần ra mắt năm 2006, vào tháng 9/2009 Toyota đãtung ra phiên bản Toyota Camry nâng cấp (facelift) không có thay đổi nhiều về côngnghệ mà chỉ đổi mới vài chi tiết thiết kế, trang thiết bị bên trong

Những cải tiến trong lần nâng cấp này thể hiện ở thiết kế bên ngoài qua lưới tảnnhiệt, hốc gió, cụm đèn trước, đèn cốt và xi-nhan và đèn sương mù Ở phiên bản caocấp nhất 3.5Q, Toyota trang bị thêm công nghệ đèn pha tự động mở rộng góc chiếuAFS dựa trên các thông số tốc độ và góc lái, cụm đèn sau sử dụng công nghệ đi-ốt phátquang LED

Phiên bản 2.4G được thiết kế bộ vành 16 inch 10 chấu và phiên bản 3.5Q là vành

treo trước do sai sót trong quá trình sản xuất mà theo đó các bulon này có khả năng bịgãy sau một thời gian sử dụng.

1.2.Thông số kỹ thuật và hệ thống trên xe

Động cơ

Loại động cơ xăng

Cấu hình xy lanh I-4 (4 xy lanh thẳng hàng)

Hệ thống van điều khiển với cam đôi trên thân máy (DOHC)

Sử dụng nhiên liệu xăng

Phanh trước dùng đĩa tản nhiệt

Phanh sau dùng đĩa tản nhiệt

Hệ thống treo

Hệ thống treo trước độc lập, cơ cấu thanh chống MacPherson và thanh cân bằng

Hệ thống treo sau độc lập, cơ cấu tay đòn đôi (double wishbone) và thanh cân bằng

Giảm chấn trước loại thuỷ lực

Lò xo trước loại trụ xoắn (coil springs)

Giảm chấn sau loại thuỷ lực

Lò xo sau loại trụ xoắn (coil springs)

La zăng và lốp xe

Kích thước La zăng 16

Thông số lốp (vỏ) trước 215/60R16

Thông số lốp (vỏ) sau 215/60R16

Loại La zăng đúc hợp kim

Bánh dự phòng nguyên cỡ (full size)

Trọng lượng toàn tải (kg) 1970

An toàn và an ninh

Hệ thống ổn định điện tử (Stability control) Tiêu chuẩn

+ chức năng căng dây sớm, giới hạn lực xiết

Dây an toàn cho ghế hành khách phía sau Tiêu chuẩn

Túi khí hạn chế tác động từ va chạm phía trước Tiêu chuẩn

Chức năng chống kẹt an toàn cho kính cửa Tiêu chuẩn

Ghế và nội thất

Ghế người lái kiểu ghế đơn Tiêu chuẩn

Chiếu sáng, tầm nhìn và thông tin

Cụm đèn pha gồm gương cầu phản quang đa

Đèn trần phía sau Tiêu chuẩnĐèn tích hợp trên tấm chắn nắng trước Tiêu chuẩnĐèn nhận diện khóa/nút điện khởi động động

Gạt nước trước gián đoạn hoặc liên tục với

Hiển thị nhiệt độ nước giải nhiệt động cơ Tiêu chuẩn

Thuận tiện và thoải mái

+ điều chỉnh 2 vùng độc lập phía trước Tiêu chuẩn

Điều khiển kính với 1 chạm - xuống kính Tiêu chuẩn

Mở chốt cốp/ cửa hành lý bằng cáp cơ khí Tiêu chuẩn

+ khóa cửa Tiêu chuẩn

+ điều khiển từ xa tích hợp với chìa khóa điện Tiêu chuẩn

+ tích hợp với tựa tay trung tâm hàng ghế trước Tiêu chuẩn

+ tích hợp với bục nổi sàn trung tâm hàng ghế

Ngăn để ly phía sau Tiêu chuẩn

Giải trí và truyền thông

Ngoại thất và phong cách

Bánh xe dự phòng lắp trong khoang hành lý Tiêu chuẩn

Chương 2 Tổng quan về hệ thống treo

Nhíp (Chủ yếu trên các xe tải)

Lò xo (Chủ yếu trên xe con)

Thanh xoắn (Xe con)

Khí nén (Xe con hạng sang như Merc S class, BMW 7… Nó rất đắt đỏ)Cao su (Ít gặp)

Bộ phận dẫn hướng: Có tác dụng xác định tính chất chuyển động của bánh xe đốivới khung vỏ xe Tiếp nhận và truyền lực, momen giữa bánh xe với khung vỏ xe

Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt dao động của bánh xe và thân xe để đảmbảo cho bánh xe bám đường tốt hơn, tăng tính êm dịu và ổn định của xe

Giảm chấn thủy lực (Đa số các xe hiện nay đều sử dụng loại này)

Ma sát cơ (Các lá nhíp trên hệ thống treo cũng đóng 1 phần vai trò giảm chấn nhờ

ma sát giữa các lá nhíp)

2.2.Phân loại

2.2.1.Hệ thống treo phụ thuộc:

Hình 2.1 Hệ thống treo phụ thuộc

Các bánh xe được kết nối trên cùng 1 dầm cầu liền, dầm cầu này sẽ được nối vớithân xe Đây là một mô hình hệ thống treo đơn giản, đặc điểm của nó là có độ bền rấtcao do đó phù hợp với loại xe tải trọng lớn Tuy nhiên nếu xe không tải bất kì cái gì thì

hệ thống này lại trở nên khá cứng nhắc và không êm dịu, dễ bị rung động

2.2.2.Hệ thống treo độc lập:

Những chiếc bánh xe sẽ không cùng được kết nối với nhau mà sẽ được gắn vàothân xe một cách độc lập với nhau Do đó khi di chuyển chúng không phụ thuộc vàonhững chiếc bánh còn lại mà hoàn toàn có thể chuyển động độc lập

Ngược lại với hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo độc lập có cấu phức tạp hơnhẳn Xe được trang bị hệ thống này có khả năng bám đường cao, di chuyển êm ái Vìkhông cần dầm cầu nên gầm xe có thể thiết kế thấp xuống

Cũng do treo độc lập phức tạp hơn mà dựa theo bộ phận đàn hồi và giảm chấn sẽ

chia thành các loại hệ thống treo sau:

Treo MacPherson (1 càng chữ A):

Hình 2.2 Treo MacPherson (1 càng chữ A)

Treo tay đòn kép (2 càng chữ A):

Hình 2.3 Hệ thống treo tay đòn kép

Treo đa liên kết (Multi-Link):

Hình 2.4 Treo đa liên kết (Multi-Link)

Được cải tiến từ “đàn anh” tay đòn kép, treo đa liên kết sử dụng ít nhất 3 cần bên

và 1 cần dọc Những cần này không nhất thiết phải dài bằng nhau và có thể xoay theocác hướng khác nhau so với ban đầu Mỗi cần đều có 1 khớp nối cầu hoặc ống lót cao

su ở cuối, nhờ đó chúng luôn ở trạng thái căng, nén và không bị bẻ cong Bố cục đaliên kết được sử dụng cho cả hệ thống treo trước và sau Tuy nhiên, đối với treo trước,

cần bên được thay thế bằng thanh giằng nối khung hoặc hộp cơ cấu nối với moayer.

2.2.3.Hệ thống treo cân bằng:

Hình 2.5 Hệ thống treo cân bằng

Loại này chỉ đối với xe tải 3 cầu trở lên thì mới có thêm loại treo cân bằng (thăngbằng), được bố trí giữa 2 cầu chủ động liên tiếp làm tăng khả năng chịu tải trọng choxe

2.2.4 Hệ thống treo khí nén:

Hệ thống treo khí nén, thuỷ lực – khí nén được sử dụng như mộtkhả năng hoàn thiện kết cấu ôtô Tuy vậy với các loại ôtô khác nhau: ôtôcon, ôtô tải, ôtô buýt cũng được ứng dụng với những mức độ khác nhau.Phổ biến nhất trong các kết cấu là áp dụng cho ôtô buýt tiên tiến Với hệthống treo này cho phép giữ chiều cao thân xe ổn định so với mặt đườngvới các chế độ tải trọng khác nhau

Hệ thống treo khí nén dùng trên ôtô được hình thành trên cơ sở khảnăng điều chỉnh độ cứng của buồng đàn hồi khí nén (ballon) theo chuyểndịch của thân xe Sơ đồ nguyên lý kết cấu của một hệ thống đơn giảnđược trình bày trên hình 2-3.

Sự hình thành bộ tự động điều chỉnh áp suất theo nguyên lý vantrượt cơ khí Các ballon khí nén 2 được bố trí nằm giữa thân xe 3 và bánh

xe 1 thông qua giá đỡ bánh xe 4 Trên thân xe bố trí bộ van trượt cơ khí 5.Van trượt gắn liền với bộ chia khí nén (block) Khí nén được cung cấp từ

hệ thống cung cấp khí nén tới block và cấp khí nén vào các ballon.Khi tải trọng tăng lên, các ballon khí nén bị ép lại, dẫn tới thay đổikhoảng cách giữa thân xe và bánh xe Van trượt cơ khí thông qua đòn nốidịch chuyển vị trí các con trượt chia khí trong block Khí nén từ hệ thốngcung cấp đi tới các ballon và cấp thêm khí nén Hiện tượng cấp thêm khínén kéo dài cho tới khi chiều cao thân xe với bánh xe trở về vị trí banđầu

Khi giảm tải trọng hiện tượng này xảy ra tương tự, và quá trình vantrượt tạo nên sự thoát bớt khí nén ra khỏi ballon

Bộ tự động điều chỉnh áp suất nhờ hệ thống điện tử (hình 2-3b) bao gồm:cảm biến xác định vị trí thân xe và bánh xe 6, bộ vi xử lý 7, block khí nén

8 Nguyên lý hoạt động cũng gần giống với bộ điều chỉnh bằng van trượt

cơ khí Cảm biến điện tử 6 đóng vai trò xác định vị trí của thân xe vàbánh xe (hay giá đỡ bánh xe) bằng tín hiệu điện (thông số đầu vào) Tínhiệu được chuyển về bộ vi xử lý 7 Các chương trình trong bộ vi xử lýlàm việc và thiết lập yêu cầu điều chỉnh bằng tín hiệu điện (thông số đầura)

Các tín hiệu đầu ra được chuyển tới các van điện từ trong block chiakhí nén, tiến hành điều chỉnh lượng cấp khí nén cho tới lúc hệ thống trởlại vị trí ban đầu

2.3.Ưu, nhược điểm của hệ thống treo độc lập và phụ thuộc

2.3.1Hệ thống treo phụ thuộc:

Ưu điểm:

Cấu tạo hệ thống khá đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo trì bảo dưỡng

Hệ thống treo phụ thuộc có độ cứng vững để chịu được tải nặng thích hợp cho cácdòng xe tải hoặc bán tải

Khi xe vào cua thì thân xe cũng ít bị nghiêng giúp người ngồi cảm giác ổn định,chắc chắn hơn

Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng nhờ thếlốp xe ít bị bào mòn

Về cơ bản hệ thống treo phụ thuộc thích hợp cho các dòng xe tải chở hàng nặnghoặc có thể lắp cho trục bánh sau ở các dòng xe phổ thông, xe con

Khi vào đoạn đường cua xe dễ bị trượt bánh nếu đi với tốc độ cao nhất là trongđiều kiện mặt đường trơn trượt Điều này có thể dễ nhận thấy nhất trên các dòng xe bántải hay có hiện tượng văng đít như Toyota Hilux hay Ford Ranger

2.3.2.Hệ thống treo độc lập:

Ưu điểm:

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 vàđộng 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 xuốngcủa bánh xe, nên nhiều xe có trang bị thêm thanh ổn định để giảm hiện tượng xoayđứng khi xe quay vòng và tăng độ êm ái cho chiếc xe

2.4.Hệ thống treo Macpherson

Hệ thống treo MacPherson là một hệ thống treo trên xe ô tô do kỹ sư người Mỹgốc Scotland Earle S MacPherson phát minh năm 1946

Hầu hết những xe có hệ thống treo trước hiện nay đều dùng MacPherson Nhiệm

vụ của hệ thống treo là kết nối đàn hồi vỏ hoặc khung chassis ô tô với các cầu.Chúng giúp xe di chuyển nhẹ nhàng qua những con đường không bằng phẳng.Đây có xem là một trong những phát minh tạo ra bước tiến lớn trong ngành côngnghiệp ô tô thế giới hiện đại

Hình 2.6 Hệ Thống Treo Macpherson

MacPherson có thể coi là hệ thống treo độc lập sơ khai và đơn giản nhất, được sửdụng nhiều hơn khi kết cấu khung xe liền khối unibody sử dụng cầu trước ngày càngphổ biến

2.4.1.Cấu Tạo Hệ Thống Treo MacPherson

Hệ thống treo MacPherson có cấu trúc khá đơn giản chỉ bao gồm ba bộ phận cơbản: lò xo, giảm chấn thủy lực và cánh tay điều hướng Nếu hệ thống treo cũ gắn vàokhung xe tại 4 điểm thì hệ thống MacPherson chỉ dùng 2 điểm

Ngoài ra, bộ phận ống nhún cũng không phức tạp như xưa, chỉ còn là một thanhđòn ngang gắn vào ngay phía dưới trục bánh xe Thiết kế đơn giản này giúp việc lắpráp hàng loạt dễ dàng hơn

Hình 2.7 Cấu Tạo Hệ Thống Treo MacPherson

Chi phí sản xuất nhờ đó cũng giảm đáng kể Ngoài ra, việc sửa chữa và bảo trì khi

có lỗi cũng đơn giản hơn trước rất nhiều

2.4.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo MacPherson

Hệ thống treo MacPherson hoạt động dựa trên xương đòn hoặc một lực nén bằngliên kết thứ cấp Khi xe bị xóc, mỗi bộ phận trong hệ thống đều hoạt động để giúp xechạy ổn định trên mọi đoạn đường

Giá đỡ sẽ cố định phần ổ trục phía trên Ở dưới, mô-đun gắn với một đòn bẩyhoặc 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