Đồ án thiết kế hệ thống treo xe du lịch 5 chỗ (Link CAD: http://bit.ly/treoxedulich5cho)

Link Cad: (http://bit.ly/treoxedulich5cho)

chơng 1 tìm hiểu về hệ thống treo 1.1.Công dụng, yêu cầu của hệ thống treo 1

1.2.Các bộ phận chính của hệ thống treo 2

1.3.Các thông số tơng đơng và mô phỏng hoạt động 7

chơng 2 lựa chọng phơng án thiết kế 2.1 Hệ thống treo phụ thuộc 9

2.2 Hệ thống treo độc lập 12

2.2.1 Dạng treo 2 đòn ngang 14

2.2.2 Dạng treo Mc.Pherson 15

2.2.3.Hệ treo đòn dọc 16

2.2.4.Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết 18

2.2.5Hệ treo đòn chéo 19

2.2.6 Hệ thống treo điều khiển bằng điện tử trên ôtô ( TEMS - Toyota electronically Modulated system) 21

2.3 Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống treo(HTT) 24 chơng 3 tính toán thiết kế hệ thống treo 3.1 Xác định cac thông sô cơ bản của hệ thông treo25 3.1.1 Các thông số ban đầu 25

3.1.2 Xác các thông số cơ bản của HTT 26

3.2 Động học hệ treo mc.pherson 31

3.2 1 Xác định độ dài càng chữ A và vị trí các khớp 31

3.2.2 Đồ thị động học để kiểm tra động học hệ treo.38 3.2.3 Mối quan hệ hình học của hệ treo Mc.Pherson .39 3.2.4 Đồ thị động học hệ treo Mc.Pherson 41

3.3 Động lực học hệ treo Mc.Pherson 42

3.3.1 Các chế độ tải trọng tính toán 42

3.3.2 Xác định độ cứng và chuyển vị của phần tử đàn hồi 43

3.3.3 Xác định các phản lực và lực tác dụng lên hệ treo .45

3.4 Chọn và kiểm bền các bộ phận chính 52

3.4.1 Đòn ngang chữ A 52

3.4.2 Tính bền Rôtuyn 59

3.5 Tính toán lò xo 61

3.5.1 Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo 61

3.5.2 Trình tự thiết kế lò xo 62

3.5.3 Kết luận 66

3.6 Tính thanh ổn định 67

3.7 Tính toán giảm chấn 74

3.7.1 Chọn giảm chấn 74

3.7.2 Tính toán thiết kế giảm chấn 78

3.7.3.Tính bền ty đẩy piston của giảm chấn 87

chơng 4 lập quy trình công nghệ gia công chi tiết rô-tuyn

4 1 Phân tích chi tiết gia công 89

4.1.1 Kết cấu rô-tuyn 89

4.1.2 Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật của Rô-tuyn 90

4.1.3 Lập quy trình công nghệ gia công khớp cầu 91

4.1.4 Chọn phôi 91

4.2 Lập sơ đồ nguyên công 91

4.2.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm và tiện đứt phôi 91

4.2.2 Nguyên công 2: Khoan lỗ tâm, tiện mặt đầu, tiện thô .93

4.2.3 Nguyên công 3: Tiện các bề mặt , tiện côn và tiện ren M16 94

4.2.4 Nguyên công 4: Tiện cầu R15 96

4.2.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ  4 97

4.2.6 Nguyên công 6: Nhiệt luyện 98

4.2.7 Nguyên công 7: Mài 99

4.2.8 Nguyên công 8: Kiểm tra 100

Kết luận 101

Tài Liệu Tham Khảo 102

Chơng 1 Tìm hiểu Về Hệ THốNG TREO

1.1 Công dụng, yêu cầu của hệ thống treo

a Công dụng

Hệ thống treo ở đây đợc hiểu 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 cho bánh xe thực hiện chuyển động tơng

đối theo phơng thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe

theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức có thể

chấp nhận đợc những chuyển động không muốn có khác của

bánh xe (nh lắc ngang, lắc dọc)

Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng

đứng (tải trọng, phản lực) lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh,

lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ) lực bên (lực li tâm, lực

gió bên, phản lực bên )

b Yêu cầu

Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ

cần thiết phải mềm nhng cũng phải đủ khả năng để truyền

lực Quan hệ này đợc thể hiện ở các yêu cầu chính sau

đây :

+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theotính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên đờng tốt hay xe chạytrên các loại đờng khác nhau).

+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất

định

+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãnmục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phơngthẳng đứng nhng không phá hỏng các quan hệ động học và

động lực học của chuyển động bánh xe

+ Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết vớikhung hoặc vỏ

+ Có độ bền cao

+ Có độ tin cậy lớn, không gặp h hỏng bất thờng

 Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêucầu sau :

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

- Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xelên thùng, vỏ 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

1.2 Các bộ phận chính của hệ thống treo

+ Chức năng: là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng

xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thểcon ngời (60-80 lần/ph) Bộ phận đàn hồi có thể bố trí khácnhau trên xe nhng nó cho phép bánh xe có thể dịch chuyểntheo phơng thẳng đứng

Các bộ phận đàn hồi thờng đợc sử dụng:

Nhíp đợc làm từ các lá thép mỏng, có độ đàn hồi cao,các lá thép có kích thớc chiều dài nhỏ dần từ lá lớn nhất gọi làlá nhíp chính Hai đầu của nhíp chính đợc uốn lại thành haitai nhíp dùng để nối với khung xe Giữa bộ nhíp có các lỗdùng để bắt bulông siết các lá nhíp lại với nhau Quang nhípdùng để giữ cho các lá nhíp không bị sô lệch về hai bên, cáclá nhíp có thể dịch chuyển tơng đối với nhau theo chiềudọc Khi dịch chuyển tơng đối theo chiều dọc, giữa các lánhíp có lực ma sát, lực ma sát này dùng để dập tắt dao

động theo phơng thẳng đứng của ôtô Khi làm việc, mặttrên của lá nhíp sẽ chịu kéo, còn mặt dới sẽ chịu nén

 Lò xo

Lò xo chỉ có chức năng là một cơ cấu đàn hồi khi bộphận chịu lực theo phơng thẳng đứng Còn các chức năngkhác của hệ thống treo sẽ do bộ phận khác đảm nhiêm Lò xochủ yếu đợc sử dụng trong hệ thống treo độc lập, nó có thể

đặt ở đòn trên hay đòn dới của bộ phận dẫn hớng

 Thanh xoắn

Thanh xoắn giống nh lò xo xoắn loại này cũng chỉ cóchức năng đàn hồi khi chịu lực tác dụng theo phơng thẳng

đứng còn lại chức năng khác do bộ phận khác của hệ thốngtreo đảm nhận

Hình1.2 Thanh xoắn

Thanh xoắn đợc chế tạo từ thanh thép dài, có tiết diệntròn, đàn hồi theo chiều xoắn vặn Một đầu của thanhxoắn đợc gắn cứng vào khung xe, đầu còn lại gắn vào mộttay đòn

Hiện nay bộ phận đàn hồi đợc làm có xu hớng “mềm mại”hơn nhằm tạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” trên mặt đ-ờng

Hiện nay ngời ta dùng các bộ phận đàn hồi có khả năngthay 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 cứngcần phải có giá trị lớn Chính vì vậy mà cần phải có thêm các

bộ phận đàn hồi phụ nh : Nhíp phụ,vấu tỳ bằng cao su biếndạng, 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

b Bộ phận dẫn hớng

Cho phép các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng ở mỗi vịtrí của nó so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả năngtruyền lực đầy đủ Bộ phận dẫn hớng phải thực hiện tốt chứcnăng này Trên mỗi hệ thống treo thì bộ phận dẫn hớng cócấu tạo khác nhau Quan hệ của bánh xe với khung xe khi thay

đổi vị trí theo phơng thẳng đứng đợc gọi là quan hệ

động học

Khả năng truyền lực ở mỗi vị trí đợc gọi là quan hệ

động lực học của hệ treo Trong mối quan hệ động học cácthông số chính đợc xem xét là : sự dịch chuyển (chuyển vị)của các bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh xethay đổi theo phơng thẳng đứng (z).Mối quan hệ độnglực học đợc biểu thị qua khả năng truyền các lực và các mômen khi bánh xe ở các vị trí khác nhau

vụ giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung.Trên xe ôtô giảm chấn đợc sử dụng với mục đích sau:

- Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh

xe lăn trên nền đờng không bằng phẳng nhằm bảo vệ đợc

bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho ngời sử dụng

- Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏnhất, nhằm

làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đờng

-Nâng cao các tính chất chuyển động của xe nh khảnăng tăng tốc ,

khả năng an toàn khi chuyển động

đầu chữ U nối với bánh xe còn thân nối với vỏ nhờ các ổ đỡcao su.

e Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình

Trên xe con các vấu cao su thờng đợc đặt kết hợp trong

vỏ của giảm chấn Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chếhành trình của bánh xe nhằm hạn chế hành trình làm việccủa bánh xe

f Các cơ cấu điều chỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe

Hệ thống treo đảm nhận mối liên kết giữa bánh xe vàthùng vỏ, do vậy trên hệ thống treo có thêm các cơ cấu điềuchỉnh hoặc xác định góc bố trí bánh xe Các cơ cấu này rất

đa dạng nên ở mỗi loại xe lại có cách bố trí khác nhau, các loạikhác nhau

1.3 Các thông số tơng đơng và mô phỏng hoạt động

a Các thông số tơng đơng

- Phần đợc treo: Là bộ phận chủ yếu của ôtô bao gồm:khung, thùng, hệ thống động cơ và các chi tiết bộ phận khácgắn trên thùng xe hoặc khung xe Toàn bộ khối lợng của các

bộ phận này đợc đỡ trên hệ thống treo

- Phần không đợc treo gồm có: Cầu , dầm cầu, hệ thốngchuyển động (cụm bánh xe ), cơ cấu dẫn động lái Các bộphận này đặt dới hệ thống treo

- Có một số chi tiết và bộ phận vừa đợc lắp lên phần đợctreo vừa đợc lắp lên phần không đợc treo nh: nhíp, lò xo,

đợc xem nh thuộc phần đợc treo và nửa kia thuộc phầnkhông đợc treo.

b Mô phỏng hoạt động

a b

a Khi cầu sau của ôtô đợc nâng lên.

b khi cầu trớc của ôtô đợc nâng lên.

mm

C

HiÖn nay ë trªn xe «t« hÖ thèng treo bao gåm 2 nhãmchÝnh:

1- Hệ thống treo phụ thuộc 2- Hệ thống

treo độc lập

Hình 2.1 Hệ thống treo

2.1 Hệ thống treo phụ thuộc

Đặc trng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắptrên một dầm cầu cứng Trong trờng hợp cầu xe là bị độngthì dầm đó là một thanh thép định

hình, còn trờng hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏcầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực

Đối với hệ treo này thì bộ phận đàn hồi có thể là nhíplá hoặc lò xo xoắn ốc, bộ phận dập tắt dao động là giảmchấn

Hình 2.2 Hệ thống treo phụ thuộc sử

dụng nhíp.

Nếu bộ phận đàn hồi là nhíp lá thì nhíp đóng vai trò là

bộ phận dẫn hớng, có thể dùng thêm giảm chấn hoặc không

Hình 2.3 Treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc

1.Dầm cầu 2.Lò xo xoắn ốc 3 Giảm chấn 4.Đòn dọc dới

5.Đòn dọc trên 6 Thanh giằng Panhada

12

1 2 3 4 5

5

3

6

2

Nếu nh bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải dùng thêmhai đòn dọc dới và một hoặc hai đòn dọc trên Đòn dọc dới đ-

ợc nối với cầu, đòn dọc trên đợc nối với khớp trụ (hình ) Để

đảm bảo truyền đợc lực ngang và ổn định vị trí thùng xe

so với cầu ngời ta cũng phải dùng thêm “đòn Panhada”, một

đầu nối với cầu còn đầu kia nối với thùng xe

Lò xo xoắn ốc trong trờng hợp này có thể đặt trên đòndọc hoặc đặt ngay trên cầu Giảm chấn thờng đợc đặttrong lòng lò xo xoắn ốc để chiếm ít không gian

ợc điểm :

 Nhợc điểm:

- Khối lợng phần liên kết bánh xe (phần không đợc treo) lớn,

đặc biệt là ở cầu chủ động Khi xe chạy trên đờng khôngbằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên và đập mạnhgiữa phần không treo và phần treo làm giảm độ êm dịuchuyển động Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đ-ờng sẽ làm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đờng

- Khoảng không gian phía dới sàn xe phải lớn để đảm bảocho dầm cầu có thể thay đổi vị trí, do vậy chỉ có thể lựachọn là chiều cao trọng tâm lớn

Hình 2.4 Sự thay đổi vị trí bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô đất.

-Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nên hiện ợng xuất hiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động

t- Ưu điểm:

-Trong quá trình chuyển động vết bánh xe đợc cố định

do vậy không xảy ra hiện tợng mòn lốp nhanh nh hệ thốngtreo độc lập

-Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đờng nghiêng)

2 bánh xe liên kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tợng trợt bênbánh xe

-Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa.-Giá thành thấp

*Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc:

Do yêu cầu của thực tế và do trình độ phát triển của

kỹ thuật thì tốc độ của ô tô ngày càng đợc nâng cao Khitốc độ ô tô ngày càng cao thì yêu cầu về kỹ thuật của ô tôngày càng khắt khe : trọng tâm của ô tô cần phải đợc hạthấp Vấn đề ổn định lái phải tốt, trọng lợng phần không đ-

ợc treo nhỏ để tăng sự êm dịu khi chuyển động Vì lí do

nh vậy mà hệ thống treo phụ thuộc không đợc sử dụng trên

xe có vận tốc cao, có chăng chỉ đợc sử dụng ở những xe cótốc độ trung bình trở xuống và những xe có tính năng việtdã cao.

2.2 Hệ thống treo độc lập

 Đặc điểm :

- Trên hệ thống treo độc lập dầm cầu đợc chế tạo rời,

giữa chúng liên kết với nhau bằng khớp nối, bộ phận đàn hồi

là lò xo trụ, bộ giảm chấn là giảm chấn ống Trong hệ thốngtreo độc lập hai bánh xe tráI và phảI không quan hệ trực tiếpvới nhau vì vậy khi chúng ta dịch chuyển bánh xe này trongmặt phẳng ngang bánh xe còn lại vẫn giữ nguyên Do đó

động lực học của bánh xe dẫn hớng sẽ giữ đúng hơn hệ thentreo phụ thuộc

Hinh 2.5 Hệ thống treo độc lập của ôtô hoạt động trên

đ-ờng không bằng phẳng.

+ Khối lợng phần không đợc treo nhỏ, đặc tính bám ờng của bánh xe tốt vì vậy sẽ em dịu khi chuyển độngvà cótính ổn định tốt

đ-+ Các lò xo chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ôtô mà khôngphảI làm nhiệm vụ dẫn hớng nên có thể làm lò xo mềm hơnnghĩa là tính êm dịu tốt hơn

+ Do không có sự nối cứng giữa các bánh xe bên tráI vàbên phảI nên có thể hạ thấp sàn ôtô và vị trí lắp động cơ

Do đó mà có thể hạ thấp trọng tâm ôtô

 Nhợc điểm:

+ Kết cấu phức tạp

+ Khoảng cách bánh xe và các vị trí đặt bánh xe thay

đổi cùng với sự dịch chuyển lên xuống của các bánh xe

- Trong hệ thống treo độc lập còn đợc phân ra các loạisau :

xe Bộ phận đàn hồi có thể nối giữa khung với đòn trên hoặc

đòn dới Giảm chấn cũng đặt giữa khung với đòn trên hoặc

đòn dới Hai bên bánh xe đếu dùng hệ treo này và đợc đặt

đối xứng qua mặt phẳng dọc giữa xe

Hệ treo trên 2 đòn ngang (hình 2.6) đợc sử dụng nhiềutrong các giai đoạn trớc đây nhng hiện nay hệ treo này

đang có xu hớng ít dần do kết cấu phức tạp, chiếm khoảngkhông gian quá lớn

2.2.2 Dạng treo Mc.Pherson

1- Lò xo trụ 2- Đòn ngang chữ A

3, 4- Khớp trụ liên kết đòn ngang với khung

5- Khớp cầu 6 – Giảm chấn

Hình 2.7 Hệ thống treo Mc.pherson.

Hệ treo này chính là biến dạng của hệ treo 2 đònngang Coi đòn ngang trên có chiều dài bằng 0 và đònngang dới có chiều dài khác 0 Chính nhờ cấu trúc này mà ta

có thể có đợc khoảng không gian phía trong để bố trí hệthống truyền lực hoặc khoang hành lý Sơ đồ cấu tạo của

hệ treo bao gồm : một đòn ngang dới, giảm chấn đặt theophơng thẳng đứng, một đầu đợc gối ở khớp cầu B đầu cònlại đợc bắt vào khung xe Bánh xe đợc nối cứng với vỏ giảmchấn Lò xo có thể đợc đặt lồng giữa vỏ giảm chấn và trụcgiảm trấn

Nếu ta so sánh với hệ treo 2 đòn ngang thì hệ treoMc.Pherson kết cấu ít chi tiết hơn, không chiếm nhiềukhoảng không và có thể giảm nhẹ đợc trọng lợng kết cấu Nh-

ng nhợc điểm chủ yếu của hệ treo Mc.Pherson là do giảmchấn vừa phải làm chức năng của giảm chấn lại vừa làmnhiệm vụ của trụ đứng nên trục giảm chấn chịu tải lớn nêngiảm trấn cần phải có độ cứng vững và độ bền cao hơn do

đó kết cấu của giảm chấn phải có những thay đổi cầnthiết

*Đặc điểm:

Hệ treo hai đòn dọc ( Hình 1.13) là hệ treo độc lập màmỗi bên có một đòn dọc Mỗi đầu của đòn dọc đợc gắncứng với trục quay của bánh xe, một đầu liên kết với khung vỏ

bởi khớp trụ Lò xo và giảm chấn đặt giữa đòn dọc vàkhung Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc, và là

bộ phận hớng dẫn Do phải chịu tải trọng lớn nên nó thờng đợclàm có độ cứng vững tốt

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý hệ treo hai đòn dọc

1 Khung vỏ 2 Lò xo 3 Giảm chấn 4 Bánh xe

5 Đòn dọc 6 Khớp quay

Khớp quay của đòn dọc thờng là khớp trụ, với hai ổ trợt

đặt xa nhau để có khả năng chịu lực theo các phơng cho

hệ treo Đồng thời đòn dọc đòi hỏi cần phải có độ cứng

vững lớn, nhằm mục đích chịu đợc các lực dọc, lực bên vàchịu mômen phanh lớn.

Do có kết cấu nh vậy, nên hệ treo này chiếm ít khônggian và đơn giản về kết cấu, giá thành hạ Hệ treo này th-ờng đợc bố trí cho cầu sau bị động, khi máy đặt ở phía tr-

ớc, cầu trớc là cầu chủ động

Hệ treo đòn dọc chiếm các khoảng không gian hai bênsờn xe nên có thẻ tạo điều kiện cho việc hạ thấp trọng tâm

xe và có thể nâng cao tốc độ, dành một phần không gian lớncho khoang hành lý

Hệ treo này xuất hiện trên xe con vào những năm 70 cùngvới sự hoàn thiện kết cấu cho các xe có động cơ và cầu trớcchủ động

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn dọc có thanh ngang

liên kết.

1.Bánh xe 2 Khớp quay trụ cầu đòn dọc 3 Đòn dọc 4 Thùng

xe

5 Lò xo 6 Giản chấn

Hệ treo đòn dọc có thanh ngang liên kết ( Hình 2.14) có

đặc điểm là hai đòn dọc đợc nối cứng với nhau bởi mộtthanh ngang Thanh ngang liên kết đóng vai trò nh mộtthanh ổn định nh đối với các hệ treo độc lập khác Thanhngang liên kết có độ cứng chống xoắn vừa nhỏ để tăng khảnăng chống lật của xe vừa có khả năng truyền lực ngang tốt

Đòn dọc vừa là nơi tiếp nhận lực ngang, lực dọc vừa là bộphận hớng nên nó cần thiết có độ cứng vững tốt còn khớp trụ

ở đầu đòn dọc thờng có độ dài vừa đủ để tăng khả năng

ổn định

gang của hệ treo

Theo cấu trúc của nó có thể phân chia thành loại treonửa độc lập và treo nửa phụ thuộc Theo khả năng làm việccủa hệ treo, tuỳ thuộc vào độ cứng vững của đòn liên kết

mà có thể xếp là loại phụ thuộc hay độc lập ở đây hệ treo

đợc phân loại là treo độc lập tức là đòn liên kết có độ cứngnhỏ hơn nhiều so với độ cứng của dầm cầu phụ thuộc

Hệ treo đòn dọc có thanh liên kết hiện nay cũng dợc dùngrộng rãi trên một số ôtô có vận tốc cao vì nó có những u

điểm sau:

-Kết cấu của hệ treo khá gọn, khối lợng nhỏ, có thể sảnxuất hàng loạt và khả năng lắp rắp nhanh, chính xác, điều

này có lợi cho việc làm giảm giá thành, đặc biệt đối với hệtreo có bộ phận đàn hồi là thanh xoắn.

-Giảm nhẹ đợc lực tác dụng lên đòn ngang và các khớpquay do có thanh liên kết nên có thể san bớt lực tác dụngngang cho cả hai khớp trụ ở hai bên, do đó mỗi bên khớp trụ sẽchịu một lực nhỏ hơn, các khớp trụ sẽ có độ bền cao hơn.-Không gây nên sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe,vết của bánh xe

-Tuỳ theo vị trí đặt đòn ngang mà ngời ta có thểkhông cần dùng đến thanh ổn định của hệ treo độc lập( đòn ngang đảm nhận chức năng của thanh ổn định)

Bên cạnh những u điểm đó hệ treo này còn tồn tại một

số nhợc điểm nh là đòi hỏi công nghệ hàn cao, tải trọng

đặt lên cầu xe hạn chế và có thể làm quay trục cầu xe khi

xe đi trên đờng vòng ở trạng thái quay vòng thừa

Hệ thống treo trên đòn chéo là cấu trúc mang tính trunggian giữa hệ treo đòn ngang và hệ treo đòn dọc.Bởi vậy sửdụng hệ treo này cho ta tận dụng đợc u điển của hai hệ treotrên và khắc phục đợc một số nhợc điểm của chúng Đặc

điểm của hệ treo này là đòn đỡ bánh xe quay trên đờngtrục chéo và tạo nên đòn chéo trên bánh xe

Hình 2.10 Sơ đồ hệ treo đòn chéo 1.Dầm cầu 2 Đòn chéo 3 Các đăng

Trong hệ treo đòn chéo (hình 1.15) chi tiết đàn hồiphần lớn là lò xo xoắn ốc Các loại lò xo này có thể là dạng trụhoặc dạng xếp Loại lò xo xếp có u điểm là gọn, hànhtrình làm việc lớn Loại lò xo hình trụ thờng đợc lồng vàogiảm chấn nh đối với hệ treo đòn dọc để chúng chiếm ítkhông gian Ngoài ra đối với hệ treo này, ngời ta còn hay dùngthêm thanh ổn định để làm tăng sự êm dịu trong quá trìnhchuyển động

So với các hệ treo đã xét ở trên thì hệ treo đòn chéo có

đặc điểm ở chỗ : khi bánh xe dao động theo phơng thẳng

đứng thì cũng kéo theo sự thay đổi khoảng cách giữa haivết bánh xe, góc nghiêng ngang, nhng sự thay đổi đó nhỏhơncác loại đã xét ở trên Riêng độ chạm trớc cửa bánh xe thìthay đổi không đáng kể

2.2.6 Hệ thống treo điều khiển bằng điện tử trên ôtô ( TEMS - Toyota electronically Modulated system)

Hình 2.11 Hệ thống treo điều khiển điện tử

Với hệ thống này, ngời lái xe có thể dùng công tắc để lựachọn một trong hai chế độ của giảm chấn: Bình thờng haythể thao Lực giảm chấn sau đó đợc tự động điều chỉnh

đến một trong ba chế độ( mềm, trung bình, cứng ) nhờvào ECU ( bộ điều khiển điện tử ), dựa trên chế độ mà ngời

điều khiển đã chọn và điều kiện lái xe Nó làm tăng tính

êm dịu và cải thiện tính ổn định lái

Để thực hiện chức năng đó ngoài bộ phận điều khiển

điện tử ECU còn có bộ phận chấp hành đặt ở đỉnh mỗixylanh khí

+ Bộ phận chấp hành dẫn động van quay của giảmchấn để thay đổi lực của giảm chấn

+Bộ phận chấp hành đợc dẫn động bằng điện từ nên

nó có thể đáp ứng một cách chính xác với điều kiện hoạt

động thay đổi liên tục Nam châm điện từ gồm 4 lõi starto

và 2 cặp cuộn dây starto Dòng điện qua mỗi cặp cuộndây starto làm quay nam châm vĩnh cửu đợc gắn với cần

điều khiển của giảm chấn

ECU thay đổi cực của các lõi starto từ N sang S hay ngợc lại,hay ở trạng thái không phân cực Nam châm vĩnh cửu quaybởi sức hút của lực điện từ do các cuộn dây starto tạo ra.Bốn bộ chấp hành gắn ở bốn giảm chấn và đợc nối songsong với nhau và cả bốn bộ đều hoạt động đồng thời Namchâm điện đợc ECU kích thích trong khoảng 0.15 giây mỗilần

Giảm chấn trong hệ thống treo điện tử khác với kiểuthông thờng ở chỗ lực giảm chấn có thể điều chỉ bằng các

mở hay đóng các lỗ tiết lu phụ

 Điều khiển chống chúi đuôi xe

Khả năng hạn chế sự chúi đuôi xe khi khởi hành hoặctăng tốc đột ngột ECU phát ra tín hiệu điều khiển đặt bộchấp hành ở vị trí cứng dới các điều kiện sau:

+ ECU nhận they rằng tốc độ của xe nhỏ hơn 20km/h.+ ECU nhận đợc tín hiệu từ cảm biến vị trí bớm garằng bớm ga đã mở rộng hay mở đột ngột.

Khoảng 3 giây sau khi điều này xảy ra hay sau khi tốc

độ đạt đến 50km/h chức năng chống chúi đầu không còntác dụng nữa

 Điều khiển chống nghiêng ngang

Khả năng hạn chế sự nghiêng nganh của thân xe khi quayvòng hay chuyển động trên đờng chữ S

Các tín hiệu về tốc độ và góc đánh lái đợc gửi tới ECU,cho phép ECU xác định đợc tốc độ và góc đánh lái ECU sử

lý thông tin và phát tín hiệu điều khiển tới bộ chấp hành,

điều khiển tăng cứng của giảm chấn do đó hạn chế đợc sựnghiêng ngang của thân xe Chức năng chống nghiêng ngang

sẽ mất tác dụng sau 2 giây do giảm chấn đợc trở về chế độlàm việc ban đầu Tuy nhiên thời gian điều khiển vẫn kéodài nếu vô lăng đợc điều khiển theo kiểu zic- zăc hay vô lăng

đợc xoay hơn nữa trong quá trình quay vòng khi lực giảmchấn đã đợc đặt sẵn ở chế độ cứng

 Điều khiển chống chúi đầu xe khi phanh

Khi ECU phát hiện tốc độ lớn hơn hay bằng 60km/h vànếu nhận đợc tín hiệu từ hệ thống phanh đang hoạt động

từ công tắc đèn phanh, ECU sẽ phát tín hiệu điều khiển bộchấp hành đặt ở vị trí cứng vì vậy mà hạn chế hiện tợngchúi đầu xe

Điều khiển chống chúi đầu xe sẽ mất tác dụng sau 2 giâykhi công tắc đèn phanh tắt.

 Điều khiển ở tốc độ cao

Tính năng này giúp cải thiện khả năng ổn định lái ở tốc

đồng thời phát hiện cấn số đang ở vị trí “N” hay “P” , ECU

sẽ phát tín hiệu điều khiển bộ chấp hành ở chế độ cứng.Vì vậy hạn chế chúi đuôI xe khi khởi hành

Điều khiển chống chúi đuôi xe sẽ chấm dứt khoảng 5giây sau khi cần số chuyển từ vị trí “N” hay “P” sang vị tríkhác hay sau khi xe đạt tốc độ lớn hơn 15km/h

2.3 Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống treo(HTT)

Hiện nay trên thị trờng trong nớc và thế giới đang sửdụng nhiều loại HTT rất đa dạng và phong phú , với đủ kiểu

mẫu và chủng loại Nhng đối với ôtô con hiện đại ngày nayngời ta thờng hay sử dụng các loại hệ thống treo độc lập nh:

Kết hợp với việc sử dụng HTT độc lập là sử dụng loại lốp có

bề rộng lớn và có áp suất thấp Điều này có lợi cho việc biếndạng lốp , và làm tăng độ êm dịu chuyển động của ôtô Tăngkhả năng bám đờng của lốp và do đó nâng cao đợc tốc độchuyển động của ôtô, tăng khả năng ổn định khi quay vòng

Các HTT của ôtô con hiện nay thờng dùng loại có cấu tạo

đơn giản , giảm số chi tiết , giảm trọng lợng HTT , giá thànhhạ , dễ tháo lắp sửa chữa và bảo dỡng

ở đồ án này với một khoảng thời gian ngắn và trình độhạn chế em chỉ đi sâu vào nghiên cứu và thiết kế HTT cho

xe du lịch 5 chỗ với hệ thống treo trớc là hệ thốngMc.Pherson

Chơng 3 tính toán thiết kế hệ thống treo trớc

mc.pherson

3.1 Xác định cac thông sô cơ bản của hệ thông treo

Ne max = 110 (ml) / 6000 (v/ph) vmax = 195(km/h).

Me max = 145 (N.m) / 4800 (v/ph)

3.1.2 Xác các thông số cơ bản của HTT

Có rất nhiều các thông số đánh giá độ êm dịu của ôtôkhi chuyển động nh tần số dao động , gia tốc dao động vàvận tốc dao động

Trong đồ án này ta đánh giá độ êm dịu của ôtô thôngqua tần số dao động của HTT

Đối với ôtô con tần số dao động n = 60  90 lần/ph để

đảm bảo phù hợp với dao động của con ngời

m10 _ tải trọng đặt lên cầu trớc khi không tải m10 = 700 Kg.

- Khối lợng phần treo ở trạng thái đầy tải : MT1 = m1T - mkt

-mbx

 MT1 = 850 - 22 - 16x2 =

796 Kg

m1T _ tải trọng đặt lên cầu trớc khi đầy tải m1T = 850 Kg

Độ cứng của một bên hệ treo ở trạng thái không tải :

C = .2 = x7.452 = 17927 N/m = 17.927(N/mm)

- Độ cứng của một bên hệ treo ở trạng thái đầy tải :

C = .2 = x7.452 = 22090 N/m = 22.09(N/mm)

- Độ cứng của một bên hệ treo lấy từ giá trị trung bình :

C = = x(17927 + 22090) = 20008.5 N/m =20.008 (N/mm)

b Xác định hành trình tĩnh của bánh xe (Độ võng tĩnh của hệ treo).

- Độ võng tĩnh của hệ treo (khi đầy tải) :

ft = = = 195 (mm)

- Kiểm nghiệm lại độ võng tĩnh vói C = 20008 N/m

Từ công thức : f =

 ở chế độ không tải : f = = = 158(mm).

Mà : f =  = = 62.08

 = = 7.88 (rad/s)

Từ công thức : n = = =75.2 (l/ph)

 ở chế độ đầy tải : f = = = 195 (mm)

Mà : f =  = =50.3

 = = 7.09 (rad/s)

Từ công thức : n = = = 67.7(l/ph)

Qua kiểm nghiệm ta thấy ở cả hai chế độ không tải và

đầy tải tần số dao động đều nằm trong khoảng 60  90(l/ph) đảm bảo đợc yêu cầu đặt ra Do đó với bộ phận đànhồi có độ cứng C = 20.008 (N/mm) thoả mãn đợc yêu cầutính toán thiết kế

 Xác định hành trình tĩnh của bánh xe: hay chính là độvõng tĩnh của hệ treo

f t = = = 0.18 (m).

c Xác định hành trình động của bánh xe (độ võng

động của hệ treo )

d Kiểm tra hành trình động của bánh xe

Theo điều kiện : fđ  H0 - Hmin

Trong đó :

- H0 : khoảng sáng gầm xe ở trạng thái chịu tải tĩnh

- Hmin : khoảng sáng gầm xe tối thiểu = 100 mm

Khi phanh dới tác dụng của lực quán tính , trọng tâm của xe

sẽ dịch chuyển và đầu xe sẽ bị dìm xuống , lúc này fđ sẽthay đổi

Từ công thức : fđ  ft max

Hệ số dập tắt dao động của hệ treo :

D = 2 x  x  (rad/s)

Trong đó :

hg Pp

-  : Hệ số cản tơng đối  = 0,2 ( = 0.15 ữ0.3)

-  = 7.45 (rad/s)

 D = 2 x 0.2 x 7.45 = 2.98 (rad/s)

- Hệ số cản trung bình của giảm chấn quy dẫn về bánh xe :

KTB = x D x = x 2.98 x = 120.9(Ns/m)

Số liệu cơ sở để tính toán

mm

- Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng(góc Kingpin): 0= 10o

- Góc nghiêng ngang bánh xe(góc Camber): o=0o

- Độ võng tĩnh fT = 180 mm

- Độ võng động fđ = 144 mm

- Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải f0T = 146 mm

- Chiều dài trụ đứng Kr = 150 mm

- Chiều cao tai xe lớn nhất Ht max = 800 mm

= 50 mm