Đồ án môn học hệ thống treo phụ thuộc

Công dụng của hệ thống treo Hê thống treo thực hiện các nhiệm vụ chung sau: - Liên kết mềm giữa thân xe và bánh xe, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tácdụng lên thân xe và đảm bảo bánh

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC Lời nói đầu 2

Chương 1 Tìm hiểu về hệ thống treo phụ thuộc trên ô tô 3

1.1 Chức năng, yêu cầu, phân loại 3

1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo 4

1.3 Hệ thống treo phụ thuộc 5

1.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc 6

1.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc có bộ phận đàn hồi là nhíp lá 7

1.3.3 Hệ thống treo phụ thuộc có bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn 8

1.4 Hệ thống treo độc lập 9

1.5 Kết cấu cụ thể của các chi tiết 10

1.5.1 Bộ phận đàn hồi 11

1.5.2 Bộ phận dẫn hướng 13

1.5.3 Bộ phận giảm chấn 14

1.5.4 Thanh ổn định ngang 17

Chương 2 Quy trình tháo lắp và kiểm tra bảo dưỡng hệ thống treo phụ thuộc 18

2.1 Chuẩn bị dụng cụ 18

2.2 Quy trình tháo hệ thống treo phụ thuộc 20

2.3 Kiểm tra bảo dưỡng chi tiết 22

2.3.1 Giảm chấn 22

2.3.2 Nhíp 26

2.4 Quy trình lắp hệ thống treo phụ thuộc 27

Chương 3 Quy trình chẩn đoán và sửa chữa chi tiết 28

3.1 Một số hư hỏng của hệ thống treo và cách khắc phục 28

3.2 Chẩn đoán hệ thống treo 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô hiện nay có một vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực của nền kinh

tế quốc dân, nó được dung để vận chuyển hành khách, hàng hoá và nhiều công việckhác…Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật và xu thế giao lưu hội nhập quốc tếtrong lĩnh vực sản xuất và đời sống, giao thông vận tải đã và đang là một ngànhkinh tế kỹ thuật cần được ưu tiên của mỗi quốc gia

Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, ngành ô tô đã cónhững tiến bộ vượt bậc Các loại xe ô tô hiện có ở nước ta rất đa dạng về chủng loại

do nhiều nước chế tạo Với chức năng chuyên chở hàng hoá vận tải trên xe tải đòihỏi có kết cấu vững chắc, điều này quan trọng nhất ở hệ thống treo của xe Hệ thốngtreo có một vai trò quan trọng nhằm giảm tải trọng và dao động khi xe lăn bánh, giữtính êm dịu cho xe Đồng thời nó cũng là một phần không thể thiếu trong kết cấucủa ô tô Nó phụ thuộc nhiều vào sự tiến bộ khoa học kỹ thuật, yêu cầu kỹ thuật củatừng loại ô tô

Trong thời gian học tập tại trường, em đã được thầy cô trang bị cho nhữngkiến thức cơ bản về chuyên môn Để tổng kết và đánh giá quá trình học tập và rènluyện, em được khoa cơ khí động lực giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án môn họcvới nội dung: “Tìm hiểu hệ thống treo phụ thuộc” trên ô tô Em với kinh nghiệmcòn ít, lượng kiến thức chưa được phong phú, nhưng với sự chỉ bảo tận tình củathầy giáo VÕ VĂN HƯỜNG em đã cơ bản hoàn thành nội dung của đồ án

Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy VÕVĂN HƯỜNG, các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ tạo điều kiện để em hoànthành đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng …năm …

Sinh viên thực hiện

TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TREO PHỤ THUỘC TRÊN Ô TÔ1.1 Chức năng, yêu cầu và phân loại

a Công dụng của hệ thống treo

Hê thống treo thực hiện các nhiệm vụ chung sau:

- Liên kết mềm giữa thân xe và bánh xe, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tácdụng lên thân xe và đảm bảo bánh xe lăn êm trên đường;

- Truyền lực từ bánh xe lên thân xe và ngược lại, để xe có thể chuyển động, đồngthời đảm bảo sự dịch chuyển hợp lí vị trí của bánh xe so với thùng xe;

- Dập tắt nhanh dao động của mặt đường tác dụng lên thân xe

b Phân loại chung hệ thống treo

- Theo kết cấu tổng quát, hệ thống treo được phân loại như sau:

 Hệ thống treo phụ thuộc có các bánh xe cùng một cầu được bắt trên mộtdầm cầu cứng, khi một bánh xe chuyển vị so với thùng xe, bánh xe bênkia sẽ chuyển vị phụ thuộc;

 Hệ thống treo độc lập có sự chuyển vị của các bánh xe trên cùng một cầu

là độc lập đối với thùng xe (khi một bánh xe chuyển vị, không xảy ra sựchuyển vị liên kết của bánh xe còn lại)

- Có độ võng động đủ để không sinh ra va đập lên các ụ đỡ;

- Có hệ số cản thích hợp để dập tắt dao động giữa vỏ xe và cầu xe;

- Khi quay vòng hoặc khi phanh thì vỏ ôtô không bị nghiêng quá giới hạn cho

- Đảm bảo sự tương ứng giữa động học của các bánh xe với động học của dẫnđộng lái.

1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo

- Bộ phận hướng: Dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển tương đốicủa các bánh xe với khung hay vỏ ôtô Bộ phận hướng dùng để truyền các lựcdọc, lực ngang cũng như các mômen từ bánh xe lên khung hay vỏ ôtô Đối với

sơ đồ bố trí chung ở hình 1.1 thì bộ phận hướng bao gồm đòn treo, thanh giằng.

- Bộ phận đàn hồi: Dùng để truyền các lực thẳng đứng và giảm tải trọng động khiôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng nhằm đảm bảo độ êm dịu cần

thiết Ở hình 1.1 bộ phận đàn hồi là các lò xo trụ.

- Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát ở hệ thống treo (gồm ma sát giữa các lá

nhíp và các khớp nối) sinh ra lực cản để dập tắt nhanh dao động của ôtô Ở hình 1.1 bộ phận giảm chấn là các giảm chấn ống thuỷ lực đặt trong lò xo trụ.

Hình 1.1 Hệ thống treo với bộ phận đàn hồi là các lò xo trụ

1.3 Hệ thống treo phụ thuộc.

Hệ thống treo treo phụ thuộc được sử dụng với các bộ phận đàn hồi: nhíp lá, lò

xo xoắn, khí nén Thường gặp hệ thống treo treo này trên xe tải, buýt, các loại ô tôcon có tính cơ động cao

1.3.1 Sơ đồ, nguyên lý làm việc.

a Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.2 Treo sau xe Volvo 343/360

2 Giảm chấn 7 Đòn truyền lực

3 Thanh ổn định 8 Nhíp lá

4 Giá đõ thân xe 9 Đầu quay trước

b Nguyên lý làm việc

Khi ô tô chạy trên đường, do mặt đường không bằng phẳng làm cho khung

xe dao động theo phương thẳng đứng (nhờ bộ phận dẫn động của xe), bộ phận đànhồi (nhíp lá), bộ phận giảm chấn, được bắt với khung xe nên khi khung xe dao độnglàm cho hai bộ phận này dao động theo Khi đó sẽ có sự chuyển hoá năng lượng từ

cơ năng sang nhiệt năng, vì vậy dao động sẽ tắt dần

Bộ phận đàn hồi (nhíp lá) do các nhíp được ép sát vào nhau nên khi nhíp dao

Bộ phận giảm chấn (giảm xóc): Là bộ phận hấp thụ năng lượng cơ học giữabánh xe và thân xe Ngày nay thường sử dụng loại giảm chấn thuỷ lực có tác dụnghai chiều trả và nén Ở hành trình nén của giảm chấn (bánh xe dịch chuyển đến gầnkhung xe) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung Ở hànhtrình trả (bánh xe dịch chuyển ra xa khung), giảm chấn giảm bớt xung lực va đậptruyền từ bánh xe lên khung Ở hành trình này giảm chấn giảm bớt xung lực va đậpcủa bánh xe lên đường tạo điều kiện đặt “êm” bánh xe trên nền đường và giảm bớtphản lực truyền ngược từ mặt đường tác dụng vào thân xe

Thanh ổn định: Khi xe chuyển động trên nền đường không bằng phẳng hoặcquay vòng, dưới tác dụng của lực ly tâm hoặc độ nghiêng của khung xe, phản lựcthẳng đứng của hai bánh xe trên một cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng của thùng

xe và làm xấu khả năng truyền lực dọc lực bên của bánh xe với mặt đường Nhờthanh ổn định sẽ san đều phản lực thẳng đứng ở hai bánh giúp cho xe chuyển động

ổn định hơn

Ngoài ra còn có bộ phận dồn truyền lực có tác dụng truyền một phần tảitrọng của khung xe xuống cầu

 Nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc:

- Khối lượng phần không được treo (phần liên kết bánh xe) là rất lớn, đặc biệt ởtrên cầu chủ động Khi ôtô di chuyển trên những con đường không bằng phẳng,tải trọng sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không được treo với phầnđược treo, sẽ làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động Mặt khác bánh xe vađập mạnh trên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường;

- Khoảng không gian phía dưới sàn ôtô phải lớn, để đủ bảo đảm cho dầm cầu thayđổi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ôtô sẽ lớn và sẽ làm giảm đi thể tíchchứa hàng hóa sau ôtô;

- Sự nối cứng giữa hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên các trạng thái điểnhình về động học, nếu bố trí hệ thống treo này cho cầu trước dẫn hướng, sẽ làmxấu đi tính ổn định trong khi chuyển động trên đường không bằng phẳng

 Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc:

- Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định, do vậy độ mòn lốp xeít;

- Khi chịu lực bên (ly tâm, đường ngang, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng làmhạn chế hiện tượng trượt bên của bánh xe;

- Công nghệ chế tạo đơn giản; Số lượng các chi tiết ít; Dễ tháo lắp, sửa chữa vàbảo dưỡng; Giá thành thấp

1.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc có hệ thống đàn hồi là nhíp lá

Kết cấu của loại này gồm: Dầm cầu, nhíp lá và giảm chấn

Hình 1.3 Hệ thống treo phụ thuộc có bộ phận đàn hồi là nhíp lá

Mắt sau của lá nhíp gắn vào giá treo di động của khung xe Khi bánh xe sauleo mô đất hay sụp ổ gà, bộ lá nhíp sẽ co, duỗi, thay đổi chiều dài, giá treo di động

sẽ đáp ứng được sự thay đổi này

Cầu chủ động sau được gắn treo tại trung tâm hai bộ nhíp lá nhờ hai đôi đai

ốc bu lông Trên khung xe có gắn vấu hạn chế (Bumper) đề phòng nhíp lá chạmkhung xe khi xóc mạnh

1 Giảm chấn 6 Cơ cấu phanh

3 Thanh ổn định ngang 8 Đòn dọc dưới

4 Dầm cầu 9 Vỏ cầu

5 Đòn dọc trên

Hình 1.4 Hệ thống treo phụ thuộc lò xo xoắn

Trong kết cấu này, mỗi bánh xe có một lò xo xoắn và một bộ giảm xóc Cácbánh xe có thể nhún nhảy làm co hay giãn lò xo nhưng không được phép xê dịchqua phải qua trái hay dịch tới lui Vì vậy cầu xe được tăng cường thêm bốn tay đòn:Hai tay đòn trên và hai tay đòn dưới Lò xo xoắn bố trí giữa đế tựa nơi thân haykhung xe, và đế tựa nơi tay đòn dưới hoặc vỏ cầu xe

1.4 Hệ thống treo độc lập

a Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.5 Cầu trước xe OPEL KA DET C

b Nguyên lý làm việc

Toàn bộ hệ thống treo trước đặt trên giá treo nhằm tạo thuận lợi cho việc lắpráp Các đòn ngang nối với giá treo nhờ các khớp trụ đặt nghiêng vào trong xe.Trong lò xo trụ có ụ cao su hạn chế hành trình Giảm chấn đặt trên đòn ngang trênnhằm giảm tải cho đòn ngang dưới Thanh ổn định đặt ở trước cầu xe và nối với hệcủa hệ treo bằng đòn thẳng đứng qua các đệm cao su Kết cấu này làm giảm ma sáttại đầu thanh ổn định mà vẫn cho phép đầu ngoài của thanh ổn định di chuyển tự do

Khi xe chuyển động do mặt đường không bằng phẳng làm cho khung xe daođộng theo phương thẳng đứng Nhờ có giảm chấn (giảm xóc) và bộ phận đàn hồi (lòxo) dao động sẽ nhanh chóng được dập tắt nhờ có sự chuyển hoá năng lượng từ cơnăng thành nhiệt năng

 Ưu điểm

- Khối lượng không được treo nhỏ nên xe chạy êm hơn;

- Các lò xo không liên quan đến việc định vị bánh xe, vì thế có thể sử dụng cácloại lò xo mềm.Vì không có trục nối giữa các bánh xe bên phải và bên trái nênsàn xe và động cơ có thể hạ thấp xuống Điều này có nghĩa trọng tâm của xe sẽ

hạ thấp hơn

 Nhược điểm

- Cấu tạo phức tạp

1.5 Kết cấu cụ thể của các chi tiết

1.5.1 Bộ phận đàn hồi

a Nhíp lá

Nhíp lá được cấu tạo bởi các lá nhíp dẹt tiết diện hình chữ nhật, có độ dài vàbán kính cong khác nhau, xếp chồng lên nhau Tiết diện của bộ nhíp, theo phươngtải, phù hợp với tiets diện của dầm chịu uốn, do vậy chiều dày bộ nhíp ở giữa lớnhơn hai đầu Các lá nhíp được bắt chặt với nhau và chống xô dọc bằng bu lông tâmnhíp, chống xô ngang bằng các quang nhíp phụ Bộ nhíp được liên kết với khung xe

qua chốt quay, giá đỡ

Các lá nhíp được chế tạo với bán

kính cong khác nhau Bán kính cong của

các lá nhíp ở trên lớn hơn phía dưới

Khi bắt chặt chúng với nhau, xuất hiện

các lá nhíp ứng suất dư (ứng suất lắp

ráp) Giá trị ứng suất dư ban đầu ngươc

với giá trị ứng suất sinh ra khi chịu tải

Điều này cho phép các lá nhíp có độ bền

cao khi làm việc

Bộ nhíp có độ cứng theo phương

dọc lớn, cho phép truyền tải dọc theo lá

nhíp (lực kéo hay lực phanh) và đảm

nhận vai trò như thanh nối truyền lực

của bộ phận dẫn hướng

Nhíp lá có trọng lượng lớn Trong quá trình làm việc, ma sát sinh ra giữa các

lá nhíp thay đổi Ma sát trong bộ nhíp cần được hạn chế nhòe bôi trơn bằng mỡ chì nhằm giảm mài mòn và tránh tăng quá mức độ cứng

 Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, chịu được tải trọng lớn;

- Đóng vai trò cả giảm xóc và giảm chấn;

- Sửa chữa và bảo dưỡng dễ dàng

Hình 1.6 Cấu tạo bộ nhíp lá

1 Tai nhíp 2 Bu lông tâm nhíp

3 Quang phụ 4 Quang treo

 Nhược điểm

- Dập tắt dao động không được nhanh và êm dịu;

- Chiếm diện tích không gian lớn, do đó khoảng không gian phải lớn làm tăng chiều cao của xe dẫn đến tính ổn định không cao;

- Khối lượng nhíp lớn

b Lò xo xoắn

 Lò xo thường

Lò xo được làm từ dây thép lò xo đặc biệt, được quấn thành ống Khi đặt tải lên

lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do lò xo bị nén Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ, và va đập được giảm bớt

Hình 1.7 Lò xo xoắn ốc thông dụng

 Lò xo cải tiến

Khi lò xo được làm từ dây thép có đường kính không đổi thì biến dạng của lò xo

sẽ thay đổi tỉ lệ thuận với lực tác dụng Điều này có nghĩa nếu lò xo mềm, nó sẽ không đủ cứng để chịu tải trọng lớn và ngược lại nếu lò xo đủ cứng để chịu tải lớn thì nó lại giảm tính êm dịu chuyển động khi tải nhỏ

Lò xo có đường kính dây khác nhau Lò xo có bước Lò xo côn

khác nhau

Hình 1.8 Lò xo cải tiến

 Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn;

- Có lực nội ma sát nhỏ, ít phải bảo dưỡng chăm sóc trong quá trình sử dụng;

- Phải có hệ thống đòn để truyền lực đẩy và giữ cho xe được thăng bằng khi

xe chuyển động trên đường bằng phẳng cũng như đi qua đường vòng

c Thanh xoắn

Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó đểcản lại sự xoắn Một đầu thanh xoắn được bắt chặt vào khung hay một dầm nào đócủa thân xe, đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắn Thanh xoắn cũng đượcdùng làm thanh ổn định

 Ưu điểm: mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn sovới các phần tử đàn hồi khác, nên hệ thống treo có thể nhẹ hơn Ngoài ra, cách

bố trí hệ thống treo đơn giản

 Nhược điểm: không có năng kiểm soát được dao động, vì vậy cần phải dùnggiảm chấn kèm với nó

Hình 1.9 Thanh xoắn

1.5.2 Bộ phận dẫn hướng

a Hệ thống treo phụ thuộc với nhíp lá

Hệ thống treo sử dụng nhíp lá có các đặc trưng sau

- Nhíp lá đóng vai trò vừa là bộ phận đàn hồi, vừa là bộ phận dẫn hướng;

- Khoảng cách giữa hai vết bánh xe ít thay đổi;

- Khả năng truyền lực bên thông qua dầm cầu;

- Khối lượng của phần không được treo lớn, dễ phát sinh va đạp và có thể ảnhhưởng đến độ êm dịu chuyển động;

- Kết cấu dầm cầu cứng đặt dưới thân xe, chiếm không gian lớn, trọng tâm xecao

Hệ thống treo phụ thuộc nhíp lá thường dùng cho các xe tải và xe buýt trungbình và lớn, xe 2 cầu chủ động khả năng việt dã cao

b Hệ thống treo phụ thuộc lò xo xoắn

Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi là lò xo trụ cũng có thể được bố trí

ở cầu bị động hoặc ở cầu chủ động Vì lò xo trụ chỉ có khả năng chịu lực theophương thẳng đứng nên ngoài lò xo trụ phải bố trí các phần tử của bộ phận dẫnhướng

Đối với kết cấu ở Hình 1.4 là loại sử dụng ba thanh giằng dọc và một thanh

giằng ngang làm các phần tử của bộ phận dẫn hướng Các thanh giằng này đều cómột đầu bắt với cầu xe bằng các khớp bản lề có cao su và một đầu còn lại bắt vớikhung cũng bằng các khớp bản lề có cao su

1.5.3.1 Khái niệm và phân loại

Giảm chấn trên HTT là bộ phận được bố trí nằm giữa bánh xe và thân xedùng để hấp thụ nhanh năng lượng dao động (cơ năng) của thân xe Các loại giảmchấn sử dụng trên xe: giảm chấn đòn, giảm chấn ống Giảm chấn làm việc với haihành trình nén và trả

Khi bánh xe đi lại gần thân xe được gọi là hành trình nén, còn ngược lại làhành trình trả Giảm chấn có thế tác dụng một chiều hay hai chiều Phổ biến gặp ở ô

tô là giảm chấn tác dụng hai chiều cả ở hành trình trả và hành trình nén

Ngày nay hầu hết các xe đều sử dụng loại giảm chấn ống Các dạng giảmchấn ống bao gồm:

Hình 1.10 Giảm chấn hai lớp vỏ.

1 Bạc dẫn hướng trục; 2 Lỗ dầu bôi trơn; 3 Phớt làm kín;

4 Nắp; 5 Trục giảm chấn; 6 Piston và cụm van;

7 Vỏ trong ; 8 Vỏ ngoài ; 9 Cụm van bù;

I ; III Van dầu về; I; IV van thoát

 Nguyên lý làm việc

Khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng, bộ phận đàn hồi tạo chobánh xe và khung xe dao động theo phương thẳng đứng với nhíp xe, làm piston dịchchuyển trong xi lanh, có hai hành trình nén và trả

Hành trình bánh xe và khung xe tiến lại gần nhau gọi là hành trình nén Piston

di chuyển từ trên xuống dưới, ép dầu trong buồng B qua van thoát lên buồng A.Dầu từ buồng B không thể chảy hết lên buồng A vì cần đẩy đi sâu vào trong xi lanhchiếm không gian trong buồng A, bởi vậy một phần dầu từ buồng B chảy qua vanthoát xuống buồng C Khi piston nén nhẹ, áp lực dầu không đủ lớn để ép van ép mở,dầu chảy qua khe hở giữa đế và van thoát để xuống buồng C

Hành trình bánh xe và khung xe ra xa nhau là hành trình trả về Piston di

Dầu từ buồng A thắng lực cản lò xo, mở van dầu hút để chảy xuống buồng B.Đồng thời dầu từ buồng C chảy qua van vào để trở lại buồng B Ở hành trình trở về,với vận tốc dịch chuyển nhỏ của piston, áp lực dầu không đủ lớn để mở van

dầu về, mà chỉ tạo nên dòng dò giữa van và piston để chảy xuống khoang B Lựccản chảy của dầu ở hành trình trở về lớn hơn hành trình nén

Như vậy khi bánh xe và khung xe dao động, dầu trong bộ giảm chấn lưu thôngrất chậm qua các van nên cần đẩy piston luôn chịu tác động của lực cản Ma sát sinh

ra trong bộ giảm chấn do chất lỏng lưu thông và ma sát giữa piston và xi lanh gây

ra nhiệt làm nóng bộ giảm chấn Như vậy cơ năng được chuyển thành nhiệt năng.Mức độ mở của các van phụ thuộc vào biên độ và tần số dao động, nên bộ giảmchấn dập tắt các dao động một cách từ từ, êm dịu

b Giảm chấn một lớp vỏ

Lấy một kiểu đại diện là kiểu bộ giảm chấn DuCarbon, nó được nạp khí nitơ áp suấtcao (20 – 30 kgf/cm2)

 Cấu tạo

Trong xy lanh, buồng nạp khí và buồng chất lỏng được ngăn cách bằng một “piston

tự do” (nó có thể chuyển động lên xuống tự do)

Hình 1.11 Giảm chấn một lớp vỏ kiểu DuCarbon