Tải bản đầy đủ

thuyet minh do an khai thac ky thuat he thong treo camry 2 4g (1)

1
Mục lục
M c l cụ ụ 1
DANH M C CÁC B NGỤ Ả 2
Ch ng Iươ 4
T NG QUAN CÁC LO I H TH NG TREO TRÊN XE Ô TÔỔ Ạ Ệ Ố 4
H th ng treo c l p trên hai òn ngangệ ố độ ậ đ 27
CH NG IIIƯƠ 32
CH N OÁN B O D NG H TH NG TREOẨ Đ Ả ƯỠ Ệ Ố 32
XE CAMRY 2.4G 32
3.3.2.2.2.B ph n àn h iộ ậ đ ồ 48
TT 48
K T LU NẾ Ậ 51
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Tổng quan hệ thống treo xe CAMRY2.4G ………………………………….10
Hình 2-1: Cơ cấu treo độc lập loại hai đòn …………………………………………….12
Hình 2-2: Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá. ……………………………………….13
Hình 2-3: Sơ đồ nguyên lý kết cấu của hệ thống treo khí nén ……………………… 15
Hình 2-4: Sơ đồ hệ thống treo bán tích cực xe Porsche 959………………………… 16
Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý các loại hệ thống treo tích cực………………………… 18
Hình 2-6: Kết cấu bộ nhíp. ……………………………………………………………20

Hình 2-7: Các phương án bố trí nhíp phụ…………………………………………… 21
Hình 2-8: Các sơ đồ lắp đặt lò xo trong hệ thống treo ……………………………… 22
Hình 2-9: Các dạng kết cấu của thanh xoắn ………………………………………… 23
Hình 2-10: Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu………………………………………… 24
Hình 2-11: Phần tử đàn hồi khí nén loại ống ………………………………………… 25
Hình 2-12: Hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại đòn - ống ………………….26
Hình 2-13: Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại nến ………………….26
Hình 2-14: Sơ đồ bố trí giảm chấn ống ……………………………………………… 27
Hình 2-15: Sơ đồ kết cấu hệ thống treo trước. ……………………………………… 29
Hình 2- 15 hệ thống treo độc lập hai đòn ngang ………………………………………30
Hình 2- 16: Kết cấu thanh xoắn ……………………………………………………… 31
2
Hình 2-17: Kết cấu giảm chấn …………………………………………………………33
Hình 2- 18 .Các kiểu thanh ổn định ……………………………………………………34
Hình 3-1: Tiêu chuẩn về độ bám đường ……………………………………………….37
Hình 3-2: Qúa trình biến đổi Z
đ
theo t, và mật độ sác xuất…………………………….38
Hình 3-3: Sơ đồ đo độ ồn ngoài ……………………………………………………….41
Hình 3-4: Sơ đồ nguyên lý bộ gây rung thuỷ lực. ……………………………………42
Hình 3-5: Sơ đồ nguyên lý bệ thử giảm chấn và đồ thị kết quả……………………… 44
Hình 3-6: Các khả năng hư hỏng trong giảm chấn ……………………………………45
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3-1: Các thông số độ ồn cho phép của ECE …………………………………….35
Bảng 3-2: Các thông số độ ồn ngoài cho phépp của Việt Nam 1999…………………. 36
3
LỜI NÓI ĐẦU
Kể từ khi ra đời đến nay ngành cơ khí động lực không ngừng phát triển và đạt
được nhiều thành tựu to lớn.
Ngày nay cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp
ôtô đã chế tạo ra nhiều loại ôtô với hệ thống treo có tính năng kỹ thuật rất cao để đảm bảo
vấn đề an toàn và tính cơ động của ôtô.
Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được giao đề tài ”Chẩn đoán bảo dưỡng kỹ
thuật hệ thống treo xe toyota CAMRY 2.4G”. Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống
được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ
thống treo của ôtô CAMRY 2.4G nói riêng, từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên
môn.
Nội dung phần thuyết minh chuyên đề bao gồm:
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN.
CHƯƠNG II : KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG TREO.

CHƯƠNG III: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG KĨ THUẬT HỆ THỐNG TREO
TOYOTA CAMRY 2.4G.
Được sự hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo NGUYỄN CÔNG TUẤN, cùng
với sự nổ lực của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đồ án này. Vì thời gian và
kiến thức có hạn nên trong tập đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Vì
4
vậy em mong các thầy, cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để đề tài của em được hoàn
thiện hơn.
.
Hà nội, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện.
Nguyễn Thanh Tùng
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN CÁC LOẠI HỆ THỐNG TREO TRÊN XE Ô TÔ
1.1.Những vấn đề chung về hệ thống treo.
1.1.1.Nhiệm vụ
- Tiếp nhận và dập tắt các dao động của mặt đường với ô tô.
- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh.
- Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe trong mọi điều
kiện chuyển động
1.1.2.Công dụng
Hệ thống treo được hiểu ở đây là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc
vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây:
+ Tạo điều kiện thực hiện cho bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng
với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động êm dịu, hạn chế tới mức có thể chấp
nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh xe như lắc ngang, lắc dọc.
+ Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc và lực bên.
+ Xác định động học chuyển động của bánh xe, truyền lực kéo và lực phát sinh ra do
ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, lực bên và các mômen phản lực đén gầm và thân
xe.
+ Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đường không bằng
phẳng.
+ Khi ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao
động và các va đập trên xe để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định.
5
1.1.3.Yêu cầu
Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa khung xe và khung vỏ cần thiết phải mền
nhưng cũng phải đủ khả năng truyền lực, quan hệ này phải được thực hiện ở các yêu cầu
chính sau đây:
+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sự dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe
chạy trên các loại đường khác nhau).
+ Bánh xe có thể dịch chuyển trong một thời hạn nhất định.
+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích chính của hệ thống treo
là làm mền theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và
động lực học chuyển động của bánh xe.
+ Không gây nên tải trọng lớn các mối lien kết với khung, vỏ.
+ Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp hư hỏng bất thường.
Đối với xe con (minibus) chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau:
+ Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.
+ Có khả năng chống rung và chống ồn từ bánh xe lên khung, vỏ xe tốt.
+ Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều
khiển nhẹ nhàng.
1.1.4. Cấu tạo hệ thống treo.
Để đảm bảo công dụng như đã nêu ở trên hệ thống treo thường có 3 bộ phận chủ yếu:
- Bộ phận đàn hồi: nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng tác
dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại. Bộ phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu là một
chi tiết (hoặc 1 cụm nhi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo xoắn, thanh xoắn) hoặc
bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo bằng khí hoặc thuỷ khí).
- Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằng cách
biến năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra ngoài. Việc biến năng lượng dao động
thành nhiệt năng nhờ ma sát. Giảm chấn trên ô tô là giảm chấn thuỷ lực, khi xe dao động,
chất lỏng trong giảm chấn được pittông giảm chấn dồn từ buồng nọ sang buồng kia qua
các lỗ tiết lưu. Ma sát giữa chất lỏng với thành lỗ tiết lưu và giữa các lớp chất lỏng với
nhau biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả ra ngoài.
6
- Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức là đảm bảo cho bánh xe
chỉ dao động trong mặt phẳng đứng, bộ phận hướng còn làm nhiệm vụ truyền lực dọc,
lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe.
1.2.Giới thiệu chung về oto toyota camry 2.4G
1.2.1.Thông số kĩ thuật xe toyota camry 2.4G
Hộp số 5 số tự động
Kích thước tổng thể ( Dài x rộng x cao) mm 4.825 x 1.820 x 1.480
Chiều dài cơ sở mm 2.775
Chiều rộng cơ sở Trước/sau mm 1.575 / 1.565
Động cơ
Kiểu
I4, 16 van, DOHC,
VVT -i
Dung tích công tác cc 2.362
Công suất tối đa
(SAE Net)
Hp/rpm 165/ 6000
Mô men xoắn tối
đa (SAE Net)
Kg.m/rpm 22,8/4.000
Khung xe
Hệ thống treo
Trước
McPherson với thanh
xoắn và thanh cân bằng
Sau
Đòn kép với thanh xoắn
và thanh cân bằng
7
Hệ thống phanh
Trước Đĩa thông gió 16inch
Sau Đĩa 15inch
Dung tích bình
nhiên liệu
lít 70
Vỏ và mâm xe 215/60R16, mâm đúc
1.2.2 Giới thiệu về hệ thong treo xe toyota camry 2.4

Hình 1.1 Tổng quan hệ thống treo xe toyota CAMRY2.4G
CAMRY 2.4G được trang bị giảm sóc thế hệ mới và hiện đại:
- Hệ thống treo trước được trang bị hệ thống treo độc lập, thanh xoắn và thanh cân
bằng. Với một loạt ưu điểm là tăng độ vững tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ êm
dịu chuyển động. Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng
momen con quay. Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và
ổn định của xe.
- Hệ thống treo sau đòn kép thanh xoắn và thanh cân bằng. Với kết cấu này Trọng
lượng nhỏ, giá thành rẻ, dễ chế tạo.Kết cấu gọn, đơn giản.Chiếm ít không gian có thể bố
8
trí chiều cao than xe.Mức độ hấp thụ năng lượng lơn so với các phần tử đàn hồi khác nên
hệ thống treo có thể làm nhẹ hơn
1.3.Nhiệm vụ - phạm vi – phương pháp nghiên cứu.
1.3.1.Nhiệm vụ:
+ chẩn đoán
+Bảo dưỡng
+ Xây dựng quy trình chẩn đoán sửa chữa.
1.3.2.Phạm vi nghiên cứu
+ loại xe toyota camry 2.4G năm 2010
+ hệ thống treo xe treo trước McPherson với thanh xoắn và thanh cân bằng
Treo sau đòn kép với thanh xoắn và thanh cân bằng.
+ xây dựng quy trình bảo dưỡng sửa chữa.
1.3.3.Phương pháp nghiên cứu.
Nghiên cứu lý thuyết và kinh nghiệm sủa chữa thực tế tại cơ sở sản xuất
9
CHƯƠNG II
KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2.4 G
2.1.Giới thiệu chung
2.1.1. Phân loại
Hiện nay có nhiều loại hệ thống treo khác nhau. Nếu phân loại theo sơ đồ bộ phận
dẫn hướng thì hệ thống treo được chia ra hai loại: hệ thống treo độc lập và hệ thống treo
phụ thuộc.
2.1.1.1. Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập là hệ thống treo được đặc trưng cho dầm cầu cắt (không
liền) cho phép các bánh xe dịch chuyển độc lập
- Ưu điểm :
+ Nó cho phép tăng độ võng tỉnh, độ võng động, do đó tăng độ êm dịu chuyển
động của xe .
+ Nó cho phép giảm dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay.
+ Tăng khả năng bám đường, cho nên tăng được tính ổn định và điều khiển.
-Nhược điểm : Có kết cấu phức tạp, đắt tiền đặc biệt với cầu chủ động.
Hình 2-1: Cơ cấu treo độc lập loại hai đòn.
1- Lò xo; 2- Tay đòn dưới; 3-Bản lề; 4- Trục; 5- Giảm xóc;
6- Cân bằng ngang; 7,9- Đệm cao su; 8- Trụ của bộ cân bằng;
10- Ngõng quay; 11- Trục của cơ cấu treo phía trước.
10
2.1.1.2. Hệ thống treo phụ thuộc
Là hệ thống đặc trưng dùng với dầm cầu liền. Bởi vậy, dịch chuyển của các bánh xe
trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau. Việc truyền lực và mô men từ bánh xe lên khung có thể
thực hiện trực tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh đòn.
- Ưu điểm :
+ Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ trong khi đảm bảo hầu hết các yêu cầu của hệ
thống treo khi tốc độ không lớn.
-Nhược điểm :
+ khi tốc độ lớn không đảm bảo tính ổn định và điều khiển so với hệ thống treo
độc lập.
Hình 2-2: Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá.
1- Nhíp lá; 2- Vòng kẹp; 3- Chốt nhíp; 4- Quang treo; 5- Giá đỡ;
6- Giảm chấn; 7- Ụ tỳ; 8- Khung xe; 9- Quang nhíp; 10- Dầm cầu.
Ngoài ra hệ thống treo còn phân loại theo phần tử đàn hồi và theo phương pháp
dập tắt dao động.
Theo loại phần tử đàn hồi, chia ra:
+Loại kim loại, gồm: nhíp lá, lò xo xoắn, thanh xoắn
+Loại cao su: chịu nén hoặc chịu xoắn
+Loại khí nén và thuỷ khí
Theo phương pháp dập tắt dao động:
+Loại giảm chấn thuỷ lực: Tác dung một chiều và hai chiều
11
+Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: Ma sát trong bộ phận đàn hồi và trong bộ phận
dẫn hướng.
2.1.1.3. Hệ thống treo khí nén
Hệ thống treo khí nén, thuỷ lực – khí nén được sử dụng như một khả năng hoàn
thiện kết cấu ôtô. Tuy vậy với các loại ôtô khác nhau: ôtô con, 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 hệ thống treo này cho phép giữ chiều cao thân xe ổn định so
với mặt đường với các chế độ tải trọng khác nhau.
Hệ thống treo khí nén dùng trên ôtô được hình thành trên cơ sở khả năng điều chỉnh
độ cứng của buồng đàn hồi khí nén (ballon) theo chuyển dịch của thân xe. Sơ đồ nguyên
lý kết cấu của một hệ thống đơn giản được trình bày trên hình 2-3.
Sự hình thành bộ tự động điều chỉnh áp suất theo nguyên lý van trượt 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 đổi khoảng cách giữa
thân xe và bánh xe. Van trượt cơ khí thông qua đòn nối dịch chuyển vị trí các con trượt
chia khí trong block. Khí nén từ hệ thống cung cấp đi tới các ballon và cấp thêm khí nén.
Hiện tượng cấp thêm khí nén kéo dài cho tới khi chiều cao thân xe với bánh xe trở về vị
trí ban đầu.
Khi giảm tải trọng hiện tượng này xảy ra tương tự, và quá trình van trượt 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 và bánh xe (hay giá đỡ bánh xe) bằng tín hiệu điện (thông số
đầu vào). Tín hiệu được chuyển về bộ vi xử lý 7. Các chương trình trong bộ vi xử lý làm
việc và thiết lập yêu cầu điều chỉnh bằng tín hiệu điện (thông số đầu ra). Các tín hiệu đầu
ra được chuyển tới các van điện từ trong block chia khí nén, tiến hành điều chỉnh lượng
cấp khí nén cho tới lúc hệ thống trở lại vị trí ban đầu.
12
Hình 2-3: Sơ đồ nguyên lý kết cấu của hệ thống treo khí nén.
1- Bánh xe; 2- Ballon khí; 3- Thân xe; 4- Giá đỡ; 5- Van trượt cơ khí; 6- Cảm biến vị trí;
7- Bộ vi xử lý; 8- Bộ chia khí nén; 9- Bình chứa khí nén.
2.1.1.4. Hệ thống treo tích cực
Các bộ phận đàn hồi truyền thống: nhíp lá, lò xo xoắn ốc, thanh xoắn, giảm chấn
thuỷ lực có đặc tính tuyến tính và được coi là hệ thống đàn hồi “thụ động”. Xuất phát từ
các yêu cầu hoàn thiện hệ thống treo ngày nay đã và đang hình thành các loại hệ thống
treo có chất lượng cao hơn.
a. Hệ thống treo bán tích cực:
Hệ thống treo bán tích cực là hệ thống có khả năng dập tắt nhanh dao động thẳng
đứng trong khoảng làm việc rộng, được tạo nên bởi sự điều khiển thông qua núm chọn
hay nhờ điều khiển điện tử.
Trên hình 2-4 là sơ đồ hệ thống treo có giảm chấn làm việc theo vị trí núm điều
khiển của ôtô Porsche 959. Tính chất điều chỉnh của dao động khi xe hoạt động được
chọn theo các chế độ đường định trước theo ý đồ sử dụng của lái xe, có thể là: thành phố,
xa lộ, liên tỉnh; đường ngắn, đường trường, đường đua. Ba chương trình hoạt động được
thiết lập sẵn phụ thuộc vào trạng thái làm việc của giảm chấn thông qua núm chọn trên
bảng điều khiển của xe. Lực cản của giảm chấn có thể tăng hay giảm tuỳ thuộc vào sự
13
tăng hay giảm của tốc độ dịch chuyển piston giảm chấn thông qua việc thay đổi các lỗ
van tiết lưu để thay đổi dòng chảy chất lỏng bên trong.
Hình 2-4: Sơ đồ hệ thống treo bán tích cực xe Porsche 959.
1- Đồng hồ tốc độ; 2- Núm chọn; 3- Bộ điều khiển điện tử;
4- Giảm chấn; 5- Block van điều khiển; 6- Cảm biến mặt đường;
Trên xe còn sử dụng ba chế độ điều chỉnh khoảng sáng gầm xe chọn sẵn bằng núm
chọn, bộ điều khiển điện tử 3 duy trì các khoảng làm việc trong vùng được thiết lập (hình
2-4b). Mục đích của hệ thống thiết lập và điều chỉnh chiều cao thân xe nhằm đảm bảo
khả năng hoạt động ở tốc độ cao, duy trì ổn định góc nghiêng ngang bánh xe, tối ưu hệ số
cản không khí, áp lực không khí tác dụng lên đầu xe.
Hệ thống là bán tích cực vì không thực hiện hoàn thiện các chế độ tự động:
- Không có cảm biến xác định lực trong giảm chấn.
- Không có khả năng tự chuyển sang chế độ làm việc khác, khi tốc độ dịch
chuyển của các piston giảm chấn vượt quá giá trị cho phép.
- Không điều chỉnh chế độ làm việc theo các thông tin của trạng thái làm việc tức
thời.
b. Hệ thống treo tích cực:
Hệ thống treo tích cực là hệ thống treo có khả năng điều chỉnh theo từng biến động
của trạng thái nhấp nhô nền đường và trạng thái chiều cao thân xe bằng các cảm biến và
điều khiển nhạy bén các ảnh hưởng động xảy ra. Khi có các lực động sinh ra, thông qua
các van điều chỉnh sẽ đáp ứng liên hệ nhanh (với nguồn năng lượng tương thích), các
môđun đàn hồi tạo nên phản ứng đúng nhằm đảm bảo các chế độ độ nghiêng thân xe theo
14
yêu cầu. Các hệ thống treo tích cực cơ bản hiện đang sử dụng trên ôtô được trình bày trên
hình 2-5.
Hệ thống đòi hỏi nhiều năng lượng nhất là kết cấu theo hệ thống Lotus (hình 2-5a).
Phần chính của thiết bị là bốn môđun thuỷ lực, bình tích năng bổ trợ, các phần chính này
luôn liên hệ với từng cảm biến tải trọng sinh ra giữa bánh xe và thân xe. Cảm biến tải
trọng cung cấp thông tin cho mạch điều khiển và đưa tải trọng đặt lên bánh xe về giá trị
tĩnh.
Nếu như một bánh xe vượt qua mô cao nằm trên mặt đường, tải trọng của bánh xe
tăng lên và bánh xe có xu bị hướng nâng cao lên gần thân xe. Trên hệ thống treo tích cực
khả năng tăng tải trọng cho bánh xe sẽ bị giảm bớt. Van tự động điều chỉnh trong môđun
sẽ tháo bớt chất lỏng ra khỏi xylanh nhờ đó bánh xe có khả năng đảm bảo ở giá trị tải
trọng tĩnh tức thời. Điều này có nghĩa là môđun đàn hồi của bánh xe không tác động
thêm tải trọng do ảnh hưởng của sự không bằng phẳng của mặt đường. Như vậy có thể
nói chỉ có bánh xe bị nâng cao để vượt qua mấp mô mà thân xe không bị gây nên tác
động xấu. Để thân xe không bị dịch chuyển khi vượt qua chướng ngại tiếp theo cần thiết
đưa thêm một mạch điều khiển phụ thuộc vào chiều cao hành trình bánh xe để giữ cho
thân xe ở vị trí thiết kế. Việc này đề ra yêu cầu cho hệ thống treo tích cực phải có khả
năng khắc phục chiều cao mấp mô bất kỳ theo thiết kế, với thời gian vô cùng ngắn (vài
miligiây). Thực hiện được điều đó cần tiêu hao công suất chừng 10kW để nâng cao tính
tiện nghi của ôtô con. Với ôtô tải nhỏ và ôtô buýt năng lượng tiêu thụ cho tự động điều
chỉnh còn cao hơn rất nhiều.
Hệ thống treo như thế có yêu cầu rất cao về quan hệ động học của thân xe với bánh
xe so với hệ thống treo thụ động truyền thống. Thân xe cần phải được giữ ổn định trong
khoảng làm việc rộng của bánh xe và bánh xe cần phải lăn theo hình dạng hình học của
mặt đường. Bởi vậy hành trình dịch chuyển của bánh xe đòi hỏi lớn hơn nhiều so với hệ
thống treo thụ động. Việc này còn liên quan tới sự thay đổi rất lớn của độ chụm bánh xe
xuất hiện ở hành trình nén và trả, đặc biệt là khi chuyển động thẳng.
15
Hình 2-5: Sơ đồ nguyên lý các loại hệ thống treo tích cực.
a- Hệ thống lutus; b- Hệ thống Wiliams; c- Hệ thống điều chỉnh với môđun đàn hồi thuỷ
lực có điều chỉnh áp suất thuỷ lực bổ trợ và lò xo đàn hồi xoắn ốc; d- Hệ thống Horvat;
1- Thân xe; 2- Cảm biến lực; 3- Cảm biến hành trình; 4- Bình tích năng; 5- Bơm cấp; 6-
Van điều khiển; 7- Xylanh dẫn hướng; 8- Cảm biến gia tốc; 9- Van tiết lưu; 10- Van tỷ
lệ; 11- Nguồn cấp khí; 12- Van phân phối khí; 13- Van điều hoà; 14- Bình chứa dầu; 15-
Piston van giảm chấn; 16- Lò xo xoắn ốc; 17- Môđun đàn hồi bổ sung.
Trên hình 2-5c là hệ thống tương tự hệ thống đàn hồi thuỷ khí nhưng chỉ điều
chỉnh chuyển dịch thân xe xuất hiện khi vượt mấp mô liên tục.
Hệ thống sử dụng ballon khí làm bộ phận đàn hồi, vì không đòi hỏi nhiều năng
lượng, được thể hiện trên hình 2-5d. Trên hệ thống đàn hồi thuỷ khí cần phải có bình tích
năng phụ để chứa chất lỏng có áp suất dư thừa, đảm bảo sự chuyển dịch theo yêu cầu của
thân xe. Lượng dầu này cũng nhận được từ bình tích năng chính với áp suất lớn nhất. Sự
khác nhau về áp lực giữa hai bình được thực hiện nhờ van tiết lưu.
Trên hệ thống đàn hồi bằng khí nén. Khí nén được cung cấp vào môđun lấy từ bình
chứa trung tâm (đảm bảo cả về thể tích và áp suất). Trong ballon khí nén, lượng khí tuy
lớn nhưng áp suất thấp hơn bình chứa trung tâm, do vậy ở bình chứa trung tâm cần thể
tích nhỏ và áp suất cao hơn, để có khả năng cấp khí vào các ballon tương ứng. So với loại
sử dụng môđun thuỷ - khí thì tổn thất năng lượng nhỏ hơn nhiều. Ngoài ưu điểm tiêu thụ
16
ít năng lượng, hệ thống này lại sử dụng hệ thống treo Mc.Pherson và còn có thể san đều
tải trọng theo lực bên nếu bố trí hợp lý ballon khí nén và giảm chấn (vị trí ballon khí nén
có thể nằm chéo hay giảm chấn nằm xiên đối xứng).
2.1.2. Cấu tạo chung của hệ thống treo
2.1.2.1 Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi nằm giữa thân xe và bánh xe (nằm giữa phần được treo và không
được treo). Với phương pháp bố trí như vậy, khi bánh xe chuyển động trên đường mấp
mô, hạn chế được các lực động lớn tác dụng lên thân xe, và giảm được tải trọng động tác
dụng từ thân xe xuống mặt đường.
Bộ phận đàn hồi có thể là loại nhíp lá, lò xo, thanh xoắn, buồng khí nén, buồng
thuỷ lực Đặc trưng cho bộ phận đàn hồi là độ cứng, độ cứng liên quan chặt chẽ với tần
số dao động riêng (một thông số có tính quyết định đến độ êm dịu). Muốn có tần số dao
động riêng phù hợp với sức khỏe của con người và an toàn của hàng hoá cần có độ cứng
của hệ thống treo biến đổi theo tải trọng. Khi xe chạy ít tải độ cứng cần thiết có giá trị
nhỏ, còn khi tăng tải cần phải có độ cứng lớn. Do vậy có thể có thêm các bộ phận đàn hồi
phụ như: nhíp phụ, vấu tỳ bằng cao su biến dạng,
2.1.2.2. Nhíp lá
Trên ôtô tải, ôtô buýt, rơmooc và bán rơmooc phần tử đàn hồi nhíp lá thường
được sử dụng.
Nếu coi bộ nhíp như là một dầm đàn hồi chịu tải ở giữa và tựa lên hai đầu, khi tác
dụng tải trọng thẳng đứng lên bộ nhíp cả bộ nhíp sẽ biến dạng. Một số các lá nhíp có xu
hướng bị căng ra, một số lá nhíp khác có xu hướng bị ép lại. Nhờ sự biến dạng của các lá
nhíp cho phép các lá có thể trượt tương đối với nhau và toàn bộ nhíp biến dạng đàn hồi.
Tháo rời bộ nhíp lá này, nhận thấy bán kính cong của chúng có quy luật phổ biến:
các lá dài có bán kính cong lớn hơn các lá ngắn. Khi liên kết chúng lại với nhau bằng
bulông xiết trung tâm, hay bó lại bằng quang nhíp một số lá nhíp bị ép lại còn một số lá
khác bị căng ra để tạo thành một bộ nhíp có bán kính cong gần đồng nhất. Điều này thực
chất là đã làm cho các lá nhíp chịu tải ban đầu (được gọi là tạo ứng suất dư ban đầu cho
các lá nhíp), cho phép giảm được ứng suất lớn nhất tác dụng lên các lá nhíp riêng rẽ và
17
thu nhỏ kích thước bộ nhíp trên ôtô. Như vậy tính chất chịu tải và độ bền của lá nhíp
được tối ưu theo xu hướng chịu tải của ôtô.
Hình 2-6: Kết cấu bộ nhíp.
1- Vòng kẹp; 2- Bulông trung tâm; 3- Lá nhíp; 4- Tai nhíp.
Một số bộ nhíp trên ôtô tải nhỏ có một số lá phía dưới có bán kính cong lớn hơn
các lá trên. Kết cấu như vậy thực chất là tạo cho bộ nhíp hai phân khúc làm việc. Khi
chịu tải nhỏ chỉ có một số lá trên chịu tải (giống như bộ nhíp chính). Khi bộ nhíp chính
có bán kính cong bằng với các lá nhíp dưới thì toàn thể hai phần cùng chịu tải và độ cứng
tăng lên. Như thế có thể coi các lá nhíp phía dưới có bán kính cong lớn hơn là bộ nhíp
phụ cho các lá nhíp trên có bán kính cong nhỏ hơn.
Trên các xe có tải trọng tác dụng lên cầu thay đổi trong giới hạn lớn và đột ngột,
thì để cho xe chạy êm dịu khi không hay non tải và nhíp đủ cứng khi đầy tải, người ta
dùng nhíp kép gồm: một nhíp chính và một nhíp phụ. Khi xe không và non tải chỉ có một
mình nhíp chính làm việc. Khi tải tăng đến một giá trị quy định thì nhíp phụ bắt đầu tham
gia chịu tải cùng nhíp chính, làm tăng độ cứng của hệ thống treo cho phù hợp với tải.
Nhíp phụ có thể đặt trên hay dưới nhíp chính, tuỳ theo vị trí giữa cầu và khung
cũng như kích thước và biến dạng yêu cầu của nhíp.
Khi nhíp phụ đặt dưới thì độ cứng của hệ thống treo thay đổi êm dịu hơn, vì nhíp
phụ tham gia từ từ vào quá trình chịu tải, không đột ngột như khi đặt trên nhíp chính.
1 2 3 4
18
Hình 2-7: Các phương án bố trí nhíp phụ.
a- Phía trên nhíp chính; b- Phía dưới nhíp chính;
1,12- Giá treo; 2- Vòng kẹp; 3,11- Giá đỡ nhíp phụ; 4- Quang nhíp; 5, 8- Nhíp chính;
6,9- Nhíp phụ; 10- Khung xe; 13- Tai nhíp.
Nhíp là loại phần tử đàn hồi được dùng phổ biến nhất, nó có các ưu - nhược điểm:
- Kết cấu và chế tạo đơn giản.
- Sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng.
- Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và một phần nhiệm vụ
của bộ phận giảm chấn.
- Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác, do thế
năng biến dạng đàn hồi riêng (của một đơn vị thể tích) nhỏ (nhỏ hơn của thanh xoắn 4 lần
khi có cùng một giá trị ứng suất: σ = τ). Theo thống kê, trọng lượng của nhíp cộng giảm
chấn thường chiếm từ (5,5 ÷ 8,0)% trọng lượng bản thân của ôtô.
- Thời hạn phục vụ ngắn: do ma sát giữa các lá nhíp lớn và trạng thái ứng suất
phức tạp (Nhíp vừa chịu các tải trọng thẳng đứng vừa chịu mômen cũng như các lực dọc
và ngang khác). Khi chạy trên đường tốt tuổi thọ của nhíp đạt khoảng (10 ÷ 15) vạn Km.
Trên đường xấu nhiều ổ gà, tuổi thọ của nhíp giảm từ (10 ÷ 50) lần.
2.1.2.3. Lò xo trụ
Lò xo trụ là loại được dùng nhiều ở ô tô du lịch với cả hệ thống treo độc lập và
phụ thuộc. So với nhíp lá, phần tử đàn hồi dạng lò xo trụ có những ưu - nhược điểm sau:
- Kết cấu và chế tạo đơn giản.
- Trọng lượng nhỏ.
19
- Kích thước gọn, nhất là khi bố trí giảm chấn và bộ phận hạn chế hành trình ngay
bên trong lò xo.
- Nhược điểm của phần tử đàn hồi loại lò xo là chỉ tiếp nhận được tải trọng thẳng
đứng mà không truyền được các lực dọc ngang và dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm
bộ phận hướng riêng.
Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính tuyến
tính. Có thể chế tạo lò xo với bước thay đổi, dạng côn hay parabol để nhận được đặc tính đàn
hồi phi tuyến. Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao nên ít dùng.
Có ba phương án lắp đặt lò xo lên ô tô là:
- Lắp không bản lề.
- Lắp bản lề một đầu.
- Lắp bản lề hai đầu.
Hình 2-8: Các sơ đồ lắp đặt lò xo trong hệ thống treo.
a- Không có bản lề; b- Bản lề một đầu; c- Bản lề hai đầu.
1 và 4- Thanh đòn; 2 và 5- Lò xo; 3 và 6- Bản lề.
Khi lắp không bản lề, lò xo sẽ bị cong khi biến dạng làm xuất hiện các lực bên và
mô men uốn tác dụng lên lò xo, khi lắp bản lề một đầu thì mô men uốn sẽ triệt tiêu, khi
lắp bản lề hai đầu thì cả mô men uốn và lực bên đều bằng không.
Vì thế trong hai trường hợp đầu, lò xo phải lắp đặt thế nào để ở trạng thái cân bằng
tĩnh mômen uốn và lực bên đều bằng không. Khi lò xo bị biến dạng max, lực bên và mô
men uốn sẽ làm tăng ứng suất lên khoảng 20% so với khi lò xo chỉ chịu lực nén max.
Lò xo được định tâm trong các gối đỡ bằng bề mặt trong. Giữa lò xo và bộ phận
định tâm cần có khe hở khoảng (0,02÷0,025) đường kính định tâm để bù cho sai số do
chế tạo không chính xác.
20
Để tránh tăng ma sát giữa các vòng lò xo và vành định tâm, chiều cao của nó cần
phải lấy bằng 1÷1,5 đường kính sợi dây lò xo và các vòng lò xo không được chạm nhau ở
tải trọng bất kỳ.
2.1.2.4. Thanh xoắn
- Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ, tải trọng
phân bố lên khung tốt hơn.
- Nhược điểm : Chế tạo khó khăn , bố trí lên xe nhỏ hơn do thanh xoắn thường có
chiều dài lớn hơn.
Thanh xoắn có thể có tiết diện tròn hay tấm dẹt, lắp đơn hay ghép chùm.
Hình 2-9: Các dạng kết cấu của thanh xoắn
a, b và e- Thanh xoắn tiết diện tròn loại đơn; d- Thanh xoắn tiết diện tròn ghép chum; c-
Thanh xoắn dạng tấm dẹt ghép chùm.
Thanh xoắn ghép chùm thường sử dụng khi kết cấu bị hạn chế về chiều dài.
Thanh xoắn được lắp nối lên khung và với bánh xe ( qua các đầu dẫn hướng )
bằng các đầu then hoa, then hoa thường có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng
90
0
.
2.1.2.5. Phần tử đàn hồi loại khí nén
Được dùng trên một số xe du lịch cao cấp hoặc trên ôtô khách , tải cở lớn.
- Ưu điểm :
+ Có thể tự động điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất
khí.
+ Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường.
21
+ Khối lượng nhỏ , làm việc êm dịu.
+ Không có ma sát trong phần tử đàn hồi.
+ Tuổi thọ cao.
- Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền.
+ Kích thước cồng kềnh.
+ Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập.
- Kết cấu : Phần tử đàn hồi có dạng bầu tròn hay dạng ống, vỏ bầu cấu tạo gồm
hai lớp sợi cao su, mặt ngoài phủ một lớp cao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm
kín, thành vỏ dày từ 3-5 mm.
-
Hình 2-10: Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu
1. Vỏ bầu ; 2. Đai xiết ; 3. Vòng kẹp;4. Lõi thép tăng bền;5.Nắp; 6. Bu lông.
22
Hình 2-11: Phần tử đàn hồi khí nén loại ống
1. Piston ; 2. Ống lót; 3. Bu lông; 4,7. Bích kẹp; 5. Ụ cao su;
6. Vỏ bọc; 8. Đầu nối ; 9. Nắp
2.1.2.6. Phần tử đàn hồi thuỷ khí
Được dùng trên các xe có tải trọng lớn hoặc rất lớn.
- Ưu điểm: Tương tự phần tử đàn hồi khí nén, ngoài ra còn có ưu điểm như:
+ Có đặc tính đàn hồi phi tuyến.
+ Đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn.
+ Kích thước nhỏ gọn hơn.
- Nhược điểm :
+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền.
+ Yêu cầu độ chính xác chế tạo cao.
+ Nhiều đệm làm kín.
- Kết cấu : Do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thuỷ khí có kết cấu kiểu xi
lanh kim loại và piston dịch chuyển trong đó . Xi lanh được nạp dầu như thế nào để
không khí không trực tiếp tiếp xúc với pittông. Tức là áp suất được truyền giữa piston và
khí nén thông qua môi trường trung gian là lớp dầu.
Dầu đồng thời có tác dụng giảm chấn khi tiết lưu qua các lỗ và van bố trí kết hợp
trong kết cấu.
Phần tử đàn hồi thuỷ khí có các loại sau: Có khối lượng khí không đổi hay thay
đổi; có hay không có buồng đối áp ; không điều chỉnh hay điều chỉnh được.
23
2.1.3. Bộ phận hướng
2.1.3.1. Bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc
Nếu phần tử đàn hồi là nhíp thì nhíp sẻ đảm nhận luôn vai trò của bộ phận hướng.
Nếu phần tử đàn hồi không thực hiện chức năng của bộ phận hướng thì người ta dùng cơ
cấu đòn 4 thanh hay chử V
2.1.3.2. Bộ phận hướng của hệ thống treo độc lập
Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận hướng được làm riêng rẽ.
Bộ phận đàn hồi thường là các lò xo trụ hay thanh xoắn, còn bộ phận hướng là các thanh
đòn.
Ngoài ra còn có các loại :
- Loại đòn-ống hay Macpherxon.
Hình 2-12: Hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại đòn - ống.
1,10-lốp xe;2,6- nối với khung xe;3,7- xilanh thuỷ lực;4,8- nối với gầm xe;5- lò xo.
- Loại nến
Hình 2-13: Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại nến.
1.lốp xe;2 lò xo;3 ống dẫn hướng
3
2
1
24
2.1.4. Bộ phận giảm chấn
Trên ôtô ngày nay thường sử dụng giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều
(trả và nén). Ở hành trình bánh xe dịch chuyển đến gần khung vỏ (gọi là hành trình nén
của giảm chấn), giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung. Ở
hành trình bánh xe đi xa khung vỏ (gọi là hành trình trả của giảm chấn), giảm chấn giảm
bớt xung lực va đập của bánh xe trên nền đường, tạo điều kiện đặt êm bánh xe trên nền
và giảm bớt phản lực truyền ngược từ mặt đường tới thân xe. Các giảm chấn ống hiện
đang dùng bao gồm:
- Theo kết cấu, có: giảm chấn loại đòn và loại ống.
- Theo tỷ số giữa các hệ số cản nén K
n
và hệ số cản trả K
t
, giảm chấn được chia ra
các loại: tác dụng một chiều, tác dụng hai chiều đối xứng, tác dụng hai chiều không đối
xứng.
Hiện nay phổ biến nhất là loại giảm chấn ống tác dụng hai chiều có đặc tính không
đối xứng và có van giảm tải. Tỷ số K
t
/K
n
= 2÷5. Hệ số cản nén được làm nhỏ hơn nhằm
mục đích giảm lực truyền qua giảm chấn lên khung khi bánh xe gặp chướng ngại vật.
Giảm chấn ống được bố trí trên ô tô như trên hình 1-14. Do được bố trí như vậy
nên lực tác dụng lên piston giảm chấn nhỏ và điều kiện làm mát giảm chấn rất tốt.
Hình 2-14: Sơ đồ bố trí giảm chấn ống.
1- Lốp xe; 2- Giảm chấn.3- Lò xo.4- đòn ngang.5-bộ truyền lực
Áp suất làm việc p
max
của giảm chấn ống chỉ khoảng (6÷8) MPa, thành giảm chấn
ống mỏng hơn nên nhẹ hơn giảm chấn đòn khoảng 2 lần.
Kết cấu và chế tạo giảm chấn ống cũng đơn giản hơn nên hiện nay giảm chấn ống
được sử dụng rộng rãi trên tất cả các loại ô tô.
1
2
3 4
5
25
2.1.5. Thanh ổn định ngang
Thanh ổn định ngang có tác dụng làm giảm góc nghiêng ngang thân xe, tức là làm
tăng tính chất chuyển động ổn định của ôtô. Trong ôtô, thanh ổn định ngang thường thấy
trên cả hai cầu của ôtô buýt, cầu trước (đôi khi cả trên cầu sau) của ôtô tải.
Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc giống như một thanh xoắn
đàn hồi. Có hai dạng bố trí:
- Các đầu chữ U nối với bánh xe (dầm cầu), còn thân thanh ổn định nối với thân
xe nhờ các ổ đỡ bằng cao su.
- Trên một số ôtô có dạng bắt ngược lại: hai đầu của chữ U nối với thân xe, thân
thanh ổn định ngang nối với dầm cầu cứng.
Thanh ổn định ngang chỉ chịu xoắn khi có sự sai lệch lực tác dụng lên hai đầu (gây
xoắn) của nó.
Khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng
của lực bên (lực ly tâm, gió bên, ), phản lực thẳng đứng của hai phần tử đàn hồi trên một
cầu thay đổi, một bên tăng tải và một bên giảm tải gây nên sự nghiêng thân xe. Thanh ổn
định ngang lắp trên ôtô được xem là bộ phận đàn hồi phụ với chức năng hạn chế sự
nghiêng thân xe. Với các ôtô có yêu cầu cao về tiện nghi đòi hỏi bộ phận đàn hồi (nhíp lá,
lò xo, thanh xoắn, ) có độ cứng nhỏ. Khả năng gây nên mômen chống lật của bộ phận
đàn hồi chính nhỏ, vì vậy cần thiết thêm vào hệ thống treo thanh ổn định ngang. Khi làm
việc ở các vùng góc nghiêng ngang thân xe gần giá trị giới hạn, mômen chống lật đảm
bảo cân bằng với mômen gây lật thì hệ thống treo không có mặt phần tử đàn hồi phụ
(thanh ổn định).
2.1.6. Các bộ phận khác
Ngoài các bộ phận kể trên, hệ thống treo của ôtô còn có các bộ phận khác:
- Vấu cao su tăng cứng: thường đặt trên nhíp lá và tỳ vào phần biến dạng của nhíp
lá, kết cấu này làm giảm chiều dài biến dạng của nhíp lá khi tăng tải. Vấu cao su vừa tăng
cứng vừa hạn chế hành trình làm việc của bánh xe (được gọi là vấu hạn chế hành trình).
Các vấu hạn chế hành trình trên thường được kết hợp với chức năng tăng cứng cho bộ
phận đàn hồi. Các vấu hạn chế hành trình này có khi được đặt trong vỏ của giảm chấn.

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×