LỜI NÓI ĐẦU
Trong đời sống kinh tế xã hội hiện nay, nhu cầu về chuyên chở hàng hoá và hành khách là rất lớn. Có rất nhiều phương tiện giao thông cùng tham gia giải quyết vấn đề này, một trong những phương tiện không thể thiếu được đó là ô tô. ở Việt Nam những năm gần đây số lượng ôtô lưu thông càng lớn, chủng loại càng phong phú và đa dạng : xe tải, xe khách, xe con. Chính vì vậy mà đòi hỏi chúng ta - những kĩ sư ôtô trong tương lai phải nhanh chóng nắm bắt được những công nghệ về sản xuất ôtô để từ đó cải tiến chất lượng của từng bộ phận của xe, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người, và tiến tới nội địa hoá và đẩy mạnh nền công nghiệp ôtô của đất nước cũng như giải quyết vấn đề việc làm cho người lao động.
Trên ôtô, hệ thống treo có vai trò hết sức quan trọng, nó quyết định đến ổn định chuyển động của bánh xe trên đường. Đối với xe con thì vấn đề này càng quan trọng hơn, vì xe con chạy ở vận tốc cao hơn nên đòi hỏi về ổn định chuyển động cao và đặc biệt là đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người đó là sự tiện nghi và thoải mái khi vận hành xe. Đề tài thiết kế mà em được giao là: “ Thiết kế hệ thống treo cho xe con ”. Trên cơ sở phân tích những ưu nhược điểm của từng loại hệ treo và yêu cầu bố trí cụ thể trên xe ,ta sẽ tính toán thiết kế hệ treo trước là hệ thống treo phụ thuộc.Yêu cầu của hệ treo đặt ra là phải xác định được tất cả kích thước của hệ thống treo, vị trí đặt các khâu khớp và các đòn sao cho đảm bảo về mặt động lực học và bố trí cụ thể trên xe được thuận tiện nhất cũng như đạt được độ êm dịu khi chuyển động là tốt nhất.Trong quá trình làm đồ án mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi được những sai sót em rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Trong quá trình làm em rất cám ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy Đồng Minh Tuấn đã giúp đỡ em rất nhiều.
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
1.1. CễNG DỤNG – PHÂN LOẠI – YấU CẦU
1.1.1. Công dụng.
+Hệ thống treo là hệ thống nối đàn hồi giữa bánh xe và khung xe,tạo điều kiện cho các bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng và hạn chế dịch chuyển theo các phương khác.
+ Hệ thống treo đảm nhận khả năng dập tắt dao động tạo nên khả năng bám của bánh xe với nền đường, nâng cao độ êm dịu.
1.1.2.Phân loại.
- Theo kết cấu hệ thống treo người ta chia ra : Hệ thống treo độc lập và hệ thống treo phụ thuộc .
+ Hệ thống treo độc lập dầm cầu được chế tạo rời và giữa chúng liên hệ với nhau bằng khớp nối , loại này được dùng trên một số xe du lịch.
+ Hệ thống treo phụ thuộc dầm cầu là một thanh liền được dùng phổ biến trên các xe vận tải và chở hành khách.
- Phân loại theo đặc tính nối mềm:Bằng phần tử đàn hồi kim loại, bằng khí nén, bằng thủy lực, liên hợp cơ-thuỷ khí.
1.1.3.Yêu cầu.
+ Đảm bảo nối mềm phù hợp với tính êm dịu chuyển động yêu cầu tức là hệ thống có tần số dao động riêng nằm trong giới hạn (60 ữ 120) lần/phút.
+ Giảm tối thiểu va đập cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lên khung.
+ Đảm bảo hệ số bám trung bình của các bánh xe với nền đường.
+ Dập tắt nhanh dao động của thân xe khi đi trên đường.
+ Trọng lượng phần không treo phải nhỏ.
+ Hạn chế đến mức nhiều nhất các chuyển động theo phương không mong muốn, nhất là ở các bánh xe dẫn hướng, nhằm đảm bảo tính điều khiển của ôtô.
+ Nghiêng ngang thùng xe nhỏ: ôtô con:6° ữ 8°; ôtô khách 6° ữ 12°; ôtô tải 6° ữ 12°
+ Tại các vị trí liên kết với khung vỏ không gây nên tải trọng lớn đảm bảo tuổi thọ của các liên kết.
+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kĩ thuật của xe như chạy được trên nhiều địa hình khác nhau .
+ Bánh xe có khả năng chuyển dịch trong một giới hạn không gian hạn chế.
+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp ý thỏa mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động lực học và động học của chuyển động bánh xe
+ Có độ bền cao, độ tin cậy lớn trong điều kiện sử dụng phù hợp với tính năng kỹ thuật , không gặp hư hỏng bất thường.
1.2. NGUYấN Lí LÀM VIỆC CHUNG CỦA HỆ THỐNG TREO
1.2.1. Nguyên líý làm việc của hệ thống treo phụ thuộc.
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 hướng của xe). Bộ phận đàn hồi (nhíp lá), bộ phận giảm chấn (giảm xóc) được bắt với khung xe nên khi khung xe dao động làm cho hai bộ phận này dao động theo.Khi đó sẽ có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nhiệt năng vì vậy dao động sẽ tắt dần.
- Bộ phận đàn hồi (nhíp lá) do các lá nhíp được ép sát vào nhau nhờ gông nên khi nhíp dao động sẽ sinh ra ma sát giữa các lá nhíp.Làm cho xe vừa chuyển động êm dịu và đao động cũng được rập tắt từ từ .
- Bộ phận giảm chấn (giảm xóc) : Là bộ phận hấp thụ năng lượng cơ học giữa bánh xe và thân xe. Ngày nay thường sử dung loại giảm chấn thủy lực có tác dụng hai chiều trả và nèn.ở hành trình nén của giảm chấn (bánh xe dịch chuyển đến gần khung xe) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung.ở hành trình trả (banh xe dịch chuyển ra xa khung) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập của bánh xe trên nền đường , tạo điều kiện đặt “êm” bánh xe trên nền đường và giảm bớt phản lực truyền ngược từ mặt đường tác dụng vào thân xe.
- Thanh ổn định :Khi xe chuyển động trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dười tác dụng của lực li tâm hoặc độ nhiêng của khung xe , phản lực thẳng 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 banh xe với mặt đường.Nhờ thanh ổn định sẽ san đều phản lực thẳng đứng ở hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định hơn.
Ngoài ra xe còn có bộ phận đòn truyền lực có tác dụng truyền một phần tải trọng của khung xe xuồng cầu.
1.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống treo độc lập.
Toàn bộ hệ thống treo trước đặt trên giá treo nhằm tạo thuận lợi cho việc lắp ráp .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 đạt tại đòn ngang trên nhắm giảm tải cho đòn ngang dưới .Thanh ổn định đặt ở trước cầu xe và nối với hệ của hệ treo bằng đòn thẳng đứng qua các đệm cao su.Kết cấu này làm giảm ma sát tại 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 dao động theo phương thẳnh đứng .Nhờ có giảm chấn (giảm xóc ) và bộ phận đàn hồi (lò xo) dao dộng sẽ nhanh chóng được rập tắt nhờ có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng thành nhiệt năng .
Thanh ổn định :Khi xe chuyển động trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dười tác dụng của lực li tâm hoặc độ nhiêng của khung xe , phản lực thẳng 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 banh xe với mặt đường.Nhờ thanh ổn định sẽ san đều phản lực thẳng đứng ở hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định hơn.
1.3. HỆ THỐNG TREO MAC PERSON .
* Đặc điểm của hệ treo Mac Person.
Hệ thống treo Mac person là một loại hệ thống treo với nhiều ưu điểm, bằng việc cải tiến nhược điểm lắp ráp của hệ thống treo cũ khi giảm số điểm gắn với khung xe từ 4 điểm ( 2 thanh đòn hình tam giác nằm song song với nhau, liên kết qua thanh nối) xuống còn 2 điểm với ống nhún là phần dẫn hướng của hệ thống chỉ còn một thanh đòn ngang dưới gắn với trục bánh xe, nó tạo ra sự đơn giản hóa của hệ thống treo đó là: Chỉ có thanh đỡ dưới, trụ chống mâm bánh, giảm chấn, lò xo....,vì vậy giá thành sản xuất rẻ, khoang động cơ của loại xe dẫn động cầu trước được giảm nhẹ và giải phóng không gian động cơ.
Trong đời sống kinh tế xã hội hiện nay, nhu cầu về chuyên chở hàng hoá và hành khách là rất lớn. Có rất nhiều phương tiện giao thông cùng tham gia giải quyết vấn đề này, một trong những phương tiện không thể thiếu được đó là ô tô. ở Việt Nam những năm gần đây số lượng ôtô lưu thông càng lớn, chủng loại càng phong phú và đa dạng : xe tải, xe khách, xe con. Chính vì vậy mà đòi hỏi chúng ta - những kĩ sư ôtô trong tương lai phải nhanh chóng nắm bắt được những công nghệ về sản xuất ôtô để từ đó cải tiến chất lượng của từng bộ phận của xe, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người, và tiến tới nội địa hoá và đẩy mạnh nền công nghiệp ôtô của đất nước cũng như giải quyết vấn đề việc làm cho người lao động.
Trên ôtô, hệ thống treo có vai trò hết sức quan trọng, nó quyết định đến ổn định chuyển động của bánh xe trên đường. Đối với xe con thì vấn đề này càng quan trọng hơn, vì xe con chạy ở vận tốc cao hơn nên đòi hỏi về ổn định chuyển động cao và đặc biệt là đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người đó là sự tiện nghi và thoải mái khi vận hành xe. Đề tài thiết kế mà em được giao là: “ Thiết kế hệ thống treo cho xe con ”. Trên cơ sở phân tích những ưu nhược điểm của từng loại hệ treo và yêu cầu bố trí cụ thể trên xe ,ta sẽ tính toán thiết kế hệ treo trước là hệ thống treo phụ thuộc.Yêu cầu của hệ treo đặt ra là phải xác định được tất cả kích thước của hệ thống treo, vị trí đặt các khâu khớp và các đòn sao cho đảm bảo về mặt động lực học và bố trí cụ thể trên xe được thuận tiện nhất cũng như đạt được độ êm dịu khi chuyển động là tốt nhất.Trong quá trình làm đồ án mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi được những sai sót em rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Trong quá trình làm em rất cám ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy Đồng Minh Tuấn đã giúp đỡ em rất nhiều.
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
1.1. CễNG DỤNG – PHÂN LOẠI – YấU CẦU
1.1.1. Công dụng.
+Hệ thống treo là hệ thống nối đàn hồi giữa bánh xe và khung xe,tạo điều kiện cho các bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng và hạn chế dịch chuyển theo các phương khác.
+ Hệ thống treo đảm nhận khả năng dập tắt dao động tạo nên khả năng bám của bánh xe với nền đường, nâng cao độ êm dịu.
1.1.2.Phân loại.
- Theo kết cấu hệ thống treo người ta chia ra : Hệ thống treo độc lập và hệ thống treo phụ thuộc .
+ Hệ thống treo độc lập dầm cầu được chế tạo rời và giữa chúng liên hệ với nhau bằng khớp nối , loại này được dùng trên một số xe du lịch.
+ Hệ thống treo phụ thuộc dầm cầu là một thanh liền được dùng phổ biến trên các xe vận tải và chở hành khách.
- Phân loại theo đặc tính nối mềm:Bằng phần tử đàn hồi kim loại, bằng khí nén, bằng thủy lực, liên hợp cơ-thuỷ khí.
1.1.3.Yêu cầu.
+ Đảm bảo nối mềm phù hợp với tính êm dịu chuyển động yêu cầu tức là hệ thống có tần số dao động riêng nằm trong giới hạn (60 ữ 120) lần/phút.
+ Giảm tối thiểu va đập cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lên khung.
+ Đảm bảo hệ số bám trung bình của các bánh xe với nền đường.
+ Dập tắt nhanh dao động của thân xe khi đi trên đường.
+ Trọng lượng phần không treo phải nhỏ.
+ Hạn chế đến mức nhiều nhất các chuyển động theo phương không mong muốn, nhất là ở các bánh xe dẫn hướng, nhằm đảm bảo tính điều khiển của ôtô.
+ Nghiêng ngang thùng xe nhỏ: ôtô con:6° ữ 8°; ôtô khách 6° ữ 12°; ôtô tải 6° ữ 12°
+ Tại các vị trí liên kết với khung vỏ không gây nên tải trọng lớn đảm bảo tuổi thọ của các liên kết.
+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kĩ thuật của xe như chạy được trên nhiều địa hình khác nhau .
+ Bánh xe có khả năng chuyển dịch trong một giới hạn không gian hạn chế.
+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp ý thỏa mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động lực học và động học của chuyển động bánh xe
+ Có độ bền cao, độ tin cậy lớn trong điều kiện sử dụng phù hợp với tính năng kỹ thuật , không gặp hư hỏng bất thường.
1.2. NGUYấN Lí LÀM VIỆC CHUNG CỦA HỆ THỐNG TREO
1.2.1. Nguyên líý làm việc của hệ thống treo phụ thuộc.
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 hướng của xe). Bộ phận đàn hồi (nhíp lá), bộ phận giảm chấn (giảm xóc) được bắt với khung xe nên khi khung xe dao động làm cho hai bộ phận này dao động theo.Khi đó sẽ có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nhiệt năng vì vậy dao động sẽ tắt dần.
- Bộ phận đàn hồi (nhíp lá) do các lá nhíp được ép sát vào nhau nhờ gông nên khi nhíp dao động sẽ sinh ra ma sát giữa các lá nhíp.Làm cho xe vừa chuyển động êm dịu và đao động cũng được rập tắt từ từ .
- Bộ phận giảm chấn (giảm xóc) : Là bộ phận hấp thụ năng lượng cơ học giữa bánh xe và thân xe. Ngày nay thường sử dung loại giảm chấn thủy lực có tác dụng hai chiều trả và nèn.ở hành trình nén của giảm chấn (bánh xe dịch chuyển đến gần khung xe) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung.ở hành trình trả (banh xe dịch chuyển ra xa khung) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập của bánh xe trên nền đường , tạo điều kiện đặt “êm” bánh xe trên nền đường và giảm bớt phản lực truyền ngược từ mặt đường tác dụng vào thân xe.
- Thanh ổn định :Khi xe chuyển động trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dười tác dụng của lực li tâm hoặc độ nhiêng của khung xe , phản lực thẳng 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 banh xe với mặt đường.Nhờ thanh ổn định sẽ san đều phản lực thẳng đứng ở hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định hơn.
Ngoài ra xe còn có bộ phận đòn truyền lực có tác dụng truyền một phần tải trọng của khung xe xuồng cầu.
1.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống treo độc lập.
Toàn bộ hệ thống treo trước đặt trên giá treo nhằm tạo thuận lợi cho việc lắp ráp .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 đạt tại đòn ngang trên nhắm giảm tải cho đòn ngang dưới .Thanh ổn định đặt ở trước cầu xe và nối với hệ của hệ treo bằng đòn thẳng đứng qua các đệm cao su.Kết cấu này làm giảm ma sát tại 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 dao động theo phương thẳnh đứng .Nhờ có giảm chấn (giảm xóc ) và bộ phận đàn hồi (lò xo) dao dộng sẽ nhanh chóng được rập tắt nhờ có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng thành nhiệt năng .
Thanh ổn định :Khi xe chuyển động trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dười tác dụng của lực li tâm hoặc độ nhiêng của khung xe , phản lực thẳng 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 banh xe với mặt đường.Nhờ thanh ổn định sẽ san đều phản lực thẳng đứng ở hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định hơn.
1.3. HỆ THỐNG TREO MAC PERSON .
* Đặc điểm của hệ treo Mac Person.
Hệ thống treo Mac person là một loại hệ thống treo với nhiều ưu điểm, bằng việc cải tiến nhược điểm lắp ráp của hệ thống treo cũ khi giảm số điểm gắn với khung xe từ 4 điểm ( 2 thanh đòn hình tam giác nằm song song với nhau, liên kết qua thanh nối) xuống còn 2 điểm với ống nhún là phần dẫn hướng của hệ thống chỉ còn một thanh đòn ngang dưới gắn với trục bánh xe, nó tạo ra sự đơn giản hóa của hệ thống treo đó là: Chỉ có thanh đỡ dưới, trụ chống mâm bánh, giảm chấn, lò xo....,vì vậy giá thành sản xuất rẻ, khoang động cơ của loại xe dẫn động cầu trước được giảm nhẹ và giải phóng không gian động cơ.
