Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống treo chủ động cho xe HYUNDAI AERO
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
MỤC LỤC
|
|
Trang |
|
Mục lục Lời nói đầu CHƯƠNG I: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1. Tổng quan về hệ thống treo 1.1.1) Giới thiệu chung về hệ thống treo 1.1.2) Các bộ phận cơ bản của hệ thống treo 1.1.3) Giới thiệu một số hệ thống treo. 1.1.4) Yêu cầu khi thiết kế hệ thống treo 1.2. Giới thiệu về ôtô HYUNDAI AERO 1.2.1) Đặc điểm của xe HYUNDAI AERO 1.2.2) Các thông số kỹ thuật của xe HYUNDAI AERO 1.2.3) Giới thiệu hệ thống treo khí của xe HYUNDAI BUS AERO 1.3. Lựa chọn phương án thiết kế CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1) Tính toán và kiểm tra phần tử đàn hồi khí nén 2.1.1) Xác định áp lực trong phần tử đàn hồi 2.1.2) Xác định độ cứng của hệ thống treo 2.1.3) Kiểm tra độ êm dịu của hệ thống treo. 2.1.4) Xây dựng đường đặc tính đàn hồi 2.2) Tính toán và kiểm tra bộ phận dẫn hướng 2.2.1) Khi lực kéo hay phanh cực đại. 2.2.2) khi lực ngang cực đại 2.3) Thiết kế giảm chấn có điều khiển 2.3.1) Kết cấu và nguyên lý làm việc của giảm chấn có điềukhiển. 2.3.2) Thiết kế giảm chấn có điều khiển CHƯƠNG III: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG TREO Kết luận Tài liệu tham khảo
|
1 2 |
LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống treo chủ động cho xe HYUNDAI AERO
Nền công nghiệp ôtô ngày càng lớn mạnh, đã cho ra đời nhiều mác kiểu xe có tính năng kinh tế kỹ thuật tiên tiến. Đó chính là sự phát triển mạnh mẽ của nghành khoa học nói chung và nghành động cơ đốt trong nói riêng. Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của các nghành khoa học kỹ thuật, các nghành kinh tế quốc dân, nên thu nhập của những người dân ngày càng tăng, làm cho mức sống của nhân loại được nâng lên rõ rệt, thể hiện là nhu cầu của con người ngày càng tăng lên. Đặc biệt là nhu cầu đi lại, nhu cầu vận chuyển hàng hoá, kéo theo các phương tiện giao thông ngày càng phát triển và hoàn thiện hơn.
Trong các phương tiện giao thông hiện đang được sử dụng trên thế giới cũng như ở Việt Nam thì phương tiện giao thông đường bộ được sử dụng nhiều nhất, mà phần lớn là ôtô do có nhiều ưu điểm hơn so với các loại phương tiện khác như: tính cơ động, nhanh gọn, giá thành vận chuyển rẻ (ở cự ly gần và trung bình)...
Cùng với những nhu cầu và đòi hỏi ngày càng cao của con người, thì tính tiện nghi của ôtô ngày càng phải hoàn thiện hơn. Đặc biệt là tính năng êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con người cảm giác thật thoải mái khi đi trên xe. Đối với các xe buýt và xe khách thì yêu cầu này càng phải đòi hỏi cao hơn và cần thiết.
Ngày nay, trên thế giới các nhà thiết kế đã đi xa trong việc phát triển hệ thống treo. Dựa trên sự kết hợp giữa khoa học chuyên nghành cơ bản với sự ứng dụng thành tựu về điện tử, tin học và kỹ thuật điều khiển mà hệ thống treo ngày càng hoàn thiện hơn về tính năng cũng như pham vi hoạt động của nó.
Hệ thống treo với phần tử đàn hồi khí nén kết hợp với cơ cấu chấp hành là các mạch điện tử chính là xu hướng phát triển của hệ thống treo hiện nay và trong tương lai. Nó làm việc dựa trên nguyên lý: Dùng các cảm biến để thu thập các thông số trong quá trình vận hành của xe (như: chế độ tải trọng, gia tốc dao động thẳng đứng, độ cao sàn xe ...), sau đó được mã hoá đưa về trung tâm sử lý các thông tin và thông báo cho cơ cấu chấp hành làm việc.
Hiện nay, ở Việt Nam cũng có một số loại xe sử dụng hệ thống treo khí nén, trong đó điển hình là xe Bus AERO của hãng HYUNDAI. Đây là một trong những dòng xe mới nhất vừa cho ra đời của hãng HYUNDAI với hệ thống hệ thống treo có sử dụng phần tử đàn hồi khí nén, đã đáp ứng được phần nào nhu cầu về độ êm dịu và nâng cao được tính tiện nghi của xe. Tuy nhiên, hệ thống treo này vẫn còn sử dụng bộ phận giảm chấn thường, nên các dao động của xe vẫn chưa được dập tắt một cách nhanh nhất. Để có được một hệ thống treo như mong muốn, với nội dung đề tài được giao em sẽ đi sâu vào thiết kế bộ phận giảm chấn có diều khiển, còn các bộ phận khác thì chỉ tính toán và kiểm tra lại.
Trong quá trình làm đồ án do thời gian có hạn, trình độ và kiến thức thực tế còn hạn chế, nên khó tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến và chỉ bảo của các thầy và bạn bè.
Đồ án được hoàn thành đúng tiến độ nhờ có sự gúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy trong bô môn, cùng sự đóng góp ý kiến của bạn bè. Đặc biệt là sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Văn Bang. Cho phép em gửi lời cám ơn, cùng với lòng biết ơn đến thầy TS. Nguyễn Văn Bang và các thầy trong bộ môn. Xin được cám ơn các bạn của tôi đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này.
CHƯƠNG I
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1.1 Tổng quan về hệ thống treo
1.1.1) Giới thiệu chung về hệ thống treo
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ xe với các cầu ( các bánh xe ) của ôtô và thực hiện các chức năng sau:
Khi ôtô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và các va đập tác dụng lên xe do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định.
Truyền lực kéo và lực phanh sinh ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, đến gầm và thân xe.
Đỡ thân xe trên các cầu và đảm bảo mối liên hệ hình học chính xác giữa thân và các bánh xe.
Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ chịu những dao động do bề mặt đường mấp mô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe, hàng hoá và đặc biệt là ảnh hưởng tới hành khách. Theo số liệu thống kê cho thấy, khi ôtô chạy trên đường xấu ghồ ghề, so với ô tô cùng loại chạy trên đường tốt bằng phẳng thì vận tốc trung bình giảm ( 40 ¸ 50)%, quãng đường chạy giữa hai kỳ đại tu giảm (35 ¸ 40)%, suất tiêu hao nhiên liệu tăng (50 ¸ 70)%, do vậy năng suất vận chuyển giảm (30¸40)%, giá thành vận chuyển tăng (50¸70)%. Ngoài ra, nếu con người phải chịu đựng lâu trong tình trạng xe chạy bị rung xóc nhiều dễ sinh ra mệt mỏi. Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động ô tô tới cơ thể người đều đi tới kết luận là nếu con người phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của ô tô sẽ mắc phải những bệnh về thần kinh và não. Vì vậy, tính êm dịu chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của xe.
Tính êm dịu của ô tô phụ thuộc vào kết cấu của xe và trước hết là hệ thống treo, phụ thuộc vào đặc điểm và cường độ kích thích, sau đó là phụ thuộc vào kỹ thuật của lái xe. Lực kích thích gây dao động có thể do sự không cân bằng của liên hợp máy hoặc do độ nhấp nhô của bề mặt đường không bằng phẳng. Nếu chỉ xét trong phạm vi khả năng chế tạo ô tô thì hệ thống treo mang tính chất quyết định đến độ êm dịu chuyển động của ô tô.
1.1.2) Các bộ phận cơ bản của hệ thống treo
Hệ thống treo của ôtô gồm có ba bộ phận cơ bản sau:
1.1.2.1) Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận dẫn hướng xác định động học chuyển động của bánh xe, và truyền các lực kéo, lức phanh, lực bên và các mô men phản lực của chúng lên khung hoặc vỏ xe.
a) Giữ nguyên động học của các bánh xe khi ô tô chuyển động
Điều này có nghĩa là khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng các góc đặt bánh xe, chiều rộng, chiều dài cơ sở phải giữ nguyên. Dịch chuyển của bánh xe theo chiều ngang ( thay đổi chiều rộng cơ sở) sẽ làm lốp mòn nhanh và tăng sức cản chuyển động ô tô trên các loại đường mềm. Dịch chuyển bánh xe theo chiều dọc (thay đổi chiều dài cơ sở) tuy có giá trị thứ yếu nhưng cũng gây nên sự thay đổi động học của truyền động lái. Thay đổi góc doãng a của bánh xe dẫn hướng là điều nên tránh nhất vì nó kèm theo hiện tượng mô men hiệu ứng con quay làm cho lốp bị “ vẫy” (lắc qua lắc lại nhanh). Ngoài ra, khi bánh xe lăn với góc nghiêng lớn sẽ làm mòn lốp, sinh ra phản lực ngang lớn và làm cho ô tô khó bám với đường.
b) Đối với bánh xe dẫn hướng nên tránh sự thay đổi góc nghiêng g
Do khi thay đổi góc g làm cho trụ đứng nghiêng về phía sau nên sự ổn định của ô tô sẽ kém. Khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng cũng làm thay đổi độ chụm A-B (thay đổi góc d). Góc d thay đổi sẽ làm thay đổi quỹ đạo chuyển động của ôtô làm cho ôtô không “bám” đúng đường.
c) Đảm bảo truyền các lực X,Y và các mô men MX , MY từ bánh xe nên khung mà không gây biến dạng rõ rệt hay không làm dịch chuyển các chi tiết của hệ thống treo.
d) Giữ đúng động học của truyền động lái
Động học của truyền động lái được giữ đúng nếu sự dịch chuyển thẳng đứng và sự quay quanh trụ đứng của bánh xe không phụ thuộc vào nhau.
e) Độ nghiêng của bánh xe trong mặt phẳng ngang phải bé
Bộ phận dẫn hướng có ảnh hưởng tới khoảng cách giữa các phần tử đàn hồi (gọi tắt là khoảng cách nhíp). Do bộ phận dẫn hướng mà ta có khoảng cách này lớn hay bé. Bộ phận dẫn hướng còn ảnh hưởng tới vị trí tâm của độ nghiêng bên.
g) Bộ phận dẫn hướng phải đảm bảo bố trí hệ thống treo trên ôtô thuận tiện
Bộ phận dẫn hướng phải đảm bảo bố trí hệ thống treo trên ôtô thuận tiện và không ngăn cản việc dịch chuyển động cơ về phía trước. Như thế có thể sử dụng khoảng không gian trong khoang xe. Bộ phận dẫn hướng có thể tăng độ êm dịu chuyển động nếu bố trí lại phần được treo hợp lý thì làm tăng mômen quán tính đối với trục ngang đi qua trọng tâm phần được treo.
h) Bộ phận dẫn hướng phải có kết cấu đơn giản và dễ sử dụng. Điều này phụ thuộc nhiều vào số khớp, số điểm phải bôi trơn của hệ thống treo và số các đăng (đối với bánh chủ động).
i) Trọng lượng bộ phận dẫn hướng và đặc biệt là phần không được treo phải bé
Muốn giảm nhiều phần trọng lượng không được treo khi thiết kế phải chuyển từ hệ thống treo phụ thuộc sang hệ thống treo độc lập. Khi giảm được trọng lượng phần không được treo sẽ làm tăng độ êm dịu cho xe.
Phần không được treo gồm truyền lực chính, vi sai, các nửa trục, vỏ cầu, cơ cấu phanh và phần nối nhíp với khung. Có nhiều cách để giảm phần khối lượng không được treo của xe như : có thể giữ hệ thống treo phụ thuộc mà vẫn giảm được phần không trọng lượng được treo nếu ta gắn truyền lực chính và vi sai lên khung hay thay nhíp bằng lò xo; Có thể tiếp tục giảm được phần không được treo hơn nữa nếu ta bỏ dầm cầu nối các bánh xe, tức là chuyển từ hệ thống treo phụ thuộc sang hệ thống treo độc lập và thay lò xo trụ bằng thanh xoắn.
1.1.2.2) Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi nhận và truyền lên khung (vỏ) các lực thẳng đứng của đường. Làm giảm tải trọng động khi xe chạy trên đường nhấp nhô, đảm bảo tính năng êm dịu của ôtô. Bộ phận đàn hồi gồm một hay một số phần tử đàn hồi và chia ra loại phần tử đàn hồi bằng kim loại ( nhíp, lò xo trụ, thanh xoắn), loại phần tử đàn hồi phi kim loại ( Vấu cao su, đệm khí, thuỷ khí).
a) Phần tử đàn hồi kim loại
* Nhíp
Nhíp được làm từ các lá thép cong gọi là lá nhíp, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn đến dài. Cụm lá này được kẹp chặt lại với nhau ở giữa bằng bu lông địng tâm hay đinh tán. Để giữ các lá nhíp không trượt ra khỏi vị trí người ta dùng kẹp ở một vài điểm để kẹp chúng lại với nhau. Cả hai đầu lá dài nhất ( lá chính) được uấn cong tạo thành mắt nhíp, được sử dụng để gắn nhíp vào khung vào một dầm nào đó chẳng hạn dầm bên.
Nhìn chung nhíp dài hơn thì mềm hơn. Nhíp nhiều lá hơn thì chịu tải lớn hơn, song nhíp sẽ cứng hơn, và tính êm dịu chuyển động sẽ kém hơn.
Tuy vậy, nhíp vẫn được dùng phổ biến nhất vì nhíp vừa là cơ cấu đàn hồi, vừa là cơ cấu dẫn hướng và một phần làm nhiệm vụ giảm chấn, nghĩa là thực hiện toàn bộ chức năng của hệ thống treo.
- Ưu điểm của nhíp: Kết cấu đơn giản, chắc chắn và rẻ tiền.do bản thân nhíp đã đủ độ cứng vững để giữ cầu xe ở vị trí chính xác, nên không cần sử dụng các thanh nối. Mặt khác, chế tạo và sửa chữa nhíp cũng đơn giản
- Nhược điểm của nhíp: Trọng lượng lớn, tuổi thọ thấp và có đường đặc tính là tuyến tính. Ngoài ra, việc bố trí nhíp ở bánh trước khó vì muốn đảm bảo độ võng tĩnh và độ võng động lớn thì phải làm nhíp dài mà càng daid cangc khó bố trí. Do nội ma sát nên nhíp khó hấp thụ những dao động nhỏ từ mặt đường. Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho những xe thương mại lớn, tải nặng và cần độ bền cao.
* Lò xo trụ
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.
Lò xo trụ chủ yếu được sử dụng trong ôtô du lịch làm bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ có thể có tiết diện tròn hay vuông.
- Ưu điểm của lò xo trụ: Nếu cùng một độ cứng và độ bền thì lò xo trụ có trọng lượng nhỏ hơn nhíp, khi làm việc giữa các vành lò xo không có ma sát như nhíp. Đồng thời không phải bảo dưỡng và chăm sóc như chăm sóc nhíp.
- Nhược điểm: Nó chỉ làm được nhiệm vụ đàn hồi, còn các nhiệm vụ dẫn hướng và giảm chấn phải do các bộ phận khác đảm nhận. Vì vậy, nếu kể chung cả hai bộ phận sau thì hệ thống treo với lò xo trụ lại phức tạp về kết cấu và sử dụng so với hệ thống treo loại nhíp.
* Thanh xoắn
Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó để cản lại sự xoắn. Một đầu thanh xoắn được bắt chặt vào khung hay một dầm nào đó của thân xe đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắn.Thanh xoắn cũng được dùng làm thanh ổn định.
- Ưu điểm của thanh xoắn: Mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn xo với các phần tử đàn hồi khác, nên hệ thống treo có thể làm nhẹ hơn. Ngoài ra, cách bố trí hệ thống treo đơn giản.
- Nhược điểm: Không có khả năng kiểm soát được dao động, vì vậy cần phải dùng giảm chấn kèm với nó.
b) Phần tử đàn hồi phi kim loại
* Phần tử đàn hồi loại khí
Phần tử đàn hồi loại khí có tác dụng nhiều trong các ôtô có khối lượng phần được treo lớn và thay đổi nhiều.
- Ưu điểm: Có thể tự động thay đổi độ cứng của hệ thống treo ( bắng cách thay đổi áp suất bên trong phần tử đàn hồi) để cho ứng với tải trọng tĩnh khác nhau thì độ võng tĩnh và tần số dao động riêng không đổi.
Giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ làm độ êm dịu chuyển động tốt hơn, một là giảm biên độ dịch chuyển của buồng lái trong vùng tần số thấp, hai là đẩy được vùng cộng hưởng xuống vùng tần số thấp hơn,giảm được gia tốc của buồng lái, và giảm được sự dịch chuyển của vỏ và bánh xe.
Đường đặc tính của hệ thống treo khí là phi tuyến và tăng đột ngột trong cả hành trình nén và trả, nên cho dù khối lượng của phần được treo và không được treo bị giới hạn do các dịch chuyển tương đối đi nữa thì độ êm dịu của hệ thống treo vẫn lớn.
Không có ma sát trong phần tử đàn hồi, phần tử đàn hồi có trọng lượng nhỏ và giảm được chấn động từ bánh xe lên buồng lái.
Ngoài ra, khi sử dụng hệ thống treo khí còn có thể thay đổi được vị trí của vỏ xe đối với mặt đường, nghĩa là thay đổi chiều cao chất tải và trong hệ thống treo độc lập có thể thay đổi khoảng sáng gầm xe.
* Phần tử đàn hồi loại thuỷ khí
Là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thuỷ lực và cơ cấu chấp hành là khí nén.
- Ưu điểm: Tần số dao động riêng thấp gần trạng thái tĩnh, cho phép có đường đặc tính đàn hồi như mong muốn.
Cả hai loại khí và thuỷ khí ngoài những ưu điểm nói trên còn có nhược điểm là phải có máy nén khí, bình chứa phụ, hệ thống van tự động điều chỉnh áp suất, do đó hệ thống treo phức tạp, chế tạo yêu cầu chính xác và giá thành còn rất cao. Dễ bị hư hỏng do ảnh hưởng của thời tiết (độ ẩm, nhiệt độ ...). Ngoài ra, ở hệ thống treo loại thuỷ khí loại ống còn có nhược điểm là khó làm kín và ma sát lớn.
*Phần tử đàn hồi loại cao su
Vấu cao su hấp thụ dao động nhờ sinh ra nội ma sát khi nó bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực.
-Ưu điểm:
+ Có độ bền cao, không cần bôi trơn, bảo dưỡng
+ Cao su có thể thu năng lượng trên một đơn vị thể tích lớn hơn thép 5¸10 lần
+ Trọng lượng bộ phận bằng cao su bé và đường đặc tính của cao su là phi tuyến tính nên dễ thích hợp với đường đặc tính mà ta mong muốn.
- Nhược điểm:
+ Suất hiện biến dạng thừa dưới tác dụng của tải trọng kéo dài, nhất là tải trọng thay đổi.
+ Thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ thay đổi, đặc biệt là độ cứng của cao su sẽ tăng lên khi làm việc ở nhiệt độ thấp.
+ Cần thiết phải đặt giảm trấn và bộ phận dẫn hướng.
Ưu khuyết điểm của cao su phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng cao su và công nghệ chế tạo.
1.1.2.3) Bộ phận giảm chấn
Bộ phận giảm chấn dùng để dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do ảnh hưởng của mặt đường không bằng phẳng. Lực cản trong hệ thống treo ảnh hưởng trực tiếp đến việc dập tắt các dao động của xe, các dao động này phát sinh khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng. Lực cản chính là lực ma sát trong các phần tử đàn hồi như : ma sát giữa các lá nhíp, giữa các bạc và chốt nhíp, ma sát trong các khớp của bộ phận dẫn hướng, ma sat trong các vật liệu của lốp và các chi tiết bằng cao su trong hệ thống treo, lực cản của giảm chấn. Để hệ thống treo vừa mềm mại và dập tắt nhanh dao động cần giảm ma sát cơ đến tối thiểu, để cho giảm chấn thuỷ lực đóng vai trò chính trong việc dập tắt các dao động.
Giảm chấn trên ôtô hiện nay chủ yếu là giảm chấn thuỷ lực nên ma sát giữa chất lỏng và các lỗ tiết lưu là ma sát chủ yếu để dập tắt các chấn động. Do đó, giảm chấn phải có các yêu cầu cơ bản sau:
+ Đảm bảo giảm trị số và sự thay đổi đường đặc tính của các dao động. Đặc biệt là:
- Dập tắt càng nhanh các dao động nếu tần số dao động càng lớn. Mục đích để tránh cho thùng xe khỏi bị lắc khi đi qua đường mấp mô lớn.
- Dập tắt chậm các dao động nếu ôtô chạy trên đường ít mấp mô.
- Hạn chế các lực truyền qua giảm chấn lên thùng xe.
+ Làm ổn định khi ôtô chuyển động trong các điều kiện đường sá khác nhau và điều kiện khí hậu khác nhau.
+ Có tuổi thọ cao, trọng lượng và kích thước nhỏ, giá thành hạ.
Ngoài các bộ phận cơ bản trên, ở một số xe còn có thêm bộ phận ổn định (phần tử đàn hồi phụ) nhằm giảm dao động bên khi xe quay vòng.
1.1.3) Giới thiệu một số hệ thống treo.
Các hệ thống treo có thể chia thành hai kiểu chính, dựa vào sự khác nhau về cấu tạo: hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.
1.1.3.1) Hệ thống treo phụ thuộc
Hệ thống treo phụ thuộc có những đặc điểm sau:
+ Số lượng các chi tiết ít, cấu tạo đơn giản. Vì vậy bảo dưỡng dễ dàng.
+ Đủ độ bền cho tải nặng, khi quay vòng thân xe chỉ nghiêng đi một ít.
+ Chỉ có một chút thay đổi về góc đặt bánh xe khi bánh xe dịc chuyển lên xuống. Do đó độ mòn của lốp ít hơn.
+ Khối lượng được treo lớn, nên tính êm dịu chuyển động kém.
+ Sự chuyển động cả các bánh xe bên phải và bên trái ảnh hưởng lẫn nhau, sự rung động và sự dao động dễ xảy ra hơn.
1) Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp
Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp gồm các lá nhíp và các bộ phận dùng để bắt chặt các phần tử đàn hồi bố trí dọc theo xe. Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp có hai loại: loại nửa elip và loại đảo lật.
+ Loại nửa elip: Phần khối lượng không được treo bắt chặt ở giữa nhíp còn hai đầu nhíp nối với phần không được treo của ôtô bằng các khớp.
1.Mõ nhíp
2.Dầm dọc
3.Cầu xe
5.Bulông quang nhíp
6.Nhíp
7.Quang treo
8.Gông
+ Loại đảo lật: Phần không được treo được nối với đầu nhíp bằng chốt, còn phần được treo nối với nhíp bằng quang nhíp và khớp quay.
2) Hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo
1: Giảm chấn
2: Lò xo
3: Bánh xe
4: Cầu
Loại này chủ yếu sử dụng ở các cầu sau chủ động của ôtô con. So với hệ thống treo loại nhíp thì lò xo có trọng lượng nhỏ hơn, tuổi thọ cao. Do có thể sử dụng lò xo có độ cứng nhỏ hơn nhíp nên tính êm dịu chuyển động tốt hơn. Song nó phải có thêm bộ phận dẫn hướng.
3) Hệ thống treo thăng bằng
1: Bộ nhíp
2,3: Đòn dẫn hướng
4: Trục
Hệ thống treo này được sử dụng trên các xe có ba cầu, để tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cầu giữa và cầu sau bằng nhau, người ta sử dụng hệ thống treo thăng bằng có phần tử đàn hồi là nhíp đóng vai trò đòn thăng bằng, nó không chịu các lực dọc và mômen phản lực. Các cầu được nối với khung bằng hệ đòn dẫn hướng 2 và 3 (thường một đòn 2 và hai đòn 3). Các lực dọc và các mômen truyền lên khung qua các đòn này.
Về mặt động học, bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo thăng bằng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Hạn chế đến mức thấp nhất độ dịch chuyển ngang của nhíp so với dầm cầu để các bề mặt làm việc của hệ thống nhíp và cầu ít bị mòn.
+ Giảm đến mức tối đa độ dịch chuyển góc của cầu, và điều đó ảnh hưởng tới sự hao mòn và độ bền lâu của các đăng.
1.1.3.2) Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập có các đặc điểm sau:
+ Khối lượng không được treo nhỏ, và đặc tính bám đường của các bánh xe tốt. Vì vậy, êm dịu chuyển động và tính ổn định tốt.
+ Do không có sự nối cứng giữa bánh xe bên trái và bên phải, nên có thể hạ thấp sàn xe và vị trí lắp động cơ. Có nghĩa là có thể hạ thấp trọng tâm xe và khoang hành khách cũng như khoang hành lý có thể được làm rộng hơn.
+ Cấu tạo phức tạp hơn.
+ Khoảng cách bánh xe và góc đặt bánh xe thay đổi cùng với sự dịch chuyển lên-xuống của các bánh xe.
+ Nhiều kiểu xe còn được trang bị thanh ổn định để giảm sự lắc ngang khi quay vòng và cải thiện các đặc tính ổn định, cùng các đặc tính khác. Tuỳ theo đặc tính dịch chuyển của bánh xe trong hệ thống treo độc lập có các loại sau: loại bánh xe dịch chuyển trong mặt phẳng ngang; trong mặt phẳng dọc; trong hai mặt phẳng; loại nến.
a) Hệ thống treo độc lập với cơ cấu dẫn hướng một đòn
Trong hệ thống treo độc lập một đòn, khi bánh xe bị nâng lên độ cao h thì mặt phẳng bánh xe bị lệch đi một góc l, vết bánh xe dịch đi một đoạn Dh, dẫn đến xuất hiện mômen hiệu ứng con quay, làm bánh xe dao động quanh trụ đứng, cho nên không thể sử dụng hệ thống treo này cho cầu dẫn hướng.
b) Hệ thống treo độc lập với cơ cấu dẫn hướng hai đòn dài bằng nhau
Trong hệ thống treo hai đòn dài bằng nhau hoàn toàn khắc phục được góc quay của bánh xe, nhưng vẫn còn tồn tại độ lệch vết bánh xe DL, lốp bị mòn nhiều.
c) Hệ thống treo độc lập với cơ cấu dẫn hướng hai đòn dài khác nhau.
Trong hệ thống treo này sẽ giảm được góc lệch l, độ lệch DL khi bánh xe bị nâng đến giátrị cực đại. Mômen hiệu ứng con quay nhỏ và bị “triệt tiêu” bằng mômen của các lực ma sát trong hệ thống treo.
2 đòn dài khác nhau Loại nến
d) Hệ thống treo với cơ cấu dẫn hướng loại nến
Cơ cấu dẫn hướng loại nến đảm bảo khi dịch chuyển bánh xe không làm thay đổi các góc đặt bánh xe a, g, d. Chiều rộng cơ sở B sẽ thay đổi một ít nhưng nhờ độ nghiêng của bánh xe dẫn hướng bù lại nên coi như không đổi. Trọng lượng phần không được treo loại này bé nhất. Ngoài ra, bộ phận dẫn hướng loại nến làm triệt tiêu hoàn toàn sự lắc của bánh xe (hiện tượng “vẫy” bánh xe) đối với trụ đứng. Vì vậy sẽ làm triệt tiêu mômen hiệu ứng con quay khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng. Tuy nhiên, hệ thống treo này cũng có một số nhược điểm sau:
+ Do thu gọn kết cấu của bộ phận dẫn hướng nên lực ngang và mômen do lực ngang ở bánh xe tác dụng lên cơ cấu đòn có giá trị lớn, nên tuổi thọ của cơ cấu giảm.
+ Độ tịch tiến hai chiều của bộ phận dẫn hướng lớn nên khó giảm ma sát trong bộ phận dẫn hướng cũng như khó đảm bảo độ kín.
+ Khó bố trí hệ thống treo lên ôtô, đặc biệt là khi xe có độ dịch chuyển lớn, nhất là đối với phần tử đàn hồi là lò xo xoắn ốc.
1.1.4) Yêu cầu khi thiết kế hệ thống treo
Độ võng tĩnh ft ( độ võng sinh ra do tác dụng của tải trọng tĩnh) phải nằm trong giới hạn đủ đảm bảo được các tần số dao động riêng của vỏ xe và độ võng động fđ (độ võng sinh ra khi ôtô chuyển động) phải đủ để đảm bảo vận tốc của ôtô trên đường xấu nằm trong giới hạn cho phép. Ở giới hạn này không có sự va đập lên bộ phận hạn chế.
Động học của các bánh xe dẫn hướng vẫn giữ đúng khi các bánh xe dẫn hướng dich chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng ( nghĩa là khoảng cách hai vết bánh trước và các góc đặt trụ đứng bánh xe dẫn hướng không thay đổi)
Dập tắt nhanh các dao động của vỏ và các bánh xe.
Giảm tải trọng động khi xe qua những đường gồ ghề.
1.2. Đặc điểm và các thông số kỹ thuật của xe HYUNDAI AERO
1.2.1) Đặc điểm của xe HYUNDAI AERO
Xe HYUNDAI AEROlà loại xe khách 45 chỗ ngồi (không kể hai chỗ cho lái phụ xe ). Đây là một trong dòng xe khách đời mới nhất của hãng HYUNDAI, với tính tiện nghi cao, gần như hoàn hảo nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại của con người thời hiện đại này. Bước vào nội thất của AERO sẽ làm bạn ngạc nhiên hơn khi thấy một thiết kế rộng rãi, không gian tối ưu với khoang để chân rộng, nóc xe cao.
Hệ thống ghế được thiết kế rộng rãi và cao giúp người ngồi thật thoải mái, an toàn kể cả khi xe có tải trọng lớn. Hệ thống điều hoà nhiệt độ hiệu quả cao đem lại cho bạn sự thoải mái dễ chịu mà bạn không phải bận tâm đến nhiệt độ bên ngoài trời. Ngoài ra, trên xe còn được trang bị giàn cassette với âm thanh trung thực, và màn hình ti vi với hình ảnh đẹp, sẽ giúp cho hành khách đi trên xe cảm thấy thật dễ chịu và thoải mái như đang ở nhà.
Trong khoang lái được thiết kế tối ưu của AERO, mỗi hệ thống đều có các bộ trợ lực giúp cho thao tác điều khiển xe của bạn thật an toàn và thoải mái. Hệ thống điều khiển và các công tắc được bố trí ở những vị trí thuận tiện nhất giúp cho bạn lái xe một cách hoàn toàn tự nhiên và thư thả.
Điều bất ngờ nhất là trên xe được trang bị hệ thống treo “lò xo khí nén”, tạo ra độ êm dịu chuyển động tuyệt vời cho xe. Hệ thống treo này đã tạo lên một tính tiện nghi thật hoàn hảo cho xe, giúp cho hành khách đi trên xe mà có cảm giác thoải mái và dễ chịu.
1.2.2) Giới thiệu hệ thống treo khí của xe HYUNDAI BUS AERO
Trên xe HYUNDAI AERO sử dụng hệ thống treo khí nén, với phần tử đàn hồi loại màng . Nó có ưu điểm là tần số dao động riêng thấp mà bình chứa không đòi hỏi phải lớn. Độ cứng của lò xo khí nén được điều khiển bởi sự đóng mở của các van, kết hợp với các bình chứa khí nén. Sơ đồ điều khiển độ cứng của lò xo khí nén được trình bày ở hình dưới:
1.Lò xo khí trước 2.Van khí nhỏ
3.Thùng chứa khí 4.Van từ tính
5.Van cân bằng 6.Van cung cấp khí
7.Thùng chứa khí 8.Lò xo khí sau
9.Đường ống dẫn khí 10.Van
* Nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp khí
Khí nén từ máy nén khí vào bình chứa chính, qua van phân phối khí nén rồi đến các van cân bằng, van từ tính, van khí nhỏ để đến thùng chứa khí của từng lò xo khí nén để cung cấp khí nén cho các lò xo khí làm việc.
* Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số van.
a) Van can bằng
Lò xo khí nén sử ụng van cân bằng để giữ độ cao của xe ở vị trí nhất định. Van cân bằng đặt ở trên khung xe để cung cấp hay thay đổi áp suất khí đến lò xo khí với các chế độ tải trọng khác nhau.
(*) Khi tăng tải
Cần van
Lò xo khí bị nén xuống dưới mức cân bằng, khi đó cần của van cân bằng được đẩy lên và tiếp đó mở van nạp, nhưng van xả đóng lại. Thùng xe được nâng lên tuỳ thuộc vào việc tăng áp lực khí vào lò xo khí nén từ thùng chứa.
(*) Vị trí không gài số
Van cân bằng cũng bị dịch chuyển dọc nếu thân xe cũng nâng lên do khí nén được hút vào lò xo khí. Cần van quay lại vi trí không gài số đóng van nạp khi thân xe quay về vị trí nghỉ. Kếp quả là đường khí vào của lò xo khí bị ngắt và lúc đó van xả ở vị trí đóng. Nếu van cân bằng ở vùng chết ( vùng không thay đổi), thì không có khí vào hay ra.
(*) Khi giảm tải
Lò xo khí được kéo dài ra và thân xe được nâng lên trên mức cân bằng. Khi đó cần của van cân bằng hạ xuống từ vị trí không gài số. Nếu cần tiếp tục hạ xuống thấp hơn vùng chết, van xả mở ra và van nạp đóng lại. Vì vậy áp lực khí trong lò xo khí giảm xuống, và thân được xe hạ xuống tới vị trí không gài số.
b) Van cung cấp
