ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ứng dụng CarSim Video mô phỏng HỆ THỐNG TREO TRƯỚC TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014

Mục Lục HỆ THỐNG TREO TRƯỚC TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014

·       Cấu tạo cơ bản của hệ thống^[3]

Hai bánh xe trái và phải được liên kết với nhau bằng một dầm cầu cứng. Hệ thống treo phụ thuộc có thể sử dụng nhíp làm bộ phận đàn hồi hoạc có thể dùng lò xo làm bộ phận đàn hồi.

- Bộ phận giảm chấn thường sử dụng là ống giảm chấn. Khi sử dụng nhíp thì nhíp làm bộ phận dẫn hướng đồng thời làm bộ phận đàn hồi. Khi sử dụng lò xo làm bộ phận đàn hồi thì có thêm bộ phận dẫn hướng riêng.

- Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp thì các lá nhíp được bó lại và có thể đặt trên hay dưới cầu xe.

·       Nguyên lý hoạt động^[2]

Khi ô tô chạy trên đưng do mặt đưng không bằng phẳng làm cho khung xe dao động theo phương thẳng đứng. Bộ phận đàn hồi (nhíp lá), bộ phân giảm chấn (giảm xóc) được bắt với khung xe nên khi khung xe dao động làm cho hai bộ phận này dao động theo.

- 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 dập 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 nén 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 (bánh 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.

·       Đặc điểm của hệ thộng treo phụ thuộc

a, Ưu điểm hệ thống treo phụ thuộc:

-        Cấu tạo hệ thống khá đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo trì bảo dưỡng.

-        Hệ thống treo phụ thuộc có độ cứng vững để chịu được tải nặng thích hợp cho các dòng xe tải hoặc bán tải.

-        Khi xe vào cua thì thân xe cũng ít bị nghiêng giúp người ngồi cảm giác ổn định, chắc chắn hơn.

-        Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng nhờ thế lốp xe ít bị bào mòn.

-        Về cơ bản hệ thống treo phụ thuộc thích hợp cho các dòng xe tải chở hàng nặng hoặc có thể lắp cho trục bánh sau ở các dòng xe phổ thông, xe con.

b, Nhược điểm

• Phần khối lượng không được treo lớn và hệ thống treo phụ thuộc có đặc thù cứng nhắc không có độ linh hoạt cho mỗi bánh nên độ êm của xe rất kém.

• Giữa bánh xe phải và trái mỗi khi chuyển động có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau thông qua hệ thống dầm cầu nên chúng dễ bị ảnh hưởng dao động và rung lắc qua lại lẫn nhau.

• Khi vào đoạn đường cua xe dễ bị trượt bánh nếu đi với tốc độ cao nhất là trong điều kiện mặt đường trơn trượt.

1.5.2 Hệ thống treo độc lập

Hình 1.12 Hệ thống treo độc lập

Khác với hệ thống treo phụ thuộc, ở hệ thống này, các bánh xe được gắn với thân xe một cách “độc lập” với nhau. Qua đó, hai đầu bánh xe có thể chuyển động riêng lẻ, dịch chuyển tự do mà không gây ảnh hưởng lẫn nhau. Nhờ vậy, các dao động từ mặt đường lên khung vỏ xe có thể được kiểm soát tốt hơn. Các kiểu hệ thống treo độc lập tiêu biểu là hệ thống treo MacPherson, hệ thống treo tay đòn kép (double wishbone), hệ thống treo đa liên kết (multi-link) ,…

So với hệ thống treo phụ thuộc, phần không được treo nhỏ nên khả năng bám đường của bánh xe cao, tính êm dịu chuyển động cao. Do không có dầm cầu liền nối thân xe nên có thể bố trị trọng tâm xe thấp đi, nhưng ngược lại hệ thống treo độc lập có cấu trúc và thành phần phức tạp hơn ,…

• Nguyên lý hoạt động^[2]

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.

• Ưu điểm

- Khối lượng phần không được treo nhỏ, đặc tính bám đường tốt của bánh xe tốt nên chuyển động êm dịu;

- Các lò xo không liên quan tới việc định vị bánh xe, vì thế có thể sử dụng các loại lò xo mềm;

- Vì không có trục nối giữa các bánh xe bên phải, bên trái nên sàn xe và động cơ có thể hạ thấp xuống, điều này có nghĩa là trọng tâm của xe hạ thấp hơn, nâng cao được vận tốc của xe.

• Nhược điểm

- Cấu tạo khá phức tạp, giá thành cao.

 

Chương 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG TREO TRÊN TOYOTA VIOS

2.1 Giới thiệu chung về xe Toyota vios 2014

Toyota Vios là dòng sedan phân khúc hạng B, được ra mắt từ năm 2002 tại Thái Lan. Nhà sản xuất lúc bấy giờ mong muốn luôn luôn tiến lên về vinh quang, do đó đã đặt cái tên Vios. Sau nhiều giai đoạn phát triển và đổi mới, ngày nay xe ô tô Vios là một trong những dòng xe Toyota được yêu thích nhất. Và đã trải qua các thế hệ:

Thế hệ đầu tiên (2002-2007): Tại Thái Lan, Indonesia, Singapore, Malaysia, Đài Loan và Brunei, xe Vios được trang bị loại 1.5L với động cơ 1NZ-FE VVT-i. Riêng ở Philippines, chiếc xe được cung cấp động cơ dung tích 1.3L 2NZ-FE. Cuối cùng, động cơ 1.3L 8A-FE và 1.5L 5A-FE thuộc xe Vios của Trung Quốc.

Xe Toyota Vios với các phiên bản J, E, S, và G, trong khi 4 phiên bản DLX, GL, GLX, và GLXI được cung cấp tại Trung Quốc.

Toyota Vios từ 2017 đến nay: Ngày càng được nâng cấp với nhiều tính năng vượt trội để cạnh tranh với nhiều dòng xe mới nổi lên trong phân khúc hạng B này, có thể kể đến: Hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống phân bổ lực phanh điện tử EBS, hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA,..với 3 phiên bản 1.5G CVT, 1.5E CVT và 1.5E MT cùng sử dụng động cơ 4 xylanh thẳng hàng, 16 van DOHC, Dual VVT-i.

Tuy mới trải qua 17 năm phát triển nhưng nhãn hiệu Toyota Vios ngày càng được khẳng định về chất lượng, độ tin cậy trong những đợt khảo sát, mức độ hài lòng của người tiêu dùng. Trái tim của Vios luôn được trang bị những động cơ mạnh mẽ và công nghệ mới nhất nhằm tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường, nhưng vẫn giữ được các đặc tính như khả năng tăng tốc, tốc độ tối đa, mức tiêu hao nhiên liệu.

Tại Việt Nam, Toyota Việt Nam phân phối mẫu xe Toyota Vios 2014 với 4 mẫu là 1.5G (số tự động), và các phiên bản 1.5E, 1.3J và Limo số sàn

 

Dưới đây là 1 số thông số cơ bản của xe Toyota vios 2014^[10]

Hộp số				Hộp số tự động vô cấp / CVT
Kích thước và trọng lượng
Kích thước tổng thể bên ngoài ( Dài x rộng x cao)				mm	4410 x 1700 x 1475
Chiều dài cơ sở				mm	2550
Chiều rộng cơ sở		Trước/sau		mm	1470 / 1460
Khoảng sáng gầm xe				mm	200
Bán kính vòng quay tối thiểu				m	5.1
Trọng lượng không tải				kg	1050
Trọng lượng toàn tải				kg	1500
Động cơ: 2NR-FE(1.5L)
Kiểu	Số xi lanh 4					Thẳng hàng VVT -i
Dung tích công tác			cc			1497
Công suất tối đa			kW (Mã lực) vòng/phút			80 (107)/6000
Mô men xoắn tối đa			Nm vòng/phút)			141/4200

 

Hệ thống treo	Trước		Độclập Macpherson/ Macpherson strut
	Sau		Dầm xoắn /Torsion beam
Hệ thống phanh	Trước		Đĩa thông gió Ventilated disc15″
	Sau		Đĩa 15 inch
Dung tích bình nhiên liệu		lít	42
Vỏ và mâm xe			185/60R15, mâm đúc

2.2 Các cụm, hệ thống chính của xe Toyota Vios^[4]

2.2.1. Động cơ

Động cơ phiên bản 1.5G của Toyota Vios là loại 1NZ-FE 4 xy lanh thẳng hàng, DOHC, Dual-VVT-i, tức là sẽ có 2 trục cam điều khiển thời điểm đóng mở van nạp, xả riêng biệt. Có thể thấy logo VVT-i ở trên nắp máy. Với công nghệ Dual-VVT-i, động cơ mới có cơ chế tác động thông minh thời điểm đóng mở cả xupap nạp và xupap xả, giúp tăng công suất, đồng thời thải khí xả sạch hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn. Mức tiêu thụ nhiên liệu cho 100km của khối động cơ này là 6,5 lít.

2.2.2. Hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực của xe thực hiện các chức năng truyền, ngắt và biến đổi cả về độ lớn lẫn chiều momen xoắn sinh ra bởi động cơ đến các bánh xe chủ động theo yêu cầu đáp ứng tốt nhất với lực cản bên ngoài. Hệ thống truyền lực bao gồm các cụm: ly hợp, hộp số, truyền lực chính, vi sai, các đăng.

2.2.3 Ly hợp

 Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, có lò xo ép hình đĩa, dẫn động cơ khí kiểu cáp. Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thể tận dụng kết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng. Mặt đáy của lò xo được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của lò xo được liên kết với vỏ. Mặt đỉnh của lò xo sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó.    

2.2.4 Các đăng

 Xe sử dụng các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa và Tripot để truyền lực cho bánh xe chủ động ở cầu trước (cầu chủ động dẫn hướng).

2.2.5. Hệ thống điều khiển

a. Hệ thống lái      

Hệ thống lái có chức năng: để thay đổi hướng chuyển động của xe tương ứng với sự điều khiển của lái xe và giữ hướng chuyển động của xe. Hệ thống lái trên xe Toyota Vios là hệ thống lái cơ khí với tay lái trợ lực thuỷ lực, giúp tay lái nhẹ hơn khi xe chạy ở tốc độ thấp và trở lại mức bình thường khi xe chạy ở tốc độ cao.

b. Hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe Toyota Vios bao gồm hệ thống phanh chân và phanh dừng.

- Hệ thống phanh chân có dẫn dộng phanh thuỷ lực trợ lực chân không, hai dòng chéo nhau, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở cả bánh trước và bánh sau. Bộ trợ lực phanh và xi lanh chính được ghép với nhau thành một khối. Ty đẩy của bàn đạp phanh, trước khi tác dụng vào pittông trong xi lanh chính có liên hệ với van phân phối của bộ cường hoá nên khi phanh lực tác dụng lên pittông xi lanh chính bao gồm cả lực của người lái và lực của bộ trợ lực phanh.

- Xe Toyota Vios còn được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS và hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD, giúp bánh xe không bị bó cứng và ổn định ngay cả khi phanh gấp trên đường trơn trượt.

c. Hệ thống treo

Hệ thống treo của xe Toyota vios là cơ cấu nối giữa khung xe với bánh xe. Hệ thống treo gồm có treo trước và treo sau:

Hệ thống treo trước của xe Toyota Vios là treo độc lập kiểu Mac Pherson bao gồm: một đòn ngang dưới (có đặt cơ cấu điều chỉnh), giảm chấn đặt theo phương đứng, một đầu giảm chấn gối trên khớp cầu ngoài của đòn ngang, một đầu bắt với khung xe (thường là tai xe).

d. Hệ thống điện

- Điện áp mạng: 12V;

- Máy phát: 12V-65A;

- Ắc quy (MF): 12V-35 (Ah).

- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn xi nhan, đèn phanh, đèn sương mù, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu,đèn báo nạp ác quy, đèn báo mức xăng thấp…

e. Phụ kiện khác

- Các thiết bị đo đạc hiển thị như: đồng hồ nhiên liệu, đồng hồ nhiệt độ nước làm mát, đồng hồ tốc độ, đồng hồ công tơ mét…

- Ghế sau của Toyota Vios 1.5G có thể ngả lưng điều khiển bằng điện nút điều khiển được bố trí cho người ngồi phía sau dễ dàng bấm nút cho ghế tự động ngả hay đứng lên theo ý muốn.

2.3 Hệ thống treo trên xe Toyota vios

Hệ thống treo trên xe ô tô Toyota Vios sử dụng kiểu độc lập Macpherson ở phía trước, phía sau là phụ thuộc kiểu dầm xoắn.

2.3.1 Hệ thống treo Macpherson

Hệ thống treo MacPherson phát triển mạnh khi kết cấu khung xe liên khối ngày càng sử dụng rộng hơn. Giảm xóc kiểu mới bỏ thanh đòn trên thay bằng lò xo cùng ống nhún, gắn với khung xe qua đệm cao su. Thay cho thanh ống ngang, người ta quay lại sử dụng thanh đòn hình tam giác có hai điểm tỳ. Lò xo được đặt lệch đi so với ống nhún và nghiêng vào phía trong, còn những cao su giảm chấn ở khớp tiếp xúc với khung được giữ nguyên. Những thay đổi này làm giảm đáng kể ma sát và độ mài mòn trong ống.

Có kết cấu 3 phần tử chính như những hệ thống treo khác đó là phần tử dẫn hướng, phần tử đàn hồi, phần tử giảm chấn.

Hình 2.1 Cấu tạo hệ thống treo Macpherson

Cấu tạo của hệ thống treo loại Macpherson bao gồm một đòn treo dưới 3. Đầu trong của đòn treo dưới được liên kết bản lề với khung hoặc dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với thanh xoay đứng đồng thời là vỏ của giảm chấn ống thuỷ lực. Đầu trên của giảm chấn ống thuỷ lực được liên kết với gối tựa trên khung hoặc vỏ ôtô. Phần tử đàn hồi là lò xo 4 được đặt một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm chấn còn một dầu tì vào gối tựa trên khung hoặc vỏ ôtô. Trục bánh xe được lắp cố định với trụ xoay đứng (vỏ giảm chấn).

Trong kết cấu cụ thể này vì đòn treo dưới chỉ gồm một thanh nên có bố trí thêm một thanh giằng. Ngoài ra đây là bánh xe dẫn hướng nên trụ xoay đứng là vỏ giảm chấn có thể quay quanh trục của nó khi bánh xe quay vòng. Để tăng ổn định của phần thân vỏ ôtô trong hệ thống treo này cũng bố trí một thanh ổn định.^[2]

Ưu điểm của hệ thống treo độc lập kiểu Macpherson:
Nhờ giảm thiểu được số điểm lắp với thân xe so với hệ thống treo thông thường từ 4 điểm – 2 thanh đòn hình tam giác nằm song song với nhau xuống còn 2 điểm của giảm chấn, phần dẫn hướng của hệ thống chỉ còn 1 thanh dẫn hướng nằm phía dưới.

Từ đó:
    - Cải thiện được tính năng lắp ráp.
    - Giúp hệ thống treo đơn giản, giá thành rẻ.
    - Tiết kiệm không gian của khoang động cơ đối với xe dẫn động cầu trước.
Tuy nhiên hệ thống treo MacPherson có nhược điểm là bánh xe lắc ngang so với mặt đường và góc chụm không ổn định vẫn chưa được giải quyết triệt để và tính năng ổn định thân xe chưa được cao.

2.3.2 Hệ thống treo loại thanh xoắn

Hai bánh sau được nối cứng với nhau nên tạo phần khung gầm chắc chắn, chịu lực tốt. Ngoài ra hệ thống treo phụ thuộc dạng dầm xoắn được trang bị lò xo trụ quấn thành hình ống giúp xe hoạt động êm dịu.

Trong hệ thống treo với phần tử đàn hồi là thanh xoắn có ưu điểm là kết cấu, kích thước và trọng lượng của phần tử đàn hồi nhỏ, không gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện.

Vì vậy loại hệ thống treo phần tử đàn hồi thanh xoắn được sử dụng không những ôtô du lịch mà cả trên ôtô tải.

Đối với hệ thống treo độc lập hai đòn ngang thì thanh xoắn thường được bố trí dọc theo thân ôtô. Một đầu của thanh xoắn được ngàm cố định trên khung hoặc dầm, đầu còn lại được liên kết cố định bằng then hoa với đầu trong của đòn treo trên hoặc đòn treo dưới.

Như vậy khi chịu tải, thông qua các đòn treo, thanh xoắn sẽ chịu một mômen xoắn và biến dạng góc.

Hình 2.2 Hệ thống treo kiểu thanh xoắn

2.4. Cấu tạo, kết cấu các bộ phận chính của hệ thống treo trên Toyota Vios 2014

2.4.1 Bộ phận dẫn hướng

Toyota Vios dùng bộ phận dẫn hướng là các cơ cấu tay đòn được bố trí và thiết kế theo kiểu MacPherson có cấu tạo đơn giản dễ dàng sửa chữa, độ bền cao.

- Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc giống như một thanh xoắn đàn hồi. 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

 

 

Hình 2.3 Thanh cân bằng

- Khi xe quay vòng, nó nghiêng ra ngoài do lực ly tâm. Thanh ổn định điều khiển việc này bằng lực xoắn của lò xo và giữ cho lóp bám xuống mặt đường. Nó cũng hoạt động nếu các lốp xe ở một bên chạy qua những bề mặt có độ cao khác nhau.

- Khi xe bị nghiêng và lốp xe bị chìm xuống một phía, thanh ổn định bị xoắn lại có tác dụng như một lò xo, nó nâng lốp xe (thân xe) ở phía bị chìm lên phía trên. Trong trường hợp các lốp xe bị chìm cả hai bên bằng nhau thì thanh ổn định không hoạt động như chức năng của lò xo vì nó không bị xoắn.

2.4.2 Bộ phận đàn hồi

2.4.2.1 Lò xo

Lò xo ta dùng ở đây là loại lò xo trụ.

Lò xo trụ được làm từ dây thép lò xo đặc biệt, quấn thành hình ống. Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do nó bị nén. Lúc này, năng lượng ngoại lực được dự trữ và va đập bị giảm bớt.

Hình 2.4 Lò xo trụ

 

• Ưu điểm:

- Dùng ở xe du lịch có hệ thống treo độc lập, lò xo trụ có nhiệm vụ là bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ được chế tạo từ thép có tiết diện vuông hoặc tròn;

- Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp;

- Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có ma sát như nhíp;

- Kết cấu rất gọn gàng nhất là khi được bố trí lồng vào giảm chấn;

- Không phảu bảo dưỡng và chăm sóc như nhíp.

• Nhược điểm:

- Khi làm việc các lò xo không có nội ma sát như nhíp nên thường phải bố trí thêm giảm chấn kèm theo để dập tắt dao động. Do lò xo chỉ làm nhiệm vụ đàn hồi còn bộ phận dẫn hướng và giảm chấn do các bộ phận khác đảm nhận nên hệ thống treo với lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn về kết cấu sử dụng, do đó còn phải làm thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng cho bánh xe và truyền lực kéo hay lực phanh.

2.4.2.2 Thanh xoắn

Hình 2.51 số dạng 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.

Hình 2.6 Moomen tác động lên thanh xoắn

Nó là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó cản lại “sự lắc” của xe. Một đầu thanh xoắn được cố định vào khung, đầu kia gắn vào kết cấu chịu tải xoắn.

Thanh xoắn cũng có thể được dùng làm thanh ổn định.

• Ưu điểm:

- Trọng lượng nhỏ;

- Chiếm ít không gian, ít phải chăm sóc;

- Đơn giản, gọn, dễ chế tạo;

- Có thể bố trí để điều chỉnh chiều cao thân xe;

- Mức độ hấp thụ năng lượng lớn so với phần tử đàn hồi khác nên hệ thống treo có thể làm nhẹ hơn, bố trí đơn giản hơn;

- Trên xe con bộ phận đàn hồi thanh xoắn được sử dụng phổ biến chỉ sau lò xo xoắn ốc.

• Nhược điểm:

Không có khả năng kiểm soát được dao động vì vậy cần có giảm chấn kèm theo.

2.4.3 Bộ phận giảm chấn

Bộ phận giảm chấn được sử dụng trên xe là giảm chấn loại ống kép.

2.4.3.1 Cấu tạo

Bên trong vỏ (ống ngoài) có một xi lanh (ống nén), và trong xi lanh có một pittông chuyển động lên xuống. Đầu dưới của cần pittông có một van để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra. Đáy xy-lanh có van đáy để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn bị nén lại.

Bên trong xi lanh được nạp chất lỏng hấp thụ chấn động, nhưng buồng chứa chỉ được nạp đầy đến 2/3 thể tích, phần còn lại thì nạp không khí với áp suất khí quyển hoặc nạp khí áp suất thấp. Buồng chứa là nơi chứa chất lỏng đi vào và đi ra khỏi xy lanh. Trong kiểu buồng khí áp suất thấp, khí được nạp với áp suất thấp (3 – 6 kgf/cm2).

Làm như thế để chống phát sinh tiếng ồn do hiện tượng tạo bọt và xâm thực, thường xảy ra trong các bộ giảm chấn chỉ sử dụng chất lỏng đó chính là kiểu nạp khí. Nạp khí giúp giảm thiểu hiện tượng xâm thực và tạo bọt còn giúp tạo ra lực cản ổn định, nhờ thế mà tăng độ êm và vận hành ổn định của xe. Trong một số bộ giảm chấn kiểu nạp khí áp suất thấp, người ta không sử dụng van đáy và lực hoãn xung được tạo ra nhờ van pittông trong cả hai hành trình nén và giãn.

Hình 2.7 Cấu tạo giảm chấn kép

2.4.3.2 Nguyên lý hoạt động^[2]

• Quá trình nén:

 Trong hành trình nén, cần pittông chuyển động xuống làm cho áp suất trong buồng dưới cao hơn áp suất trong buồng trên. Vì vậy chất lỏng trong buồng dưới bị ép lên buồng trên qua van pittông. Lúc này lực giảm chấn được sinh ra do sức cản dòng chảy của van.

Hình 2.8 Quá trình nén của giảm chấn

-        Tốc độ chuyển động của cần pittông cao:

Khi pittông chuyển động xuống, áp suất trong buồng A (dưới pittông) sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van một chiều (của van pittông) và chảy vào buồng B mà không bị sức cản nào đáng kể (không phát sinh lực giảm chấn). Đồng thời, một lượng dầu tương đương với thể tích mất đi của cần pittông (khi nó đi vào trong xi lanh) sẽ bị ép qua van lá của van đáy và chảy vào buồng chứa. Đây là lúc mà lực giảm chấn được sức cản dòng chảy tạo ra.

-        Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp:

Nếu tốc độ của cần pittông rất thấp thì van một chiều của van pittông và van lá của van đáy sẽ không mở vì áp suất trong buồng A nhỏ.

Tuy nhiên, vì có các lỗ nhỏ trong van pittông và van đáy nên dầu vẫn chảy vào buồng B và buồng chứa, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ.

• Quá trình giãn:

-        Tốc độ chuyển động của cần pittông cao:

Khi pittông chuyển động lên, áp suất trong buồng B (trên pittông) sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van lá (của van pittông) và chảy vào buồng A.

Vào lúc này, sức cản dòng chảy đóng vai trò lực giảm chấn.

Vì cần pittông chuyển động lên, một phần cần thoát ra khỏi xy-lanh nên thể tích choán chỗ của nó giảm xuống.

Để bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van một chiều và vào buồng A mà không bị sức cản đáng kể.

-        Tốc độ chuyển động của cần pittông thấp:

Khi cán pittông chuyển động với tốc độ thấp, cả van lá và van một chiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B ở trên pittông thấp. Vì vậy, dầu trong buồng B chảy qua các lỗ nhỏ trong van pittông vào buồng A.

Dầu trong buồng chứa cũng chảy qua lỗ nhỏ trong van đáy vào buồng A, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ.

 

Hình 2.9 Quá trình giãn của giảm chấn

* Vấu cao su

Trên xe con các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn. Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe nhằm hạn chế hành trình làm việc của bánh xe. 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 có tiếng ồn, không cần bôi trơn, bảo dưỡng;

- Đường đặc tính của cao su là phi tuyến tính nên dễ thích hợp với đường đặc tính mà ta mong muốn.

• Nhược điểm

- Xuất hiện dưới dạng thừa, dưới tác dụng của tải trọng kém 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 chấn và bộ phận dẫn hướng

Chương 3: CHUẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN TOYOTA VIOS.

3.1 Các hư hỏng thường gặp và nguyên nhân^[5]

Triệu chứng	Khu vực nghi ngờ	Kiểm tra, chẩn đoán
Xe không ổn định	Lốp (Mòn hay không đúng)	Xem mục 3.2.1
	Góc đặt bánh trước	Xem mục 3.2.2
	Góc đặt bánh sau	Xem mục 3.2.2
	Bi moay ơ	Xem mục 3.2.3
	Giảm chấn phía trước và lò xo trụ	Xem mục 3.2.4
	Bộ giảm chấn phía sau	Xem mục 3.2.4
	Lò xo trụ phía sau	Xem mục 3.2.5
Thân xe bị chúi xuống	Xe (quá tải)
	Giảm chấn phía trước và lò xo trụ	Xem mục 3.2.4
	Bộ giảm chấn phía sau	Xem mục 3.2.4
	Lò xo trụ phía sau	Xem mục 3.2.5
Lắc/ Nảy	Lốp xe (Mòn hoặc áp suất lốp không đúng)	Xem mục 3.2.1
	Thanh ổn định phía trước	Xem mục 3.2.6
	Giảm chấn phía trước và lò xo trụ	Xem mục 3.2.4
	Bộ giảm chấn phía sau	Xem mục 3.2.4
	Lò xò trụ phía sau	Xem mục 3.2.5
Rung bánh xe phía trước	Lốp xe (Mòn hoặc áp suất lốp không đúng)	Xem mục 3.2.1
	Vành xe (Không cân bằng)	Xem mục 3.2.1
	Góc đặt bánh trước	Xem mục 3.2.2
	Đòn treo dưới phía trước	Xem mục 3.2.7
	Giảm chấn phía trước và lò xo trụ	Xem mục 3.2.4
	Bi moay ơ	Xem mục 3.2.3
Rung bánh xe phía sau	Lốp xe (mòn hoặc áp suất không đúng)	Xem mục 3.2.1
	Vành xe (không cân bằng)	Xem mục 3.2.1
	Góc đặt bánh sau	Xem mục 3.2.2
	Dầm cầu sau	Xem mục 3.2.5
	Bộ giảm chấn phía sau	Xem mục 3.2.4
	Lò xo trụ phía sau	Xem mục 3.2.5
	Bi moay ơ	Xem mục 3.2.3
Lốp mòn không đều	Lốp xe (mòn hoặc áp suất không đúng)	Xem mục 3.2.1
	Vành xe (Không cân bằng)	Xem mục 3.2.1
	Góc đặt bánh trước	Xem mục 3.2.2
	Góc đặt bánh sau	Xem mục 3.2.2
Xe kéo lệch	Lốp xe (mòn hoặc áp suất không đúng)	Xem mục 3.2.1
	Góc đặt bánh trước	Xem mục 3.2.2
	Góc đặt bánh sau	Xem mục 3.2.2
	Phanh (bó)
	Vô lăng (lệch tâm)

 

3.2. Quy trình kiểm tra chuẩn đoán^[5]

3.2.1. Lốp (mòn hay không đúng)

3.2.1.1. Kiểm tra các lốp

a. Kiểm tra các lốp đã bị mòn hay áp suất lốp đã chính xác chưa

Áp suất lốp lúc nguội

Kích thước lốp	Phía trước kPa (kgf/)	Phía sau kPa (kgf/)
175/65R14 82T	230 (2.3, 33)	210 (2.1, 30)
185/60R15 84H	220 (2.2, 32)	210 (2.1, 30)

b. Dùng đồng hồ so, kiểm tra độ đảo của lốp

Độ đảo của lốp: 1.4mm (0.055 in.) trở xuống

 

Hình 3.1. Kiểm tra độ đảo lốp

3.2.1.2. Đảo lốp

a. Đảo các lốp như trong hình vẽ (A)

Nếu xe được trang bị lốp dự phòng giống như lốp chính, hãy đảo các lốp như trong hình vẽ (B)

Hình 3.2. Thứ tự đảo lốp

3.2.1.3. Kiểm tra cân bằng bánh xe

a. Kiểm tra và tính hành cân bằng bánh xe với bánh xe đã được tháo ra khỏi xe

b. Nếu cần, hãy tiến hành cân bằng trên xe (Độ không cân bằng sau khi điều chỉnh: 8g (0.018 lb) trở xuống

3.2.2. Góc đặt bánh trước/sau

3.2.2.1. Đo chiều cao xe

A-B	C-D
85 mm (3.35 in.)	17 mm (0.67 in.)

Các điểm đo

A: Khoảng sáng gầm xe tại tâm bánh trước

B: Khoảng sáng gầm xe của tâm bulông trước bắt đòn treo dưới

C: Khoảng sáng gầm xe tại tâm bánh sau

D: Khoảng sáng gầm xe của tâm bulông bắt dầm cầu

Hình 3.3. Đo chiều cao xe

3.2.2.2. Kiểm tra góc quay bánh xe

a. Quay vô lăng hoàn toàn sang trái và phải, và đo góc quay

Góc quay bánh xe:

Kích thước lốp	Bánh bên trong	Bánh bên ngoài (tham khảo)
175/65R14	41o26’ +/- 2o (41.43o +/- 2o)	35o51’ (35.85o)
185/60R15	41o01’ +/- 2o (41.01o +/- 2o)	35o21’ (35.35o)

 Nếu các góc bánh xe phía trong bên phải và bên trái khác với giá trị tiêu chuẩn, hãy kiểm tra chiều dài đầu thanh răng bên trái và bên phải.

3.2.2.3. Kiểm tra CAMBER, CASTER, KINGPIN

a. Để bánh trước trên tâm của dụng cụ đo góc đặt bánh xe

b. Tháo ốp bánh xe

c. Đặt dụng cụ đo góc CAMBER-CASTER-KINGPIN và gắn nó vào tâm của moay ơ cầu xe hoặc bán trục

Hình 3.4. Mô tả cách đo góc đặt bánh xe

- CAMBER, CASTER, KINGPIN

Kích thước lốp	Góc Camber	Caster	Góc Kingpin (Tham khảo)
175/65R14	-0o08’ +/- 0 o45’ (-0.13o +/- -0.75o)	4o41’ +/- 0o45’ (4.68o +/- 0.75o)	11o14’ (11.23o)
185/60R15	-0o08’ +/- 0 o45’ (-0.13o +/- -0.75o)	4o41’ +/- 0o45’ (4.68o +/- 0.75o)	11o14’ (11.21o)

Lưu ý:

- Tiến hành kiểm tra trong khi xe trống (không có lốp dự phòng hay dụng cụ trên xe)

- Dung sai cho sự chênh lệch giữa bánh xe trái và phải là 0 độ 30 phút hay nhỏ hơn cho cả hai góc Camber và Caster.

e. Tháo đồng hồ đo các góc Camber-Caster-Kingpin và miếng gá

f. Lắp ốp moay ơ bánh xe

     Nếu góc Caster và góc Kingpin không nằm trong vùng tiêu chuẩn sau khi đã điều chỉnh đúng góc Camber, hãy kiểm tra lại các chi tiết của hệ thống treo xem có bị hỏng hoặc mòn không.

3.2.2.4. Điều chỉnh góc CAMBER

a. Tháo bánh trước

b.Tháo bu lông và tháo cảm biến tốc độ và ống mềm phanh.

Hình 3.5. Tháo bu lông và tháo cảm biến tốc độ và ống mềm phanh

c. Tháo 2 đai ốc phía dưới của bộ giảm chấn

Hình 3.6. Hai đai ốc của bộ giảm chấn

d. Lau sạch các bề mặt lắp của bộ giảm chấn trước và cam lái

e. Lắp tạm thời 2 đai ốc (Bước A)

f. Đấy và kéo moayơ cầu trước theo hướng dẫn điều chỉnh (Bước B)

Hình 3.7. Moay ơ cầu trước

g. Xiết chặt 2 đai ốc (Momen 164 N*m {1672kgf*cm, 121ft.*lbf})

h. Lắp ống mềm và cảm biến tốc độ bằng bu lông

Momen: 29N*m {300kgf*cm, 22ft.*lbf}

i.Lắp bánh trước

Momen 103N*m {1050kgf*cm, 76ft*.lbf}

j. kiểm tra góc camber.

- Nếu giá trị đo không nằm trong giá trị tiêu chuẩn, hãy tính toán lượng cần điều chỉnh dùng công thức dưới đây.

- (Lượng điều chỉnh Camber) = Giá trị giữa của vùng tiêu chuẩn – giá trị đo được.

- Kiểm tra sự kết hợp của các bu lông lắp. Hãy chọn các bu lông phù hợp từ bảng tiêu chuẩn để điều chỉnh góc camber đạt giá trị tiêu chuẩn.

3.2.2.5. Điều chỉnh độ chụm

a. Đo các độ dài ren của các đầu thanh răng bên phải và bên trái

Tiêu chuẩn: Chiều dài ren chênh lệch 1.5mm hay nhỏ hơn

 

KẾT LUẬN

Sau một thời gian nỗ lực của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của thầy, em đã hoàn thành được đồ án theo đúng tiến độ với đề tài “Nghiên cứu và mô phỏng hệ thống treo trước Toyota Vios 2014 ”, tập trung vào các nội dung chính sau:

Phần 1 Tổng quan về hệ thống treo.

Phần 2 Tìm hiểu hệ thống treo của Vios.

Phần 3 Bảo dưỡng và sửa chữa các thành phần hệ thống treo.

Phần 4 Mô phỏng thông qua phần mềm Carsim.

Tuy nhiên đồ án còn có hạn chế :

Các thông số lý thuyết còn cần có các kiểm chứng bằng thực nghiệm. Trong điều kiện kinh tế và thiết bị kĩ thuật còn hạn chế, việc thí nghiệm kiểm chứng chưa thực hiện được.

Tuy đã có nhiều cố gắng song do trình độ còn hạn chế, thiếu tính kiểm nghiệm trên xe thực tiễn đồ án khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của các thầy và các bạn sinh viên.

Cuối cùng, một lần nữa trân trọng cảm ơn thầy - người hướng dẫn trực tiếp, đồng thời xin cảm ơn các thầy trong Bộ môn Ô tô.Cảm ơn các bạn trong lớp đã giúp đỡ để tôi hoàn thiện đồ án của mình.