Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống treo trên xe Honda City 2017

Tải trọn bộ đồ án thiết kế hệ thống treo xe Honda City 2017. Tài liệu gồm phân tích kết cấu, tính toán động lực học và quy trình bảo dưỡng.

• Tác giả: Nguyễn Đức Nam
• Người hướng dẫn: Pgs.ts Đào Mạnh Hùng
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Cơ Khí Ô Tô
• Đề tài: Thiết Kế Xe Du Lịch Trên Cơ Sở Xe Honda City (Hệ Thống Treo)
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về xe Honda City 2017 và hệ thống treo

Honda City 2017 là một xe sedan cỡ nhỏ thuộc phân khúc B, được thiết kế riêng cho thị trường Châu Á và Châu Âu. Xe sở hữu kích thước 4440 x 1694 x 1477 mm với chiều dài cơ sở 2600 mm, tạo nên không gian nội thất rộng rãi và thoải mái cho 5 hành khách. Động cơ SOHC i-VTEC 1.5L có công suất 88 kW/6600 vòng/phút và momen xoắn 145 Nm/4600 vòng/phút, đảm bảo hiệu suất vận hành tốt. Hệ thống treo đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc đảm bảo an toàn, tính năng lái, và sự thoải mái cho hành khách. Đây là bộ phận kết nối khung gầm với bánh xe, giúp hấp thụ chấn động từ mặt đường và duy trì độ bám lăn của xe.

1.1. Vai trò và tầm quan trọng của hệ thống treo

Hệ thống treo xe Honda City thực hiện nhiều chức năng thiết yếu: cách ly chấn động mặt đường, duy trì độ bám lăn bánh xe, đảm bảo an toàn và thoải mái cho hành khách. Nó bao gồm lò xo, giảm chấn, thanh chống cuốn và các chi tiết liên kết. Thiết kế treo tốt giúp cải thiện độ ổn định, khả năng lái và tuổi thọ của xe, đồng thời giảm hao mòn các bộ phận khác của phương tiện.

1.2. Thông số kỹ thuật cơ bản của Honda City 2017

Honda City 2017 có trọng lượng không tải 10.905 N và trọng lượng toàn tải 14.804 N. Khoảng sáng gầm xe 135 mm, bán kính quay tròn nhỏ nhất 5,6 m. Phân bố trọng lượng trên trục: trục trước 710 N, trục sau 820 N. Chiều rộng cơ sở cả trước và sau đều là 1435 mm. Những thông số này là cơ sở quan trọng cho việc thiết kế lại hệ thống treo, đảm bảo tính phù hợp và an toàn của phương tiện.

II. Phân tích kết cấu hệ thống treo Honda City

Hệ thống treo Honda City 2017 được chia thành hai phần chính: treo cầu trước và treo cầu sau. Treo cầu trước sử dụng kiểu MacPherson, bao gồm các chi tiết như: thanh trục, lò xo xoắn, giảm chấn, thanh ổn định chống lật và đĩa phanh. Kiểu này cho phép bánh xe chuyển động độc lập, cải thiện độ ổn định và khả năng lái. Treo cầu sau sử dụng cầu xoắn với lò xo giáp, giảm chấn, và thanh ổn định chống lật, tạo cân bằng tốt giữa thoải mái và hiệu suất lái. Giảm chấn trên cả hai trục sử dụng loại thủy lực, hấp thụ năng lượng từ chấn động và duy trì độ bám lăn. Sự kết hợp hài hòa này giúp Honda City đạt được hiệu suất vận hành ưu việt trong phân khúc.

2.1. Cấu trúc hệ thống treo cầu trước MacPherson

Treo cầu trước MacPherson của Honda City gồm: thanh trục nối hai bánh xe trước, lò xo xoắn cung cấp lực đàn hồi, giảm chấn hấp thụ chấn động, thanh ổn định chống lật giảm độ nghiêng thân xe, và các chi tiết liên kết. Kiểu treo này cho phép chuyển động độc lập của bánh xe, cải thiện độ ổn định chọc quanh cua và thoải mái khi đi trên đường xấu.

2.2. Cấu trúc hệ thống treo cầu sau đa liên kết

Hệ thống treo cầu sau của Honda City sử dụng cầu xoắn độc lập với lò xo giáp và giảm chấn thủy lực, kết hợp với thanh ổn định chống lật. Thiết kế này giúp bánh xe sau có khả năng chuyển động độc lập, duy trì độ bám lăn tốt trên các đoạn đường cong và cải thiện sự thoải mái cho hành khách trên cả đoạn đường xấu.

III. Tính toán và thiết kế hệ thống treo

Quá trình tính toán thiết kế hệ thống treo Honda City bao gồm nhiều bước: xác định thông số cơ bản, tính toán động học, tính toán động lực học và kiểm tra bền. Tính toán động học nghiên cứu chuyển động của hệ thống khi không có lực tác động, giúp xác định góc caster, camber, toe-in phù hợp. Tính toán động lực học phân tích phản ứng của hệ thống dưới tác động của lực và moment, đảm bảo ổn định và an toàn. Kiểm tra bền các chi tiết như thanh trục, chi tiết liên kết, và lò xo giúp đảm bảo chúng chịu được tải trọng và chấn động trong quá trình hoạt động. Thiết kế giảm chấn xác định đặc tính cản chấm để tối ưu hóa thoải mái và điều khiển xe.

3.1. Xác định thông số cơ bản và tính toán động học

Các thông số cơ bản bao gồm: trọng lượng xe, trọng tâm, chiều dài cơ sở, chiều rộng cơ sở, độ cứng lò xo. Từ đó tính toán độ chế biến, độ suy giảm, tần số dao động riêng. Tính toán động học xác định vị trí tức thời các chi tiết liên kết, giúp đảm bảo góc lái bánh xe phù hợp trong quá trình chuyển động, đặc biệt khi xe qua cua hoặc trên đường không bằng.

3.2. Kiểm tra bền và thiết kế giảm chấn

Kiểm tra bền các chi tiết chịu lực như thanh trục, chi tiết liên kết, lò xo bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) đảm bảo chúng không bị gãy hoặc biến dạng vô thứ tự. Thiết kế giảm chấn xác định hệ số cản chấm tối ưu, giúp cân bằng giữa sự thoải mái khi đi trên đường xấu và khả năng kiểm soát xe trên đường bằng, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp.

IV. Khai thác kỹ thuật và bảo dưỡng hệ thống treo

Bảo dưỡng hệ thống treo Honda City đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ của xe. Một số hư hỏng thường gặp bao gồm: rò rỉ dầu từ giảm chấn, mài mòn lò xo, hư hỏng chi tiết liên kết, và hao mòn của lò xo giáp. Quy trình bảo dưỡng định kỳ bao gồm: kiểm tra trực quan các chi tiết, đo lường độ cao giàn giả, kiểm tra độ bám lăn bánh xe, bơm dầu vào các khớp, và thay thế các chi tiết hao mòn. Kiểm tra chuyên sâu sử dụng máy móc chuyên dụng để phát hiện các hư hỏng sớm, ngăn chặn những sự cố nghiêm trọng và đảm bảo an toàn cho người sử dụng xe.

4.1. Các hư hỏng thường gặp và dấu hiệu nhận biết

Dấu hiệu hư hỏng hệ thống treo bao gồm: tiếng kêu lạ từ dưới gầm xe, xe bị lún một bên, khó kiểm soát xe trên đường cong, rò rỉ dầu từ giảm chấn, và tăng khoảng cách lăn bánh xe. Những dấu hiệu này cần được kiểm tra và sửa chữa kịp thời để tránh ảnh hưởng đến an toàn lái xe và các bộ phận khác.

4.2. Quy trình bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ

Quy trình bảo dưỡng hệ thống treo Honda City bao gồm: kiểm tra trực quan chi tiết lò xo, giảm chấn, thanh liên kết; đo lường độ cao giàn giả mỗi 1.000-1.500 km; kiểm tra độ bám lăn bánh xe; thay thế dầu giảm chấn và các chi tiết hao mòn theo khuyến cáo của nhà sản xuất; sử dụng máy chẩn đoán để phát hiện hư hỏng sớm, đảm bảo xe hoạt động tối ưu và an toàn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về xe Honda City.1 Tuyến hình xe Honda City: 135 715 2600 1435 4440 A 1694 Hình 1.1: Tuyến hình xe Honda City 2017 1.2 Bảng thông số xe Honda City: Tên Kí hiệu Giá trị Kích Dài x Rộng x Cao (mm)
௔ ௔ ௔ 4440 x 1694 x 1477 thước Chiều dài cơ sở (mm)
2600 Khoảng cách từ trục bánh xe trước đến đầu xe (mm)
ଵ 715 Khoảng cách từ trục bánh xe sau đến đuôi xe (mm)
ଶ 890 Chiều rộng cơ sở (mm) Trước 1435 Sau 1435 Khoảng sáng gầm xe (mm) H 135 Bán kính quay tròn nhỏ nhất R 5,6 (m) 4 NGUYỄN ĐỨC NAM - DATN Trọng Trọng lượng xe không tải (N) ଴ 10905 lượng Trọng lượng xe toàn tải (N) ௔ 14804 Số chỗ ngồi 4 Dung tích bình xăng (lít) 40 Động Kiểu động cơ SOHC,i-VTEC cơ Thể tích làm việc (cm3) 1497 Đường kính x hành trình làm  73,0x89,4 việc (mm) Tỉ số nén  9,5 Công suất cực đại (KW/rpk) 88/6600 Momen xoắn cực đại (Nm/rpk) 145/4600 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Phun xăng điện tử ଵ ; ଶ ; ଷ ; ସ ; 4,545; 2,418; 1,796; ହ ; ௟ù௜ Dãy tỉ số truyền 1,241;1; 4,431 Hệ thống Phân bố trọng lượng trên trục Trước 710 truyền bánh xe (N) động Sau 820 Thanh răng và bánh Hệ thống lái răng Trợ lực lái Có 1.3 Giới thiệu về xe Honda City Honda là hãng xe Nhật xuất hiện rất lâu với các dông xe máy, ôtô. Honda có các dòng xe: Honda Civic, Honda City, Honda CRV, … với kiểu dáng độc đáo, nội thất rộng rãi với 4 – 5 chỗ ngồi. Trong đồ án này em nghiên cứu dòng xe Honda City. Honda City chính thức được giới thiệu đến thị trường Việt Nam từ tháng 9/2014, City thế hệ thứ 4 đã rất thành công, là một trong những xe sandan cỡ nhỏ bán chạy nhất phân khúc B với các giá trị vượt trội về vận hành và tiết kiệm nhiên liệu.

Đặc biệt năm 2016 City là mẫu xe có mức tăng trưởng về doanh số bán và thị phần cao nhất trong phân khúc. Tiếp nối thành công, ngày 5 NGUYỄN ĐỨC NAM - DATN 19 tháng 6 năm 2017, công ty Honda chính thức giới thiệu Honda City phiên bản 2017. Dòng xe Honda City 2017 là xe dân dụng được thiết kế riêng cho thị trường Châu Á, Châu Âu có 2 phiên bản là Honda City 1.5 và Honda City 1. Nó xuất hiện đầu tiên ở Việt Nam là năm 2006, đến năm 2010 được thiết kế lại kiểu dáng ngoại thất và nội thất đáp ứng phong cách sống và đem lại cho những hoạt động đa dạng hằng ngày.

Nội thất có các dãy ghế ngồi thật sự thoải mái và tiện ích của Honda City có thể điều chỉnh theo nhiều cách để thích ứng với mọi nhu cầu khác nhau của hành khách và hành lí mang theo, điều này đã nâng cao sự tiên nghi trong khoang cabin lên một tầm cao mới. Hệ thống điều hòa không khí tạo cho hành khách luôn mát mẻ dù ở bất cứ nơi đâu họ đến. Máy điều hòa không khí phía sau với các nút điều chỉnh cá nhân được đặt một cách tinh tế ở đầu, cho phép hành khách ở hàng ghế thứ 2 vẫn tận hưởng được không khí mát lạnh đến tuyệt vời. Đây chính là dòng xe cạnh tranh với các xe đa dụng khác của hãng khác như: Ford, Toyota, Suzuki, …Xe Honda City được trang bị những tính năng an toàn vượt trội như túi khí đôi SRS được trang bị cho hàng ghế trước cùng với dây đai an toàn 3 điểm ELR giúp bảo vệ tối đa cho hành khách ngồi phía trước nếu xảy ra va chạm.

Động cơ: Honda City 2017 được trang bị động cơ SOHC, i-VTEC 1,5 lít 4 xi lanh thẳng hàng, trục cam đơn có hệ thống làm mát bằng khí nạp Intercooler. Dung tích thùng nhiên liệu với 40 lít cho phép di chuyển dài mà không cần phải dừng lại nạp nhiên liệu nhiều lần. Honda City 2017 với động cơ làm việc hiệu quả, bền bỉ mang lại sự hài lòng cao nhất khi vận hành trong các điều kiện đường xá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu, trung bình tiêu hao khoảng 5 lít xăng/100km. Hệ thống làm mát: có hệ thống làm mát khí nạp Intercooler.

Hệ thống làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hoàn cưỡng bức. Hệ thống bôi trơn hỗn hợp cưỡng bức: bôi trơn cưỡng bức kết hợp bơm và vung tóe, có dung lượng 4,7 lít. Hệ thống truyền lực: Hệ thống truyền lực của xe bao gồm li hợp, hộp số, truyền lực chính và vi sai, bán trục. - Li hợp: đĩa ma sát đơn điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa.

- Hộp số: hộp số vô cấp CVT. 6 NGUYỄN ĐỨC NAM - DATN - Truyền lực chính và visai: sử dụng truyền lực chính một cấp bánh răng trụ răng nghiêng visai thường. Hệ thống lái: Hệ thống lái có chức năng điều khiển chuyển động của xe, Hệ thống lái của xe Honda City dẫn động lái là loại cơ khí có trợ lực thủy lực. Do đó người lái sẽ quay tay lái được nhẹ nhàng hơn, để khắc phục được lực cản điều khiển xe an toàn hơn.

Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng, xi lanh của bộ trợ lực lái nằm ở cơ cấu lái. Mỗi đòn ngang bên có hai khớp cầu, mỗi khớp nối với đòn dẫn động bánh xe, một khớp nối với thanh răng. Bánh răng nằm ở bên phải cơ cấu lái. Hệ thống phanh: Hệ thống phanh của xe Honda City là hệ thống phanh dẫn động thủy lực, sử dụng cơ cấu phanh đĩa cầu trước, cơ cấu phanh tang trống cầu sau.

Hệ thống chống bó cứng phanh ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh EBD dùng thiết bị cảm biến tải trọng để đảm bảo tối ưu hóa trên mọi địa hình. Hệ thống treo: Hệ thống treo cầu trước sử dụng hệ thống treo độc lập, cơ cấu thanh chống Mc.pherson và thanh cân bằng. Giảm chấn thủy lực, lò xo trụ. Hệ thống treo này có tên gọi là hệ thống treo trên lò xo dẫn hướng và trục giảm chấn.

nó là biến dạng của hệ treo hai đòn ngang. Nếu coi đòn ngang phía trên có chiều dài bằng không và thay thế vào đó là đòn có khả năng thay đổi kích thước chiều dài. Hệ thống treo bao gồm: một đòn ngang dưới (có đặt cơ cấu điều chỉnh), giảm chấn đặt theo phương thẳng đứng, một đầu giảm chấn gối lên khớp cầu ngoài của đòn ngang, một đầu bắt với khung xe, đòn ngang nối với thanh xoắn. bánh xe nối cứng với vỉ giảm chấn.

Lò xo đặt bao ngoài giảm chấn và trục giảm chấn. So với hệ treo đòn ngang , cấu trúc này ít chi tiết, có thể giảm nhẹ trọng lượng phần không treo, thiết kế nhỏ gọn, tạo không gian cho khoang truyền lực và khoang hành lí. Hệ thống treo cầu sau loại giằng xoắn.2 Giới thiệu về hệ thống treo.1 Công dụng của hệ thống treo: Liên kết mềm giữa bánh xe và thân xe, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tác dụng lên thân xe và đảm bảo bánh xe lăn êm trên nền đường. Truyền lực từ bánh xe lên thân xe và ngược lại, để xe có thể chuyển động, đồng thời đảm bảo sự chuyển dịch hợp lý vị trí của của bánh xe so với thùng xe.

Dập tắt nhanh các dao động của mặt đường tác động lên thân xe. 7 NGUYỄN ĐỨC NAM - DATN  Hệ thống treo gồm 3 bộ phận chính: đàn hồi, dẫn hướng và giảm chấn. Bộ phận đàn hồi: ˗ Có nhiệm vụ đưa vùng tần số dao động của xe phù hợp vùng tần số thích hợp với người sử dụng. ˗ Nối mềm giữa bánh xe và thùng xe giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung, đảm bảo độ êm dịu khi chuyển động.

˗ Có đường đặc tính đàn hồi phù hợp với các chế độ hoạt động của xe. Bộ phận dẫn hướng: ˗ Xác định tính chất chuyển động (động học) của bánh xe với khung, vỏ xe. ˗ Tiếp nhận và truyền lực, mômen giữa bánh xe với khung vỏ xe. Bộ phận giảm chấn: ˗ Dập tắt dao động từ mặt đường lên khung xe phát sinh trong quá trình xe chuyển động trong các địa hình khác nhau một cách nhanh chóng.

˗ Đảm bảo dao động của phần không treo nhỏ nhất, sự tiếp xúc của bánh xe trên nền đường, nâng cao khả năng bám đường và an toàn trong chuyển động. Ngoài ra trong hệ thống treo còn có các kết cấu khác như: thanh ổn định ngang, vấu giảm va đập và hạn chế hành trình.2 Phân loại hệ thống treo: Việc phân loại hệ thống treo dựa theo các căn cứ sau: Theo bộ phận đàn hồi chia ra: ˗ Loại bằng kim loại (nhíp lá, lò xo, thanh xoắn). ˗ Loại thuỷ lực (loại ống). ˗ Loại cao su.

Theo bộ phận dẫn hướng chia ra: ˗ Loại phụ thuộc với cầu liền (loại riêng, loại thăng bằng). ˗ Loại độc lập (một đòn, hai đòn).2: Sơ đồ tổng thể hệ thống treo phụ thuộc (a) và hệ treo độc lập (b) 1: Thân xe; 2: Bộ phận đàn hồi; 3: Bộ phận giảm chấn; 8 NGUYỄN ĐỨC NAM - DATN 4: Dầm cầu; 5: Đòn ngang dưới, trên. Theo phương pháp dập tắt dao động chia ra: ˗ Loại giảm chấn thuỷ lực (tác dụng 1 chiều, 2 chiều). Theo phương pháp điều khiển chia ra: ˗ Hệ thống treo bị động (không được điều khiển) ˗ Hệ thống treo chủ động (có điều khiển) 1.3 Yêu cầu đối với hệ thống treo: - Giá thành thấp và mức độ phức tạp của kết cấu không quá lớn.

- Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên khung, vỏ xe tốt. - Đảm bảo tính điều khiển và ổn định chuyển động của ô tô ở tốc độ cao.3 Các hệ thống treo thường gặp trên xe con. Các hệ thống treo thường gặp trên xe con. a Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang: Trên các ô tô con hiện nay, hệ thống treo trước và sau thường bố trí hệ thống treo độc lập hai đòn ngang dạng hình thang có chiều dài các đòn không bằng nhau, điều này làm giảm tối đa các chuyển vị phụ.

Kết cấu đòn ngang sử dụng rất đa dạng, có thể là dạng đòn, dạng tấm (giá) tùy thuộc vào kết cấu trên xe cụ thể.3: Sơ đồ bố trí các đòn trên hệ thống treo hai đòn ngang 1.Khớp trụ trên; 4.Khớp cầu trên; 5.Khớp cầu dưới; 6.Khớp trụ dưới; 7.Giá đỡ bánh xe; 8.Đòn ngang dưới Hệ thống treo hai đòn ngang được bố trí đối xứng, mỗi bên bánh xe có hai đòn ngang, một đòn ngang phía trên và một đòn ngang phía dưới. Đầu trong của đòn liên kết với thân trong bằng khớp trụ, đầu ngoài được liên kết với đòn quay bởi khớp cầu. Bánh xe được nối cứng với đòn quay.