Chương 1 sẽ đưa ra tính cần thiết của đề tài, mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu, giới hạn đề tài và dự kiến kết quả. Chương 2 sẽ cung cấp cơ sở lý thuyết về hệ thống treo tích cực, bao gồm các khái niệm cơ bản, cơ chế giảm xóc và tính năng của các hệ thống treo trên ô tô hiện đại. Chương 3 sẽ phân tích chi tiết cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số hệ thống treo trên ô tô hiện đại. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ 2.
Giới thiệu hệ thống treo Hệ thống treo của ô tô là hệ thống liên kết đàn hồi các cầu xe với khung và thân xe. Gồm ba phần cơ bản: cơ cấu liên kết đàn hồi khung vỏ xe với các cầu xe, đảm bảo khi xe chuyển động cầu xe không va chạm với khung vỏ; cơ cấu truyền lực bao gồm các chốt, trục, thanh đòn, dầm cầu… liên kết với bánh xe để truyền lực đẩy từ bánh xe và phản lực của mặt đường lên khung vỏ; cơ cấu này đảm bảo xe có thể chuyển động với tốc độ cao mà không bị xô lệch khung vỏ xe; cơ cấu giảm chấn để dập tắt dao động của bánh xe khi di chuyển, nhất là khi di chuyển ở mặt đường gồ ghề. Hệ thống treo đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi xe chạy với tốc độ cao, đảm bảo các bánh luôn tiếp xúc với mặt đường, nhất là hai bánh dẫn hướng của cầu trước. Phân loại và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống treo 2.
Phân loại - Dựa vào bộ phận dẫn hướng: + Kiểu phụ thuộc: là loại hệ thống treo khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng thì dao động một bên của hệ thống treo sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên dao động bên còn lại trên cùng một cầu xe. Hệ thống treo phụ thuộc + Kiểu độc lập: là loại hệ thống treo khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng thì dao động một bên của hệ thống treo sẽ không ảnh hưởng trực tiếp lên dao động của bên còn lại trên cùng một cầu xe. Hệ thống treo độc lập - Dựa theo loại của bộ phận đàn hồi: + Bộ phận đàn hồi bằng kim loại: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn. + Bộ phận đàn hồi bằng khí nén: loại bọc bằng cao su – sợi, màng hoặc loại ống.
+ Bộ phận đàn hồi bằng thủy lực: loại ống. + Bộ phận đàn hồi bằng cao su. - Dựa vào phương pháp dập tắt dao động (giảm chấn): + Giảm chấn thủy lực: có loại tác động một chiều và hai chiều. + Giảm chấn ma sát cơ: có thể là ma sát trong bộ phận đàn hồi hoặc trong bộ phận dẫn hướng.
- Dựa vào phương pháp điều khiển: + Hệ thống treo bị động (không có điều khiển). + Hệ thống treo chủ động (có điều khiển được). + Hệ thống treo bán chủ động (sự kết hợp của hai loại trên). Những yêu cầu kỹ thuật Độ võng tĩnh (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 (độ võng sinh ra do ô tô chuyển động) phải đủ để đảm bảo vận tốc chuyển động của ô tô 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 bánh xe dẫn hướng vẫn giữ đúng khi các bánh xe dẫn hướng dịch chuyển trong mặt phẳng đứng (nghĩa là khoảng cách giữa hai vệt bánh trước và các góc đặt trụ đứng không thay đổi). Dập tắt các dao động của vỏ và các bánh xe. Giảm tải trọng động khi ô tô qua những đường gồ ghề.
Các bộ phận chính của hệ thống treo ô tô 2. Bộ phận đàn hồi Là bộ phận nối mềm giữa bánh xe và thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với cơ thể con người (60-80 lần/ph). Bộ phận đàn hồi có thể bố trí khác nhau trên xe nhưng nó cho phép bánh xe có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng. Trên xe con bộ phận đàn hồi thường gặp là loại: Nhíp lá, lò xo trụ, lò xo côn hoặc lò xo xếp, thanh xoắn, khí nén, thuỷ lực.
Các bộ phận đàn hồi 2. Bộ phận dẫn hướng Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo xác định tính chất chuyển động (động học) của bánh xe đối với mặt tựa và vỏ xe, đồng thời góp phần vào việc truyền lực và momen giữa các bánh xe và vỏ. Bộ phận giảm chấn Bộ giảm chấn làm cho giao động của thân vỏ xe và bánh xe được tắt nhanh hơn và qua đó nâng cao độ an toàn cũng như độ êm dịu cho xe. Bộ giảm chấn được lắp giữa thân vỏ xe và bộ phận treo bánh xe.
Thân và vỏ xe có các tần số giao động khác nhau. Một bộ phận giảm chấn tốt phải được hiệu chỉnh để có tác dụng với cả hai giao động. Một số thanh giảm chấn Các bộ phận khác của bộ phận giảm chấn: Thanh ổn định: Trong trường hợp xe chạy trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực ly tâm phản lực thẳng đứng của 2 bánh xe trên một cầu thay đổi sẽ làm cho tăng độ nghiêng thùng xe và làm giảm khả năng truyền lực dọc, lực bên của bánh xe với mặt đường. Thanh ổn định có tác dụng khi xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn.
Cấu tạo chung của nó có dạng chữ U. Các đầu chữ U nối với bánh xe còn thân nối với vỏ nhờ các ổ đỡ cao su. Thanh ổn định ngang lắp trên ô tô là bộ phận đàn hồi phụ với chức năng hạn chế sự nghiêng thân xe. Thanh ổn định chỉ làm việc khi nào có sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe.
Thanh ổn định 6 Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình: treo là các thành phần nhỏ được làm bằng polyurethane hay cao su, đóng vai trò như một giá đỡ giữa các bộ phận của ô tô, kiểm soát mức độ chuyển động của các khớp, giảm tiếng ồn và độ rung trên đường đi, hấp thụ va chạm và giảm ma sát giữa các bộ phận kim loại của ô tô. Các vấu cao su 2. Phân tích sự ảnh hưởng của hệ thống treo khi xe chuyển động trên đường 2. Ảnh hưởng của hệ thống treo đến sự êm dịu trên ô tô Hệ thống treo phải bảo đảm chuyển động tương đối của bánh xe theo phương thẳng đứng đối với khung xe khi độ phẳng của mặt đường thay đổi.
Hệ thống treo hấp thụ lực va đập từ mặt đường trong khi vận hành để lực va đập không tác dụng trực tiếp lên thân xe, nhờ đó tạo sự thoải mái dễ chịu cho người ngồi trên xe trong những đoạn đường không bằng phẳng. Với ô tô ưu tiên số một là tạo ra cảm giác thư giãn thay vì cảm giác mệt mỏi, căng thẳng. Sự thoải mái giúp người điều khiển xe an toàn hơn. Ảnh hưởng của hệ thống treo đến độ cứng vững và độ bám đường của ô tô Ngoài việc đảm bảo sự êm dịu hệ thống treo còn làm nhiệm vụ duy trì sự ổn định của xe khi vào cua và cứng vững theo phương ngang.
Hệ thống treo còn ảnh hưởng đến góc đặt bánh xe nếu góc đặt bánh xe không đúng thì xe sẽ bị kéo lệch về một phía, nghĩa là không thể duy trì chuyển động thẳng về phía trước hoặc dẫn đến tình trạng nguy hiểm khác. Trên đường đua, hệ thống treo cần thiết lập để tạo ra độ bám đường tối đa. Hệ thống treo tích cực Hệ thống treo tích cực, hay còn gọi là treo thích ứng, nó điều khiên sự chuyển động thẳng đứng của bánh xe thông qua hệ thống vi mạch, thay vì chuyển động của bánh xe được xác định hoàn toàn bởi mặt đường. Do đó hệ thống này hầu như loại bỏ được vấn đề nghiêng ngang, sự chúi đầu hay đuôi xe trong những trường hợp xe vào cua, phanh hoặc tăng tốc.
Công nghệ này giúp chiếc xe đạt được tính êm dịu và tính năng lái cao hơn, bằng cách giữ cho bánh xe vuông góc với mặt đường khi vào cua, nhờ đó tăng thêm độ bám và sự điều khiển xe. Vi mạch điều khiển sẽ phát hiện chuyển động của thân xe từ các cảm biến gắn trên xe và dùng các dữ liệu được tính toán bởi thuật toán điều khiên, từ đó sẽ điều khiển hoạt động của hệ thống treo. Mô hình hệ thống treo tích cực trên ô tô Hệ thống treo tích cực bao gồm: + Hệ thống treo tích cực hoàn toàn + Hệ thống treo bán tích cực a) Hệ thống treo tích cực hoàn toàn Hệ thống treo khí nén điện tử 8 Hình 2. Hệ thống treo khí nén điện tử 1 - Giảm xóc khí nén tự động điều chỉnh độ giảm chấn; 2 - Cảm biến gia tốc của xe; 3 - ECU (hộp điều khiên điện tử của hệ thống treo); 4 - Cảm biên độ cao của xe; 5 - Cụm van phân phối và cảm biến áp suất khí nén; 6 - Máy nén khí;7 - bình chứa khí nén; 8 - Đường dẫn khí.
Cấu tạo hệ thống treo Mercedes Ưu điềm: - Thông minh và linh hoạt ( khả năng điều chỉnh độ cứng của từng xi lanh cho phép đáp ứng độ nghiêng khung xe và tốc độ xe khi vào cua, góc cua). 9 - Tự thích nghi với tải trọng xe, thay đổi độ cao gầm xe theo từng hành trình. - Thay thế lò xo bằng lò xo khí để giảm bớt trọng lượng. - Những chỗ mấp mô ô gà thì không ảnh hưởng nhiều người điều khiển.
Nhược điểm: - Chi phí cao do có nhiều linh kiện điện tử và sửa chữa khó khăn hơn. Các xe sử dụng hệ thống treo khí nén điện tử bao gồm các xe như Rolls-Royce Phantom, Mercedes-Benz S-Class, Bentley Continental GT b) Hệ thống treo bán tích cực Đặc điểm: + Không sử dụng các van cơ học như các hệ thống treo khác. + Dùng lưu chất biến từ (MR-Magne Ride), chất lỏng trong giảm chấn có chứa hạt kim loại phản ứng với từ trường. Nguyên lý hoạt động của giảm chấn dùng lưu chất biến từ: Hình 2.
Giảm chấn dùng lưu chất từ biến Dầu trong giảm chấn có chứa các hạt kim loại có từ tính, mục đích làm thay đổi độ nhớt của dầu bằng từ trường gây ra bởi nam châm điện.