CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI - CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU HỆ THỐNG TREO - CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO - CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO MC.PHESON - CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Tieu luan 11 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TREO 2.1 Công dụng và yêu cầu 2.1 Công dụng Hệ thống treo ở đây được hiểu là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây: Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu”, hạn chế tới mức có thể chấp nhận được những chuyển động không muốn có khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc). Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực), lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh, lực đẩy hoặc lực kéo với khung, vỏ), lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên).1: Lợi ích khi xe có hệ thống treo Tieu luan 12 2.2 Yêu cầu Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực. Quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính sau đây : + Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên đường tốt hay xe chạy trên các loại đường khác nhau).
+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định. + Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe. + Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ. + Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường.
Đối với xe con chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau : - Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn. - Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt. - Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng.2 Phân loại hệ thống treo Hiện nay ở trên xe ôtô hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính 1- Hệ thống treo phụ thuộc 2- Hệ thống treo độc lập Hình 2.2: Các loại hệ thống treo Tieu luan 13 2.1 Hệ thống treo phụ thuộc Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu cứng. Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực.
Đối với hệ treo này thì bộ phận đàn hồi có thể là nhíp lá hoặc lò xo xoắn ốc, bộ phận dập tắt dao động là giảm chấn.3: Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp Nếu bộ phận đàn hồi là nhíp lá thì nhíp đóng vai trò là bộ phận dẫn hướng, có thể dùng thêm giảm chấn hoặc không. Ưu điểm : - Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy không xảy ra hiện tượng mòn lốp nhanh như hệ thống treo độc lập. - Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đường nghiêng) 2 bánh xe liên kết cứng bởi vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe. - Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa.
Giá thành thấp Tieu luan 14 Hình 2.4: Xe sử dụng hệ thống treo phụ thuộc Nhược điểm - Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không được treo) lớn, đặc biệt là ở cầu chủ động. Khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên và đập mạnh giữa phần không treo và phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường sẽ làm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đường. - Khoảng không gian phía dưới sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu có thể thay đổi vị trí, do vậy chỉ có thể lựa chọn là chiều cao trọng tâm lớn.
Tieu luan 15 Hình 2.5: Sự thay đổi vị trí bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô đất. - Sự nối cứng bánh xe 2 bên bờ dầm liên kết gây nên hiện tượng xuất hiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động.2 Hệ thống treo độc lập - Trên hệ thống treo độc lập dầm cầu được chế tạo rời, giữa chúng liên kết với nhau bằng khớp nối, bộ phận đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chấn là giảm chấn ống. Trong hệ thống treo độc lập hai bánh xe trái và phải không quan hệ trực tiếp với nhau.6: Hệ thông treo độc lập Tieu luan 16 Ưu điểm: + Khối lượng phần không được treo nhỏ, đặc tính bám đường của bánh xe tốt vì vậy sẽ êm dịu khi chuyển động và có tính ổn định tốt. + Các lò xo chỉ làm nhiệm vụ đỡ thân ô tô mà không phải làm nhiệm vụ dẫn hướng nên có thể làm lò xo mềm hơn nghĩa là tính êm dịu tốt hơn.
+ Do không có sự nối cứng giữa các bánh xe bên trái và bên phải nên có thể hạ thấp sàn ôtô và vị trí lắp động cơ. Do đó mà có thể hạ thấp trọng tâm ôtô.7: Hệ thống treo độc lập của ôtô hoạt động trên đường không bằng phẳng. Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp. + Khoảng cách bánh xe và các vị trí đặt bánh xe thay đổi cùng với sự dịch chuyển lên xuống của các bánh xe.
- Trong hệ thống treo độc lập còn được phân ra các loại sau : + Hệ thống treo M. + Hệ thống treo tay đòn kép. + Hệ thống treo đa liên kết. + Hệ thống treo khí nén.
Hệ thống treo Mc. Pherson Đặc điểm cấu tạo: Hệ thống treo này được đặt theo tên của người đã phát minh ra nó – Earle S. MacPherson (1891 – 1960) – một kỹ sư ôtô người Mỹ gốc Scotland. Hệ thống treo này được phát minh vào năm 1946, khi ông là trưởng phụ trách dự án sản xuất xe ôtô trọng lượng nhẹ của Chevrolet.
Tuy nhiên, một năm sau đó dự án này bị hủy, ông đầu quân cho Ford và áp dụng hệ thống treo do mình phát minh lần đầu tiên trên chiếc Vedette năm 1949.8: Hệ thống treo Mc.Pherson Hiện nay, hầu hết các mẫu xe có hệ thống treo trước sử dụng phát minh có từ cách đây 70 năm này. Hệ thống treo MacPherson cấu tạo cơ bản gồm ba bộ phận: giảm chấn thủy lực, lò xo và cánh tay điều hướng. Hệ thống treo MacPherson thực sự phát triển khi kết cấu khung xe liền khối unibody sử dụng cầu trước ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Tieu luan 18 Ưu điểm: - Sử dụng ít linh kiện.
- Việc sửa chữa bảo dưỡng đơn giản và tiết kiệm. - Thường sử dụng cho các bánh trước, hệ thống treo này giúp giảm khối lượng phần đầu xe giải phóng không gian cho khoang lái. Nhược điểm: - Bánh xe dễ bị lắc ngang so với mặt đường. - Độ chụm của xe dễ bị lệch hơn.
- Chủ xe cần đi kiểm tra góc đặt bánh xe nhiều hơn. Những xe ô tô sử dụng hệ thống treo trước dạng Mc.9: Hyundai Accent Tieu luan 19 Hình 2.11: Kia Cerato Tieu luan 20 Hình 2.12: Toyota Camry Hình 2.13: Honda Civic Tieu luan 21 b. Hệ thống treo tay đòn kép Đặc điểm cấu tạo: Cấu tạo của hệ thống treo này vẫn bao gồm ba bộ phận lò xo, giảm xóc giảm chấn và bộ phận điều hướng.14: Hệ thống treo tay đòn kép Điểm khác biệt so với hệ thống treo MacPherson là bộ phận điều hướng bao gồm hai thanh dẫn hướng trong đó thanh ở trên thường có chiều dài ngắn hơn. Chính vì vậy, hệ thống treo này có tên gọi là tay đòn kép.
Kiểu này được dùng phổ biến ở hệ thống treo trước của xe tải nhỏ, hệ thống treo trước và treo sau ở các xe du lịch. Lý do của việc tay đòn trên ngắn hơn là khi xe di chuyển, góc nghiêng giữa bánh xe so với phương thẳng đứng (góc camber) sẽ thay đổi còn khoảng cách bánh xe không đổi khi xe nhún. Camber dương tức bánh xe có xu hướng ngửa ra ngoài, trong khi Camber âm ngược lại, úp vào trong. Khi xe vào cua, bánh sẽ lăn theo đường cong đồng thời nhún dao động.
Vì tay đòn trên ngắn hơn nên bánh sẽ không bị ngửa ra ngoài, giúp việc quay vòng ổn Tieu luan 22 định. Bên cạnh đó, khoảng cách bánh xe không thay đổi nên hạn chế được mòn lốp. Ưu điểm: - Góc đặt bánh ổn định giúp cảm giác lái khi xe vào cua tốt hơn. - Hạn chế lắc ngang.
- Tạo sự linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo, giảm chấn. - Dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo giúp chủ xe tối ưu hóa quá trình vận hành tùy vào từng mục đích khác nhau. Nhược điểm: - Có sự phức tạp trong cấu tạo cũng như sửa chữa, bảo dưỡng sẽ tốn kém hơn so với kiểu Mc. Những xe ô tô sử dụng hệ thống treo trước dạng tay đòn kép Hình 2.15: Toyota Inova Tieu luan 23 Hình 2.16: Toyota Fortuner Hình 2.17: VinFast Lux Tieu luan 24 c.
Hệ thống treo đa liên kết Đặc điểm cấu tạo: Hệ thống treo đa liên kết là một sự cải tiến của hệ thống treo tay đòn kép. Hệ thống này không chỉ sử dụng một thanh điều hướng như trên MacPherson hay hai thanh điều hướng trên tay đòn kép. Treo đa liên kết dùng tới ba, bốn thậm chí năm thanh điều hướng khác nhau hoặc kết hợp với càng chữ A.18: Hệ thống treo đa liên kết Hiện nay, mỗi thương hiệu xe lại sản xuất ra một cơ cấu hệ thống treo đa liên kết khác nhau. BMW sản xuất một số loại hình chữ Z hoặc treo 4 thanh thể thao.
Trên các xe Honda lại giống đòn chữ A đôi và thêm một cần điều khiển thứ năm. Còn hãng xe Đức Audi trang bị hệ thống treo trước bốn thanh và có kiểu dáng tương tự loại đòn chữ A đôi. Trong khi đó, Hyundai Genesis sở hữu hệ thống treo trước và sau dạng năm thanh thể thao. Với việc trang bị nhiều thanh điều hướng, khả năng di chuyển của xe sẽ tốt hơn.
Khi vào cua, khi đi đường gồ ghề, đường xấu, hệ thống treo này tỏ rõ sự hiệu quả của mình.