Bài giảng Thiết kế ô tô - Chương 7: Thiết kế hệ thống treo - Nguyễn Lê Duy Khải

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế ô tô - Chương 7: Thiết kế hệ thống treo - Nguyễn Lê Duy Khải

1. Chương 7 Thiết kế hệ thống treo TS. Nguyễn Lê Duy Khải nldkhai@yahoo.com Tel.: 0168.960.8039 ĐHBK TPHCM - 2017 - 1
2. 1. Điều kiện làm việc + Hệ thống treo đảm bảo êm dịu cho xe khi chuyển động. + Chịu tải trọng từ khung xe truyền xuống và từ mặt đường truyền lên: Phương đứng: Zbx. Kđ, với tải trọng động Kđ = 2.5 ~ 4.0 Phương dọc: Lực kéo Pk, lực phanh Pp Zbx. Phương ngang: Png = Zbx. ng Chủ yếu bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo chịu các tải này. 3
3. 1. Điều kiện làm việc Phần được treo: - Xóc nảy (bouncing) - Lắc dọc (pitching) - Lắc ngang (roling) - Xoay đứng (yawing) Phần không được treo: - Dịch đứng - Xoay dọc - Uốn 5
4. 2. Yêu cầu của hệ thống treo 2. Yêu cầu đặc trưng: - Khi hoạt động, hệ thống treo phải bảo đảm không ảnh hưởng đến các hệ thống khác trên ô tô (phanh, lái) Đảm bảo sự tương ứng giữa động học các bánh xe với động học của dẫn động lái. 3. Yêu cầu chung: Đơn giản, đủ bền, giá thấp, công nghệ chế tạo, 7
5. 3. Chọn phương án thiết kế a) Bộ phận hướng: - Kiểu nhíp (đòn đàn hồi) - Kiểu đòn (cứng hoàn toàn) Treo kiểu nhíp phù hợp cho mọi loại xe, nhất là xe tải trọng lớn. Khuyết: độ êm dịu không cao chủ yếu cho xe không yêu cầu độ êm dịu cao. 9
6. 3. Chọn phương án thiết kế Kiểu đòn: Một đòn dọc 11
7. 3. Chọn phương án thiết kế Kiểu đòn: Hai đòn ngang bằng nhau (cơ cấu hình bình hành) 13
8. 3. Chọn phương án thiết kế Kiểu McPherson (một đòn ngang) 15
9. 3. Chọn phương án thiết kế b) Bộ phận đàn hồi: - Bằng kim loại: nhíp, lò xo, thanh xoắn - Bằng phi kim: cao su, khí nén. - Kết hợp: kim loại & cao su Nhíp có tác dụng của cả ba bộ phận: hướng, đàn hồi, giảm chấn nên tạo êm dịu không cao. Lò xo: công nghệ chế tạo đơn giản nhưng bố trí khó, chiếm không gian trong xe. Thanh xoắn: công nghệ chế tạo phức tạp nhưng dễ bố trí. Cao su: chịu tải trọng nhỏ. Khí nén: tải đặc biệt lớn, yêu cầu độ êm dịu cao, VD xe khách. Đặc tính về dao động của kim loại là tuyến tính, của phi kim là phi tuyến. 17
10. 3. Chọn phương án thiết kế Ñoä cöùng = Löïc / Bieán daïng w w w k 1 2 a 1 a 2 a 19
11. 3. Chọn phương án thiết kế Bộ phận đàn hồi: Nhíp lá 21
12. 3. Chọn phương án thiết kế Bộ phận đàn hồi: Nhíp lá 23
13. 3. Chọn phương án thiết kế Bộ phận đàn hồi: Thanh xoắn 25
14. 3. Chọn phương án thiết kế Bộ phận đàn hồi: Túi khí nén, đệm khí 27
15. 3. Chọn phương án thiết kế Bộ phận đàn hồi: Cao su 29
16. 3. Chọn phương án thiết kế 31
17. 3. Chọn phương án thiết kế Theo cấu tạo: Ống đơn & ống kép 33
18. 3. Chọn phương án thiết kế Giảm chấn có độ cứng thay đổi 35
19. 3. Chọn phương án thiết kế Heä thoáng treo phuï thuoäc Heä thoáng treo ñoäc laäp 37
20. Hệ thống treo trước Söû duïng theâm ñoøn thaêng baèng (Strut) giöõ oån ñònh doïc Kieåu 2 : Loø xo xoaén laép treân tay ñoøn treân 39
21. Hệ thống treo trước Kieåu 4 : Heä thoáng treo kieåu MacPherson 41
22. Hệ thống treo trước Kieåu 6 : Söû duïng thanh xoaén boá trí ngang (CHEVROLET) 43
23. Hệ thống treo sau Kieåu 1 : Caàu lieàn - Loø xo xoaén 45
24. Hệ thống treo sau Kieåu 3 : Caàu lieàn - MacPherson (VOLKSWAGEN) 47
25. Hệ thống treo sau Kieåu 5 : Caàu rôøi - Nhíp laù ñaët ngang 49
26. 4. Thiết kế BTC hệ thống treo - Độ võng động fđ: khi hệ thống treo chịu tải trọng động. Độ võng động trên fđt, độ võng động dưới fđd chọn = (0.5 ~ 1.0) ft Tần số dao động n càng nhỏ thì ft càng lớn trọng tâm thấp đi, không phù hợp cho xe tải với xe tải phải chọn n lớn. Xe du lịch: n = 60 ~ 90 lần/phút Xe tải: n = 80 ~ 100 lần/phút. - Sau khi tính xong Gtr, f, không cần kiểm tra lại vì Gtr được tính từ thông số đề bài đưa ra, còn f được tính từ yêu cầu êm dịu. Mô hình chọn để tính toán là đơn giản nhất, do đó độ chính xác các thông số tính toán ra là kém nhất, không gần với thực tế. Mô hình đơn giản và gần giống với ô tô nhất là một khối lượng, hai bậc tự do, có dao động thẳng đứng và lắc. 51
27. 5. Thiết kế kỹ thuật hệ thống treo o Kiểu a: Lo = 0, Bo = (4-5) mm, góc lắc 5 . Kiểu b: Cơ cấu hình bình hành, Bo lớn, góc lắc bằng 0. Kiểu c: Cơ cấu hình thang, Bo và góc lắc đều nhỏ hơn so với trường hợp a. Hiện nay chủ yếu sử dụng đòn kiểu c. Với kiểu a: Đòn chịu uốn, khớp bản lề chịu lực lớn nhất kết cấu khớp cần quan tâm. Chiều dài khớp càng lớn càng tốt (diện tích chịu lực tăng). Kết cấu tốt nhất là dạng tấm, có dập gân tăng bền. Loaïi 2 tay ñoøn khoâng Loaïi 2 tay ñoøn baèng nhau baèng nhau Loaïi 1 tay ñoøn a I h b 53
28. 5. Thiết kế kỹ thuật hệ thống treo Kết hợp 2 vú cao su đường đặc tính gồm 3 vùng: - 1 và 3: phối hợp đặc tính hai loại phần tử đàn hồi . - 2: đặc tính của một loại phần tử đàn hồi là kim loại. Thông thường đường ở giữa là đường lý tưởng. Vùng tính toán thực tế là lân cận đường lý tưởng. Đối với xe tải: sử dụng hai phần tử đàn hồi: nhíp chính và nhíp phụ. 55
29. 5. Thiết kế kỹ thuật hệ thống treo xác định dạng dập tắt. Có C, M, chọn tính ra K. K gồm có hai giá trị, Knén và Ktrả. Các cách chọn Kn, Ktr: -Ktr = Kn: giảm chấn đối xứng -Ktr  Kn: giảm chấn không đối xứng Với ô tô, chủ yếu dùng không đối xứng. Cụ thể thường dùng Ktr > Kn, Ktr = 2 Kn. Khi qua chỗ lồi, hệ thống treo ở trạng thái nén, chọn Kn = Ktreo. Khi qua chỗ lõm, bánh xe có xu hướng rời khỏi khung xe. M lớn dễ làm bánh xe rơi xuống, lún sâu vào chỗ lõm cần làm giảm chấn lớn để cản lại sự rơi của bánh xe. 57