Thuyết minh nghiên cứu mô phỏng hệ thống treo trước trên xe toyota vios 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO TRƯỚC TRÊN XE TOYOTA VIOS 2014 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.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ



ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP

Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Minh Thắng

Sinh viên : Lê Quang Minh

Khóa: 13

PHỎNG HỆ THỐNG TREO TRƯỚC TRÊN

XE TOYOTA VIOS 2014

Hà Nội……Tháng… Năm…

Mục Lụ

Mục Lục 1

Danh Mục Hình Ảnh 4

Mở đầu 7

Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 9

1.1 Công dụng của hệ thống treo 9

1.2 Phân loại hệ thống treo 9

1.3 Yêu cầu đối với hệ thống treo 10

1.4 Cấu tạo và các bộ phận chính trên hệ thống treo 11

1.4.1 Bộ phận đàn hồi 11

1.4.2 Bộ phận dẫn hướng 16

1.4.3 Bộ phận giảm chấn 17

1.5 Nghiên cứu 1 số loại hệ thống treo phổ biến hiện tại 21

1.5.1 Hệ thống treo phụ thuộc 21

1.5.2 Hệ thống treo độc lập 24

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 25

Chương 2 - CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG TREO TRÊN TOYOTA VIOS 26

2.1 Giới thiệu chung về xe Toyota vios 2014 26

2.2 Các cụm, hệ thống chính của xe Toyota Vios 28

2.2.1 Động cơ 28

2.2.2 Hệ thống truyền lực 28

2.2.3 Ly hợp 28

2.2.4 Các đăng 29

2.2.5 Hệ thống điều khiển 29

2.3 Hệ thống treo trên xe Toyota vios 30

2.3.1 Hệ thống treo Macpherson 30

2.3.2 Hệ thống treo loại thanh xoắn 32

2.4 Cấu tạo, kết cấu các bộ phận chính của hệ thống treo trên Toyota Vios 2014 33

2.4.1 Bộ phận dẫn hướng 33

2.4.2 Bộ phận đàn hồi 34

2.4.3 Bộ phận giảm chấn 36

2.4.3.1 Cấu tạo 36

2.4.3.2 Nguyên lý hoạt động 37

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 40

Chương 3 - CHUẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN TOYOTA VIOS 41

3.1 Các hư hỏng thường gặp và nguyên nhân 41

3.2 Quy trình kiểm tra chuẩn đoán 42

3.2.1 Lốp (mòn hay không đúng) 42

3.2.2 Góc đặt bánh trước/sau 44

3.2.3 Bi moayơ 49

3.2.4 Giảm chấn phía trước, lò xo trụ và giảm chấn phía sau 50

3.2.5 Lò xo trụ phía sau 51

3.2.6 Thanh ổn định phía trước 56

3.2.7 Đòn treo phía trước 66

3.3 Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa giảm chấn 66

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 69

CHƯƠNG 4 - MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TREO TOYOTA VIOS BẰNG

PHẦN MỀM CARSIM 70

4.1 Giới thiệu phần mềm Carsim 70

4.2 Mô phỏng hệ thống treo độc lập Toyota Vios trên phần mềm Carsim 73

4.2.1 Nhập dữ liệu vào phần mềm 73

4.2.2 Xuất dữ liệu phần mềm 78

4.2.3 Kết luận 80

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 80

KẾT LUẬN 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

Danh Mục Hình Ảnh

Hình 1.1 cấu tạo cơ bản hệ thống treo 12

Hình 1.2 Cấu tạo chung của hệ thống treo loại nhíp 13

Hình 1.3 Kết cấu nhíp chính 13

Hình 1.4 Vị trí của nhíp chính và phụ 14

Hình 1.5 Lò xo thường 15

Hình 1.6 Lò xo cải tiến 15

Hình 1.7 Thanh xoắn và vị trí 16

Hình 1.8 Nguyên lý hoạt động của giảm chấn 19

Hình 1.9 Giảm chấn kiểu ống đơn 20

Hình 1.10 Cấu tạo giảm chấn kiểu ống kép 21

Hình 1.11 Hệ thống treo phụ thuộc 22

Hình 1.12 Hệ thống treo độc lập 25

Hình 2.1 Cấu tạo hệ thống treo Macpherson 32

Hình 2.2 Hệ thống treo kiểu thanh xoắn 34

Hình 2.3 Thanh cân bằng 35

Hình 2.4 Lò xo trụ 35

Hình 2.5 1 số dạng thanh xoắn 36

Hình 2.6 Moomen tác động lên thanh xoắn 37

Hình 2.7 Cấu tạo giảm chấn kép 38

Hình 2.8 Quá trình nén của giảm chấn 39

Hình 2.9 Quá trình giãn của giảm chấn 40

Hình 3.1 Kiểm tra độ đảo lốp 44

Hình 3.2 Thứ tự đảo lốp 44

Hình 3.3 Đo chiều cao xe 45

Hình 3.4 Mô tả cách đo góc đặt bánh xe 46

Hình 3.5 Tháo bu lông và tháo cảm biến tốc độ và ống mềm phanh 47

Hình 3.6 Hai đai ốc của bộ giảm chấn 47

Hình 3.7 Moay ơ cầu trước 48

Hình 3.8 Độ dài ren ở đầu thanh răng 49

Hình 3.9 Lắp kìm kẹp vào bánh 50

Hình 3.10 Tháo 2 bu lông và ngắt cụm phanh đĩa 50

Hình 3.11 Đánh dấu ghi nhớ lên đĩa và moay ơ 51

Hình 3.12 Kiểm tra độ rơ moay ơ cầu xe 51

Hình 3.13 Kiểm tra độ đảo moay ơ cầu xe 51

Hình 3.14 Ấn và kéo giảm chấn trước 52

Hình 3.15 Ấn và kéo cần giảm chấn sau 52

Hình 3.15 Tháo cụm lót bọc đệm năp nệm ghế sau 53

Hình 3.16 Cụm lưng ghế sau 53

Hình 3.17 Móc vòng lưng ghế sau 54

Hình 3.16 Tháo 2 kẹp và bọc lưng ghế sau 54

Hình 3.17 Tháo 2 bu lông, móc vòng và lưng ghế sau 55

Hình 3.18 Vấu của phần hãm giắc và tháo dây điện cảm biến tốc độ 55

Hình 3.19 Tháo đai ốc và tách dây điện cảm biến tốc độ 56

Hình 3.20 Tách ống mềm sau trái/ phải 56

Hình 3.21 Nới lỏng 2 bu lông dầm sau 56

Hình 3.22 Tháo 2 đai ốc và miếng hãm đệm 57

Hình 3.23 Tháo bu lông và tháo giảm chấn 57

Hình 3.24 Tháo nắp che đầu tay gạt nước phía trước 58

Hình 3.25 Tháo cụm tay gạt và lưỡi gạt nước 58

Hình 3.26 Tháo tấm thông hơi 59

Hình 3.27 Tháo ống dẫn nước 59

Hình 3.28 Tháo mô tơ và thanh nối gạt nước 60

Hình 3.29 Nhả khớp 3 vấu hãm 60

Hình 3.30 Ngắt kẹp dây điện 60

Hình 3.31 Tháo 8 bu lông và tấm bên ngoài phía trên vách ngăn 61

Hình 3.32 Tháo tấm cách âm nắp lỗ trục lái 61

Hình 3.33 Dùng đai an toàn cố định cụm trục lái 62

Hình 3.34 Nới và tháo bu lông của cụm trục lái trung gian 62

Hình 3.35 Tháo nắp lỗ trục lái 62

Hình 3.35 Lắp SST (vòng đệm B) vào phần ren của đầu thanh nối 63

Hình 3.36 Tách đầu thanh nối ra khỏi cụm cầu trước 63

Hình 3.37 Lắp STT vào phần ren của khớp cầu dưới 63

Hình 3.38 Tách đòn treo dưới phía trước ra khỏi cụm cầu trước 64

Hình 3.39 Tháo cụm thanh nối ổn định 64

Hình 3.40 Lắp móc treo động cơ 65

Hình 3.41 Tháo bu lông và tách thanh điều khiển 65

Hình 3.42 Tháo dầm ngang hệ thống treo 66

Hình 3.43 Tháo cơ cấu lái 66

Hình 3.44 Tháo 2 buu lông và giá bắt thanh ổn định 67

Hình 3.44 Đòn treo phía trước 67

Hình 4.1 Màn hình giao diện Carsim 71

Hình 4.2 Bộ giải mô hình toán học 72

Hình 4.3: Giao diện của phần mềm thay đổi model xe 75

Hình 4.4: Giao diện thông số xe Toyota Vios 2014 75

Hình 4.5: Thông số cơ bản của xe 76

Hình 4.6: Thông số hệ thống treo 76

Hình 4.7: Giao diện tùy chỉnh hệ thống treo trước 77

Hình 4.8: Các dạng địa hình 77

Hình 4.9: Các đồ thị hiển thị 78

Hình 4.10: Giao diện tùy chỉnh thông số mặt đường 78

Hình 4.11 Xuất video và đồ thị 79

Hình 4.13: Video mô phỏng xe chạy với mấp mô 79

Hình 4.14: Các đồ thị mô phỏng 1 80

Hình 4.15: Video mô phỏng xe chạy trên đường sin 80

Hình 4.16: Các đồ thị trong thí nghiệm 2 81

Mở đầu

Hiện nay ô tô là ngành đang được chú trọng và đẩy mạnh phát triểntrong nước ta và trên toàn thế giới, là ngành chiếm tỉ trọng cao trong vận tảihành khách và hàng hóa

Ở Việt Nam thì ôtô là chủ đề rất được quan tâm, đặc biệt là những ứngdụng công nghệ mới trên xe Vì thế việc nghiên cứu về ô tô là cực kì cầnthiết, nó là cơ sở để các nhà nhập khẩu cũng như các nhà sản xuất trong nướckiểm tra chất lượng xe khi nhập cũng như sau khi xe xuất xưởng, mang lại sựthoải mái và tiện lợi cho người sử dụng

Khi xe di chuyển lưu thông trong giao thông, có nhiều yếu tố tácđộng như: tải trọng, vận tốc, lực cản khí, điều kiện mặt đường… những yếu tốnày thay đổi thường xuyên và gây ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình chuyểnđộng của xe Chúng làm quá trình chuyển động của xe không ổn định, gây ứcphiền hà cho người dùng, ảnh hưởng tuổi thọ xe… và đặc biệt là gây mất antoàn và của cải cho người sở hữu

Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ về kỹ thuật cũng như vềtính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải hoàn thiện hơn, đặcbiệt cần tạo cảm giác thoải mái nhất cho người ngồi trên xe đó là lí do mà các

hệ thống ngày càng được nâng cấp, các nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã

và đang không ngừng nâng chất lượng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độbền, và đặc biệt sự tiện nghi dành cho người sử dụng Và một trong nhữngnghiên cứu nhằm đáp ứng những yêu cầu trên đó là nghiên cứu và phát triển

hệ thống treo

Chính vì lý do trên nên em đã chọn đề tài của mình: Nghiên cứu và thửnghiệm hệ thống treo trước trên xe Toyota vios 2014 Nội dung đồ án gồm 4chương:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống treo trên ô tô

Chương 2: Tìm hiểu hệ thống treo trên Toyota Vios 2014

Chương 3: Sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống treo Toyota Vios 2014

Chương 4: Khảo sát hệ thống treo bằng phần mềm carsim

Vì thời gian hạn chế và do dịch bệnh nên trong quá trình thực hiện đề tài, emcòn nhiều thiếu sót cần sửa đổi mong các thầy cô thông cảm và góp ý cho em

để em có thể hoàn thiện hơn sau này, và em rất cảm ơn thầy ThS NguyễnMinh Thắng đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Sinh viên thực hiện

Lê Quang Minh

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng của hệ thống treo [1]

Hệ thống treo là 1 bộ phận quan trọng của xe ô tô, chúng quyết địnhcảm giác lái của xe êm ái hoặc xóc nảy, ổn định hay không ổn định Nói mộtcách dễ hiểu đây là bộ phận đóng vai trò quyết định trong việc chuyển độngcủa toàn bộ thân xe, đặc biệt là khi xe di chuyển qua những cung đườngkhông bằng phẳng

Khi xe quay vòng, thân xe luôn có xu hướng xoay xung quanh trụcsong song với chiều thân xe, khi điều này xảy ra có thể làm cho chiếc xe bị lậtngang gây nguy hiểm cho người ngồi trong xe Khi xe tăng tốc từ vị trí đứngyên hay phanh đột ngột khi đang di chuyển, thân xe có xu hướng bị lật vềphía sau hoặc trước do lực quán tính tác động lên thân xe làm cho bánh xemất khả năng bám đường khi tăng tốc hoặc phanh đột ngột

Hệ thống treo hoạt động đồng thời cùng với hệ thống lái và hệ thốngphanh để tạo sự ổn định khi xe di chuyển trên đường Góc king-pin và casterđược tạo ra bằng một khâu khớp của hệ thống treo để cho phép sự điều khiểnmượt mà của vô lăng với các bánh xe phía dẫn hướng

Hệ thống treo tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phương thẳngđứng với thân xe một cách êm dịu, hạn chế tới mức thấp nhất có thể nhữngchuyển động không mong muốn như lắc dọc, lắc ngang

Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đườngkhông bằng phẳng

1.2 Phân loại hệ thống treo.

Theo kết cấu thì hệ thống treo sẽ bao gồm:

- Hệ thống treo độc lập: là một hệ thống treo mà hai bánh xe và cầu

xe đều có thể chuyển động độc lập với nhau Không có một chuyển độngtương đối nào xảy ra giữa 2 bánh xe, có nghĩa rằng các bánh xe đều được kếtnối với khung xe một cách độc lập Khi xe di chuyển qua các bề mặt gồ ghề,

sự dao động của một bánh xe bất kỳ sẽ không ảnh hưởng tới các bánh xe cònlại và ngược lại.

- Hệ thống treo phụ thuộc: Là một hệ thống treo mà các bánh xe phía

trước hoặc sau của xe được kết nối với nhau bằng một dầm cầu đồng nhất.Khi xe di chuyển qua các bề mặt gồ ghề hoặc mấp mô mặt đường, sự daođộng của một bên bánh xe sẽ kéo theo chuyển động tương đối của bên còn lại.Phân loại theo loại đặc tính nối mềm: Bằng phần tử đàn hồi kìm loại, bằng khínén, bằng thủy lực,…

1.3 Yêu cầu đối với hệ thống treo

+ Đảm bảo nối mềm phù hợp với tính êm dịu chuyển động yêu cầu tức

là hệ thống có tần số dao động riêng nằm trong giới hạn (60 : 1200 lần/phút)

+ Giảm tối thiểu va đập cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lênkhung

+ Đảm bảo hệ số bám trung bình của các bánh xe với nền đường

+ Dập tắt nhanh dao động của thân xe khi đi trên đường

+ Trọng lượng phân không treo phải nhỏ

+ Hạn chế đến mức nhiều nhất các chuyển động theo phương khôngmong muốn, nhất là ở các bánh xe dẫn hướng, nhằm đảm bảo tính điều khiểncủa ôtô

+ Có độ bền cao

+Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chínhcủa hệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏngcác quan hệ động lực học và động học của chuyển động bánh xe

+ Tại các vị trí liên kết với khung vỏ không gây nên tải trọng lớn đảmbảo tuổi thọ của các liên kết

+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kĩthuật của xe như chạy được trên nhiều địa hình khác nhau,

+ Bánh xe có khả năng chuyển dịch trong một giới hạn không gian hạnchế

1.4 Cấu tạo và các bộ phận chính trên hệ thống treo

Về cơ bản, một hệ thống treo thông thường được cấu thành từ ba bộphận chính: bộ phận đàn hồi, bộ phần giảm chấn và cơ cấu hướng

Hình 1.1 cấu tạo cơ bản hệ thống treo.

1.4.1 Bộ phận đàn hồi

- Bộ phần đàn hồi là một bộ phận quan trọng của hệ thống treo, cóchức năng hấp thụ tác động do điều kiện mặt đường gây ra, chuyển thành daođộng và tích trữ năng lượng đó trong phần tử đàn hồi

Bộ phận đàn hồi là bộ phận mềm nối giữa bánh xe và thùng xe, nhằmbiến 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 hiện nay thì bộ phận đàn hồi thường gặp sẽ là các loại như:Nhíp lá, lò xo trụ, lò xo côn, thanh xoắn,…

1.4.1.1 Hệ thống treo loại lá nhíp [1]

Hình 1.2 Cấu tạo chung của hệ thống treo loại nhíp

Bộ nhíp lá được sử dụng khá phổ biến trên nhiều ô tô tải, hành khách dulịch với dầm cầu liền Nhíp được làm từ các lá thép cong gọi là là nhíp Bộnhíp gồm nhiều lá nhíp, sắp xếp theo thứ tự từ ngắn đến dài và ghép lại vớinhau bằng bulong trung tâm

Bộ nhíp được liên kết với nhau bằng bulong quang nhíp dạng chữ U, vớikhung xe bằng bộ phận treo trước thông qua chốt nhíp và bộ phận treo sau ởdạng quang treo hoặc quang tì Bộ phận treo trước và sau được bắt với khung

xe bằng đinh tán hay bulong

Nhìn chung nhíp dài hơn thì mềm hơn Nhíp nhiều lá hơn thì chịu tải lớnhơn, song nhíp sẽ cứng hơn và tính êm dịu chuyển động sẽ kém hơn

a, Nhíp chính

Hình 1.3 Kết cấu nhíp chính

Hai đầu của nhíp chính được uốn cong tạo thành 2 tai nhíp dùng để gắnnhíp vào khung hay vào 1 dầm nào đó thông qua mõ nhíp và chốt nhíp.

Độ cong của mỗi lá nhíp được gọi là độ võng, do lá nhíp ngắn có độvõng lớn vì vậy độ cong của nó lớn hơn các nhíp dài

b, Nhíp phụ

Nhíp phụ thường được sử dụng ở xe tải và một số xe khác khi có sựthay đổi lớn về tải trọng, với mục đích vừa bảo đảm cả tính êm dịu và độ bềncủa nhíp Khi không tải hoặc tải nhỏ thì chỉ có nhíp chính làm việc, như vậy

độ êm dịu sẽ tăng Khi đủ tải lúc đó nhíp phụ mới làm việc cùng nhíp chính.Khi này do tải trọng lơn hơn nên cả nhíp chính và nhíp phụ cùng làm việc đểgiảm ứng suất trên mỗi lá nhíp bảo đảm độ bền của nhíp

Hình 1.4 Vị trí của nhíp chính và phụ

c, Đặc điểm của nhíp

- Do bản thân nhíp đủ độ cứng vững để giữ cầu xe ở vị trí xác định nênkhông cần sử dụng các thanh nối (đảm nhiệm luôn chức năng bộ phậnhướng)

- Do nội ma sát trong nhíp lớn nên nhíp khó hấp thụ những dao độngnhỏ từ mặt đường Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho những ôtô thươngmại lớn, tải nặng và cần độ bền cao

1.4.1.2 Lò xo

a, Lò xo thường

Lò xo được làm từ dây thép lò xo, là một loại thép đặc biệt, được quấnthành hình ống Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do ống lò xo bị nén.Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ trong lò xo và va đập được giảmbớt

Hình 1.5 Lò xo thường

b, Lò xo cải tiến

Khi lò xo được làm từ dây thép có đường kính không đổi thì biến dạngcủa lò xo sẽ thay đổi tỉ lệ thuận với lực tác dụng Điều đó có nghĩa là nếudùng lò xo mềm, nó sẽ không đủ cứng để chịu tải lớn và ngược lại nếu dùng

lò xo cứng để chịu tải lớn thì nó lại giảm tính êm dịu chuyển động khi tải nhỏ

Hình 1.6 Lò xo cải tiến

Để khắc phục nhược điểm này người ta có thể sản xuất các loại lò xocải tiến Ví dụ đối với loại lò xo có đường kính dây ở hai đầu nhỏ thì độ cứng

ở hai phần đầu lò xo sẽ thấp hơn ở phần giữa Do đó khi tải nhẹ thì hai đầu lò

xo sẽ bị nén lại và hấp thụ năng lượng va đập Mặt khác phần giữa lò xo có độcứng lớn hơn sẽ đủ cứng để chịu tải lớn

Các lò xo bước không đều hoặc lò xo côn cũng có hiệu quả tương tự

c, Đặc điểm lò xo

- Mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng là lớn hơn sovới nhíp;

- Do không có nội ma sát như trong nhíp nên lò xo thường phải bố trígiảm chấn kèm theo để dập tắt nhanh dao động;

- Do không có khả năng chịu lực ngang nên cần phải có các thanh liênkết (đòn treo, thanh ngang, thanh giằng, ) để đỡ cầu xe

1.4.1.3 Loại thanh xoắn [1]

Hình 1.7 Thanh xoắn và vị trí

Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của

nó để cản lại sự xoắn Một đầu thanh xoắn được ngàm chặt vào khung haymột dầm nào đó của thân ôtô, đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắncủa hệ thống treo

Đặc điểm của thanh xoắn:

- Do mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn sovới nhíp và lò xo nên hệ thống treo loại thanh xoắn có kết cấu nhỏ gọn;

- Cách bố trí hệ thống treo đơn giản, thuận tiện;

- Thanh xoắn cũng không có nội ma sát nên cũng thường phải lắp kèmgiảm chấn để dập tắt nhanh dao động

1.4.1.4 Đệm khí

Phần tử đàn hồi sử dụng đệm khí dựa trên nguyên tắc không khí có tínhđàn hồi khi bị nén Trong hệ thống treo sử dụng phần tử đàn hồi là đệm khíthường được kết hợp với giảm chấn thuỷ lực trong một kết cấu

Trong hệ thống treo sử dụng phần tử đàn hồi là đệm khí thì áp suất khínén được tự động điều chỉnh cho phù hợp với mức tải nên phần tử đàn hồi cóđặc tính rất tốt Đệm khí có những ưu điểm sau:

- Nó khá mềm khi ôtô không có tải nhưng độ cứng có thể tăng khi tăngtải bằng cách tăng áp suất không khí bên trong khoang khí Nó tạo ra độ êmdịu chuyển động tối ưu nhất với bất kỳ mức tải nào

- Độ cao gầm xe cũng được giữ không đổi ngay cả khi tải thay đổi bằngcách điều chỉnh áp suất không khí

Tuy nhiên hệ thống treo dùng đệm khí cần một số những thiết bị nhưmáy nén khí, cơ cấu điều khiển áp suất, nên hệ thống trở nên phức tạp do

đó phạm vi sử dụng còn hẹp

1.4.1.5 Vấu cao su

Trên xe con các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảmchấn Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của bánh xe nhằm hạnchế hành trình làm việc của bánh xe Vấu cao su hấp thụ dao động nhờ sinh ranội 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 Cao

su có thể thu năng lượng trên một đơn vị diện tích lớn hơn thép 5 đến 10 lần

- Trọng lượng của bộ phận bằng cao su bé và 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 tảitrọng thay đổi Thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ thay đổi, đặc biệt là độcứng của cao su sẽ tăng lên khi làm việc ở nhiệt độ thấp Cần thiết phải đặtgiảm chấn và bộ phận dẫn hướng

Ưu khuyết điểm của cao su phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng cao su vàcông nghệ chế tạo

1.4.2 Bộ phận dẫn hướng

Bộ phận dẫn hướng dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyểncủa các bánh xe tương đối với khung hay vỏ xe Nó còn được dùng để truyền

lực dọc (lực kéo hoặc lực phanh), lực ngang cũng như các mô men phản lực

và mô men phanh

Bộ phận dẫn hướng có ảnh hưởng tới khoảng cách giữa các phần tử đànhồi (gọi tắt là khoảng cách nhíp) Do bộ phận dẫn hướng mà ta có khoảngcách này lớn hay bé Bộ phận dẫn hướng còn ảnh hưởng tới vị trí tâm của độnghiêng bên

Bộ phận dẫn hướng phải đảm bảo bố trí hệ thống dẫn hướng trên ô tôthuận tiện, có thể sử dụng khoảng không gian trong khoang xe Bộ phận dẫnhướng có thể tăng độ êm cho chuyển động nên bố trí lại phần được treo hợp

lý thì làm tăng mô men quán tính đối với trục ngang đi qua trọng tâm phầnđược treo

Bộ phận dẫn hướng phải có kết cấu đơn giản và dễ sử dụng Điều nàyphụ thuộc vào số khớp, số điểm phải bôi trơn của hệ thống treo và số cácđăng (đối với bánh xe chủ động)

Trọng lượng bộ phận dẫn hướng và đặc biệt là phần không được treophải nhỏ Khi giảm được trọng lượng phần không được treo sẽ làm tăng độ

êm dịu của xe

1.4.3 Bộ phận giảm chấn

Khi xe bị xóc do mặt đường gồ ghề các lò xo của hệ thống treo sẽ hấpthụ các chấn động đó Tuy nhiên, vì lò xo có đặc tính tiếp tục dao động, và vìphải sau một thời gian dài thì dao động này mới tắt nên xe chạy khôngêm.Nhiệm vụ của bộ giảm chấn là hấp thu dao động này.Bộ giảm chấn khôngnhững cải thiện độ chạy êm của xe mà còn giúp cho lốp xe bám đường tốthơn và điều khiển xe ổn định hơn

1.4.3.1 Nguyên tắc hoạt động [2]

Giảm chấn sử dụng trên ôtô dựa theo nguyên tắc tạo ra sức cản nhớt vàsức cản quán tính của chất lỏng công tác khi đi qua lỗ tiết lưu nhỏ để hấp thụnăng lượng dao động do phần tử đàn hồi gây ra

Hình 1.8 Nguyên lý hoạt động của giảm chấn.

Để thực hiện nguyên lý này, cấu tạo của giảm chấn gồm một ống xilanh và một pittông Trên thân pittông có làm các lỗ nhỏ để thông hai khoang

ở hai phía pittông với nhau Trong các khoang chứa của xi lanh người ta đổdầu đặc biệt gọi là dầu giảm chấn

Trong hệ thống treo một đầu của vỏ xi lanh được nối với phần khôngđược treo (cầu ôtô), một đầu của cần pittông được nối với phần được treo(thân ôtô) Khi thân ôtô dao động khoảng cách giữa cầu và thân ôtô thay đổi

do đó pittông của giảm chấn sẽ dịch chuyển tương đối trong xi lanh với tần số

và biên độ của dao động Khi pittông dịch chuyển sẽ nén dầu ở một khoang

và dầu có áp suất sẽ phải đi qua lỗ tiết lưu để sang khoang bên kia Do có sứccản ở lỗ tiết lưu nên năng lượng dao động của hệ thống treo được giảm chấnhấp thụ biến thành nhiệt năng và toả ra môi trường xung quanh

1.4.3.2 Phân loại giảm chấn

- Phân loại theo vận hành: Kiểu tác dụng đơn, kiểu đa tác dụng

- Phân loại theo cấu tạo: kiểu ống đơn và ống kép

- Phân loại theo môi chất làm việc: kiểu thủy lực và nạp khí.

- Tỏa nhiệt tốt vì ống đơn tiếp xúc trực tiếp với không khí

- Một đầu ống đượ c nạp khí áp suất cao và hoàn toàn cách li với chấtlỏng nhờ có pittong tự do Kết cấu này đảm bảo khi vận hành sẽ không xuấthiện lỗ xâm thực, bọt khí nhờ vậy làm việc ổn định

- Giảm tiếng ồn rất nhiều

* Quá trình làm việc[2]

- Hành trình ép (nén)

Tong quá trình nén cần pittong chuyển động xuống làm cho áp suấttrong buồng dưới cao hơn áp suất trong buồng trên Vì vậy chất lỏng trongbuồng dưới bị ép lên buồng trên qua van pittong Lức này lực giảm chấn đượcsing ra do sức cản dòng chay của van Khi cao áp tạo ra một sức ép rất lớnbuộc nó phải chảy nhanh và êm lên buồng trên trong vận hành nén Điều nàyđảm bảo duy trì ổn định lực giảm chấn

- Hành trình trả (giãn)

Trong hành trình giãn cần pittong chuyển động lên làm cho áp suấtbuồng trên cao hơn buồng dưới Vì vậy chất lỏng trong buồng được ép xuống

buồng dưới qua van pittong, sức cản dòng chảy của vanb tác dụng như lựcgiảm chấn.

Vì pittong chuyển động lên, một phần cần chuyển dịch ra khỏi nên thểtích chỗ trông trong chất lỏng giảm xuống Để bù cho khoảng hụt này pittong

tự do được đẩy lên

Các bộ giảm chấn có cấu tạo kiểu ống đơn không cho phép ống này bịbiến dạng, vì biến dạng sẽ làm cho pittong và pittong tự do không thể dichuyển tự do lên xuống được Bộ phận giảm chấn thường được trang bị một

vỏ bảo vệ ngăn tác động từ bên ngoài

b, Kiểu ống kép

Ở loại giảm chấn này xi lanh được chia làm hai khoang: xi lanh trong(khoang làm việc) và xi lanh ngoài (khoang chứa)

Hình 1.10 Cấu tạo giảm chấn kiểu ống kép

1 Khoang vỏ trong; 2 Phớt làm kín; 3 Bạc dẫn hướng; 4 Vỏ chắn bụi; 5 Đũa đẩy; 6 Piston.

Quá trình làm việc:

 Hành trình nén (ép)

Tốc độ chuyển động của cần pittong cao: Khi pittong chuyển độngxuống, áp suất trong buồng A (buồng dưới) sẽ tăng cao Dầu sẽ đẩy van mộtchiều của pittong và chảy vào buồng B mà không gặp phải lực cản nào đáng

kể Đồng thời 1 lượng dầu tương đương sẽ được chảy vào pittong sẽ bị ép qua

van lá của van đáy và chảy vào buồng chứa Đây là lúc mà lực giảm chấcđược sức cản dòng chảy tạo ra.

Tốc độ chuyển động cần pittong kém: Khi đó van một chiều của oittong

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 pittong và van đáy nên dầu vẫn chảy vào buồng B

và buồng chứa, vì vậy chỉ tạo ra lực cản nhỏ

 Hành trình trả (giãn)

Tốc độ pittong cao: Khi pittong chuyển động lên, áp suất trong buồng

B sẽ tăng cao Dầu sẽ đẩy van lá và chảy vào buồng A Lúc này sức cản dòngchảy đóng vai trò giảm chấn Để bù vào khoảng hụt do cần pittong chuyểnđộng lên một lượng dầu sẽ được chảy qua van một chiều vào buồng A màkhông có sức cản đáng kể

Tốc độ chuyển động cần pittong thấp: Khi đó cả van lá và van mộtchiều vẫn sẽ đóng vì áp suất trong buồng B ở trong pittong thấp Vì vậy dầutrong buồng B chảy qua lỗ nhỏ trong van pittong vào buồng A, vì vậy chỉ tạo

ra lực cản nhỏ

1.5 Nghiên cứu 1 số loại hệ thống treo phổ biến hiện tại

1.5.1 Hệ thống treo phụ thuộc

Hình 1.11 Hệ thống treo phụ thuộc

Ở hệ thống này, các bánh xe được nối trên 1 dầm cầu liền, các chi tiết

hệ thống treo sẽ nối dầm cầu với thân xe Cái tên “phụ thuộc” cũng xuất phát

từ đó, vì ở hệ thống này, dao động của hai bánh xe ảnh hưởng và phụ thuộc

lẫn nhau Các kiểu hệ thống treo phụ thuộc có thể kể đến là treo liên kếtSatchell, liên kết Watt, nhíp lá,…

 Cấu tạo cơ bản của hệ thống [3]

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

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

- Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp thì các lá nhíp được bólại 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 phângiảm chấn (giảm xóc) được bắt với khung xe nên khi khung xe dao động làmcho hai bộ phận này dao động theo

- Bộ phận đàn hồi (nhíp lá) do các lá nhíp được ép sát vào nhau nhờgông nên khi nhíp dao động sẽ sinh ra ma sát giữa các lá nhíp.Làm cho xe vừachuyển 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 cơhọc giữa bánh xe và thân xe Ngày nay thường sử dung loại giảm chấn thủylực có tác dụng hai chiều trả và nén ở hành trình nén của giảm chấn (bánh xedịch chuyển đến gần khung xe) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từbánh xe lên khung ở hành trình trả (bánh xe dịch chuyển ra xa khung) giảmchấn 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 mặtđường tác dụng vào thân xe

- Thanh ổn định: Khi xe chuyển động trên nền đường không bằngphẳng hoặc quay vòng, dười tác dụng của lực li tâm hoặc độ nhiêng củakhung xe, phản lực thẳng đứng của hai bánh xe trên một cầu thay đổi dẫn tớităng độ nghiêng của thùng xe

và làm xấu khả năng truyền lực dọc lực bên của banh xe với mặtđường Nhờ thanh ổn định sẽ san đều phản lực thẳng đứng ở hai bánh xe giúpcho xe chuyển động ổn định hơn

Ngoài ra xe còn có bộ phận đòn truyền lực có tác dụng truyền một phầntải 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 bảodưỡng

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

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

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

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

b, Nhược điểm

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

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

• Khi vào đoạn đường cua xe dễ bị trượt bánh nếu đi với tốc độ caonhất 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 đượcgắn với thân xe một cách “độc lập” với nhau Qua đó, hai đầu bánh xe có thểchuyển 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 soáttốt 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 link) ,…

(multi-So với hệ thống treo phụ thuộc, phần không được treo nhỏ nên khảnăng bám đường của bánh xe cao, tính êm dịu chuyển động cao Do không códầm cầu liền nối thân xe nên có thể bố trị trọng tâm xe thấp đi, nhưng ngượclại 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 choviệc lắp ráp Các đòn ngang nối với giá treo nhờ các khớp trụ đặt nghiêng vàotrong xe Trong lò xo trụ có ụ cao su hạn chế hành trình Giảm chấn đạt tại đònngang 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 cấunày làm giảm ma sát tại đầu thanh ổn định mà vẫn cho phép đầu ngoài củathanh 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 bộphận đàn hồi (lò xo) dao dộng sẽ nhanh chóng được rập tắt nhờ có sự chuyểnhóa năng lượng từ cơ năng thành nhiệt năng

Thanh ổn định: Khi xe chuyển động trên nền đường không bằng phẳnghoặc 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 độnghiêng của thùng xe và làm xấu khả năng truyền lực dọc lực bên của banh xevới 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

 Nhược điểm

- Cấu tạo khá phức tạp, giá thành cao

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 1 đã khái quát được hệ thống treo

- Trình bày được các thành phần cấu tạo của hệ thống treo

- Yêu cầu, công dụng, phân loại được hệ thống treo

- Ưu, nhược điểm của hệ thống treo độc lập

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 2002tại Thái Lan Nhà sản xuất lúc bấy giờ mong muốn luôn luôn tiến lên về vinhquang, 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 thíchnhất 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 cơ1NZ-FE VVT-i Riêng ở Philippines, chiếc xe được cung cấp động cơ dungtích 1.3L 2NZ-FE Cuối cùng, động cơ 1.3L 8A-FE và 1.5L 5A-FE thuộc xeVios của Trung Quốc

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

Toyota Vios từ 2017 đến nay: Ngày càng được nâng cấp với nhiều tínhnăng vượt trội để cạnh tranh với nhiều dòng xe mới nổi lên trong phân khúchạng B này, có thể kể đến: Hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thốngphân 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 4xylanh thẳng hàng, 16 van DOHC, Dual VVT-i

Tuy mới trải qua 17 năm phát triển nhưng nhãn hiệu Toyota Vios ngàycàng 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 bịnhững động cơ mạnh mẽ và công nghệ mới nhất nhằm tiết kiệm nhiên liệu vàthân thiện với môi trường, nhưng vẫn giữ được các đặc tính như khả năngtăng tốc, tốc độ tối đa, mức tiêu hao nhiên liệu

Tại Việt Nam, Toyota Việt Nam phân phối mẫu xe Toyota Vios 2014với 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]

Kích thước và trọng lượng

Kích thước tổng thể bên ngoài ( Dài x rộng

Bán kính vòng quay tối

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 lanhthẳng hàng, DOHC, Dual-VVT-i, tức là sẽ có 2 trục cam điều khiển thời điểmđóng mở van nạp, xả riêng biệt Có thể thấy logo VVT-i ở trên nắp máy Vớicông nghệ Dual-VVT-i, động cơ mới có cơ chế tác động thông minh thờiđiểm đóng mở cả xupap nạp và xupap xả, giúp tăng công suất, đồng thời thảikhí xả sạch hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn Mức tiêu thụ nhiên liệu cho100km của khối động cơ này là 6,5 lít

2.2.3 Ly hợp

Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, có lò xo ép hình đĩa, dẫn động cơkhí kiểu cáp Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thểtận 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 liênkết với vỏ Mặt đỉnh của lò xo sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở éplên nó

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

- Xe Toyota Vios còn được trang bị hệ thống chống bó cứng phanhABS và hệ thống phân bố lực phanh điện tử EBD, giúp bánh xe không bị bócứng 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 MacPherson bao gồm: một đòn ngang dưới (có đặt cơ cấu điều chỉnh), giảm chấnđặt theo phương đứng, một đầu giảm chấn gối trên khớp cầu ngoài của đònngang, 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 xinhan, đèn phanh, đèn sương mù, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo ápsuất dầu,đèn báo nạp ác quy, đèn báo mức xăng thấp…

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 lậpMacpherson 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 liênkhối ngày càng sử dụng rộng hơn Giảm xóc kiểu mới bỏ thanh đòn trên thaybằng lò xo cùng ống nhún, gắn với khung xe qua đệm cao su Thay cho thanhống 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 nhữngcao su giảm chấn ở khớp tiếp xúc với khung được giữ nguyên Những thayđổi 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 tửdẫn 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 ốngthuỷ lực Đầu trên của giảm chấn ống thuỷ lực được liên kết với gối tựa trênkhung hoặc vỏ ôtô Phần tử đàn hồi là lò xo 4 được đặt một đầu tì vào tấmchặn 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 bốtrí thêm một thanh giằng Ngoài ra đây là bánh xe dẫn hướng nên trụ xoayđứng 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 mộtthanh 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 chắcchắn, chịu lực tốt Ngoài ra hệ thống treo phụ thuộc dạng dầm xoắn đượctrang 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 làkết cấu, kích thước và trọng lượng của phần tử đàn hồi nhỏ, không gian chiếmchỗ ít, bố trí thuận tiện

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

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

Như vậy khi chịu tải, thông qua các đòn treo, thanh xoắn sẽ chịu mộtmômen 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, độbền cao

- Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc giống như mộtthanh 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 địnhđiều khiển việc này bằng lực xoắn của lò xo và giữ cho lóp bám xuống mặtđường 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 bịxoắn lại có tác dụng như một lò xo, nó nâng lốp xe (thân xe) ở phía bị chìmlên phía trên Trong trường hợp các lốp xe bị chìm cả hai bên bằng nhau thìthanh 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 nhỏhơn 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 đảmnhận nên hệ thống treo với lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn về kết cấu sửdụng, do đó còn phải làm thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng chobánh xe và truyền lực kéo hay lực phanh

2.4.2.2 Thanh xoắn

Hình 2.5 1 số dạng thanh xoắn

a, b và e Thanh xoắn tiết diện tròn loại đơn; d Thanh xoắn tiết diệntròn 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 vàokết 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 hệthống 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 chỉsau lò xo xoắn ốc

tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra Đáy xy-lanh có van đáy để tạo ra lựccản khi bộ giảm chấn bị nén lại.

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

Làm như thế để chống phát sinh tiếng ồn do hiện tượng tạo bọt và xâmthực, thường xảy ra trong các bộ giảm chấn chỉ sử dụng chất lỏng đó chính làkiểu nạp khí Nạp khí giúp giảm thiểu hiện tượng xâm thực và tạo bọt còngiúp 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 sửdụng van đáy và lực hoãn xung được tạo ra nhờ van pittông trong cả hai hànhtrình 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 suấttrong 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 đượcsinh 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 vàobuồng 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 vàobuồng 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 vẫnchảy 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) sẽtăng 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 nênthể tích choán chỗ của nó giảm xuống

Để bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van mộtchiều 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 mộtchiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B ở trên pittông thấp Vì vậy, dầutrong 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