Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển. Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay nghành công nghiệp ôtô đã có sựphát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu của con người. Những chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thếcủa thời đại.Đề tài này có nhiệm vụ “THIẾT KẾ XE DU LỊCH TRÊN CƠ SỞXE HONDA CITY (HỆ THỐNG TREO)” dựa trên xe tham khảo là xe Honda City 2017. Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy PGS.TS Đào Mạnh Hùng và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình. Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót em mong các thầy giúp em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy PSG.TS Đào Mạnh Hùng cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Gi ớ i thi ệ u chung v ề xe Honda City
1.1.1 Tuy ế n hình xe Honda City:
Hình 1.1: Tuyến hình xe Honda City 2017
1.1.2 B ả ng thông s ố xe Honda City:
Tên Kí hiệu Giá trị
Kích thước Dài x Rộng x Cao (mm) 4440 x 1694 x 1477
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
Khoảng sáng gầm xe (mm) H 135
Bán kính quay tròn nhỏ nhất
Trọng lượng Trọng lượng xe không tải (N) 10905
Trọng lượng xe toàn tải (N) 14804
Dung tích bình xăng (lít) 40 Động cơ Kiểu động cơ SOHC,i-VTEC
Thể tích làm việc (cm3) 1497 Đường kính x hành trình làm việc (mm) 73,0x89,4
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 Dãy tỉ số truyền ଵ ; ଶ; ଷ; ସ; ହ; ù
Phân bố trọng lượng trên trục bánh xe (N) Trước 710
Hệ thống lái Thanh răng và bánh răng
1.1.3 Gi ớ i thi ệ u v ề xe Honda City
Honda là một thương hiệu xe Nhật Bản nổi tiếng với các dòng xe máy và ô tô, bao gồm các mẫu xe như Honda Civic, Honda City và Honda CRV Những chiếc xe này nổi bật với thiết kế độc đáo và nội thất rộng rãi, thường có sức chứa từ 4 đến 5 chỗ ngồi Trong bài viết này, tôi sẽ tập trung nghiên cứu dòng xe Honda City.
Honda City, được giới thiệu tại Việt Nam từ tháng 9/2014, đã nhanh chóng trở thành một trong những mẫu sedan cỡ nhỏ bán chạy nhất phân khúc B nhờ vào hiệu suất vận hành vượt trội và khả năng tiết kiệm nhiên liệu Đặc biệt, vào năm 2016, Honda City ghi nhận mức tăng trưởng doanh số và thị phần cao nhất trong phân khúc, tiếp nối thành công của thế hệ thứ 4.
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 1.5 TOP
Honda City lần đầu tiên xuất hiện tại Việt Nam vào năm 2006 và đã trải qua một cuộc cải tiến vào năm 2010 với thiết kế ngoại thất và nội thất mới, phù hợp với phong cách sống hiện đại Nội thất của xe được trang bị các dãy ghế ngồi thoải mái và tiện ích, có khả năng điều chỉnh linh hoạt để đáp ứng nhu cầu đa dạng của hành khách và hành lý, từ đó nâng cao sự tiện nghi trong khoang cabin lên một tầm cao mới.
Hệ thống điều hòa không khí trên xe Honda City mang đến sự mát mẻ cho hành khách ở mọi nơi, với máy điều hòa phía sau và các nút điều chỉnh cá nhân tinh tế, giúp hành khách hàng ghế thứ 2 cũng được tận hưởng không khí dễ chịu Xe cạnh tranh với các mẫu xe đa dụng từ các hãng như Ford, Toyota, và Suzuki Ngoài ra, Honda City còn được trang bị tính năng an toàn vượt trội, bao gồm túi khí đôi SRS cho hàng ghế trước và dây đai an toàn 3 điểm ELR, đảm bảo bảo vệ tối đa cho hành khách trong trường hợp va chạm.
Honda City 2017 được trang bị động cơ SOHC, i-VTEC 1,5 lít 4 xi lanh thẳng hàng với trục cam đơn và hệ thống làm mát bằng khí nạp Intercooler Với dung tích thùng nhiên liệu 40 lít, xe cho phép di chuyển xa mà không cần dừng nạp nhiên liệu thường xuyên Động cơ của Honda City 2017 hoạt động hiệu quả và bền bỉ, mang lại sự hài lòng cao khi vận hành trên nhiều loại địa hình, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu với mức 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 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
- Truyền lực chính và visai: sử dụng truyền lực chính một cấp bánh răng trụ răng nghiêng visai thường
Hệ thống lái của xe Honda City sử dụng cơ chế cơ khí với trợ lực thủy lực, giúp người lái dễ dàng điều khiển xe Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng, với xi lanh trợ lực nằm trong hệ thống, cho phép giảm lực cản khi điều khiển Mỗi đòn ngang bên có hai khớp cầu, một khớp nối với đòn dẫn động bánh xe và một khớp nối với thanh răng, trong khi bánh răng được đặt ở bên phải của cơ cấu lái.
Hệ thống phanh của xe Honda City được thiết kế với công nghệ dẫn động thủy lực, bao gồm phanh đĩa ở cầu trước và phanh tang trống ở cầu sau Đặc biệt, hệ thống chống bó cứng phanh ABS kết hợp với phân phối lực phanh EBD sử dụng cảm biến tải trọng, giúp tối ưu hóa hiệu suất phanh trên mọi loại địa hình.
Hệ thống treo cầu trước sử dụng công nghệ treo độc lập với cấu trúc thanh chống McPherson và thanh cân bằng, bao gồm giảm chấn thủy lực và lò xo trụ Được gọi là hệ thống treo trên lò xo dẫn hướng và trục giảm chấn, nó là biến thể của hệ treo hai đòn ngang Cấu trúc này có đòn ngang dưới với cơ cấu điều chỉnh, giảm chấn lắp đặt theo phương thẳng đứng, và kết nối với khung xe So với hệ treo đòn ngang, thiết kế này ít chi tiết hơn, giúp giảm trọng lượng phần không treo, đồng thời tạo không gian cho khoang truyền lực và khoang hành lý.
Hệ thống treo cầu sau loại giằng xoắn.
Gi ớ i thi ệ u v ề h ệ th ố ng treo
1.2.1 Công d ụ ng c ủ a h ệ th ố ng treo:
Liên kết mềm giữa bánh xe và thân xe giúp giảm tải trọng động thẳng đứng tác động lên thân xe, đồng thời đảm bảo bánh xe lăn êm ái trên bề mặt đường.
Truyền lực giữa bánh xe và thân xe là yếu tố quan trọng giúp xe chuyển động, đồng thời đảm bảo vị trí của bánh xe luôn hợp lý so với thùng xe.
Dập tắt nhanh các dao động của mặt đường tác động lên thân xe
Hệ thống treo gồm 3 bộ phận chính: đàn hồi, dẫn hướng và giảm chấn
Bộ phận đàn hồi có nhiệm vụ điều chỉnh tần số dao động của xe để phù hợp với nhu cầu của người sử dụng, đồng thời kết nối mềm giữa bánh xe và thùng xe giúp giảm tải trọng động tác từ bánh xe lên khung, đảm bảo sự êm ái trong quá trình di chuyển Ngoài ra, bộ phận này còn có đường đặc tính đàn hồi tương thích với các chế độ hoạt động của xe.
Bộ phận dẫn hướng có vai trò quan trọng trong việc xác định tính chất chuyển động (động học) của bánh xe so với khung và vỏ xe Nó cũng đảm nhận chức năng tiếp nhận và truyền lực, mômen giữa bánh xe và khung vỏ xe, đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu cho phương tiện.
Bộ phận giảm chấn giúp dập tắt nhanh chóng dao động từ mặt đường lên khung xe khi di chuyển qua các địa hình khác nhau Điều này đảm bảo dao động của phần không treo được giữ ở mức tối thiểu, giúp bánh xe tiếp xúc tốt hơn với nền đường, từ đó nâng cao khả năng bám đường và đảm bảo an toàn trong quá trình di chuyển.
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
1.2.2 Phân lo ạ i h ệ th ố ng treo:
Việc phân loại hệ thống treo dựa theo các căn cứ sau:
Theo phân loại bộ phận đàn hồi, có bốn loại chính: loại kim loại, bao gồm nhíp lá, lò xo và thanh xoắn; loại khí, thường được bọc bằng cao su-sợi, màng hoặc ống; loại thuỷ lực, chủ yếu là ống; và 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)
Hình 1.2: Sơđồ 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;
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) ˗ Loại ma sát cơ (trong bộ phận đàn hồi, dẫn hướng )
Theo phương pháp điều khiển chia ra: ˗ Hệ thống treo bịđộng (không được điều khiển) ˗ Hệ thống treo chủđộng (có điều khiển)
1.2.3 Yêu c ầ u đố i v ớ i h ệ th ố ng 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.
Các h ệ th ố ng treo th ườ ng g ặ p 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 sử dụng hệ thống treo độc lập hai đòn ngang hình thang với chiều dài các đòn không bằng nhau, giúp giảm thiểu các chuyển vị phụ Kết cấu của đòn ngang rất đa dạng, có thể là dạng đòn hoặc dạng tấm (giá), tùy thuộc vào thiết kế cụ thể của từng loại xe.
Hệ thống treo hai đòn ngang gồm các thành phần chính như bánh xe, đòn ngang trên và dưới, cùng với các khớp trụ và khớp cầu Cụ thể, sơ đồ bố trí cho thấy vị trí của khớp trụ trên, khớp cầu trên, khớp cầu dưới, khớp trụ dưới và giá đỡ bánh xe, tạo nên cấu trúc vững chắc cho hệ thống treo.
Hệ thống treo hai đòn ngang được thiết kế đối xứng, với mỗi bên bánh xe gồm hai đòn ngang, một ở phía trên và một ở phía dưới Đầu trong của đòn liên kết với thân bằng khớp trụ, trong khi đầu ngoài kết nối với đòn quay qua khớp cầu Bánh xe được gắn chặt với đòn quay, và bộ phận đàn hồi cùng với giảm chấn đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Hệ thống treo hai đòn ngang được thiết kế với hai đòn ngang không song song và có chiều dài khác nhau, tạo thành hình chữ A để tiếp nhận lực dọc và lực ngang hiệu quả Ưu điểm nổi bật của hệ thống này là góc đặt bánh xe ổn định, cảm giác lái tốt hơn khi vào cua, hạn chế lắc ngang và linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo và giảm chấn Điều này cho phép người lái tối ưu hóa quá trình vận hành tùy theo mục đích sử dụng Tuy nhiên, hệ thống treo hai đòn ngang cũng có nhược điểm là cấu tạo phức tạp, khiến việc sửa chữa và bảo dưỡng tốn kém hơn so với hệ thống treo MacPherson.
Hệ thống treo Mc Pherson thực chất là dạng đặc biệt của hệ thống treo hai đòn ngang với đòn ngang trên có chiều dài bằng không
Hình 1.4: Sơđồ hệ thống treo một đòn ngang (kiểu macpherson)
1.Bánh xe; 2.Giảm chấn; 3.Đòn ngang dưới; 4.Lò xo trụ; 5.Thân xe
Hệ thống treo Mc.Pherson bao gồm một đòn ngang, lò xo trụ và giảm chấn Đòn ngang kết nối với thân xe qua khớp trụ ở đầu trong và nối với đầu dưới của giảm chấn bằng khớp cầu ở đầu ngoài Hình dạng chữ A của đòn ngang giúp tiếp nhận lực ngang và dọc khi xe chuyển động Trục bánh xe gắn chặt với vỏ giảm chấn, trong khi đầu trên của giảm chấn liên kết với thân xe qua khớp tự lựa và đầu dưới kết nối với đòn ngang qua khớp cầu, đảm bảo giảm chấn hoạt động như trụ xoay và giảm chấn cho bánh xe.
Hệ thống treo một đòn ngang mang lại ưu điểm về kết cấu nhỏ gọn và đơn giản, giúp tối ưu hóa không gian cho hệ thống truyền lực và khoang hành lý Tuy nhiên, nhược điểm của nó là bánh xe có xu hướng lắc ngang so với mặt đường, dẫn đến độ chụm của xe dễ bị lệch và tăng tần suất kiểm tra góc đặt bánh xe.
Hệ thống treo McPherson hiện nay được áp dụng phổ biến trên các xe con hiện đại, đặc biệt là ở những ô tô có cầu trước chủ động dẫn hướng, nhờ vào thiết kế tiết kiệm không gian Hệ thống treo độc lập loại đòn dọc cũng góp phần nâng cao hiệu suất và sự ổn định của xe.
Hệ thống treo đòn dọc với cấu trúc đơn giản thường được sử dụng cho hệ thống treo sau của ô tô con và ô tô tải nhỏ Đặc điểm nổi bật của hệ thống này là không có sự thay đổi về chiều dài vết bánh xe, góc nghiêng và độ chụm bánh xe khi bánh xe di chuyển, với các giá trị này đều bằng không Kết cấu của nó gồm ít chi tiết và đòn dọc có kích thước lớn, đảm bảo khả năng truyền lực tốt Khác với hệ thống treo phụ thuộc, trong hệ thống treo độc lập, các bánh xe di chuyển độc lập trên mỗi đòn dọc Đòn dọc có cấu trúc dạng tấm với độ bền cao, giúp truyền lực hiệu quả từ bánh xe lên khung xe và ngược lại, trong đó một đầu của đòn dọc được liên kết với khung xe thông qua giá đỡ.
(2) và các ổ cao su đàn hồi (4), một đầu liên kết với cụm bánh xe Hệ treo thường bố trí trên cầu sau không dẫn hướng
Hệ thống treo độc lập loại đòn dọc bao gồm nhiều thành phần quan trọng như giá treo phía sau, giá đỡ của đòn dọc, trục của ổ, bạc cao su, đòn dọc, trục bánh xe, cơ cấu phanh, mâm phanh, vấu cao su, giảm chấn và lò xo trụ Bên cạnh đó, hệ thống treo phụ thuộc với nhíp lá cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo ổn định và an toàn cho phương tiện.
Hình 1.6: Hệ thống treo phụ thuộc với nhíp lá 1.Bánh xe; 2.Dầm cầu; 3.Nhíp lá; 4.Thân xe
Hệ thống treo phụ thuộc với nhíp lá có cấu tạo đơn giản và ít chi tiết, giúp dễ dàng bảo dưỡng Ưu điểm nổi bật của hệ thống này là độ cứng vững cao, cho phép xe chịu tải nặng và ít nghiêng khi vào đường vòng Bánh xe ít bị mài mòn nhờ định vị ổn định trong quá trình chuyển động lên xuống Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống là tính êm dịu kém, và sự chuyển động giữa hai bánh xe bên trái và phải có thể gây ra dao động Để đảm bảo dầm cầu có thể thay đổi vị trí, không gian phía dưới sàn ô tô cần lớn, dẫn đến chiều cao trọng tâm cao và giảm diện tích chứa hàng hóa phía sau.
Hệ thống treo phụ thuộc với nhíp lá thường được áp dụng cho xe tải và xe buýt có kích thước trung bình đến lớn, cũng như các xe hai cầu chủ động, nhờ vào khả năng chịu tải trọng cao của chúng.
Các hệ thống treo hiện đại ˗ H ệ th ố ng treo tay đ òn kép:
Hình 1.7: Cấu tạo hệ thống treo tay đòn kép 1.Bánh xe; 2.Giảm chấn; 3.Lò xo; 4.Tay đòn trên; 5.Tay đòn dưới
Hệ thống treo này bao gồm ba thành phần chính: lò xo, giảm xóc và bộ phận điều hướng Điểm khác biệt nổi bật so với hệ thống treo MacPherson là
Hệ thống treo tay đòn kép bao gồm 13 bộ phận điều hướng, trong đó có hai thanh dẫn hướng; thanh ở trên thường có chiều dài ngắn hơn.
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
Khi xe di chuyển, góc nghiêng giữa bánh xe và phương thẳng đứng (góc camber) sẽ thay đổi, trong khi khoảng cách giữa các bánh xe vẫn không đổi khi xe nhún Camber dương xảy ra khi bánh xe nghiêng ra ngoài, trong khi camber âm là khi bánh xe nghiêng vào trong.
Khi xe vào cua, bánh xe lăn theo đường cong và nhún dao động, giúp duy trì sự ổn định nhờ tay đòn ngắn Khoảng cách giữa các bánh không thay đổi, giảm thiểu mòn lốp Hệ thống treo tay đòn kép mang lại góc đặt bánh ổn định, cải thiện cảm giác lái và hạn chế lắc ngang, đồng thời tạo sự linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo và giảm chấn Điều này cho phép chủ xe tối ưu hóa hiệu suất vận hành theo từng mục đích Tuy nhiên, hệ thống này phức tạp hơn và chi phí sửa chữa, bảo dưỡng cao hơn so với kiểu MacPherson.
Hình 1.8: Hệ thống treo đa liên kết
L ự a ch ọ n ph ươ ng án thi ế t k ế
Xe thiết kế là loại xe con 5 chỗ ngồi, thường sử dụng hệ thống treo độc lập để đảm bảo sự êm ái và ổn định khi di chuyển.
Hệ thống treo ô tô có thể được thiết kế với nhiều loại cấu trúc khác nhau, trong đó phổ biến là hệ thống treo 2 đòn ngang và hệ thống treo 1 đòn ngang (Mc.Pherson) Hệ thống treo Mc.Pherson được ưa chuộng nhờ vào cấu trúc đơn giản, ít chi tiết, giúp giảm khối lượng phần không được treo và tiết kiệm không gian, tạo điều kiện cho khoang truyền lực và khoang hành lý rộng rãi hơn Đối với cầu sau, hệ thống treo 2 đòn ngang mang lại sự ổn định cho góc đặt bánh xe, cải thiện cảm giác lái khi vào cua, hạn chế lắc ngang và linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo và giảm chấn, từ đó dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo.
CH ƯƠ NG II: PHÂN TÍCH K Ế T C Ấ U H Ệ TH Ố NG TREO
K ế t c ấ u h ệ th ố ng treo c ầ u tr ướ c xe Honda City
Hệ thống treo cầu trước của xe Honda City sử dụng công nghệ McPherson, một loại hệ thống treo phổ biến trên các mẫu xe du lịch và bán tải hiện đại, đồng thời đang được áp dụng ngày càng nhiều cho các xe tải hạng nhỏ.
Hệ thống treo Macpherson có thiết kế đơn giản với cánh tay điều hướng, lò xo và giảm chấn thủy lực, giảm số điểm gắn từ 4 xuống 2 Thay vì sử dụng thanh đòn và thanh ống ngang, hệ thống này áp dụng lò xo và ống nhún cùng với thanh đòn hình tam giác có 2 điểm tỳ Những cải tiến này không chỉ giúp lắp ráp dễ dàng hơn mà còn giảm chi phí sản xuất, đồng thời thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa.
2.1.1 Cấu tạo hệ thống treo trước
Hình 2.1: Kết cấu hệ thống treo trước xe Honda City
1.Giảm chấn; 2.Thanh ổn định; 3.Trục ngõng; 4.Vành bánh xe; 5.Đòn ngang;
6.Nắp lazang bánh xe; 7.Thanh giằng; 8.Rô tuyn
Hệ thống treo trước của xe Honda City được cấu tạo bởi một đòn ngang, trong đó đầu trong liên kết với khung qua khớp trụ và đầu ngoài kết nối với trục ngõng bằng khớp cầu Đầu trên của giảm chấn được gắn với khung vỏ, đóng vai trò là trụ xoay dẫn hướng cho bánh xe Bánh xe được kết nối chắc chắn với vỏ giảm chấn, trong khi lò xo trụ được lồng vào giảm chấn nhằm tạo sự gọn gàng cho hệ treo.
Lò xo được chế tạo từ hợp kim cao cấp, đảm bảo chất lượng và khả năng phục hồi sau biến dạng tốt Với thiết kế dạng ống, lò xo có khả năng chịu lực hiệu quả Khi chịu tải, dây lò xo xoắn lại do ống lò xo bị nén, giúp dự trữ năng lượng ngoại lực và giảm thiểu giao động.
Lò xo giúp hạn chế tối đa hiện tượng hao mòn không đáng có, giúp hệ thống treo hoạt động ổn định
Kết cấu lò xo trên hệ thống treo trước được thiết kế vững chắc với lò xo trụ lồng vào giảm chấn, giúp hệ treo gọn gàng hơn Lò xo được đặt lệch tâm với giảm chấn để các phản lực tại điểm a và b đối kháng với các lực A và B, từ đó cải thiện hiệu suất của hệ treo Tuy nhiên, bộ giảm chấn phải chịu tải trọng từ bánh xe, dẫn đến hiện tượng uốn và tạo ra ứng lực ngang (A và B), gây ma sát giữa các bộ phận như cần đẩy piston và ống lót xi lanh, làm phát sinh tiếng ồn và ảnh hưởng đến độ êm dịu của xe.
Hình 2.2: Sơđồ bố trí lò xo
- Lò xo được chặn bởi hai vòng đệm và hai giá đỡ trên và dưới
Hình 2.3 mô tả quá trình lắp đặt lò xo trên hệ thống treo cầu trước, bao gồm các thành phần quan trọng như ê cu bắt đầu giảm chấn, ổ bi, giá đỡ lò xo trên, ụ hạn chế, vòng chắn bụi, lò xo, khóa hãm, giá đỡ lò xo dưới và vỏ giảm chấn Những bộ phận này đóng vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo hiệu suất và độ bền của hệ thống treo.
10.Đũa đẩy; 11.Vòng đệm lò xo b Thanh ổn định
Trong hệ treo, để giảm biến dạng và tăng khả năng chống lật của xe, người ta sử dụng thanh ổn định hình chữ U Thanh này được gắn lỏng vào khung xe ở giữa và nối mềm với thanh giằng của hệ treo hai bên bánh xe Khi một bên treo bị nén, thanh xoắn sẽ biến dạng, làm tăng độ cứng của hệ treo và phân bổ tải trọng sang bên kia Hơn nữa, khi thùng xe nghiêng, thanh ổn định cũng giúp tăng cường độ cứng của hệ thống treo, từ đó nâng cao khả năng chống lật của xe.
Hình 2.4: Thanh ổn định c Vấu cao su
Hình 2.5: Vấu cao su 1.Giảm chấn cao su; 2.Vấu chặn cao su ˗ Công dụng
Vấu cao su có khả năng hấp thụ năng lượng dao động thông qua việc tạo ra nội ma sát khi bị biến dạng do tác động của ngoại lực, đồng thời đóng vai trò như bạc đệm hiệu quả.
Vấu cao su được dử dụng rất nhiều trên hệ thống treo của xe vì có những ưu điểm sau:
Nó có thểđược làm với mọi hình dạng khác nhau
Không có tiếng ồn khi làm việc
Vấu cao su không phù hợp với tải trọng lớn, nhưng rất lý tưởng cho xe du lịch và xe tải nhỏ như Honda City Việc sử dụng vấu cao su trong Honda City đóng vai trò như một bộ phận đàn hồi phụ, bạc đệm, vấu giảm chấn, hoặc vấu chặn Đòn ngang kết nối với khung bằng khớp trụ ở một đầu, trong khi đầu ngoài kết nối với trục ngõng qua khớp cầu.
Đòn ngang chỉ có dạng 1 thanh với độ cứng vững tốt, giúp giảm giá thành và trọng lượng, nhưng không thể đạt được độ cứng vững như đòn ngang của một số xe có cấu trúc dạng chữ A Cấu trúc này cho phép tiếp nhận các lực khi phanh và tăng tốc hiệu quả hơn.
Càng chữ A trong hệ thống treo có thiết kế giúp tiếp nhận lực dọc và lực ngang hiệu quả Đầu trong của càng A kết nối với thân xe qua một khớp trụ và một khớp cầu, trong khi đầu ngoài liên kết với đòn quay bằng khớp cầu Bánh xe được gắn chặt với đòn quay để đảm bảo tính ổn định.
2.1.2 Ưu nhược điểm của hệ thống treo trước: a Ưu điểm
Hệ thống treo Macpherson có thiết kế đơn giản, giúp dễ dàng trong việc lắp ráp và giảm chi phí sản xuất, đồng thời thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa.
Hệ thống treo 2 đòn ngang không chỉ nổi bật với những ưu điểm vượt trội mà còn có cấu trúc đơn giản và gọn nhẹ, giúp tối ưu hóa không gian cho hệ thống truyền lực và khoang hành lý của xe.
- Cấu tạo của hệ thống treo này khá đơn giản, vì nó có ít chi tiết, nhẹ nên giảm được phần khối lượng không được treo
Hệ thống treo với khoảng cách lớn giữa các điểm đỡ giúp giảm thiểu vấn đề về căn chỉnh góc đặt bánh trước do lỗi lắp ghép hoặc chế tạo Do đó, việc điều chỉnh góc đặt bánh xe thường không cần thiết, ngoại trừ độ chụm của hai bánh xe trước Tuy nhiên, vẫn tồn tại một số nhược điểm cần lưu ý.
Khi bộ nhún dao động theo chiều thẳng đứng, tay đòn dưới di chuyển theo hình cung, tạo ra sự lắc lư giữa lốp xe và mặt đường Điều này dẫn đến sự thay đổi ở các điểm tiếp xúc và góc chụm bánh xe, làm cho thân xe trở nên không ổn định.
- Khó giảm chiều cao của mũi xe
- Có khả năng gây ra sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, vết bánh xe
- Hạn chế chiều động học của hệ treo: chiều cao tâm quay dao động lớn, đặc tính điều chỉnh góc nghiêng của bánh xe ( ) thấp.
K ế t c ấ u h ệ th ố ng treo c ầ u sau xe Honda city
Hệ thống treo cầu sau của xe Honda City được thiết kế với cấu trúc hai đòn ngang, kết hợp với hệ thống treo độc lập hai đòn ngang hình thang ở cả phía trước và sau Thiết kế này với chiều dài các đòn không bằng nhau giúp giảm thiểu tối đa các chuyển vị phụ, mang lại sự ổn định và thoải mái cho người lái.
Hệ thống treo này đảm bảo ổn định góc đặt bánh xe và cải thiện cảm giác lái khi vào cua, đồng thời giảm thiểu lắc ngang Nó mang lại sự linh hoạt trong việc sắp xếp các thành phần như lò xo và giảm chấn, giúp dễ dàng điều chỉnh động học của hệ thống treo Nhờ đó, người lái xe có thể tối ưu hóa quá trình vận hành theo từng mục đích sử dụng khác nhau.
2.2.1 Cấu tạo của hệ thống treo sau
Hình 2.7: Kết cấu hệ thống treo sau xe Honda City
1.Khớp cầu đòn trên; 2.Đòn trên; 3.Giảm chấn; 4.Lò xo; 5.Đòn dưới;
6.Khớp cầu đòn dưới; 7.Trục bánh xe; 8.May ơ
Hệ thống treo sau xe Honda City bao gồm hai đòn ngang (đòn ngang trên và đòn ngang dưới) kết nối với khung xe qua khớp trụ và trục ngõng qua khớp cầu Hai đòn ngang có chiều dài khác nhau và hình dạng chữ A, giúp tiếp nhận lực dọc và lực ngang hiệu quả hơn Giảm chấn được lắp đặt ở phía trên đòn ngang dưới, với đầu trên gắn vào khung vỏ xe, trong khi lò xo được lồng trong giảm chấn để tối ưu hóa không gian hệ treo.
Hệ thống treo sau của Honda City sử dụng thiết kế độc lập hai đòn ngang đối xứng, với mỗi bên bánh xe được trang bị hai đòn ngang, bao gồm một đòn phía trên và một đòn phía dưới Đầu trong của các đòn này được kết nối với thân xe qua khớp trụ, trong khi đầu ngoài được liên kết với đòn quay thông qua khớp cầu.
Bánh xe được nối cứng với đòn quay
Bộ phận đàn hồi và giảm chấn được đặt giữa thân xe và đòn ngang dưới (hoặc đòn trên)
Các đòn ngang trên và dưới thường không song song và có chiều dài khác nhau Chúng có hình dạng chữ A, giúp tiếp nhận hiệu quả lực dọc và lực ngang.
Sự thay đổi khi bánh xe dao động theo phương thẳng đứng:
Góc nghiêng ngang có thểảnh hưởng tới khả năng lăn phẳng của bánh xe, và ảnh hưởng tới sự tiếp nhận lực thẳng đứng và lực bên
Độ chụm ảnh hưởng tới sự quay của bánh xe dẫn hướng khi quay vòng
Khoảng cách giữa hai vết bánh xe ảnh hưởng tới sự tiếp nhận lực bên ổn định lật ngang và sự mòn bánh xe a Thanh ổn định ngang
Thanh ổn định ngang có tác dụng làm giảm gốc ngang nghiêng thân xe, tức là làm tăng tính chất chuyển động ổn định của ô tô
Thanh ổn định có cấu tạo hình chữ U, được kết nối với bánh xe (dầm cầu), trong khi thân thanh ổn định liên kết với thân xe thông qua các ổ dỡ bằng cao su.
Khi xe di chuyển trên đường phẳng hoặc quay vòng, lực bên tác động làm thay đổi phản lực thẳng đứng của các bộ phận đàn hồi, dẫn đến sự nghiêng của thân xe Thanh ổn định ngang trên ô tô đóng vai trò là bộ phận đàn hồi phụ, giúp hạn chế hiện tượng này Đối với các ô tô yêu cầu cao về tiện nghi, bộ phận đàn hồi cần có độ cứng nhỏ, trong khi khả năng tạo ra mômen chống lật của bộ phận chính lại hạn chế Do đó, việc bổ sung thanh ổn định ngang vào hệ thống treo là cần thiết Khi xe ở gần giới hạn nghiêng, mômen chống lật phải cân bằng với mômen gây lật, nếu không sẽ không có tác dụng của bộ phận đàn hồi phụ Hệ thống treo có dạng chữ A để tối ưu hóa việc tiếp nhận lực dọc và ngang, với đầu trong liên kết với thân xe qua khớp trụ và khớp cầu, còn đầu ngoài liên kết với đòn quay bằng khớp cầu, giúp bánh xe kết nối chặt chẽ với đòn quay.
Hệ thống treo sau có nhiều ưu điểm, bao gồm việc giúp hạ thấp trọng tâm xe, giảm thiểu độ nghiêng của thùng xe khi chịu lực ly tâm Bên cạnh đó, khối lượng phần không treo nhỏ cũng góp phần đảm bảo độ êm ái khi di chuyển trên những đoạn đường gồ ghề.
Bên cạnh những ưu điểm kể trên, hệ thống treo này cũng có một số nhược điểm như:
Kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian lớn trên xe
Lốp nhanh mòn do chiều rộng cơ sở bị thay đổi
Độổn định ngang của bánh xe kém
Động học của bánh xe phụ thuộc vào độ dài của đòn dưới
Chiều rộng cơ sở cũng nhưđộ nghiêng bên thay đổi.
K ế t c ấ u gi ả m ch ấ n
Vỏ giảm chấn và trục thường quay tương đối khi xe quay vòng, với lò xo được đặt trong giảm chấn và đầu trên lò xo được tựa vào ổ bi để giảm ma sát Giảm chấn cũng đóng vai trò là trụ xoay dẫn hướng, vì vậy có đường kính lớn hơn 20 mm Bộ phận giảm chấn của xe Honda City là loại ống thủy lực, hoạt động 2 chiều và có van giảm tải.
Khi xe di chuyển trên mặt đường gồ ghề, hệ thống treo với các lò xo sẽ hấp thu chấn động Tuy nhiên, do lò xo có xu hướng dao động liên tục, xe sẽ không chạy êm ngay lập tức Bộ giảm chấn đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thu dao động này, không chỉ cải thiện độ êm ái khi lái xe mà còn giúp lốp xe bám đường tốt hơn, nâng cao khả năng điều khiển xe.
Giảm chấn ống thủy lực có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm kích thước nhỏ gọn hơn so với các loại giảm chấn khác, giúp đảm bảo sự êm dịu trong chuyển động của xe Ngoài ra, chúng còn có độ bền cao, giá thành hợp lý và hoạt động tin cậy ở cả hai hành trình Với điều kiện bao kín tốt, sản phẩm này cũng có tuổi thọ cao, góp phần nâng cao khả năng bám đường và an toàn trong chuyển động.
So với loại một lớp vỏ, nhựa điểm có điều kiện tỏa nhiệt kém hơn Nếu kích thước tương đương, piston sẽ nhỏ hơn hoặc thể tích dầu làm việc sẽ giảm.
Hình 2.9 Lắp đặt giảm chấn trên hệ thống treo
1 Ê cu; 2 Vòng đệm; 3 Giá đỡ trên; 4 Vòng đệm; 5 Giá đỡ dưới; 6, Vòng hãm; 7 Đệm cao su; 8 Lò xo; 9 Giảm chấn; 10 Ê cu; 11 Ê cu; 12 Bu lông;
CH ƯƠ NG III: TÍNH TOÁN THI Ế T K Ế H Ệ TH Ố NG TREO
Xe Honda City 2017 có các thông số kỹ thuật nổi bật như khối lượng toàn xe khi không tải là 1112 kg và khi đầy tải là 1530 kg Khối lượng đặt lên cầu trước khi không tải là 512 kg, trong khi cầu sau là 600 kg Khi đầy tải, khối lượng đặt lên cầu trước là 710 kg và cầu sau là 820 kg Chiều dài cơ sở của xe đạt 2600 mm, với kích thước tổng thể dài x rộng x cao là 4440 x 1694 x 1477 mm Kích thước lốp xe là 185/55R16 và khoảng sáng gầm xe là 135 mm Khối lượng không được treo của cầu trước là 20 kg và cầu sau là 25 kg Mỗi bánh xe có khối lượng 15 kg và bán kính bánh xe là 285 mm Chiều rộng cơ sở của cầu trước và sau đều là 1435 mm, trong khi chiều cao trọng tâm xe khi đầy tải là 600 mm và khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu sau là 1250 mm.
Để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô, có nhiều chỉ tiêu như tần số dao động, gia tốc dao động và vận tốc dao động Trong đồ án này, chúng tôi tập trung vào tần số dao động n, đặc biệt là đối với xe con và xe minibus, với tần số dao động nằm trong khoảng 60 đến 90 (đ/ℎ) tương ứng với tần số góc ω từ 6,2 đến 9,4 (rad/s) Điều này nhằm đảm bảo rằng xe không gây mệt mỏi cho người lái và hành khách.
Do đó chọn n = 80 (dđ/ph).
Xác đị nh các thông s ố c ơ b ả n c ủ a h ệ th ố ng treo thi ế t k ế
3.1.1 Xác đị nh độ c ứ ng c ủ a h ệ th ố ng treo tr ướ c: Độ cứng của hệ thống treo được xác định theo công thức:
C - Độ cứng của hệ thống treo
- Tần số dao động của hệ thống treo
60 = 8,37 (rad/s) ௧ - Khối lượng được treo của cầu trước
Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là: ௧ଵ =ଵ−௧ଵ
Với௧ଵ Khối lượng không được treo của cầu trước, ௧ଵ = ௧ଵ+ 2௫ = 20 + 20.15 = 50 ()
Khi xe ở trạng thái không tải, khối lượng phần được treo được tính là ௧ଵ = 640 − 50 = 590 kg Ở trạng thái đầy tải, khối lượng phần treo là ௧்ଵ = ்ଵ − ௧ଵ = 710 − 50 = 660 kg Thay các giá trị vào công thức, độ cứng của một bên hệ treo trước khi không tải và khi đầy tải được xác định là: ଵ = ଶ ௧ଵ.
Như vậy độ cứng của 1 bên hệ treo được lấy từ giá trị trung bình: ଵ =ଵ+்ଵ
3.1.2 Xác đị nh độ võng c ủ a h ệ th ố ng treo tr ướ c ˗ Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở chếđộđầy tải: ௧ ଶ = 9,81
8,37 ଶ = 0,140 () = 140 () Độ võng động của hệ thống treo được tính theo công thức: đ =0,7 ÷ 1,0௧
Khi phanh thì cầu trước bị chúi xuống do đó độ võng động cần đảm bảo sao cho: đ ≥௧.௫.ℎ
Với ௫ là hệ số bám cực đại, ௫ = 0,75 ÷ 0,80
Chọn ௫= 0,80 thay vào công thức trên ta được: đ ≥ 140.0,8 600
Vậy theo công thức ta lấy: đ = 0,85.௧ = 0,85.140 = 119 () ˗ Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở trạng thái không tải:
Tính toán độ ng h ọ c h ệ th ố ng treo
3.2.1 Xác đị nh s ơ b ộ kích th ướ c và v ị trí các đ òn:
Các thông số kỹ thuật của xe bao gồm chiều rộng cơ sở 1435 mm, bán kính bánh xe với ký hiệu lốp 185/55R16 là 285 mm, góc nghiêng bánh xe là 0 độ, góc nghiêng ngang trụ đứng 10 độ, góc nghiêng dọc trụ đứng 8 độ, bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng là -22 độ, khoảng sáng gầm xe 135 mm, độ võng khi không tải 125 mm, độ võng tĩnh 140 mm, độ võng động 119 mm, chiều dài của trụ xoay đứng 150 mm và chiều cao tai xe lớn nhất là 800 mm.
Để xác định kích thước và vị trí các đòn ngang trong hệ thống treo, cần thỏa mãn các công dụng của hệ thống, đảm bảo sự kết nối mềm mại giữa thân xe và bánh xe, đồng thời loại bỏ hoặc giảm thiểu các chuyển vị không mong muốn Việc tính toán độ bền cho các thanh đòn nối giữa thân xe và bánh xe cũng rất quan trọng Ngoài ra, cần đảm bảo tâm nghiêng ngang tức thời của cầu xe để dự đoán chuyển vị sắp tới của bánh xe Cuối cùng, để dập tắt dao động hiệu quả, cần xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn và lựa chọn loại giảm chấn phù hợp cho xe.
Chọn tỷ lệ xích và giả thiết của phương pháp vẽ là rất quan trọng Để thực hiện, cần sử dụng phương pháp đồ thị phẳng và chọn khổ giấy với tỷ lệ 1:2 Việc xác định độ dài các đòn ngang và vị trí các khớp được thực hiện theo giả thiết rằng khung xe đứng yên, trong khi bánh xe dao động tương đối so với khung xe.
Các bước cụ thể như sau: ˗ Kẻđường nằm ngang biểu diễn mặt phẳng đường: dd ˗ Vẽđường trục đối xứng ngang : vuông góc dd
Trên mặt phẳng đường, điểm tiếp xúc của bánh xe và mặt đường ở trạng thái không tải được xác định tại tọa độ 717,5 Tại điểm này, mặt phẳng bánh xe được dựng với tọa độ A dd Một đoạn dài 22 được lấy ra phía ngoài của bánh xe Tại điểm này, đường nghiêng ngang của trụ quay giả tưởng được dựng với góc 10 độ so với phương thẳng đứng Điểm "S" là điểm liên kết của giảm chấn với tai xe, cách mặt đường 800 mm theo phương trụ đứng Tại điểm B, đường vuông góc với mặt phẳng bánh xe cắt tại điểm "H", nơi là điểm nối cứng của trục bánh xe với vỏ giảm chấn Khoảng cách từ tâm trục bánh xe tới khớp quay ngoài của đòn ngang là 75 mm, với vị trí khớp quay ngoài ở trạng thái không tải được xác định.
Bằng cách dựng tương tự ta sẽ xác định được vị trí khớp quay ngoài của đòn ngang ở trạng thái đầy tải như sau :
Khi hệ treo đạt độ biến dạng tối đa, nếu xem thùng xe như đứng yên, bánh xe sẽ di chuyển lên trên tới điểm ଵ, với khoảng cách giữa hai vết lốp bánh xe không thay đổi đáng kể so với trạng thái xe không tải.
Khi đó, ta có công thức tính khoảng cách: ଵ = đ + ௧ − ௧ = 119 + 140 − 125 = 134 Từ đó, ta xác định rằng ଵ kẻ ଵ # // dd và đặt ଵ ଵ = = | | = 22 Nối ଵ"ଶ cho thấy ଵ"ଶ là đường tâm trụ xoay, đứng ở vị trí hệ treo với biến dạng lớn nhất Trong quá trình chuyển dịch bánh xe, khoảng cách ଵ không thay đổi.
Do đó trên ଵ"ଶ ta đặt ଵ ଶ = ଵ ଶ là vị trí khớp cầu ngoài của đòn ngang ứng với trạng thái hệ treo biến dạng lớn nhất
Cung tròn có tâm là khớp trong của đòn ngang và bán kính bằng chiều dài đòn ngang chưa xác định Tâm khớp trong phải nằm trên đường trung trực của Để xác định vị trí O1, cần tìm điểm giao nhau giữa đường trung trực và đường song song với mặt đường từ vị trí hệ treo biến dạng lớn nhất, đây chính là khớp quay trong của đòn ngang Khi kéo dài và kẻ đường vuông góc, hai đường này sẽ gặp nhau tại P, là tâm quay tức thời của bánh xe trong mặt phẳng ngang Nối P với, cắt đường đối xứng của xe tại S, là tâm quay tức thời của cầu xe và cũng là tâm quay tức thời của thùng xe trong mặt phẳng ngang cầu xe Qua đó, ta có thể tìm được độ dài của đòn ngang và vị trí các khớp quay của hệ treo.
, , Độ dài đòn ngang thực tếđ sẽ bằng độ dài nhân với tỉ lệ xích
Từ cách vẽ như trên ta tìm được đ 284
Hình 3.1: Quan hệđộng học hệ thống treo 3.2.2 Xây d ự ng h ọ a đồ ki ể m tra độ ng h ọ c h ệ th ố ng treo macpherson
Khi xác định độ dài đòn ngang, cần xây dựng hoạ đồ biểu thị sự thay đổi góc nghiêng của giảm chấn và đòn ngang, theo sự thay đổi của độ võng thân xe hoặc độ đi lên của bánh xe.
Hình 3.2: Phương pháp đồ thị xây dựng quan hệđộng học và ví dụđồ thịđiển hình của hệ treo MacPherson
3.2.3 B ố trí h ệ treo đả m b ả o góc nghiêng d ọ c
Trên hệ treo này O2 cốđịnh vì vậy góc thay đổi rất nhỏ Phương án bố trí như sau:
Hình 3.3: Phương án bố trí góc nghiêng dọc
Để cải thiện sự ổn định khi di chuyển ở tốc độ cao, các góc được sắp xếp nhằm kết hợp hệ treo độc lập ở cả phía trước và phía sau của xe.
Tính toán độ ng l ự c h ọ c h ệ th ố ng treo
Các giả thiết ˗ Chếđộ tải trọng tác dụng lên các thanh đòn của hệ thống treo
Tải trọng thẳng đứng (pháp tuyến): Z
Tải trọng theo phương dọ: X
Tải trọng theo phương ngang: Y
Hệ thống treo chịu tải trọng động thẳng đứng lớn nhất : ೌೣ đ ĩ; ! 0
Hệ thống treo chịu tải trọng dọc lớn nhất (khi phanh) : ೌೣ ĩ; ೌೣ ; ! 0
Hệ thống treo chịu tải trọng ngang lớn nhất khi quay vòng cần được thiết kế với các yếu tố quan trọng như bỏ qua các góc bố trí bánh xe, tính toán ở chế độ tải trọng lớn nhất và lựa chọn kết cấu đòn ngang dạng chữ A Sơ đồ hệ thống treo cùng các kích thước cụ thể cũng cần được xác định rõ ràng để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Hình 3.4: Sơđồ hệ thống treo và kết cấu đòn ngang
Xác định các lực và phản lực tác dụng lên đòn ngang
3.3.1 Tr ườ ng h ợ p ch ỉ có l ự c Z ˗ Trong trường hợp này chỉ có lực Z, còn các lực X = 0 và Y = 0 ˗ Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên tâm bánh xe là:
2 9,81 3482,6 0 ˗ Nhưng do xe chịu tải theo chếđộ tải trọng động cho nên: đ
Với đ: Hệ số tải trọng động, đ 1,7 2,0, Chọn đ 1,8 `
Hệ thống treo McPherson có đặc điểm cấu trúc đặc biệt, trong đó trụ xoay đứng của bánh xe đồng thời là thân của giảm chấn Đầu trên A của trụ kết nối với khung vỏ xe, trong khi đầu dưới B liên kết với đầu ngoài C của đòn ngang Đầu trong D của đòn ngang được kết nối bằng bản lề với thân xe, tạo nên sự ổn định và hiệu suất cho hệ thống treo.
Chính vì vậy nên các phản lực tác dụng lên giảm chấn và đòn ngang được xác định tại những chỗ khớp nối đó
Hình 3.5: Phân tích lực khi có mặt lực Z ˗ Phản lực Z đặt tại bánh xe gây nên đối với trục đứng AB như hình trên → →
1 → và mômen 23 ˗ cân bằng với : cos , ˗ Tại đầu A, lực dọc tác dụng :
3 cos , 6268,7 cos 10 6365,4 0 ˗ Lực Z gây ra lực ngang và mômen là:
) : Bán kính quay bánh xe xung quanh trụđứng r0 = 0,022 m
Thay vào công thức tính ta được:
6268,7 0,022 cos 10 135,8 0 ˗ tạo nên hai phản lực tại A và B là và :
Với : 1 599 ( 1 599 ; 524; 75) ˗ gây ra hai phản lực và :
599 = 1492 () ˗ Như vậy tổng lực tác dụng lên đầu A và B là: Đầu A : $ → ; → ெ+ →
Trục dẫn hướng (là vỏ giảm chấn chịu nén) ˗ Trên đòn ngang tại C có lực liên kết:
Với : = ெ+ = 1719 () ˗ Các phản lực tại gối tựa D, E sẽ là: ௬ = ଶ ଵ+ଶ = 1719 130
Trong trường hợp chịu lực phanh cực đại, chỉ có thành phần Z và X tác động lên hệ thống Phân tích tác dụng của lực Z cùng với các phản lực được xác định tương tự như trường hợp chỉ có lực tại Z Đối với cầu trước, việc tính toán được thực hiện dựa trên tình huống chỉ chịu lực phanh cực đại.
$௧௧ - Tải trọng thẳng đứng tính toán cho một bên bánh xe (N) ଵ- Hệ số phân bố tải trọng khi phanh gấp; ଵ = 1,30 ÷ 1,38
Chọn ଵ = 1,3 ଵ - Trọng lượng tĩnh đặt lên cầu trước; ଵ =்ଵ (N)
Tính các phản lực do tác dụng của lực Z ˗ Tại đầu A, lực dọc tác dụng:
36 ˗ Lực Z gây ra lực ngang $ và mômen là:
Trong đó: - Bán kính quay bánh xe xung quanh trụđứng; = 0,022
Thay số vào ta được: = 4527 0,022 cos 10 = 98 () ˗ tạo nên hai phản lực tại A và B là ெvà ெ: ெ =ெ =
Với : + = 599 (+ =ଵ"ଶ = 599 ; = 524; = 75) ˗ $ gây ra hai phản lực và : =$(−)
599 = 1078() ˗ Như vậy tổng lực tác dụng lên đầu A và B là: Đầu A : $ → , → ெ + →
Khi đó: ெ+ = 164 + 1078 = 1242 () ˗ Trên đòn ngang tại C có lực liên kết : Đầu C: → = → ெ+ →
Khi đó: =ெ + = 1242 () ˗ Các phản lực tại gối tựa D, E sẽ là: ௬ = ௬ ଶ ଵ +ଶ 42 130
Hình 3.6: Phân tích lực khi có mặt lực X ˗ Phản lực X đặt tại bánh xe gây nên đối với trục đứng AB trên
- Lực dọc lớn nhất tác dụng tại điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường (N)
7 - Hệ số bám dọc cực đại 7 0,7o 0,8; chọn 7 0,8
4527 0,8 3622 0 ˗ Lực dọc X chuyển về tâm trục bánh xe được hai thành phần và
) 3622 0,282 1032 0 ˗ Lực gây nên các phản lực tại A và B là và :
599 454 0 ˗ Mômen gây nên 2 phản lực tại A và B là và :
0,599 1723 0 ˗ Lực X gây nên trên đòn ngang lái đặt tại điểm S là 8 và tạo nên các phản lực và :
100 cos 10 785 0 Trong đó: ( - Chiều dài đòn ngang lái; ( 100
369 + 170 = 537 () Trong đó: s, t : Kích thước để xác định vị trí lắp đòn ngang lái
& = 170 ;' = 369 ˗ Các lực tác dụng trên trụđứng :
Với: = | → ெ + → + → ௌ| = 705 () ˗ Với : các thành phần lực gây nên tại gối D và E là :
+ thành phần lực theo phương x: =%௫ =
2 = 2670,5 () + thành phần lực theo phương y:
Trong đó: )ௗ- Chiều dài đòn ngang dưới; )ௗ = 369 ˗ Với có các phản lực tại gối D và E : = ଶ ଵ+ଶ = 705 130
Trong trường hợp chịu lực bên cự đại với hai thành phần Z và Y, cần phân tích tác dụng của lực Z cùng với các phản lực được xác định khi chỉ có lực tại Z Giá trị của lực Z được tính toán như sau:
2 *1 +2 ℎ.௬ ଵ +− ௫ Trong đó: ଵ - Chiều rộng vết bánh xe của cầu trước; ଵ = ் = 1435 ()
ℎ - Chiều cao trọng tâm ôtô; ℎ = 600 () ௫ - Trọng lượng cụm bánh xe, thông thường gồm trọng lượng bánh xe, vành và cụm cơ cấu phanh; chọn ௫ = 300 () ௬ - Hệ số bám ngang; lấy ௬ = 1
1435 -− 300 = 6095 () ˗ Tính các phản lực do tác dụng của lực Z
Tại đầu A, lực dọc tác dụng:
$ =$ =$௫ = $ cos = 6095 cos 10 = 6189 ˗ Lực Z gây ra lực ngang $ và mômen là:
$ =$.& = 6095 &10 = 1075 () =$. cos = 6095 0,022 cos 10 = 132 () ˗ tạo nên hai phản lực tại A và B là ெvà ெ: ெ =ெ =
Với : 1 599 ( 1 599 ; 524; 75) ˗ gây ra hai phản lực và :
599 1452 0 ˗ Như vậy tổng lực tác dụng lên đầu A và B là:
Với 1 218 1 1452 1670 0 ˗ Trên đòn ngang tại C có lực liên kết :
Với 1 1670 0 ˗ Các phản lực tại gối tựa D, E là:
Hình 3.7: Phân tích lực khi có mặt lực Y ˗ Tác dụng của thành phần lực ngang Y được thể hiện như hình trên ˗ Giá trị Y được tính như sau:
1435 - 1 = 6395 () ˗ Lực ngang Y gây nên đối với trụđứng AB các phản lực và : =.( −)
599 = 2242 () = +.= 2242 + 6395 = 8637 () ˗ Các lực tác dụng lên trụđứng :
( → ெ + → + → ( =−ெ − = 8637 − 218 − 1452 = 6967 () ˗ Các lực tác dụng lên đòn ngang:
Ki ể m tra b ề n m ộ t s ố ph ầ n t ử c ủ a h ệ th ố ng treo
Kiểm tra bề đòn ngang dưới được thực hiện bằng cách coi đòn ngang CDE như một thanh thẳng CD với tiết diện tròn Đầu ngoài C của thanh được liên kết cầu với trụ xoay đứng, trong khi đầu trong D được liên kết bản lề với thân xe Đòn ngang có chiều dài (đ).
284 được xác định từ họa đồđộng học Đòn ngang được chế tạo từ thép lá, hàn St 37-2 có giới hạn bền : ;
512 , nó có sức bền kéo như sức bền nén và có ứng suất cho phép:
Với n là hệ số an toàn, chọn 1,2
Từ kết quả tính toán động lực học nhận thấy đòn ngang chịu lực lớn nhất trong
2 trường hợp: có lực Z và Y và trường hợp có lực Z và X a Trường hợp có lực Z và lực Y:
Hình 3.8: Lực tác dụng lên đòn ngang
Từ kết quả tính toán: 6967 0 Ứng suất kéo trong đòn ngang là:
Với: ? - là diện tích tiết diện của đòn ngang
4 1256 Trong đó: d - Là đường kính của mặt cắt tiết diện đòn ngang; - 40
Hình 3.9: Tiết diện đòn nagng
Ta tính được ứng suất kéo của đòn ngang:
Vậy : A
