Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO, TRÊN XE TOYOTA, INNOVA 2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN Ơ TƠ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2016 Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN VĂN HIỆP Sinh viên thực : HOÀNG VĂN TỐ Lớp : 64DCOT06 A- GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA INNOVA 2016 Hình 1.1 Hình ảnh thực xe Innova 2016 Innova 2016 hồn tồn mang phong cách thiết kế sắc sảo, đại giúp nâng tầm mẫu xe lên vị trí cao đua chiếm thị phần với đối thủ phân khúc Toyota Innova 2016 dài phiên tiền nhiệm 150 mm, rộng 70 mm cao 35 mm tạo bề cải thiện không gian nội thất bên Ngoại thất sang trọng, vững chãi hai từ để miêu tả ngoại thất xe Innova Hệ thống treo xe Innova cải tiến với hệ thống treo trước treo độc lập tay đòn kép hệ thống treo phụ thuộc liên kết bốn điểm phía sau nhằm giảm tối đa rung lắc, cho cảm giác êm ái, thoải mái cung đường Hệ thống điều hòa xe Innova điều hòa tự động với giàn lạnh hoạt động riêng biệt(2.0G, 2.0V) Xe Innova 2016 phiên nâng cấp trang bị động 2.0 lít, Dual VVT-i, tỷ số nén tăng lên giúp công suất xe nâng cao, tiết kiệm nhiên liệu giảm tiếng ồn động Xe Toyota Innova 2016 trag bị tiêu chuẩn hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD, hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA cho phiên Những trang bị đảm bảo an tồn cho lưu thơng xe trường hợp B- Thông số xe Kích thước tổng thể (L0xB0xH0) (mm) 4735x1830x1795 Chiều dài sở L (mm) 2750 Khoảng sáng gầm xe (mm) 176 Chiều rộng sở trước/sau (mm) 1540/1540 Bán kính vòng quay tối thiểu (m) 5.4 Góc trước sau (độ) 21/25 Khối lượng không tải G0 (kg) 1725 Động Động xăng, VVT-i kép, 16 van DOHC Kiểu động xy lanh thẳng hàng Nhiên liệu Xăng Công suất động tối đa (kw/v/p) 102/5600 Momen xoắn lớn (N.m/v/p) 183/4000 Hộp số Tự động cấp Dung tích bình nhiên liệu 55 Phanh trước / sau Đĩa thơng gió/Tang trống Hệ thống treo trước Tay đòn kép, lò xo cuộn cân Hệ thống treo sau Liên kết điểm, lò xo cuộn tay đòn bên Thơng số lốp 205/65R16 Nội dung nghiên cứu đồ án Chương 1: Tổng quan Chương 2: Phân tích,lựa chọn phương án thiết kế Chương 3: Tính tốn hệ thống treo kết luận Video mơ nguyên lý hoạt động hệ thống treo Chương 1: Tổng quan hệ thống treo 1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH Xã hội loài người bắt đầu xuất phương tiện vận tải quan tâm dến vấn đề dao động chúng Ngay từ xuất phương tiện giao thông xe kéo, ban đầu người ta nối cứng bánh xe với khung xe Việc di chuyển thích hợp cho việc thồ hàng mà không tiện cho người ngồi xe Về sau người tìm xăm lốp giảm bớt chấn động xe Và khoa học phát triển tìm nguyên tắc dập tắt dao động qua hình thành nên hệ thống treo xe 1.2 CƠNG DỤNG, PHÂN LOẠI, U CẦU 1.2.1 Cơng dụng - Hệ thống treo hệ thống nối đàn hồi bánh xe khung xe, xe tạo điều kiện cho bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng hạn chế dịch chuyển theo phương khác - Hệ thống treo đảm nhận khả dập tắt dao động tạo nên khả bám bánh xe với đường, nâng cao độ êm dịu - Đỡ thân xe lên cầu xe, cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng khung xe vỏ xe, hạn chế chuyển động không muốn khác bánh xe - Bộ phận hệ thống treo thực nhiệm vụ hấp thụ dập tắt dao động, rung động, va đập với mặt đường truyền lên - Đảm nhận khả truyền lực mômen bánh xe khung xe 1.2.2 Phân loại Theo loại phận đàn hồi Loại kim loại (gồm nhíp lá, lò xo, xoắn) Loại khí nén (loại bọc cao su – sợi, màng, loại ống) Loại thủy lực (loại ống) Loại cao su Loại phụ thuộc với cầu liền Theo sơ đồ phận dẫn hướng Loại độc lập ( đòn, hai đòn) Loại giảm chấn thủy lực Theo phương pháp dập tắt dao động Loại ma sát CHƯƠNG PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1 Phân tích phương án bố trí hệ thống treo: 2.1.1 Các phương án bố trí: a) Hệ thống treo phụ thuộc (nhíp) b) Hệ thống treo độc lập đặt nghiêng c)Hệ thông treo độc lập xoắn lọai đòn d) Hệ thống treo McPheson (Treo kiểu Hình 2.1 Một số phương án lựa chọn nến) 2.1.2 Phân tích ưu, nhược điểm phương án bố trí: 2.1.2.1 Ưu điểm hệ treo phụ thuộc: Khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách hai bánh xe (được nối cứng) không thay đổi Điều làm cho mòn lốp giảm trường hợp treo độc lập Do hai bánh xe nối cứng nên có lực bên tác dụng lực đựơc chia cho hai bánh xe làm tăng khả truyền lực bên xe, nâng cao khả chống trượt bên Hệ treo phụ thuộc dùng cho cầu bị động có cấu tạo đơn giản so với hệ treo độc lập Giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng 2.1.2.2 Nhược điểm hệ treo phụ thuộc: Kết cấu hệ treo phụ thuộc cồng kềnh, lớn chiếm chỗ gầm xe Co hai bánh xe lắp dầm cầu cứng nên dao động hệ dầm cầu dao động theo gầm xe phải có khoảng khơng gian đủ lớn Do thùng xe cần phải nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nâng lên, điều khơng có lợi cho ổn định chuyển động ôtô Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc gây bất lợi khác bên bánh xe dao động bánh bên dao động theo, chuyển dịch bánh bên phụ thuộc bánh bên ngược lại Điều gây ổn định xe quay vòng 2.1.2.3 Ưu điểm hệ thống treo độc lập: Hệ thống treo độc lập có đặc điểm hai bánh xe hai bên phụ thuộc vào nhau, mà độ ổn định chuyển động cao Hai bánh xe liên kết đòn ngang đòn dọc, phần khơng treo nhỏ, ơtơ chuyển động đạt độ êm dịu cao Hệ treo không cần sử dụng dầm ngang , khoảng không gian cho dịch chuyển chủ yếu hai bên sườn xe Đặc điểm cho phép hạ thấp trọng tâm xe, nâng cao tốc độ xe 2.1.2.4 Nhược điểm hệ thống treo độc lập: Kết cấu phức tạp, Hệ thống treo độc lập dầm cầu thường dầm cầu rời nên xe chuyển động đoạn đường gồ ghề dễ làm thay đổi góc đặt bánh xe, dẫm đến ổn định xe 2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế phận đàn hồi: Hình 2.2 Các dạng phần tử đàn hồi kim loại a) Nhíp; b) Lò xo trụ; c) xoắn a Nhíp Nhíp thường dùng hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăng Khi chọn phận đàn hồi nhíp lá, kết cấu lắp ghép hợp lý thân phận đàn hồi làm nhiệm vụ phận hướng Điều làm cho kết cấu hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng Vì nhíp sử dụng rộng rãi nhiều loại xe kể xe du lịch Nhíp ngồi nhược điểm chung phận đàn hồi kim loại có nhược điểm khối lượng lớn b Lò xo xoắn Lò xo xoắn thường sử dụng nhiều hệ thống treo độc lập Lò xo xoắn chịu lực thẳng đứng hệ thống treo có phận đàn hồi lò xo xoắn phải có phận hướng riêng biệt So với nhíp lá, lò xo xoắn có trọng lượng nhỏ c Thanh xoắn Bộ phận đàn hồi xoắn sủ dụng số hệ thống treo độc lập ô tô So với nhíp lá, lò xo xoắn đàn hồi lớn hơn, trọng lượng nhỏ lắp đặt dễ dàng Kết luận: Sau tìm hiểu phân tích số dạng hệ thống treo sử dụng thực tế, kết hợp với thực tế xe du lịch sử dụng thị trường, tình hình sản xuất công ty ô tô nước, em chọn loại hệ thống treo độc lập hệ Macpherson sử dụng lò xo làm phần tử đàn hồi cho loại xe Toyota Innova 2016 2.3 Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn: a Giảm chấn đòn Hình 2.3 Giảm chấn đòn 1,3 Buồng chứa - Pistong Cam quay 5,6 Thanh van Ưu điểm Thể tích chất lỏng qua van bé giảm chấn ống nên tuổi thọ van đảm bảo - Nhược điểm Giảm chấn làm việc với áp suất dầu lớn(25-40 MN/m2) làm ảnh hưởng đến trọng lượng giảm chấn b Giảm chấn ống Hình 2.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động giảm chấn ống - Tai giảm chấn; - Nắp có ren; 3, - Gioăng làm kín; - Van lá; - Lỗ tiết lưu van nén; Van lá; - Lò xo van trả mạnh; - Van lá; 10 - Van nén mạnh; 11 - Lò xo van nén mạnh; 12- Ecu điều chỉnh; 13 - Lỗ tiết lưu trả; 14 - Pittông giảm chấn; 15- Lỗ tiết lưu trả; 16 - Phớt làm kín; 17 - ống xi lanh ngoài; 18 - ống xi lanh trong; 19 - Cần pittông; 20 - Bạc dẫn hướng; 21 Phớt làm kín; 22 - Lò xo; 23 - Nắp chặn; 24 - Phớt làm kín Ưu điểm Giảm chấn ống làm việc với áp suất cực đại nhỏ -8 MN/m2 Giảm chấn ống nhẹ giảm chấn đòn hai lần.Chế tạo đơn giản tuổi thọ tương đối cao Kết luận: Do ta chọn thiết kế giảm chấn xe giảm chấn thủy lực hai chiều khơng đối xứng CHƯƠNG TÍNH TỐN HỆ THỐNG TREO 3.1 Xác định thông số hệ treo Chiều dài tổng thể 4735mm Chiều cao tổng thể 1795mm Chiều rộng tổng thể 1830mm Trọng tải người 100kg Khối lượng xe toàn phần 2360 kg Khối lượng không tải 1725 kg Mô men xoắn tối đa 183/4000(N/v/p) Khoảng sáng gầm xe 178 mm Bán kính vòng quay tối thiểu 5,4 m Cơng suất cực đại 102/5600(kw/v/p) Lốp 215/55R17 Bảng 3.1.Thông số ban đầu xe 3.2.Tính tốn hệ thống treo trước, sau 3.2.1 Xác định thông số hệ thống treo Độ cứng hệ thống treo tính tốn theo công thức M t * Ct với 2 n 60 Khối lượng phần treo trước trạng thái không tải: MT0 = m10 - mkt – mbx Khối lượng phần treo trước trạng thái đầy tải: MT1 = m1T - mkt – mbx STT Thông số Giá trị Đơn vị Chiều rộng sở xe cầu trước BT=1540 mm Bán kính bánh xe, kí hiệu lốp 205/65R16;Rbx=336 mm Góc ngiêng ngang trụ xoay đứng (góc Kingpin) Sự thay đổi góc nghiêng ngang trụ đứng 100 Chiều cao tai xe lớn Htmax=800 mm Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r0=15 mm Khoảng sáng gầm xe Hmin=176 mm Độ võng tĩnh ft=180 mm Độ võng động fđ=144 mm 10 Độ võng hệ treo trạng thái không tải fot=146 mm 11 Chiều dài trụ đứng Kr=150 mm 12 Góc nghiêng bánh xe (góc Camber) = 00 Bảng 3.2 Bảng số liệu sở để tính tốn 3.2.2 Tính tốn lò xo 3.2.2.1 Lực lớn tác dụng lên lò xo Fmax Z * ld llx N Trong đó: + Z : tải trọng động + Chọn llx : chiều dài cánh tay đòn đặt lò xo llx=290 mm + ld: chiều dài đòn ngang ld=370 mm 3.2.2.2 Lực nhỏ tác dụng lên lò xo Fmin 0.5* G10 * g * ld N llx 3.2.3 Tính toán giảm chấn Chiều dài xi lanh giảm chấn: LX = LY + HP+ LP + LK +LB= (mm) + Chiều dài toàn giảm chấn: Lgc = LX + Lu = (mm) Tỷ số truyền giảm chấn i l gc lbx cos 3.2.4 Tính ổn định Xác định kích thước ổn định sở lựa chọn chiều dải L S, P: G * J P G * * D C C S * P LS l s * 32 S KẾT LUẬN Hệ thống treo xe phận quan trọng thiết kế học xe Nó đóng vai trò chủ chốt việc đảm bảo chuyển động toàn kết cấu xe, định đến cảm giác lái thoải mái người ngồi xe Bởi lẽ đó, vai trò của hệ thống treo khơng thể thiếu thiết kế học xe Với đề tài giao ‘‘Thiết kế hệ thống treo sở xe Toyota Innova 2016’’ đồ án đạt kết sau - Trình bày tổng quan hệ thống treo - Lựa chọn phương án thiết kế phù hợp cho xe - Tính tốn thiết kế hệ thống treo Sau tính tốn thơng số hệ thống treo thiết kế đảm bảo yêu yều mặt kĩ thuật Đối với hệ thống treo qua trình sử dụng cần kiểm tra thường xuyên hình dáng chế độ làm nhằm phát ưu nhược điểm để khắc phục cải tiến cho hệ thống treo trở lên hoàn thiện CẢM ƠN Q THẦY CƠ CÙNG TỒN THỂ CÁC VỊ KHÁCH QUÝ ĐÃ BỚT CHÚT THỜI GIAN LẮNG NGHE BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA EM ! Em xin chân thành cảm ơn! ... PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1 Phân tích phương án bố trí hệ thống treo: 2.1.1 Các phương án bố trí: a) Hệ thống treo phụ thuộc (nhíp) b) Hệ thống treo độc lập đặt nghiêng c )Hệ thông treo độc... động qua hình thành nên hệ thống treo xe 1.2 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU 1.2.1 Công dụng - Hệ thống treo hệ thống nối đàn hồi bánh xe khung xe, xe tạo điều kiện cho bánh xe dịch chuyển theo phương...A- GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA INNOVA 2016 Hình 1.1 Hình ảnh thực xe Innova 2016 Innova 2016 hồn tồn mang phong cách thiết kế sắc sảo, đại giúp nâng tầm mẫu xe lên vị trí cao đua chiếm