ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG
TREO TRÊN XE Ô TÔ MAZDA CX – 5 2013

Sinh viên thực hiện: TRẦN HỮU GIA THÁI

Đà Nẵng – Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên:

TRẦN HỮU GIA THÁI

2. Lớp: 15C4B

Số thẻ SV: 103150155

3. Tên đề tài:

Đà Nẵng, ngày tháng 12 năm 2019
Người hướng dẫn


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
V. Thông tin chung:
5. Họ và tên sinh viên: TRẦN HỮU GIA THÁI
6. Lớp: 15C4B
Số thẻ SV: 103150155
7. Tên đề tài:
Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ô tô Mazda CX-5 2013
8. Người phản biện: NGUYỄN QUANG TRUNG
Học hàm/ học vị: Thạc sĩ
VI.Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
TT Các tiêu chí đánh giá
Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp,
giải quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao
- Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự
1a
nhiên trong vấn đề nghiên cứu
- Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên
1b

10
10
20
15
5

………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
4. Ý kiến khác:
………………………………………………………………………………………..
5. Đề nghị: Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày
tháng 12 năm 2019
Người phản biện


TĨM TẮT
Tên đề tài:
Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ô tô Mazda CX-5 2013
Sinh viện thực hiện: TRẦN HỮU GIA THÁI
Số thẻ SV:103150155

Lớp: 15C4B

Đồ án trình bày các lý thuyết chung về hệ thống treo, kết quả khảo sát và tính tốn
kiểm nghiệm hệ thống treo của xe ô tô Mazda CX-5 2013 bao gồm giới thiệu tổng quát
về xe và các hệ thống trên xe, phân tích kỹ, làm rõ các loại, kết cấu, và chức năng của
các bộ phận trong hệ thống treo đồng thời thực hiện các phép tính nhằm kiểm nghiệm
các tính năng hoạt động của các bộ phận trong hệ thống treo trên dòng xe này.
Đề tài gồm những nội dung cụ thể như sau:

2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Dựa trên các thông số kết cấu của xe và hệ thống
treo trong catalog xe Mazda CX5-2013.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Chương 1: Lý thuyết chung về hệ thống treo ô tô.
- Chương 2: Giới thiệu về xe ô tô Mazda CX-5 2013.
- Chương 3: Khảo sát hệ thống treo ô tô Mazda CX-5 2013.
- Chương 4: Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ơ tô Mazda CX-5 2013.
- Chương 5: Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo trên xe ô tô.
- Kết luận.
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
- Bản vẽ 1&2: Bản vẽ các loại hệ thống treo độc lập trên ô tô
(2A3).
- Bản vẽ 3: Bản vẽ tổng thể xe ô tô Mazda CX-5 2013
(1A3).
- Bản vẽ 4: Đồ thị đặc tính đàn hồi của hệ thống treo xe Mazda CX-5 2013 (1A3).
- Bản vẽ 5: Đồ thị đặc tính giảm chấn của hệ thống treo xe Mazda CX-5 2013 (1A3).
- Bản vẽ 6: Bản vẽ kết cấu giảm chấn xe Mazda CX-5 2013
(1A3).
- Bản vẽ 7: Bản vẽ kết cấu hệ thống treo trước xe Mazda CX-5 2013
(1A3).
- Bản vẽ 8: Bản vẽ kết cấu hệ thống treo sau xe Mazda CX-5 2013
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 03/09/2019
8. Ngày hoàn thành đồ án: 15/12/2019

(1A3).


Đà Nẵng, ngày

Giao thơng, Trường đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng nhằm tìm hiểu và phân tích
sâu hơn về hệ thống treo dựa trên các kiến thức đã được trang bị.
Em cũng xin chân thành cám ơn đến TS. Nguyễn Hoàng Việt đã tận tâm hướng
dẫn em hoàn thành đồ án. Đồng thời em xin cảm ơn đến các thầy cô của khoa Cơ khí
Giao thơng trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi và
dạy cho em những kiến thức chuyên nghành, để em có thể nắm vững những kiến thức
cơ bản chắc chắn, vững vàng.

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 12 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Trần Hữu Gia Thái

i


CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là đề tài đồ án tốt nghiệp chính bản thân em tìm hiểu và thực
hiện nó đúng theo quy định của khoa Cơ khí giao thông, Trường Đại học Bách khoaĐại học Đà Nẵng. Các số liệu sử dụng phân tích trong đồ án tốt nghiệp có nguồn gốc rõ
ràng, theo đúng những tài liệu tham khảo. Các kết quả tính tốn kiểm nghiệm trong đề
tài do em tự tìm hiểu, tính tốn, phân tích một cách trung thực, khách quan và phù hợp.
Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ đề tài đồ án tốt nghiệp nào khác.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 12 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Trần Hữu Gia Thái

ii



1.2.2.2 Loại hai đòn chiều dài bằng nhau .....................................................................16
1.2.2.3 Loại hai đòn chiều dài khác nhau .....................................................................16
1.2.2.4 Loại địn - ống hay Macpherxơn .......................................................................17
1.2.2.5 Loại nến .............................................................................................................18
iii


1.2.3 Bộ phận giảm chấn ............................................................................................... 18
1.2.3.1 Giảm chấn đòn ..................................................................................................20
1.2.3.2 Giảm chấn ống ..................................................................................................20
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE MAZDA CX-5 2013. ...................................................... 22

2.1 Giới thiệu và thông số kỹ thuật ô tô Mazda CX-5 2013 .........................................22
2.2 Động cơ sử dụng trên ô tô Mazda CX-5 2013 ........................................................24
2.3 Hệ thống truyền lực .................................................................................................25
2.4 Hệ thống phanh........................................................................................................26
2.5 Hệ thống lái .............................................................................................................28
2.6 Hệ thống điều hịa ....................................................................................................28
2.7 Hệ thống an tồn ......................................................................................................30
Chương 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TREO Ô TÔ MAZDA CX-5 2013 ......................... 31

3.1 Khảo sát hệ thống treo trước trên xe ơ tơ Mazda CX-5 2013 .................................31
3.1.1 Bố trí hệ thống treo trước của xe Mazda CX-5 2013 ...........................................31
3.1.2 Các bộ phận hệ thống treo trước..........................................................................32
3.1.2.1 Bộ phận đàn hổi.................................................................................................32
3.2.2.2 Bộ phận giảm chấn ............................................................................................ 32
3.1.2.3 Bộ phận hướng ..................................................................................................33
3.2 Khảo sát hệ thống treo sau xe ô tô Mazda CX5-2013 .............................................35
3.2.1 Bố trí hệ thống treo sau của xe Mazda CX-5 2013 ..............................................35
3.2.2 Các bộ phận hệ thống treo sau Mazda CX5-2013 ...............................................36

v


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
BẢNG 2.1: Thơng số kỹ thuật của xe Mazda CX-5 2013
BẢNG 2.2: Thông số kỹ thuật của động cơ trên xe Mazda CX-5 2013
BẢNG 2.3: Thông số kỹ thuật của hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5 2013
HÌNH 1.1: Kết cấu bộ nhíp
HÌNH 1.2: Các sơ đồ lắp đặt lị xo trong hệ thống treo
HÌNH 1.3: Các dạng kết cấu của thanh xoắn
HÌNH 1.4: Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu
HÌNH 1.5: Phần tử đàn hồi khí nén loại ống
HÌNH 1.6: Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại khơng có buồng đối áp
HÌNH 1.7: Phần tử đàn hồi thuỷ khí loại có buồng đối áp
HÌNH 1.8: Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc
HÌNH 1.9: Hiện tượng dao động bánh xe dẫn hướng do mômen con quay khi bánh xe
dịch chuyển thẳng đứng
HÌNH 1.10: Sơ đồ bộ phận hướng hệ thống treo độc lập
HÌNH 1.11: Hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại địn - ống
HÌNH 1.12: Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại nến
HÌNH 1.13: Sơ đồ nguyên lý làm việc của giảm chấn
HÌNH 1.14: Sơ đồ bố trí giảm chấn ống
HÌNH 1.15: Giảm chấn ống
HÌNH 2.1: Hình dáng tổng thể mặt trước của xe ơ tơ Mazda CX5-2013
HÌNH 2.2: Hình dáng tổng thể mặt bên của xe ơ tơ Mazda CX5-2013
HÌNH 2.3: Hình dáng tổng thể mặt trên của xe ơ tơ Mazda CX-5 2013
HÌNH 2.4: Động cơ Skyactiv G-2.0L sử dụng trên ơ tơ Mazda CX-5 2013
HÌNH 2.5: Hộp số Skyactiv sử dụng trên xe ơ tơ Mazda CX-5 2013
HÌNH 2.6: Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh trên xe Mazda CX5-2013
HÌNH 2.7: Thước lái hệ thống lái xe Mazda CX5-2013


vii


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
CHỮ VIẾT TẮT:
SUV : Sport Utility Vehicle.
2WD : 2 Wheel Drive.
4WD : 4 Wheel Drive.
DOHC: Double Overhead Camsaft.
I4
: Kiểu động cơ 4 xylanh xếp thẳng hàng.
ABS : Anti-lock Braking System.
TCS : Traction Control System.
EBD : Electronic Brakeforce Distribution.
DSC : Dynamic Stability Control.

viii


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ơ tơ Mazda CX-5 2013

MỞ ĐẦU

1. Mục đích đề tài.
Ngành công nghiệp ô tô nước ta hiện nay có nhiều bước đột phá lớn trong lắp ráp
và sản xuất đến từ các doanh nghiệp hay các tập đoàn ô tô tiêu biểu, kéo theo đó là sản
lượng sản xuất hằng năm cũng tăng theo qua từng kì. Cùng với sự phát triển đa dạng
về các dòng xe, chủng loại đi kèm với sự chú trọng hơn về độ an toàn và chất lượng
trải nghiệm người dùng sẽ hứa hẹn một thị trường ô tô Việt Nam đầy triển vọng trong



Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ô tô Mazda CX-5 2013

xe Mazda CX-5 một cách tốt nhất để tạo cảm giác êm dịu thoải mái,đảm bảo an toàn
cho người và tài sản.

Sinh viên thực hiện: Trần Hữu Gia Thái

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

2


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ô tô Mazda CX-5 2013

Chương 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO XE Ơ TƠ

1.1 Cơng dụng, phân loại và yêu cầu hệ thống treo ô tô
1.1.1 Công dụng hệ thống treo ô tô
Hệ thống treo là tập hợp tất cả các cơ cấu dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ôtô
máy kéo với các cầu hay hệ thống chuyển động như bánh xe, xích.
Hệ thống treo nói chung, gồm có ba bộ phận chính là: bộ phận đàn hồi, bộ phận
dẫn hướng và bộ phận giảm chấn. Mỗi bộ phận đảm nhận một chức năng và nhiệm vụ
riêng biệt.
Bộ phận đàn hồi: dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng, làm giảm
va đập, giảm tải trọng động tác dụng lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảm bảo
độ êm dịu cần thiết cho ô tô máy kéo khi chuyển động.
Bộ phận dẫn hướng: dùng để tiếp nhận và truyền lên khung các lực dọc, ngang
cũng như các mômen phản lực và mômen phanh tác dụng lên bánh xe. Động học của bộ

quay của nó.
- Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động được
hiệu quả và êm dịu.
- Có khối lượng nhỏ, đặc biệt là các phần không được treo.
- Kết cấu đơn giản, dễ bố trí. Làm việc bền vững, tin cậy.
1.1.3 Phân loại hệ thống treo ô tô
1.1.3.1 Theo dạng bộ phận dẫn hướng
Hệ thống treo được chia làm các loại:
- Phụ thuộc: Đặc điểm đặc trưng là dùng với dầm cầu liền. Bởi vậy, dịch chuyển
của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau. Việc truyền lực và mơ men từ bánh
xe lên khung có thể thực hiện trực tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các
thanh đòn
Hệ thống treo phụ thuộc được sử dụng phổ biến trên tất cả các loại ô tô. Nó có ưu
điểm là: kết cấu đơn giản, giá thành rẻ trong khi vẫn đảm bảo được các yêu cầu cần thiết,
nhất là đối với những xe có tốc độ chuyển động lớn.
- Độc lập: với dầm cầu cắt, cho các bánh xe dịch chuyển độc lập. Bộ phận hướng
trong trường hợp này có thể là loại địn, loại địn - ống hày cịn gọi là Makferxon.
Loại địn lại có loại: 1 đòn, 2 đòn, loại đòn lắc trong mặt phẳng ngang, lắc trong mặt
phẳng dọc và lắc trong mặt phẳng chéo.
Hệ thống treo độc lập thường được sử dụng chủ yếu ở cầu trước các ơ tơ du lịch.
Nó có ưu điểm là:
- Cho phép tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, nhờ đó tăng được độ êm
dịu chuyển động.
- Giảm được hiện tượng giao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng mô men
con quay.
- Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của
xe.
- Phức tạp và đắt tiền khi sử dụng ở các cầu chủ động. Vì thế các ơ tơ du lịch hiện
đại thường sử dụng hệ thống treo phụ thuộc ở cầu sau. Hệ thống treo độc lập ở các cầu
chủ động chỉ sử dụng trên các ơ tơ có tính cơ động cao.

hồi phụ như: nhíp phụ, vấu tỳ bằng cao su biến dạng,...
1.2.1.1 Nhíp lá
Nhíp là loại phần tử đàn hồi được dùng phổ biến nhất.
* Ưu điểm:
- Kết cấu và chế tạo đơn giản.
- Sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng.
- Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và một phần nhiệm vụ
của bộ phận giảm chấn.
* Nhược điểm:
- Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác, do thế
năng biến dạng đàn hồi riêng (của một đơn vị thể tích) nhỏ (nhỏ hơn của thanh xoắn 4
lần khi có cùng một giá trị ứng suất: σ = τ).

Sinh viên thực hiện: Trần Hữu Gia Thái

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

5


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ô tô Mazda CX-5 2013

Theo thống kê, trọng lượng của nhíp cộng giảm chấn thường chiếm từ (5,5 ÷ 8,0)%
trọng lượng bản thân của ôtô.
- Thời hạn phục vụ ngắn: do ma sát giữa các lá nhíp lớn và trạng thái ứng suất phức
tạp (Nhíp vừa chịu các tải trọng thẳng đứng vừa chịu mômen cũng như các lực dọc và
ngang khác). Khi chạy trên đường tốt tuổi thọ của nhíp đạt khoảng (10 ÷ 15) vạn Km.
Trên đường xấu nhiều ổ gà, tuổi thọ của nhíp giảm từ (10 ÷ 50) lần.

Hình 1.1: Kết cấu bộ nhíp

được dự trữ trong lò xo và va đập được giảm bớt.
Lị xo trụ là loại được dùng nhiều ở ơ tô du lịch với cả hệ thống treo độc lập và
phụ thuộc. So với nhíp lá, phần tử đàn hồi dạng lị xo trụ có:
* Ưu điểm:
- Kết cấu và chế tạo đơn giản.
- Trọng lượng nhỏ.
- Kích thước gọn, nhất là khi bố trí giảm chấn và bộ phận hạn chế hành trình ngay
bên trong lị xo.
* Nhược điểm:
Chỉ tiếp nhận được tải trọng thẳng đứng mà không truyền được các lực dọc ngang
và dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm bộ phận hướng riêng.
Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính tuyến
tính.
Có thể chế tạo lị xo với bước thay đổi, dạng cơn hay parabol để nhận được đặc
tính đàn hồi phi tuyến. Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao nên ít
dùng.
Có ba phương án lắp đặt lị xo lên ô tô là:
- Lắp không bản lề (hình 1.2a).
- Lắp bản lề một đầu (hình 1.2b).
- Lắp bản lề hai đầu (hình 1.2c).

Sinh viên thực hiện: Trần Hữu Gia Thái

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

7


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ơ tơ Mazda CX-5 2013


chế tạo khơng chính xác.
Để tránh tăng ma sát giữa các vòng lò xo và vành định tâm, chiều cao của nó cần
phải lấy bằng 1 ÷ 1,5 đường kính sợi dây lị xo và các vịng lị xo khơng được chạm nhau
ở tải trọng bất kỳ.
Khi lị xo được làm từ dây thép có đường kính khơng đổi thì biến dạng của lị xo
sẽ thay đổi tỉ lệ thuận với lực tác dụng. Điều đó có nghĩa là nếu dùng lị xo mềm thì nó
sẽ khơng đủ cứng để chịu tải lớn và ngược lại nếu dùng lò xo cứng để chịu tải trọng lớn
thì nó lại giảm tính êm dịu chuyển động khi tải nhỏ. Để khắc phục nhược điểm này
người ta có thể sản xuất các loại lị xo cải tiến như: Lị xo có đường kính dây khác nhau,
lị xo có bước khác nhau, lị xo côn.
1.2.1.3 Thanh xoắn
Thanh xoắn là một thanh bằng thép lị xo,dùng tính đàn hồi xoắn để cản lại sự
xoắn. Một đầu thanh xoắn được ngàm chặt vào khung hay một dầm nào đó cũng thân ơ
tơ, đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu xoắn của hệ thống treo.
Thanh xoắn được dùng ở một số ô tô du lịch.

Sinh viên thực hiện: Trần Hữu Gia Thái

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

8


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ô tô Mazda CX-5 2013

* Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ.
- Tải trọng phân bố lên khung tốt hơn (khi thanh xoắn bố trí dọc) vì mơmen của
các lực thẳng đứng tác dụng lên khung không nằm trong vùng chịu tải, nơi lắp các đòn
dẫn hướng mà ở đầu kia của thanh xoắn.

tải trọng tĩnh khác nhau (đặc tính phi tuyến).
Sinh viên thực hiện: Trần Hữu Gia Thái

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

9


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống treo trên xe ô tô Mazda CX-5 2013

- Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường. Đối với hệ thống treo
độc lập cịn có thể điều chỉnh khoảng sáng gầm xe.
- Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu.
- Khơng có ma sát trong phần tử đàn hồi.
- Tuổi thọ cao.
* Nhược điểm:
- Kết cấu phức tạp, đắt tiền.
- Kích thước cồng kềnh.
- Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập.
* Kết cấu:
Phần tử đàn hồi có thể có dạng bầu trịn (hình 1.4) hay dạng ống (hình 1.5). Vỏ
bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su (ni lơng hay capron), mặt ngồi phủ một lớp cao su
bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín. Thành vỏ dày từ 3÷5 mm.
Loại bầu có thể có từ 1 đến 3 khoang phân cách bởi các đai xiết bằng thép. Vành
bầu có các lõi thép tăng bền và được kẹp chặt đến các mặt bích hay piston bằng các vịng
kẹp.

Hình 1.4: Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu
1- Vỏ bầu; 2- Đai xiết; 3- Vòng kẹp;
4- Lõi thép tăng bền.


Sinh viên thực hiện: Trần Hữu Gia Thái

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

11