10 CHƯƠNG 3 : NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỰ THAY ĐỔI TẢI TRỌNG VÀ GÓC NGHIÊNG DỌC CỦA THÙNG XE KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CÓ GIA TỐC VÀ GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CỦA THÙNG XE TRONG MẶT PHẲNG
NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG PHÁP TUYẾN TRONG MẶT PHẲNG DỌC KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CÓ GIA TỐC VỚI SƠ ĐỒ MỘT KHỐI LƯỢNG
Xác định phản lực thẳng góc của đường tác dụng lên các bánh xe trong mặt phẳng dọc
2.1.1 Trường hợp xe chuyển động ổn định trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Trong trường hợp này thì: Xe chuyển động ổn định nên Fj = 0; không kéo rơmóc nên
Fm = 0, và xe chuyển động trên đường bằng α = 0 nên Fi = Gsin α = 0
Hình 2.1 Sơ đồ mômen và lực tác dụng lên ô tô chuyển động trên đường nằm ngang
G - Trọng lượng tồn bộ của ôtô
Fk – Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động
Ff1 – Lực cản lăn ở các bánh xe cầu trước
Ff2 – Lực cản lăn ở các bánh xe cầu sau
Fꭃ - Lực cản không khí
Fj – Lực cản quán tính khi xe chuyển động không ổn định ( có gia tốc )
Mf1 – Mômen cản lăn ở các bánh xe cầu trước
Mf2 – Mômen cản lăn ở các bánh xe cầu sau f – Hệ số cản lăn rb – Bán kính tính bốn của bánh xe h (0) – Tọa độ trọng tâm của xe theo chiều cao
L – Chiều dài cơ sở của ô tô lm – Khoảng cách từ tâm bánh xe sau đến điểm đặt lực kéo móc
FZ1, FZ2 – Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau
Mj1, Mj2 – Mômen cản quán tính của bánh xe, thông thường trị số này nhỏ nên có thể bỏ qua Để xác định các lực FZ1, FZ2 ta lập phương trình mômen đối với điểm O2 và O1 rồi rút gọn, ta được:
2.1.2 Trường hợp xe đang phanh trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh trên đường nằm ngang không kéo rơmóc
Trong trường hợp này ta coi lực cản không khí Fꭃ 0 , mômen cản lăn Mf 0, lực quán tính cùng chiều chuyển động của xe
Tương tự như trên ta cũng xác định được FZ1, FZ2 thông qua việc lấy momen đối với điểm O2 và O1, rồi rút gọn ta được:
2.1.3 Trường hợp xe đứng yên trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Trong trường hợp này chỉ còn ba lực tác dụng lên xe: Trọng lượng tồn bộ của xe G và các phản lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe của cầu trước và cầu sau ở trạng thái tĩnh
Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên khi xe đứng yên
FZ1, FZ2 cũng được xác định bằng cách lấy mômen đối với điểm O2 và O1:
Hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe của ô tô
Trong thực tế, ô tô làm việc ở những điều kiện khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện đường xá và sự điều khiển của người lái Do đó trị số các phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên các bánh xe cũng bị thay đổi theo Tuy nhiên, các hợp lực Z1 + Z2 vẫn luôn bằng trọng lượng của xe Nghĩa là khi chuyển động tiến, thì trọng lượng phân ra cầu trước sẽ giảm đi và trọng lượng phân ra cầu sau sẽ tăng lên Khi phanh ô tô, trọng lượng phân ra cầu sau giảm đi, còn phần trọng lượng phân ra cầu trước sẽ tăng lên
8 Để đánh giá sự phân bố tải trọng người ta ra đưa khái niệm hệ số phân bố tải trọng và được đặc trưng bởi tỉ số :
FZ1, FZ2- Phản lực thẳng đứng từ đường tác dụng lên các bánh xe n1, n2 - Hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe cầu trước và cầu sau
G - Trọng lượng tồn bộ của ô tô
Hệ số phân bố tải trọng được xác định ứng với từng trường hợp cụ thể sau:
2.2.1 Xe đứng yên trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Thay các giá trị của FZ1, FZ2 ở (1.3) vào (1.4) ta được:
Trong đó : n1t , n2t - Hệ số phân bố tải trọng tĩnh lên các bánh xe cầu trước và cầu sau
2.2.2 Xe chuyển động ổn định trên đường nằm ngang, không kéo rơmóc
Thay các giá trị FZ1, FZ2 ở biểu thức (1.1) vào (1.4) ta được
Trong đó : n1k , n2k - Hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe trước và sau khi xe chuyển động tịnh tiến
2.2.3 Xe đang phanh trên đường nằm ngang không kéo rơmóc
Thay các giá trị FZ1, FZ2 ở biểu thức (1.2) vào (1.4) ta được
Trong đó: n1p , n2p - Hệ số phân bố tải trọng ra cầu trước và cầu sau khi phanh xe
Fj - Lực quán tính của ô tô khi phanh
Qua các trường hợp nghiên cứu trên ta có nhận xét sau:
- Sự phân bố tải trọng lên các bánh xe phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm của xe
- Tọa độ trọng tâm của xe ảnh hưởng tới chất lượng bám của bánh xe với mặt đường, cũng như tính ổn định và tính dẫn hướng của xe
- Khi phanh ô tô, lực quán tính hướng về phía trước nên phản lực tác dụng lên cầu trước lớn hơn cầu sau
- Đối với ô tô du lịch, thông thường : FZ1=FZ2= 0,5G
- Đối với xe tải, thông thường : FZ2 = (0,7 0,75)G
Hệ số thay đổi tải trọng lên các bánh xe của ô tô
Khi xe chuyển động, do trạng thái và điều kiện chuyển động luôn thay đổi, bởi vậy tải trọng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau cũng luôn thay đổi so với xe đứng yên trên đường nằm ngang Để thấy được tải trọng động thay đổi tăng hay giảm so với tải trọng tĩnh, chúng ta sẽ đưa ra khái niệm: Hệ số thay đổi tải trọng ( hoặc là: hệ số thay đổi phản lực) lên các bánh xe và được tính như sau:
- Trong đó : m1, m2 – Hệ số thay đổi tải trọng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau
FZ1d, FZ2d– Tải trọng động tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau
FZ1t, FZ2t– Tải trọng tĩnh tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và cầu sau
Khi xe tăng tốc ( hoặc lên dốc, hoặc chuyển động ngược chiều gió) thì m1 < 1, m2 >1 và sẽ được kí hiệu là m1k, m2k
Khi xe đang phanh (hoặc xuống dốc, hoặc chuyển động thuận chiều gió) thì m1 > 1, m2
< 1 và sẽ được ký hiệu là m1p , m2p
Các hệ số m1, m2 được sử dụng thường xuyên khi tính toán các hệ thống phanh, treo, lái và các cầu xe
Tính ổn định của ô tô phụ thuộc vào sự phân bố tải trọng lên các cầu và khả năng bám lại phụ thuộc vào phản lực thẳng góc của đường tác dụng các bánh xe và hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường
Khi xe chuyển động, các phản lực thẳng góc tác dụng lên các bánh xe luôn thay đổi tùy thuộc vào trạng thái và điều kiện chuyển động Giá trị của các phản lực này ảnh hưởng trực
11 tiếp đến các chỉ tiêu kỹ thuật của ô tô như : khả năng kéo và bám, chất lượng phanh, tính ổn định và tuổi thọ các chi tiết
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỰ THAY ĐỔI TẢI TRỌNG VÀ GÓC NGHIÊNG DỌC CỦA THÙNG XE KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CÓ GIA TỐC VÀ GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CỦA THÙNG XE TRONG MẶT PHẲNG DỌC VỚI SƠ ĐỒ HAI KHỐI LƯỢNG
Các phương trình cân bằng
Tại trọng tâm thùng xe có: trọng lượng G và lực quán tính m.d
Tại tâm bánh xe có các lực tác dụng:
Gia tốc tịnh tiến d>0 khi tăng tốc ,d0 hoặc 0, BEi không có
+ Để h 1càng nhỏ ( tiến về 0 ) thì
Tâm bánh xe cầu trước phải dịch chuyển về phía trước khi tăng tốc (3.1)
+ Để h 2 càng nhỏ ( tiến về 0 ) thì :
Tâm bánh xe cầu sau phải dịch chuyển về phía sau khi tăng tốc (3.2)
Từ (3.1) (3.2) ta kết luận khi xe tăng tốc để giảm góc nghiêng α thì HTT phải điều chỉnh để khoảng cách tâm giữa 2 bánh xe cầu trước và cầu sau (L) tăng lên
+ Để h 1 càng nhỏ ( tiến về 0 ) thì
Tâm bánh xe cầu trước phải dịch chuyển về phía trước khi phanh (3.3)
+ Để h 2 càng nhỏ ( tiến về 0 ) thì :
Tâm bánh xe cầu sau phải dịch chuyển về phía sau khi phanh (3.4)
Từ (3.3) (3.4) ta kết luận khi xe phanh để giảm góc nghiêng α thì HTT phải điều chỉnh để khoảng cách tâm giữa 2 bánh xe cầu trước và cầu sau (L) tăng lên
Sự thay đổi tải trọng ΔFz phụ thuộc vào ngoại lực, tọa độ trọng tâm, phản lực tiếp tuyến và đặc biệt là biến dạng hệ thống treo ( độ cứng và quan hệ động học ) Việc xác định sự thay đổi tải trọng này có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong bài toán phân phối công suất khi kéo và phân phối lực phanh khi phanh, đồng thời còn liên quan đến bài toán ổn định chuyển động thẳng và quay vòng
Góc nghiêng thùng xe cũng phụ thuộc vào các yếu tố tương tự sự thay đổi tải trọng ΔFz Khi xe chuyển động có gia tốc thì góc nghiêng thùng xe càng nhỏ càng tốt nhưng không thể bằng 0 vì để thõa mãn độ êm dịu của xe Để giảm được góc nghiêng α của thùng xe khi xe tăng tốc hay phanh thì chúng ta cần hệ thống treo (HTT) phải thay đổi được khoảng cách tâm giữa 2 bánh xe cầu trước và sau (L) tăng lên Một trong những HTT có thể làm được điều đó là HTT treo khí nén
ĐẶC TÍNH CỦA PHẦN TỬ ĐÀN HỒI
Phần tử đàn hồi bằng kim loại
Phần tử đàn hồi nhíp
Hình 4.1 Kết cấu của bộ nhíp lá
1 Gối cố định đầu nhíp; 2 Đai ốc; 3 Nhíp lá; 4 Đai giữ bộ nhíp; 5 Quang treo; 6 Đai ốc; 7 Cầu xe; 8 Bu lông; 9 Đai ốc; 10 Giảm chấn;
Nhíp được làm từ các lá thép cong, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn tới dài, cụm lá này được kẹp chặt lại với nhau ở giữa bằng bu lông định tâm hay đinh tán Để giữ các lá nhíp không bị trượt ra khỏi vị trí người ta dung kẹp ở một vài điểm để kẹp chúng lại với nhau
Cả hai đầu lá dài nhất được uốn cong tạo thành mắt nhíp, được sử dụng để gắn nhíp vào khung
Nhìn chung nhíp dài hơn thì mềm hơn Nhíp nhiều lá hơn thì chịu tải lớn hơn, song nhíp sẽ cứng hơn và tính êm dịu chuyển động sẽ kém hơn Tuy vậy, nhíp vẫn được dùng phổ biến nhất vì nhíp vừa là cơ cấu đàn hồi, vừa là cơ cấu dẫn hướng và một phần làm nhiệm vụ giảm chấn, tức là làm toàn bộ nhiệm vụ của hệ thống treo
+ Bản thân nhíp đã có đủ độ cứng vững để giữ cho cầu xe ở đúng vị trí nên không cần sử dụng các liên kết khác
+ Nhíp thực hiện được chức năng tự khống chế dao động thông qua ma sát giữa các lá nhíp
+ Nhíp có đủ sức bền để chịu tải trọng nặng
+ Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ mặt đường Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển tải trọng nặng, nên cần chú trọng đến độ bền hơn
+ Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ mặt đường Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển tải trọng nặng, nên cần chú trọng đến độ bền hơn
+ Đặc tính của nhíp được thể hiện qua độ cứng:
+ Độ cứng của nhíp đối xứng:
+Độ cứng của nhíp không đối xứng:
Với: L là chiều dài tổng của nhíp l1, l2 là chiều dài 2 phía của nhíp l0 là chiều dài dầm ngàm
2 l 3 l chiều dài hiệu quả của ngàm
2 l l l h là chiều dài tấm nhíp b là chiều rộng lá nhíp n là tổng số lá nhíp χ là hệ số
Vậy độ cứng của nhíp là một giá trị hằng số và phụ thuộc vào các thông số cấu tạo
Phần tử đàn hồi lò xo trụ
Lò xo trụ được sử dụng chủ yếu trong ô tô du lịch làm bộ phận đàn hồi
- Ưu điểm của lò xo trụ: Nếu cùng một độ cứng và độ bền thì lò xo trụ có trọng lượng nhỏ hơn nhíp, khi làm việc giữa các vành lò xo không có ma sát như nhíp Đồng thời không phải bảo dưỡng chăm sóc như đối với nhíp
- Nhược điểm của lò xo: nó chỉ làm được nhiệm vụ đà hồi, còn các nhiệm vụ khác như giảm chấn dẫn hướng phải có các phần tử khác đảm nhận Vì vậy, nếu kể chung cả hai phần tử sau thì hệ thống treo lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn so với hệ thống treo loại nhíp Độ cứng của lò xo:
Với: D là đường kính trung bình d là đường kính dây lò xo n là tổng số vòng lò xo
G là modun đàn hồi vật liệu
Vậy độ cứng C là hằng số, chỉ phụ thuộc vào các thông số cấu tạo
Kết luận: Độ cứng của phần tử đàn hồi bằng kim loại luôn là hằng số không thể thay đổi trong qua trình chuyển động của xe Vì vậy hệ thống treo sử dụng phần tử đàn hồi dạng này không thể giảm bớt góc nghiêng của thùng xe khi xe chuyển động trong điệu kiện không tốt.
Phần tử đàn hồi khí
Phần tử đàn hồi loại khí có tác dụng nhiều trong các ôtô có khối lượng phần được treo lớn và thay đồi nhiều Khí trong phân tử đàn hồi khí là không khí đối với phần tử đàn hồi có khối lượng khí thay đổi và là khí Nitơ đối với phân tử đàn hồi với thể tích thay đổi
Hình 4.3 Sơ đồ phần tử đàn hồi khí Đặt giả thiết không gian phía bên trên piston chứa đầy khí
Trạng thái ban đầu khi piston chưa dịch chuyển (Z=0)
Gọi thể tích khí phía trên piston là V0, áp suất tuyệt đối là P0, phần tử có một tác dụng lực là Fz0, S là diện tích bề mặt piston
Giá trị Fz0 được tính theo công thức:
Với Pmt là áp suất môi trường
Trạng thái piston dịch chuyển
Gọi thể tích là V1 = V0 – S.Z và áp suất 1 1 z mt
Khi piston dịch chuyển thì áp suất bên trong xilanh thay đổi theo đường đa biến P V n
= Const với chỉ số đa biến n phụ thuộc vào nhiệt độ của khí
Khi đó lực nén của phần tử đàn hồi củng sẽ thay đồi và được tính như sau:
Từ đó ta có thể xác định độ cứng tại thời điểm đầu (Z = 0) là:
Từ công thức (4.3) suy ra P0S = FZ0 +PmtS sau đó thay vào (4.6) ta được:
C V Độ cứng tại thời điểm FZ1 là:
* Đặt trường hợp 1: Phần tử đàn hồi có khối lượng khí được duy trì không đổi, thể tích khí thay đổi đẳng nhiệt Ở quá trình đẳng nhiệt thì V P 0 0 V P 1 1
(4.9) Độ cứng của phần tử đàn hồi ở tải trọng FZ1 khi dao động là:
(4.10) Để thấy rõ sự thay đổi độ cứng của phần tử đàn hồi theo tải trọng ta lập tỉ số độ cứng ở tải trọng FZ0 và FZ1:
Thay V1 ở (4.8) vào biểu thức ta được:
Nhìn vào biểu thức (4.11) ta kết luận rằng khi tải trọng thay đổi thì độ cứng của phần tử đàn hồi củng thay đổi theo Khi tải trọng tăng thì độ cứng tăng và ngược lại
Gọi ω0, ω’1 là tần số dao động riêng của khối lượng ở trạng thái M0 và M1
Để thấy sự thay đổi của tần số dao động riêng theo tải trọng ta lập tỉ lệ:
vào công thức ta được: ω0 ω’1= F Z 0 P S mt
Nếu bỏ qua ảnh hưởng của áp suất môi trường thì tần số dao động riêng của hệ thống khi tăng tải trọng sẽ tăng theo cân bậc hai của sự tăng khối lượng
Từ công thức độ cứng 1
ta có thể thấy rằng:
+ Chỉ số nén đa biến n phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ môi trường, sự làm mát của vỏ phần tử, tốc độ dòng khí Vì vậy để thay đổi độ cứng bằng việc thay đổi chỉ số n là không khả thi
+ Giá trị diện tích S là thông số thiết kế của phần tử đàn hồi vì vậy để tăng độ cứng bằng việc thay đổi S là không khả thi
+ Để độ cứng của phần tử đàn hồi khí có thể thay đổi ta nhất thiết phải thay đổi V’1 tức thay thể tích khí
Vậy độ cứng phần tử đàn hồi khí thay đổi tỉ lệ thuận với tải trong và thể tích khí có thể làm thay đổi độ cứng của phần tử đàn hồi khí
* Đặt trường hợp 2:Phần tử đàn hồi có thể tích dùy trì không đổi ( ), khối lượng khí thay đổi Để chứng tỏ sự thay đổi độ cứng của phần tử đàn hồi theo tải trọng ta tiếp tục lập tỉ số độ cứng ở các tải trọng FZ1 và FZ0:
Do nên ta được (4.13) Ở trường hợp này độ cứng của phần tử đàn hồi củng thay đổi theo sự thay đổi của tải trọng Khi tải trọng tăng thì độ cứng tăng theo và ngược lại Để thấy sự thay đổi của tần số dao động riêng theo tải trọng ta lập tỉ lệ: ω0 ω’′1 = √ ( )
Vậy ở trường hợp khi thay đổi tải trọng nhưng duy trì thể tích thì tần số dao động riêng gần như không đổi
Do thể tích được dùy trì không đồi vì vậy để có thể thay đổi độ cứng ta dựa vào công thức:
(4.15) Như đã phân tích ở phần trên để thay đổi độ cứng thì việc thay đổi chỉ số nén đa biến n và diện tích S là không khả thi, thể tích V’’1 được duy trì không đổi do vậy để thay đổi độ cứng ta cần thay đổi áp suất khí P’’1 bên trong xilanh
Vậy độ cứng của phần tử đàn hồi có thể thay đổi bằng cách thay đổi áp suất khí tức thay đổi khối lượng khí
- Trong chương này sinh viên đã nghiên cứu đặc tính đàn hồi của các phần tử đàn hồi kim loại, khí
-Phần tử đàn hồi bằng kim loại có độ cứng bằng hằng số chỉ phụ thuộc các thông số kết cấu
- Phần tử đàn hồi loại khí có độ cứng thay đổi theo tải trọng
- Để thay đổi độ cứng của phần tử đàn hồi loại khí bằng cách:
+ Duy trì khối lượng khí và thay đổi thể tích
+ Thay đổi khối lượng khí và duy trì thể tích
HỆ THỐNG TREO KHÍ NÉN TRÊN XE KHÁCH KB 120SE
Giới thiệu về xe khách KB 120SE
+ Xe KB 120SE là xe Bus giường nằm cao cấp
+ Thích hợp cho dịch vụ du lịch chất lượng cao và tiêu chuẩn, phù hợp với khách chất lượng loại một
+ Khoang lái rộng rãi, tiện nghi
+ Giường nằm cao cấp có điều chỉnh tựa lưng khi ngồi
+ Toilet hiện đại, vệ sinh
+ Động cơ Nissan common – rail Sản xuất tại Nhật
+ Hệ thống phanh hơi ABS Sản xuất tại Đức
+ Hệ thống treo bằng túi hơi, tự cân bằng Sản xuất tại Mỹ
Hình 5.1 Bản vẽ tổng thể xe KB 120SE
Bảng Thông số kỹ thuật của xe KB 120 SE
THACO KB 120 SE ( Giường nằm) Ôtô cơ sở XMQ 6120 P2
Trọng lượng bản thân (KG) 12800
Phân bố cầu trớc/sau (KG) 4060 / 8740
Phân bố cầu trớc/sau (KG) 5700 / 10000
Tải trọng cho phép (KG)
Số người cho phép chở 42 Động cơ
Kiểu MD9M-Diesel common rail
Loại 6 xy lanh, turbo intercooler Đường kính xi lanh (mm) 125
Công suất max (Kw/v/ph) 257 / 2200
Tỉ số truyền hộp số
1,00 / VI: 0,684 / R: 6,205 Dây số (mm) vỏ: 9730 - ruột: 9200
Tổng thể xe (DxRxC)(mm) 11950 x 2500 x 3800
Chiều dài cơ sở (mm) 6000
Khoảng sáng gầm xe (mm) 230
Chiều dài đuôi xe (mm) 3400
Chiều dài đầu xe (mm) 2550
Góc thoát trước / sau (độ) 12,5 / 12 Đường kính vô lăng (mm) 480
Cỡ lốp trước/sau 12 R 22,5-16 Áp suất lốp (kg/cm2) 8,4 / 8,1 (sau)
Sơ đồ hệ thống treo xe KB120SE
- Xe khách KB 120SE sử dụng các van tải trọng để điều chỉnh khoảng sáng gầm xe cho phù hợp vời từng loại địa hình khác nhau
- Khi được điều chỉnh, các van điều khiển độ cao sẽ tự động duy trì được khoảng sáng gầm xe phù hợp nằm trong khoảng có tải hoặc không tải Các van điều khiển độ cao sẽ tự động nạp khí vào (hoặc xả khí ra) khỏi hệ thống treo bằng hơi nhằm duy trì được khoảng sáng gầm xe thích hợp
- Hệ thống treo trên xe KB120SE sử dụng 4 túi hơi 2 túi hơi trước và 2 túi hơi sau Hai túi hơi trước có kí hiệu: W01-675-9534.Hai túi trước có đường kính d(0mm, hai túi hơi sau có ký hiệu: W01-675-9141 Hai túi sau có đường kính d= 312 mm
Hình 5.2 Sơ đồ hệ thống treo xe KB 120SE
6- Các đầu nối ống khí;
5.2.1 Hệ thống treo trước xe KB120SE
Hình 5.3 Hệ thống treo trước xe KB 120SE Đây là loại xe chở khách có tải trọng trung bình và cần độ êm dịu cao nên hệ thống treo trước khá đơn giản nhưng vẫn luôn đảm bảo an toàn và để xe hoạt động bình thường
Hình 5.4 Hình chiếu đứng hệ thống treo trước xe KB120SE
1 Sắt si; 2 Đai ốc; 3 Đường hơi từ bầu hơi;4 Đường hơi từ túi hơi; 5 Van tải trọng.;
6 Cần điều chỉnh; 7 Đủa đẩy; 8 Giảm chấn; 9 Thanh giằng sau; 10 Túi hơi; 11 Cầu trước;
12 Bát nhựa; 13 Thanh cân bằng; 14 Thanh liên kết; 15 Lá thép; 16 Bát nối; 17 Bát nối
- Hệ thống treo trước sử dụng 2 túi hơi có đường kính 280 mm Mỗi túi hơi được điều chỉnh bởi một van tải trọng, hoạt động độc lập nhau Hệ thống treo trước đảm bảo cho người lái điều khiển xe dể dàng khi đi qua đường gập ghềnh và đảm bảo cho xe cân bằng
5.2.2 Hệ thống treo sau xe KB120SE
Hình 5.5 Hệ thống treo sau xe KB 120SE
Hình 5.6 Hình chiếu đứng hệ thống treo sau xe KB120SE
1.Sắt si; 2 Bu lông; 3 Van tải trọng; 4 Cần điều chỉnh; 5 Đòn đẩy;
6 Giảm chấn; 7 Moay ơ; 8 Túi hơi sau; 9 Bát sắt si
- Phần tử đàn hồi khí nén thường dùng kết hợp với bộ phận điều chỉnh tự động chiều cao thùng xe theo tải trọng tĩnh là van tải trọng
Hình 5.7 Kết cấu của van tải trọng
1 Đường hơi vào; 2 Vỏ xi lanh; 3 Lỗ bắt bu lông; 4 Đường khí tới túi hơi; 5 Nơi bắt cần điều chỉnh; 6 Lỗ thoát hơi; 7 Lỗ hơi; 8 Xilanh hơi; 9 Lỗ hơi thoát khí ra; 10 Piston hơi;
11 Lỗ định vị; 12 Cơ cấu xoay.; 13 Seal lam kín
+ Khí được cấp từ bầu hơi vào đường hơi 1, khi xe ở vị trí cân bằng thì seal làm kín 13 sẽ bịt kín đường hơi chính dẫn hơi vào hai túi hơi Khi tải trọng xe tăng, thùng xe hạ xuống và khoảng cách giữa nó với cầu giảm đi Lúc này đòn dẫn động sẽ tác dụng lên cơ cấu xoay
45 đẩy piston hơi đi lên mở đường cấp hơi chính 1 Khí nén được cấp vào túi hơi làm khoảng cách thùng xe cao lên trở về lại vị trí cân bằng
+ Khi giảm tải trọng thì quá trình xảy ra ngược lại, thùng xe được nâng cao lên Lúc này đòn dẫn động sẽ tác dụng lên cơ cấu xoay hạ piston hơi xuống mở đường hơi thoát ra ngoài qua lỗ hơi số 7 và số 9 sau đó thoát ra ngoài qua đường 6
Dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng, làm giảm va đập và 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
Phần tử đàn hồi có thể có dạng bầu tròn hay dạng ống Vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su (ni lông hay capron), mặt ngoài phủ một lớp cao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín Thành vỏ dày từ 3 5 mm Phía trong có ụ su
1 Đầu nối đường ống dẫn khí nén với bầu khí; 2 Bu lông bắt chặt bầu khí với chassic;
5 Nắp bịt kín của bầu khí; 6 Vỏ bầu khí; 7 Ụ su; 8 Đế bầu khí bắt chặt với dầm cầu trước;
9 Bu lông bắt ụ su với đế
1 Vỏ ở phía ngoài; 2 Lớp thứ hai; 3 Lớp đầu tiên; 4 Lớp xương bọc cứng
- Bầu khí là nơi chứa đựng khí nén và chịu áp lực lớn nhất trong hệ thống treo, nó đảm bảo hệ thống treo làm việc êm dịu không gây tiếng ồn cũng như tiếng va đập Ở cầu trước bầu khí nén được đặt ở trên dầm cầu còn ở cầu sau được bắt trên thanh treo Trong bầu có ụ su có tác dụng nâng đỡ khi bầu khí bị hỏng hoặc bị mất hơi
- Áp suất khí nén trong túi hơi có thể chịu được là 0,9 0,98 MPa Áp suất việc của hệ thống cung cấp 0,78 MPa để đảm bảo áp suất dư trong trường hợp ô tô quá tải
Xe khách KB 120SE sử dụng giảm chấn loại 2 chiều:
Hình 5.10 Giảm chấn thủy lực
- Bộ phận giảm chấn có các nhiệm vụ sau:
+ Cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo
+ Biến cơ năng của dao động thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh
+ Đảm bảo dao động của phần không treo nhỏ nhất, sự tiếp xúc của bánh xe trên nền đường, nâng cao khả năng bám đường và an toàn trong chuyển động
+ Nén nhẹ: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ Dầu được ép từ khoang dưới, qua các lỗ tiết lưu 6 và van thông 1 đi lên khoang trên Do thể tích piston giải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống dưới (do ở khoang trên có thêm cần piston) Nên một phần dầu phải chảy qua khe tiết lưu 5 trên van 4, đi sang buồng bù của giảm chấn
Hình 5.11 Giảm chấn ống a Giảm chấn ống loại hai ống, b Giảm chấn ống loại một ống 1.piston, 2 trục, 3 đệm kín, 4.van, 5 khoang dầu xả, 6 Bulông, 7 thân xilanh, 8 đệm kín, 10.vỏ, 11.khoang dầu, 12 đệm kín, 13 lò xo, 14 đai ốc khoá, 15 roăng làm kín, 16 đế lò xo
Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí
Hình 5.17 Sơ đồ hệ thống treo xe KB 120SE
6- Các đầu nối ống khí;
* Trường hợp khi tải trọng cầu trước hoặc cầu sau tăng
Máy nén khí 1 nén khí qua bình tách ẩm rồi tới bình chứa (bầu hơi) Khi áp suất trong bình chứa đủ 5 (Kg/cm 2 ) thì van áp suất 7 mở, cho khí nén vào các đường ống dẫn tới các van tải trọng 4 Khi tải trọng cầu trước tăng lúc này đòn dẫn động ở van tải trọng cầu trước sẽ tác dụng lên cơ cấu xoay đẩy piston hơi đi lên mở đường cấp hơi chính Khí nén được cấp vào túi hơi trước làm khoảng cách thùng xe cao lên trở về lại vị trí cân bằng
* Trường hợp khi tải trọng cầu trước hoặc cầu sau giảm
Khi giảm tải trọng thì quá trình xảy ra ngược lại, thùng xe được nâng cao lên Lúc này ở van tải trọng đòn dẫn động sẽ tác dụng lên cơ cấu xoay hạ piston hơi xuống mở đường hơi thoát ra ngoài qua lỗ hơi số 7 và số 9 sau đó thoát ra ngoài qua đường 6 làm áp suất khí trong túi hơi giảm, thùng xe được hạ xuống
5.4 Ưu nhược điểm của hệ thống treo sử dụng khí nén:
+ Bằng cách thay đổi áp suất khí, có thể tự động điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo sao cho độ võng và tần số dao động riêng của phần được treo là không đổi với các tải trọng tĩnh khác nhau
+ Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường Đối với hệ thống treo độc lập còn có thể điều chỉnh khoảng sáng gầm xe
+ Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu
+ Không có ma sát trong phần tử đàn hồi
+ Giảm được độ cứng của hệ thống treo làm tăng độ êm dịu
+ Đẩy được sự cộng hưởng xuống vùng có tần số thấp hơn, giảm được gia tốc thẳng đứng của buồng lái, giảm được sự dịch chuyển của vỏ và bánh xe
+ Không có ma sát trong phần tử đàn hồi, trọng lượng phần tử đàn hồi bé, giảm được chấn động cũng như giảm được tiếng ồn từ bánh xe lên buồng lái
+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền;
Khi tải trọng xe thay đổi khi chuyển động có gia tốc, hệ thống treo khí thay đổi độ cứng hệ thống treo cầu xe khắc phục góc nghiêng thùng xe mang lại sự thoải mái và an toàn cho người ngồi trên xe