THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG CÁC HỆ THỐNG PHANH – LÁI – TREO TRÊN Ô TÔ

THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG CÁC HỆ THỐNG PHANH – LÁI – TREO TRÊN Ô TÔ Nội dung thực hiện đề tài: − Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo, hệ thống lái trợ lực thủy lực, hệ thống phanh thủy lực. − Thiết kế bảng vẽ mô hình, mô phỏng các hệ thống và thi công lắp ráp. − Kiểm tra thực nghiệm và hoàn thành mô hình.

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên:

Ngày nhận đề tài: 25/03/2021 Ngày nộp đề tài: 20/08/2021

1 Tên đề tài:

− Thiết kế mô hình và mô phỏng các hệ thống Phanh – Lái – Treo trên ô tô

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

− Sách tham khảo

− Tham khảo mô hình trong xưởng khung gầm

3 Nội dung thực hiện đề tài:

− Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo, hệ thống lái trợ lực thủy lực, hệ thống phanh thủy lực

− Thiết kế bảng vẽ mô hình, mô phỏng các hệ thống và thi công lắp ráp

− Kiểm tra thực nghiệm và hoàn thành mô hình

Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Tên đề tài: Thiết kế mô hình và mô hình các hệ thống Phanh – Lái – Treo trên ô tô

Họ và tên giáo viên hướng dẫn:

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 8 năm 2021

Giáo viên hướng dẫn (ký & ghi rõ họ tên)

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên:

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Tên đề tài: Thiết kế mô hình và mô phỏng các hệ thống Phanh – Lái – Treo trên ô tô

Họ và tên giáo viên phản biện:

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 8 năm 2021

Giáo viên phản biện (ký & ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Ban giám hiệu trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh

vì đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất cùng với trang thiết bị hiện đại, hệ thống thư viện

đa dạng các loại sách, tài liệu thuận lợi cho việc tìm kiếm, nghiên cứu thông tin

Thầy chủ nhiệm khoa cũng như giảng viên hướng dẫn, chúng em đã nhận được

sự quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn rất tận tình, tâm huyết của thầy từ lúc nhận nhiệm

vụ đến khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp Thầy đã giúp chúng em tích lũy thêm nhiều kiến thức quý báu để có cái nhìn sâu sắc và hoàn thiện hơn trong chuyên môn của mình Từ những buổi trò chuyện cùng thầy ngoài giờ học, chúng em đã dần trả lời được những câu hỏi trong cuộc sống thông qua những kinh nghiệm sống đáng quý từ thầy

Và cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, bạn bè

và tập thể lớp đã luôn bên cạnh ủng hộ, động viên và giúp đỡ trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

bảo trì, bảo dưỡng động cơ, các hệ thống tự động cho đến nghiên cứu, cải tiến công nghệ mới theo xu hướng thị trường đều đòi hỏi vai trò quan trọng của các chuyên gia

và kỹ sư công nghệ ô tô có kỹ thuật cao Giữa thế giới ngành nghề đang ngày một đa dạng hơn, sức hút bền vững của ngành công nghệ kỹ thuật ô tô và đam mê “làm chủ công nghệ” của người trẻ Việt là rất lớn

Có rất nhiều hệ thống trên ô tô như: hệ thống treo, hệ thống phanh, hệ thống lái, hệ thống điện, hệ thống an toàn – tiện nghi,… Chúng đi từ các hệ thống cơ bản cần thiết nhất của một chiếc ô tô đến các hệ thống phức tạp, tân tiến hơn nhằm đáp ứng nhu cầu của con người

Mục tiêu chính của đồ án tốt nghiệp xoay quanh việc nghiên cứu lý thuyết 3

hệ thống Phanh – Lái – Treo trên ô tô từ đó xây dựng một mô hình thực tế sử dụng

hệ thống lái trợ lực thủy lực, hệ thống phanh thủy lực trợ lực bằng áp thấp và các hệ thống treo độc lập kiểu MacPherson ở cầu trước, kiểu nhíp song song ở cầu sau Bên cạnh đó tìm hiểu thêm về góc đặt bánh xe trên ô tô, kiểm tra và nguyên nhân hư hỏng thường gặp của những hệ thống

ECU: Electronic Control Unit

HCU: Hydraulic Control Unit

HTP: Hệ Thống Phanh

LSPV: Load Sensing Proportioning Valve

P & BV: Proportioning and Bypass Valve

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Hư hỏng chung của hệ thống treo loại độc lập [1] 31Bảng 2.2: Hư hỏng chung của hệ thống treo loại phụ thuộc [1] 33Bảng 2.3: Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng của cơ cấu lái [1] 66

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.5: Sự xoay đứng Error! Bookmark not defined

Hình 2.6: Sự dịch đứng Error! Bookmark not defined

Hình 2.7: Sự xoay dọc Error! Bookmark not defined

Hình 2.8: Sự uốn Error! Bookmark not defined

Hình 2.11: Biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp 9Hình 2.12: Kết cấu hệ thống treo dùng nhíp phụ 10Hình 2.13: Lò xo phi tuyến tính 11Hình 2.14: Bộ phận đàn hồi dùng thanh xoắn 11Hình 2.15: Bộ phận đàn hồi dùng lò xo cao su 12

Hình 2.17: Giảm chấn kiểu ống đơn 15Hình 2.18: Hành trình ép của bộ giảm chấn 16Hình 2.19: Hành trình hồi vị của bộ giảm chấn 17Hình 2.20: Cấu tạo bộ giảm chấn kiểu ống kép 18Hình 2.21: Hành trình ép bộ giảm chấn kiểu kép 19Hình 2.22: Hành trình ép của piston ở tốc độ cao 19Hình 2.23: Hành trình ép của piston ở tốc độ thấp 20Hình 2.24: Hành trình hồi vị của piston 20Hình 2.25: Hành trình hồi vị khi piston ở tốc độ cao 21Hình 2.26: Hành trình hồi vị khi piston ở tốc độ thấp 21Hình 2.27: Ống nhún hơi áp lực 2 ống 22

Hình 2.37: Kết cấu của một loại vô lăng lái 36Hình 2.38: Cơ cấu hấp thụ lực va đập của trục lái 37Hình 2.39: Cơ cấu điều chỉnh độ nghiêng tay lái 38

Hình 2.45: Hệ thống lái với cơ cấu loại trợ lực thủy lực 42Hình 2.46: Hệ thống lái với cơ cấu lái loại trợ lực bằng điện 42Hình 2.47: Cấu tạo cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng 43Hình 2.48: Cấu tạo chung của cơ cấu lái loại trục vít 44Hình 2.49: Cơ cấu lái kiểu đai ốc bi hồi chuyển 45Hình 2.50: Dẫn động lái cho hệ thống treo độc lập 46Hình 2.51: Dẫn động lái trong hệ thống treo phụ thuộc 47

Hình 2.77: Kiểm tra độ cong vênh của thanh răng Error! Bookmark not defined

Hình 2.78: Kiểm tra độ kín khít của piston, xilanh trợ lực 68Hình 2.79: Kiểm tra các chi tiết của bơm trợ lực 72Hình 2.80: Kiểm tra van ổn áp và điều chỉnh lưu lượng 73Hình 2.81: Cấu tạo của phanh tay lắp ở đầu ra hộp số 75Hình 2.82: Sơ đồ cấu tạo phanh thủy lực 76Hình 2.83: Cấu tạo của xilanh kiểu kép sử dụng cho HTP loại 2 dòngError! Bookmark not defined

Hình 2.85: Cấu tạo phanh trống 80Hình 2.86: Cấu tạo bộ trợ lực chân không Error! Bookmark not defined

Hình 2.87: Hoạt động của bộ lực chân không (trạng thái không phanh) Error! Bookmark not defined

Hình 2.88: Hoạt động của bộ trợ chân không (trạng thái đạp phanh)Error! Bookmark not defined

Hình 2.89: Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái giữ phanh) 83Hình 2.90: Van điều hòa lực phanh 84Hình 2.91: Hoạt động của van điều hòa lực phanh 85Hình 2.92: Vận hành trước điểm chia 86Hình 2.93: Vận hành tại cửa điểm chia 86Hình 2.94: Vận hành sau điểm chia 87Hình 2.95: Vận hành khi nhả bàn đạp 88

Hình 2.97: Van điều hòa lực phanh theo tải trọng (LSPV) 89Hình 2.98: Sơ đồ cấu tạo phanh chân 91Hình 2.99: Kiểm tra hành trình bàn đạp phanh Error! Bookmark not defined

Hình 2.100: Xả không khí trong hệ thống phanh thủy lực 93Hình 2.101: Kiểm tra cơ cấu phanh 96Hình 2.102: Kiểm tra điều chỉnh cơ cấu phanh 97Hình 2.103: Các góc đặt bánh xe 98

Hình 2.105: Lốp xe bị mòn không đều 100Hình 2.106: Khi xe quay vòng 101

Hình 2.108: Độ ổn định chạy trên đường nhờ góc Caster 103

Hình 2.115: Điều chỉnh riêng góc Caster 110Hình 2.116: Điều chỉnh đồng thời cả Camber và Caster 111Hình 2.117: Đo góc đặt bánh xe 112Hình 2.118: Kiểm tra và điều chỉnh góc bán kính quay vòng 112Hình 2.119: Góc đặt bánh xe sau 113

Hình 3.2: Bảng vẽ hệ thống treo cầu trước 116Hình 3.3: Bảng vẽ hệ thống treo cầu sau 116Hình 3.4: Bảng vẽ hệ thống lái trợ lực thủy lực 117Hình 3.5: Bảng vẽ hệ thống phanh 117Hình 3.6: Xe chuyển động trên đường bằng phẳng 118Hình 3.7: Hoạt động của hệ thống treo bên trái 118Hình 3.8: Hoạt động của hệ thống treo bên phải 118Hình 3.9: Hệ thống treo cầu sau khi chưa làm việc 119Hình 3.10: Hoạt động của hệ thống treo cầu sau 119Hình 3.11: Hoạt động của hệ thống lái ở vị trí trung gian 120Hình 3.12: Hoạt động của hệ thống lái khi xe quay vòng trái 120Hình 3.13: Hoạt động của hệ thống lái khi xe quay vòng phải 121Hình 3.14: Hoạt động của hệ thống phanh khi chưa phanh 121Hình 3.15: Hoạt động của hệ thống phanh khi đang phanh 122Hình 3.16: Hoạt động của hệ thống phanh khi thôi phanh 122Hình 3.17: Hoạt động của phanh tay khi chưa phanh 123Hình 3.18: Hoạt động của phanh tay khi đang phanh 123Hình 3.19: Hệ thống gầm của mô hình xe ô tô 124Hình 3.20: Mô hình các hệ thống Phanh – Lái – Treo trên ô tô 124

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lý do chọn đề tài

Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn về hàng hóa và hành khách Nên ô tô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu được sử dụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực đời sống kinh tế, xã hội con người

Để trở thành một người kỹ sư ngành động lực thì mỗi sinh viên phải hoàn thành các đồ án môn học Trong quá trình học tập, sinh viên tích lũy kiến thức và đến khi làm đồ án thì chúng ta vận dụng lý thuyết cơ bản vào thực tế sao cho hợp lý, nghĩa

là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật

Phanh ô tô là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm: bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh được

để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành

Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống lái Hệ thống này

có chức năng điều khiển hướng chuyển động của ô tô, đảm bảo tính năng ổn định chuyển động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng Trong quá trình chuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng rất lớn đến an toàn chuyển động và quỹ đạo chuyển động của ô tô, đặc biệt đối với xe có tốc độ cao Do đó người ta không ngừng cải tiến hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó

Khi xe chuyển động trên đường, có rất nhiều yếu tố tác động như: tải trọng, vận tốc chuyển động, lực cản không khí, điều kiện mặt đường ,… những yếu tố này luôn thay đổi và gây ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình chuyển động của xe Chúng làm quá trình chuyển động của xe mất ổn định, gây mệt mỏi cho người sử dụng, làm giảm tuổi thọ của xe ,… và đặc biệt là gây mất an toàn tính mạng cho người ngồi trên

xe Tính êm dịu chuyển động của xe tạo cho con người cảm giác thoải mái khi ngồi trên xe và đáp ứng những yêu cầu trên đó là hệ thống treo

Sau khi kết thúc ba năm đầu học tập và nghiên cứu về ngành ô tô, nhóm nghiên cứu đã nắm được những kiến thức cơ bản về kỹ thuật cũng như những công nghệ hiện đại ngày nay áp dụng trên ô tô Nhằm củng cố kiến thức và tìm hiểu thêm về ô tô, nhóm nghiên cứu đã chọn đề tài “Thiết kế mô hình và mô phỏng các hệ thống Phanh – Lái – Treo trên ô tô” Nhóm nghiên cứu tập trung nghiên cứu hệ thống phanh thủy lực trợ lực bằng áp thấp phổ biến trên ô tô du lịch hiện nay, đồng thời tập trung nghiên

− Trình bày được công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống treo

− Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo

− Trình bày được công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống lái

− Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái

− Trình bày được công dụng, yêu cầu, nhiệm vụ hệ thống phanh trên xe ô tô

− Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh

− Các nguyên nhân và những hư hỏng thường gặp của những hệ thống

− Có thêm các kỹ năng cơ bản như hàn, cắt, sơn ,…

− Rèn luyện tính kỷ luật, sự tập trung, tỉ mỉ của sinh viên

1.3 Đối tượng nghiên cứu

− Hệ thống treo độc lập kiểu MacPherson và kiểu nhíp song song trên ô tô du lịch

− Hệ thống lái trợ lực thủy lực trên ô tô du lịch

− Hệ thống phanh lực thủy lực trợ lực bằng áp thấp trên ô tô du lịch

− Các góc đặt bánh xe

1.4 Giới hạn đề tài

Do tình hình dịch bệnh và thời gian thực hành hệ thống có giới hạn, đồng thời các thiết bị cũng như phụ tùng cho việc làm hệ thống còn hạn chế nên nhóm nghiên cứu tập trung tìm hiểu lý thuyết và thiết kế mô hình và mô phỏng các hệ thống Phanh – Lái – Treo trên ô tô còn nhiều thiếu sót và chưa được chỉnh chu

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu tổng quan tài liệu giáo trình và những đồ án tốt nghiệp trước

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống treo

2.1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống treo

− Phần tử đàn hồi: làm giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung

và đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi chuyển động

− Phần tử dẫn hướng: xác định tính chất dịch chuyển của các bánh xe và đảm nhận khả năng truyền lực đầy đủ từ mặt đường tác dụng lên thân xe

− Phần tử giảm chấn: dập tắt dao động của ô tô khi phát sinh dao động

− Phần tử ổn định ngang: với chức năng là phần tử đàn hồi phụ làm tăng khả năng chống lật thân xe khi có sự thay đổi tải trọng trong mặt phẳng ngang

− Các phần tử phụ khác: vấu cao su, thanh chịu lực phụ , có tác dụng tăng cứng, hạn chế hành trình và chịu thêm tải trọng

Hình 2.: Sự xoay đứng

Hình 2.: Sự dịch đứng

− Sự xoay đứng: là sự quay thân xe theo phương dọc quanh trọng tâm xe Trên đường có sự lắc dọc thì sự xoay đứng này cũng xuất hiện

❖ Sự dao động của phần khối lượng không được treo

− Sự dịch đứng: là sự dịch chuyển lên xuống của các bánh xe trên mỗi cầu

xe Điều này thường xảy ra khi xe đi trên đường gợn sóng với tốc độ trung bình hay cao

− Sự xoay dọc theo cầu xe: là sự dao động lên xuống ngược hướng nhau của các bánh xe trên mỗi cầu làm cho bánh xe nảy lên khỏi mặt đường Thường xảy ra đối với hệ thống treo phụ thuộc

Hình 2.: Sự uốn

2.1.1.2 Yêu cầu

− Có tần số dao động thích hợp với từng loại ô tô để đảm bảo độ êm dịu

− Có độ võng động đủ để không sinh ra va đập lên các ụ đỡ

− Có hệ số cản thích hợp để dập tắt dao động giữa vỏ xe và cầu xe

− Khi quay vòng hoặc khi phanh thì vỏ ô tô không bị nghiêng quá giới hạn

− Đảm bảo sự tương ứng giữa động học của các bánh xe với động học của lái

2.1.1.3 Phân loại

Việc phân loại hệ thống treo dựa theo các căn cứ sau:

● Theo loại bộ phận đàn hồi

− Hệ thống treo kiểu nhíp (hay lò xo lá)

− Hệ thống treo kiểu lò xo

− Hệ thống treo kiểu thanh xoắn

− Hệ thống treo kiểu khí

● Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng

− Loại phụ thuộc (dùng nhíp hoặc lò xo)

− Loại độc lập, loại này còn chia ra: loại một đòn treo, loại hai đòn treo, loại MacPherson ,…

● Theo khả năng điều chỉnh

− Hệ thống treo bị động (không được điều chỉnh)

− Hệ thống treo chủ động (hệ thống treo có thể điều chỉnh) [2]

2.1.2 Cấu tạo hệ thống treo

Bộ phận đàn hồi là bộ phận chính của hệ thống treo, nó giữ nhiệm vụ sau:

− Chịu tải trọng xe

− Nối đàn hồi giữa bánh xe và khung xe (thùng xe) nhằm giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung trên các địa hình khác nhau

− Nhận lực từ hệ thống truyền lực để truyền qua mặt đường làm ô tô di chuyển

− Nhận lực ma sát từ mặt đường để dừng ô tô khi phanh

Phần tử đàn hồi của hệ thống treo có thể là kim loại: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn hoặc phi kim loại: cao su, khí nén, thuỷ lực hoặc kết hợp các loại phần tử đàn hồi trên Để thực hiện được nhiệm vụ của mình, bộ phận đàn hồi phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

− Phải có đủ độ cứng để chịu tải trọng của xe

− Phải êm dịu để giảm các va đập từ mặt đường lên xe

− Đơn giản, dễ chế tạo, dễ tháo lắp bảo dưỡng sửa chữa, giá thành hợp lý [1]

1 Nhíp chính

Nhíp được làm bằng một số tấm bằng thép lò xo uốn cong, được gọi là lá nhíp, các lá xếp chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn đến dài Tập lá nhíp này được ép với nhau bằng một bulông hoặc tán đinh ở giữa, và để các lá không bị xô lệch, chúng được kẹp giữ ở một số vị trí

Một đầu lá dài nhất (lá nhíp chính) được uốn cong thành vòng để lắp ghép với khung xe hoặc các kết cấu khác, đầu còn lại có thể uốn cong hoặc để thẳng tỳ trượt trên gối nhíp sau (ri men nhíp)

Kết cấu: các lá nhíp được lắp ghép thành bộ, có bộ phận kẹp ngang để tránh khả năng xô ngang khi nhíp làm việc

Hình 2.10: Độ võng của nhíp

● Biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp

− Đặt các miếng đệm chống ồn vào giữa các lá nhíp ở phần đầu lá nhíp, để chúng dễ trượt lên nhau

− Mỗi lá nhíp cũng được làm vát hai đầu để chúng tạo ra một áp suất thích hợp khi tiếp xúc với nhau

Hình 2.11: Biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp

Hình 2.12: Kết cấu hệ thống treo dùng nhíp phụ Các xe tải và xe chịu tải trọng thay đổi mạnh cần dùng thêm nhíp phụ Nhíp phụ được lắp trên nhíp chính Với tải trọng nhỏ thì chỉ nhíp chính làm việc, nhưng khi tải trọng vượt quá một trị số nào đó thì cả hai nhíp chính và phụ đều làm việc

3 Lò xo trụ

Tỷ lệ hấp thu năng lượng tính cho một đơn vị khối lượng cao hơn so với loại

lò xo lá (nhíp) Có thể chế tạo các lò xo mềm Không thể tự khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chấn Không chịu được lực theo phương nằm ngang phải có các cơ cấu liên kết để đỡ trục bánh xe (đòn treo, thanh giằng ngang , )

4 Lò xo phi tuyến tính

Sử dụng một thanh thép có đường kính thay đổi đều, như minh hoạ ở hình dưới đây, thì hai đầu của lò xo sẽ có độ cứng thấp hơn phần giữa Nhờ thế, khi có tải trọng nhỏ thì hai đầu lò xo sẽ co lại và hấp thu chuyển động Mặt khác, phần giữa của

Hình 2.13: Lò xo phi tuyến tính

5 Lò xo thanh xoắn

định

Đặc điểm: hệ thống treo nhẹ hơn, kết cấu của hệ thống treo đơn giản, cũng như

lò xo cuộn, thanh xoắn không tự khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chấn

6 Lò xo cao su

Hình 2.15: Bộ phận đàn hồi dùng lò xo cao su Các lò xo cao su hấp thu dao động thông qua nội ma sát phát sinh khi chúng

bị một ngoại lực làm biến dạng

Đặc điểm: có thể chế tạo theo hình dáng bất kỳ chúng không phát tiếng ồn khi làm việc và chúng không thích hợp để dùng cho tải trọng nặng

7 Lò xo không khí

Hình 2.16: Lò xo không khí

Lò xo không khí sử dụng đặc tính đàn hồi của không khí khi bị nén

Đặc điểm: lò xo này rất mềm khi xe chưa có tải, nhưng hệ số lò xo có thể tăng

lên khi tăng tải nhờ tăng áp suất trong xilanh Đặc tính này giúp cho xe chạy êm cả khi tải nhẹ cũng như khi đầy tải Chiều cao của xe có thể giữ không đổi ngay cả khi

tải trọng thay đổi, bằng cách điều chỉnh áp suất không khí

Tuy nhiên hệ thống treo sẽ phức tạp Hiện nay, hệ thống treo khí điều biến điện tử cũng được sử dụng trong một số kiểu xe

lỗ nhỏ

b Yêu cầu

− Dập tắt nhanh các dao động

− Giảm tải trọng động cho bộ phận đàn hồi khi xe chuyển động

− Có độ bền cao, kết cấu đơn giản dễ chăm sóc bảo dưỡng

Trong xilanh, buồng nạp khí và buồng chất lỏng được ngăn cách bằng một

“piston tự do” (nó có thể chuyển động lên xuống tự do)

Đặc điểm của bộ giảm chấn kiểu đơn

− Toả nhiệt tốt

● Hiện tượng sục khí

Khi chất lỏng chảy với tốc độ cao trong bộ giảm chấn, áp suất ở một số vùng

sẽ giảm xuống, tạo nên các túi khí hoặc bọt rỗng trong chất lỏng Hiện tượng này được gọi là xâm thực Các bọt khí này sẽ bị vỡ khi di chuyển đến vùng áp suất cao, tạo ra áp suất va đập Hiện tượng này phát sinh tiếng ồn, làm áp suất dao động và có thể dẫn đến phá hủy bộ giảm chấn

buồng dưới cao hơn áp suất trong buồng trên Vì vậy chất lỏng trong buồng dưới bị

ép lên buồng trên qua van piston Lúc này lực giảm chấn được sinh ra do sức cản dòng chảy của van Khí cao áp tạo ra một sức ép rất lớn lên chất lỏng trong buồng dưới buộc nó phải chảy nhanh và êm lên buồng trên trong hành trình nén Điều này đảm bảo duy trì ổn định lực giảm chấn

Hình 2.18: Hành trình ép của bộ giảm chấn

● Quá trình bật lại (giãn nở)

Trong hành trình giãn, cần piston chuyển động lên làm cho áp suất trong buồng trên cao hơn áp suất trong buồng dưới Vì vậy chất lỏng trong buồng trên bị ép xuống buồng dưới qua van piston và sức cản dòng chảy của van có tác dụng như lực giảm chấn

Hình 2.19: Hành trình hồi vị của bộ giảm chấn

Vì cần piston chuyển động lên, một phần cần dịch chuyển ra khỏi xilanh nên thể tích choán chỗ trong chất lỏng của nó giảm xuống Để bù cho khoảng hụt này, piston tự do được đẩy lên (nhờ có khí cao áp ở dưới nó) một khoảng tương đương với phần hụt thể tích [1]

áp suất thấp Buồng chứa là nơi chứa chất lỏng đi vào và đi ra khỏi xilanh

Trong kiểu buồng khí áp suất thấp, khí được nạp với áp suất thấp (3 – 6) kgf/cm2 Làm như thế để chống phát sinh tiếng ồn do hiện tượng tạo bọt và xâm thực, thường xảy ra trong các bộ giảm chấn chỉ sử dụng chất lỏng Giảm thiểu hiện tượng

Hình 2.20: Cấu tạo bộ giảm chấn kiểu ống kép Trong một số bộ giảm chấn kiểu nạp khí áp suất thấp, người ta không

sử dụng van đáy và lực hãm xung được tạo ra nhờ van piston trong cả hai hành trình nén và giãn

● Hiện tượng sục khí

Khi chất lỏng chảy với tốc độ cao áp suất ở một số vùng sẽ giảm xuống, tạo

Tạo bọt là quá trình làm trộn lẫn không khí với chất lỏng trong bộ giảm chấn Hiện tượng này tạo ra tiếng ồn, làm áp suất dao động và gây tổn thất áp suất

b Nguyên lý hoạt động

● Hành trình nén (ép)

Hình 2.21: Hành trình ép bộ giảm chấn kiểu kép + Tốc độ chuyển động của cần piston cao

Khi piston chuyển động xuống, áp suất trong buồng A (dưới piston) sẽ tăng cao Dầu sẽ đầy mở van một chiều (của van piston) và chảy vào buồng 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 choán chổ của cần piston (khi nó đi vào trong xilanh) sẽ bị

ép qua van lá của van đáy và chảy vào buồng chứa Đây là lúc mà lực giảm chấn được sức cản dòng chảy tạo ra

trong van piston và van đáy nên dầu vẫn chảy vào buồng B và buồng chứa, vì vậy chỉ tạo ra một lực cả nhỏ

Hình 2.23: Hành trình ép của piston ở tốc độ thấp

● Hành trình trả ( giãn nở)

Hình 2.24: Hành trình hồi vị của piston

hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van một chiều và vào buồng A mà không bị sức cản đáng kể

Hình 2.25: Hành trình hồi vị khi piston ở tốc độ cao + Tốc độ chuyển động của cần piston thấp

Khi cần piston chuyển động với tốc độ thấp, cả van lá và van một chiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B ở trên piston thấp Vì vậy, dầu trong buồng B chảy qua các lỗ nhỏ trong van piston 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 [1]

Hình 2.26: Hành trình hồi vị khi piston ở tốc độ thấp

3 Một số loại giảm chấn khác

− Ống nhún hơi áp lực 2 ống

Hình 2.27: Ống nhún hơi áp lực 2 ống

− Ống nhún Vario

Hình 2.28: Ống nhún Vario

− Ống nhún với lò xo hơi

Hình 2.29: Ống nhún với lò xo hơi

− Ống nhún thủy lực [1]