Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chứcnăng chính sau đây: - Tạo điều kiện thực hiện cho bánh xe chuyển động tương đối theophương thẳng đứng với khung xe hoặc vỏ xe theo
TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
Giới thiệu về hệ thống treo trên ô tô
Hình 1 : Hệ thống treo trên ô tô
Khi ô tô di chuyển, bánh xe tiếp xúc với mặt đường, và nếu trục bánh xe liên kết cứng với thân xe, sẽ gây ra tải trọng động lớn, ảnh hưởng đến sự tiện nghi và độ bền của ô tô Để giảm thiểu tác động này, bộ phận đàn hồi được lắp đặt giữa thân xe và bánh xe, cho phép bánh xe di chuyển tương đối và hạn chế tải trọng tác động lên thân xe Ô tô được chia thành phần được treo (khung xe, thân xe, hàng hoá, hành khách) và phần không được treo (bánh xe, cầu xe), với bộ phận đàn hồi làm cầu nối Khi xe di chuyển trên mặt đường không bằng phẳng, cả hai phần này sẽ dao động theo phương thẳng đứng, và sự êm dịu của chuyển động phụ thuộc vào khối lượng và độ cứng của hệ thống treo.
Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu hệ thống treo
- Tiếp nhận và dập tắt dao động đảm bảo tính êm dịu trong chuyển động của xe Truyền lực và momen giữa bánh xe và khung xe.
- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh.
Đỡ thân xe giúp xe di chuyển theo phương thẳng đứng, đồng thời hạn chế các chuyển động không mong muốn như lắc ngang và lắc dọc.
Hệ thống treo là liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự đàn hồi Mối liên kết này giúp cải thiện khả năng vận hành và ổn định của xe.
Bánh xe cần được thiết kế để chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với khung xe hoặc vỏ xe, nhằm đảm bảo dao động êm dịu Đồng thời, cần hạn chế tối đa các chuyển động không mong muốn khác của bánh xe, như lắc ngang và lắc dọc, để nâng cao hiệu suất và sự ổn định của xe.
-Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc và lực bên.
Xác định động học chuyển động của bánh xe là rất quan trọng, bao gồm việc phân tích lực kéo và lực ma sát giữa mặt đường và các bánh xe Ngoài ra, cần xem xét lực bên và các mômen phản lực tác động lên gầm và thân xe để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong quá trình vận hành.
- Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đường không bằng phẳng.
Khi ô tô di chuyển, hệ thống treo cùng với lốp xe có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và giảm thiểu rung động, dao động và va đập, nhằm bảo vệ hành khách và hành lý, đồng thời nâng cao tính ổn định của xe.
Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa khung xe và khung vỏ cần phải mềm mại nhưng vẫn đảm bảo khả năng truyền lực hiệu quả Quan hệ này cần được thực hiện theo các yêu cầu chính để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
-Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sự dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên các loại đường khác nhau).
- Bánh xe có thể dịch chuyển trong một thời hạn nhất định.
Quan hệ động học của bánh xe cần được thiết lập hợp lý để đảm bảo hệ thống treo thực hiện chức năng chính là làm mềm theo phương thẳng đứng, đồng thời không làm ảnh hưởng đến các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
- Không gây nên tải trọng lớn các mối lien kết với khung, vỏ.
- Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp hư hỏng bất thường.
- Đối với xe con (minibus) chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau:
- Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.
- Có khả năng chống rung và chống ồn từ bánh xe lên khung, vỏ xe tốt.
- Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng.
Kết cấu , nguyên lý làm việc của hệ thống treo
Thông thường cấu tạo hệ thống treo gồm có 3 thành phần cơ bản gồm:
Bộ phận dàn hồi và bộ phận giảm chấn, cùng với bộ phận dẫn hướng, đều có cấu tạo và nhiệm vụ riêng biệt Tuy nhiên, mục đích chung của chúng là giảm thiểu dao động, giúp xe di chuyển êm ái hơn trên những đoạn đường gồ ghề.
Truyền lực thẳng đứng, lực đẩy và lực phanh của ôtô đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tải trọng động khi ô tô di chuyển trên đường không bằng phẳng, giúp dập tắt chấn động và đảm bảo ô tô chuyển động êm ái Hệ thống treo sử dụng các phần tử đàn hồi như kim loại (lò xo lá, lò xo trụ, thanh xoắn) hoặc phi kim loại (cao su, khí nén, thuỷ lực), và có thể kết hợp nhiều loại phần tử đàn hồi khác nhau Bộ phận đàn hồi của hệ thống treo được thiết kế với các kiểu cơ bản nhằm tối ưu hóa hiệu suất và sự thoải mái khi lái xe.
Là một chi tiết đàn hồi lắp đặt cho ô tô, bộ phận này giúp giảm xóc, thường được sử dụng trong các dòng xe tải Nó được cấu tạo từ các tấm thép đàn hồi ghép lại với nhau.
Hình 2 Đàn hồi dùng nhíp
Ưu điểm của sản phẩm này là độ cứng vững và bền cao, phù hợp cho nhiều loại xe tải Kết cấu đơn giản giúp dễ dàng trong quá trình chế tạo và sửa chữa, đồng thời giá thành cũng rất hợp lý.
Nhược điểm của hệ thống treo là tính êm dịu của chuyển động kém do trọng lượng nặng Việc bố trí nhíp ở bánh trước gặp khó khăn, vì để đảm bảo độ võng tĩnh và độ vọng động lớn, nhíp cần phải dài, nhưng càng dài thì càng khó bố trí Thêm vào đó, do nội ma sát, nhíp gặp khó khăn trong việc hấp thụ những dao động nhỏ từ mặt đường.
*Tổng quan về lá nhíp ở cầu sau xe:
Nhíp lá là bộ phận quan trọng kết nối bánh xe với khung xe, giúp giảm tải trọng động từ bánh xe lên thùng xe, đảm bảo sự êm ái trong quá trình di chuyển.
Bó nhíp được cấu tạo từ các lá thép cong, sắp xếp theo thứ tự từ ngắn đến dài Đặc điểm nổi bật của nhíp là khi tải trọng tác động tăng lên, biến dạng của nhíp cũng tăng theo quy luật tuyến tính.
Bó nhíp được cấu tạo từ các lá thép có chiều dài khác nhau, sắp xếp từ ngắn đến dài, và được gắp lại với nhau bằng kẹp và bu long Hai đầu của bó nhíp có mắt lắp và quang treo để kết nối với khung xe.
Hình 3 Cấu tạo của Nhip
5-Mắt lắp với thân xe
Hình 4 Các loại lò xo
Lò xo trụ được chế tạo từ dây thép lò xo đặc biệt, có khả năng chịu tải va đập và biến đổi liên tục mà không bị biến dạng dẻo Với giới hạn bền mỏi cao, lò xo này được quấn thành hình ống Khi chịu tải, dây lò xo sẽ xoắn lại do bị nén, giúp dự trữ năng lượng ngoại lực và giảm thiểu va đập Lò xo trụ thường được sử dụng trong hệ thống treo độc lập của xe du lịch.
Lò xo có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm kết cấu đơn giản và kích thước nhỏ gọn So với lá nhíp, lò xo có khối lượng nhẹ hơn, đồng thời nếu cùng độ cứng và độ bền, lò xo còn có tuổi thọ cao hơn.
*Nhược điểm: Khi làm việc lò xo không có nội ma sát như nhíp nên phải đi kèm với giảm chấn để dập tắt dao động nhanh hơn.
Thanh xoắn là một thanh thép lò xo, sử dụng tính đàn hồi để giảm thiểu sự lắc của xe, thường được áp dụng trong các dòng xe du lịch Mặc dù có kết cấu đơn giản, nhưng việc bố trí thanh xoắn lại khá phức tạp do chiều dài lớn của nó Bên cạnh đó, thanh xoắn còn có thể được sử dụng như một thanh ổn định.
Hệ thống treo có nhiều ưu điểm như giá thành rẻ, dễ chế tạo và trọng lượng nhỏ Nó có khả năng hấp thụ năng lượng lớn hơn so với các phần tử đàn hồi khác, giúp giảm trọng lượng và đơn giản hóa thiết kế.
*Nhược điểm: Không có khả năng kiểm soát dao động nên cần có hệ thống giảm chấn đi kèm.
Bộ phận giảm chấn, hay phuộc giảm chấn, có vai trò quan trọng trong việc dập tắt dao động của xò lò giảm xóc, mang lại sự êm dịu cho người ngồi trên xe và duy trì sự tiếp xúc liên tục của bánh xe với mặt đường Trên các dòng xe ô tô hiện đại, phuộc giảm chấn thường là loại thủy lực hoặc khí nén, hoạt động tương tự như xylanh thủy lực với cấu trúc bao gồm ống xylanh bên ngoài, piston và ty đẩy di trượt bên trong Xylanh được điền đầy chất lỏng có độ nhớt cao, giúp tạo ra lực cản cho chuyển động của piston, từ đó nâng cao hiệu suất giảm chấn.
Hình 6 Kếu cấu giảm chấn
Bên trong vỏ có một xi lanh chứa pittông chuyển động lên xuống Đầu dưới của pittông được trang bị van để tạo lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra, trong khi đáy xi lanh có van đáy để tạo lực cản khi bộ giảm chấn bị nén lại.
Bên trong xi lanh, chất lỏng hấp thụ chấn động được nạp đầy đến 2/3 thể tích, trong khi phần còn lại chứa không khí với áp suất khí quyển hoặc khí áp suất thấp Buồng chứa là nơi chất lỏng đi vào và ra khỏi xi lanh, và trong kiểu buồng khí áp suất thấp, khí được nạp với áp suất thấp.
Phân loại hệ thống treo
1.4.1 Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập cho phép hai bánh xe trên cùng một cầu di chuyển một cách độc lập mà không có chuyển động tương đối giữa chúng Điều này có nghĩa là mỗi bánh xe được kết nối với khung xe một cách riêng biệt Khi xe di chuyển qua các mấp mô trên mặt đường, sự dao động của một bánh xe sẽ không ảnh hưởng đến các bánh xe còn lại.
Hệ thống treo độc lập, như hệ thống treo với hai càng A trên và dưới hay hệ thống treo Mac-Pherson, được áp dụng phổ biến trên nhiều dòng xe hiện nay Các mẫu xe như Toyota Vios, Altis, Camry, Mazda 3, Mazda 6, Kia Cerato, Kia Morning, Honda City và Hyundai Elantra đều sử dụng loại hệ thống treo này.
Hình 8 Hệ thống treo độc lập
1.4.2 Hệ thống treo phụ thuộc
Hệ thống treo phụ thuộc là loại hệ thống mà các bánh xe hai bên phía trước hoặc sau của xe được kết nối bằng một dầm cầu đồng nhất Khi xe di chuyển qua các ổ gà hoặc mấp mô, sự dao động của một bên bánh xe sẽ ảnh hưởng đến bên còn lại Loại hệ thống này thường được sử dụng trên các xe SUV như Toyota Fortuner, Toyota Hiace, Toyota Land Cruiser, Hyundai Santafe, và cũng có mặt trên các dòng xe bán tải như Toyota Hilux, Mazda BT3, Mitsubishi Triton, Nissan X-trail, và Ford Ranger.
Hình 9 Hệ thống treo phu thuộc
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO XE
Kết cấu hệ thống treo trước
Hình 11 Hệ thống treo trước xe Toyota Camry
Camry 2010 sử dụng treo trước là treo MacPherson với thanh xoắn và thanh cân bằng
Hệ thống treo MacPherson trên Toyota Camry 2010 sử dụng xương đòn và lực nén từ liên kết thứ cấp để duy trì sự ổn định khi xe di chuyển Khi gặp phải địa hình gồ ghề, các bộ phận trong hệ thống treo hoạt động đồng bộ, giúp xe vận hành mượt mà và ổn định trên mọi loại đường.
Giá đỡ giữ cố định ổ trục phía trên, trong khi mô-đun ở dưới kết nối với đòn bẩy hoặc khớp tay lái Khi xảy ra va chạm, thiết bị giảm xóc sẽ giữ cho thân xe ổn định, ngăn không cho xe bị trượt.
Van điều tiết và lò xo trong hệ thống treo MacPherson giúp đưa bộ giảm xóc về vị trí ban đầu khi bị lệch, đảm bảo tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường Nhờ đó, xe di chuyển ổn định và êm ái trên các đoạn đường gồ ghề.
Hệ thống treo MacPherson giúp xe luôn xe chạy an toàn và êm ái trên những đoạn đường không bằng phẳng
Kết cấu hệ thống treo sau
Hình 12 Hệ thống treo sau Toyota Camy 2010
1, Đòn ngang trên 7, Bộ giảm chấn
2, Khớp cầu trên 8, Thanh giằng trục
3, Thớp cầu dưới 9, Thớp nối 2 trục
4, Đòn ngang dưới 6 Lò xo
Treo sau Toyota camry là hệ thống treo tay đòn kép cùng với thanh xoắn và thanh cân băng [4]
Cấu hình treo Tay đòn kép trên xe hơi được coi là lựa chọn lý tưởng nhất nhờ vào khả năng duy trì độ bám đường tối ưu cho lốp xe và ít thay đổi các góc đặt bánh xe, đặc biệt là góc Camber, khi vào cua ở tốc độ cao Điều này giúp xe có khả năng chặt cua tốt hơn và giảm thiểu độ nghiêng của thân xe khi chuyển hướng Hơn nữa, với thiết kế này, Toyota có thể điều chỉnh phuộc mềm để mang lại cảm giác thoải mái cho hành khách khi di chuyển trên những đoạn đường xấu.
Hệ thống treo xương đòn kép cho phép mỗi bánh xe hoạt động độc lập, mang lại khả năng phản ứng linh hoạt hơn Cấu trúc này sử dụng hai tay đòn hình xương đòn, hay còn gọi là tay điều khiển hoặc tay chữ A kép, kết nối giữa khớp tay trên của cụm bánh xe và khung gầm ô tô.
Tay điều khiển có khớp bi ở hai đầu, cho phép di chuyển linh hoạt theo nhiều hướng Chuyển động thẳng đứng được điều chỉnh nhờ bộ giảm xóc và lò xo cuộn gắn trên xương đòn.
Bằng cách điều chỉnh mối quan hệ giữa chiều dài tay điều khiển và góc tương đối, kỹ thuật viên có thể thay đổi hành trình và khả năng xử lý của ô tô, từ đó kiểm soát chuyển động của xe một cách hiệu quả.
L bánh xe, thông qua các thông số nhƣ góc camber, góc bánh xe, kiểu ngón chân, chiều cao tâm cuộn, bán kính chà và vết xước
Kết cấu nguyên lý làm việc các bộ phận chính của hệ thống treo xe
Bộ phận đàn hồi trên xe Camry 2010 là thanh xoắn
Kết cấu của thanh xoắn
-Thanh xoắn sử dụng trên xe có tiết diện tròn, loại đơn.
Thanh xoắn được lắp lên khung và các bánh xe thông qua các đòn dẫn hướng, sử dụng các đầu then hoa có dạng tam giác với góc giữa các mặt then là 90 độ.
Hình 13 Kết cấu thanh xoắn.
1- Dẫn hướng thanh xoắn phải; 2- Dẫn hướng thanh xoắn trái;
3- Vòng đệm định vị phải; 4- Vòng đệm định vị trái;
5- Điểm định vị thanh xoắn phải; 6- Điểm định vị thanh xoắn trái; ỉ ỉ ỉ Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, có khả năng tăng độ bóng bề mặt để tăng độ bền.
- Tải trọng phân bố lên khung tốt hơn vì mô men của các lực tác dụng thẳng đứng tác dụng lên xe không nằm trong vùng chịu tải.
- Chế tạo khó khăn hơn.
- Bố trí lên xe khó hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn
Kết cấu lò xo Lò xo
Lò xo sau loại trụ xoắn
Lò xo loại trụ xoắn: Lò xo dạng xoắn có thể được nén lại hoặc bung ra mà không bị biến dạng vĩnh viễn
Hình 14 Lò xo xoán Lợi ích:
- Lò xo sau loại trụ xoắn rất đa dụng vì nó có thể thích ứng với nhiều vị trí lắp đặt khác nhau
Lò xo là bộ phận đàn hồi quan trọng, giúp nhận và truyền lực từ mặt đường lên khung xe Chúng có tác dụng giảm tải trọng động khi xe di chuyển trên các bề mặt không bằng phẳng, từ đó đảm bảo tính năng êm dịu cho ô tô.
+ piston giảm trấn dập tắt dao động thẳng đứng của khung và vỏ sinh ra do ảnh hưởng của đường khi không bằng phẳng
Giảm chấn sử dụng trên xe là loại giảm chấn ống.
Piston có hai dãy lỗ khoan theo các vòng tròn đồng tâm, với dãy lỗ ngoài được che phủ bởi đĩa của van thông 9 ở phía trên, trong khi dãy lỗ trong được bảo vệ bởi van trả 10 ở phía dưới.
Trên đáy xi lanh, có các dãy lỗ được thiết kế đặc biệt; dãy lỗ bên ngoài được bảo vệ bởi đĩa của van hút 12 ở phía trên, trong khi dãy lỗ bên trong được che chắn bởi van nén 13 ở phía dưới.
- Giữa hai ống của giảm chấn có khe hở tạo nên một buồng chứa phụ còn gọi là buồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm việc.
Trong quá trình nén nhẹ, piston di chuyển xuống dưới với tốc độ chậm, khiến dầu được ép từ khoang dưới qua các lỗ tiết lưu 18 và van thông 9 lên khoang trên Do thể tích mà piston giải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích mà nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống, một phần dầu phải chảy qua khe tiết lưu 15 trên van nén 13 để đi sang buồng bù của giảm chấn.
Piston di chuyển xuống nhanh chóng, làm tăng áp suất trong khoang dưới, từ đó ép lò xo mở van nén 13 cho dầu chảy vào buồng bù Điều này giúp giảm đột ngột sức cản giảm chấn, hạn chế lực tác động lên cần giảm chấn.
Trong quá trình hoạt động, piston di chuyển lên trên với tốc độ chậm, khiến dầu từ khoang trên được ép qua các lỗ tiết lưu xuống khoang dưới Thể tích mà piston giải phóng ở khoang dưới lớn hơn thể tích mà nó chiếm chỗ khi di chuyển lên, do có thêm cần piston ở khoang trên Điều này dẫn đến việc dầu chảy từ khoang trên xuống không đủ để bù đắp cho thể tích mà piston giải phóng ở khoang dưới, tạo ra độ chênh áp giữa khoang dưới và buồng bù Do đó, dầu từ buồng bù sẽ chảy qua van hút 12 vào khoang dưới piston để bù cho lượng dầu còn thiếu.
Piston di chuyển lên trên với tốc độ lớn, làm tăng áp suất trong khoang trên, ép lò xo mở van trả 10 cho dầu chảy qua dãy lỗ xuống khoang dưới Nhờ đó, sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế lực tác dụng lên cần giảm chấn.
Các van dạng đĩa - lò xo có quán tính rất nhỏ, nên đảm bảo cho dầu lưu thông kịp thời từ khoang này sang khoang kia.
Hình 15 Kết cấu giảm chấn
3 Gioăng cao su 4 Ống làm kín
5.Cần piston 6 Vỏ chắn bụi
7 Ống bên ngoài 8 Ống bên trong
9 Đĩa van thông 10 Van trả
13 Van nén 14 Đế giảm chấn
Măng 19 Bạc chặn 21 Ống bít
Sự ổn định của giảm chấn phụ thuộc vào độ kín khít giữa cần và nắp Các bộ phận làm kín thường sử dụng vòng làm kín với bề mặt có gân vòng, được lắp lên cần với độ căng từ 0,4 đến 0,9 mm và được ép chặt bằng lò xo Vòng đệm thứ hai có chức năng chắn bụi và nước Các vòng đệm hoạt động trong dải nhiệt độ từ -50 o đến +160 o, do đó cần được chế tạo từ vật liệu chịu dầu và chịu nhiệt như cao su hoặc cao su chứa flo.
Cần chế tạo từ thép 45 với bề mặt tiếp xúc được tôi cao tần và mạ crôm, cần được mài bóng trước và sau khi mạ Piston làm từ gang xám hoặc hợp kim kẽm đặc biệt, trong khi các ống lót dẫn hướng được chế tạo từ đồng đỏ Một số kết cấu có thể lắp các vòng bằng gang hoặc chất dẻo thấm flo trên piston, và ống dẫn hướng bằng chất dẻo thấm flo hoặc cao su để giảm rò rỉ dầu khi bị đốt nóng Kim loại gốm tẩm chất dẻo chứa flo là vật liệu tiềm năng cho việc chế tạo piston và ống lót nhằm giảm ma sát và mài mòn.
Giảm chấn được trang bị dầu bôi trơn có tính oxi hóa và tạo bọt cao, mang lại khả năng bôi trơn hiệu quả và độ nhớt phù hợp Độ nhớt động của dầu này ổn định trong khoảng nhiệt độ từ +100 oC đến -40 oC.
Hình 16 Bộ phận dẫn hướng
Thanh ổn định có tác dụng khi có sự chênh lệch phản lực thẳng trên bánh xe, giúp bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn Cấu tạo của nó có dạng chữ U, với các đầu nối với bánh xe và thân nối với vó qua các 0 đỡ cao su Nguyên lý làm việc của thanh ổn định trải qua hai giai đoạn: khi xe đi thẳng trên mặt đường phẳng, chênh lệch tải trọng giữa hai bên bánh xe không đáng kể, thanh chỉ xoay quanh ổ đỡ cao su Tuy nhiên, khi xe vào đường vòng hoặc gặp mấp mô lớn, chênh lệch tải trọng sẽ tác động vào tay đòn của thanh, làm xoắn phần lưng của thanh theo hai chiều khác nhau, từ đó triệt tiêu moment gây nghiêng thân xe và đảm bảo tính ổn định trong chuyển động.
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ GIẢM CHẤN HỆ THỐNG TREO XE
Công dụng, yêu cầu, phân loại giảm chấn
Bộ giảm chấn ô tô, hay còn gọi là bộ giảm xóc, là một phần quan trọng trong hệ thống treo của xe Chức năng chính của bộ phận này là dập tắt nhanh chóng các dao động giữa bánh xe và thân xe, giúp duy trì sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường Điều này không chỉ tăng cường độ êm ái mà còn cải thiện sự ổn định khi xe vận hành.
Hình 17 Công dụng giảm chấn
Sự dập tắt dao động được thực hiện nhờ dầu giảm chấn, một loại dầu đặc biệt, tạo ra lực cản thủy lực khi dầu bị piston ép chảy qua lỗ nhỏ Lực giảm chấn thay đổi theo tốc độ piston; khi lực này tăng, dao động của thân xe được dập tắt nhanh chóng hơn.
Các yêu cầu cơ bản đối với giảm chấn a) Đảm bảo trị số và sự thay đổi đường đặc tính của các dao động đặc biệt là
Dập tắt càn nhanh dao động nếu tần số dao động càng lớn Mục đích để tránh cho thùng xe khỏi bị lắc khi qua đường mấp mô
Dập tắt chậm các dao động nếu ô tô chạy trên đường ít mấp mô( độ lồi lõm của đường càng bé và càng dày)
Hệ thống giảm chấn giúp hạn chế lực truyền qua thùng xe, đảm bảo sự ổn định khi ô tô di chuyển trên các loại đường và trong điều kiện nhiệt độ khác nhau Ngoài ra, sản phẩm có tuổi thọ cao, trọng lượng và kích thước nhỏ gọn, đồng thời có giá thành hợp lý.
Hiện nay, giảm chấn ô tô được phân loại theo 3 cách:
-Theo tỉ số của hệ số cản K n trong hành trình nén và hệ số cản K t trong hành trình trả
Giảm chấn tác dụng đơn (Kn = 0) chỉ có một quá trình giảm chấn hoạt động trong hành trình nén và trả, thường là ở hành trình trả Loại giảm chấn này được thiết kế với piston có hai lỗ: một lỗ tiết lưu và một lỗ lớn đi kèm van một chiều để loại bỏ tác dụng giảm chấn trong hành trình nén.
Giảm chấn hai chiều (Kn=Kt, Kn d = 1,90 mm d Xác định kích thước lỗ van trả
Tổng diện tích lỗ van trả được xác định theo công thức :
9,62.10−4.8600 Đường kính từng lỗ van trả :
Chọn số lỗ van n = 4 => d = 1,5 mm. e Xác định kích thước lỗ van giảm tải hành trình nén
Tổng diện tích tất cả các lỗ van khi nén mạnh được xác định theo công thức:
Tổng diện tích lỗ van giảm tải trong hành trình nén:
Fvm = F ’ vn –Fvn ,9 – 11,32 = 6,58 mm 2 Đường kính từng lỗ van giảm tải hành trình nén:
Chọn số lỗ van n = 4 => d = 1,5 mm f Xác định kích thước lỗ van giảm tải hành trình trả
Tổng diện tích tất cả các lỗ van khi trả mạnh được xác định theo công thức:
Tổng diện tích lỗ van giảm tải trong hành trình trả:
Fvm = F ’ vt –Fvt = 10,8 – 6,83 = 3,97 mm 2 Đường kính từng lỗ van giảm tải trong hành trình trả:
Chọn số lỗ van n = 4 => d = 1,2 mm g Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn
Lực tác dụng lên lò xo van khi van bắt đầu mở :
Trong đó : p - áp suất chất lỏng ở cuối thời kỳ nén nhẹ
D3, D4 – Các kích thước như trên hình vẽ,
- Lực tác dụng lên lò xo van khi van mở hoàn toàn:
Trong đó: p’ - áp suất chất lỏng ở cuối thời kỳ nén mạnh với V’ = 0,6 m/s và
4 Ứng suất trong lò xo được tính theo công thức :
D- Đường kính vòng trung bình của vòng lò xo, D = 19 mm.
3 d- Đường kính dây lò xo.
P2 – Lực tác dụng lên lò xo khi van mở hoàn toàn.
√ 𝜋⋅[𝑐] Ứng suất cho phép của vật liệu làm lò xo [𝑟] = 500 ÷700 MN/m 2 Chọn [𝑟] = 700 MN/m 2
Dịch chuyển h của van giảm tải (khi mở hoàn toàn) được xác định theo công thức : h = 𝑃 2 −𝑃 1
C - Độ cứng của lò xo C = 𝐺 𝑑 4
G – Mô đun đàn hồi của vật liệu khi xoắn, G = 8.10 4
MN/m 2 n – Số vòng làm việc của lò xo. h- Ta có thể chọn h = 2 mm
Từ đó ta có thể xác định được số vòng làm việc của lò xo:
8.19 3 10 −9 5 = 23618,6 N/m Chiều dài của lò xo khi van mở hoàn toàn được xác định như sau:
𝛿 - Khoảng cách giữa các vòng dây, 𝛿= 0,8 mm. n0- Số vòng toàn bộ của lò xo, n0 = n+1 = 5 +1 = 6 vòng.
Chiều dài của lò xo khi van ở trạng thái đóng:
Hd = Hm + h = 19,8 + 2 = 21,8 mm Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:
Htd = Hd + 𝜆= 21,8 + 3,7= 25,5 mm Trong đó:
𝜆- Biến dạng của lò xo ở trạng thái van mở :
Sau khi tính toán ta có bảng thông số giảm chân
Thống số Kí hiệu Giá trị (mm) chiều dài phần đầu giảm chấn Ld 50
Chiều dài bộ phạn làm kín Lm 50
Chiều dài đế giảm chấn Lv 30
Hành trình làm việc của piston
Chiều dài tổng thể của thiết bị là 415 mm, với đường kính piston là 35 mm Đường kính cần piston được thiết kế là 10 mm Ống ngoài có đường kính trong là 45 mm và đường kính ngoài là 50 mm Đối với ống trong, đường kính trong là 35 mm, trong khi đường kính ngoài là 38 mm.
Van giảm tải hành trình nén dnén 1.5
Ván giảm tải hành trình trả dtrả 1.2
Bảng 1 Kích thước thiết kế giảm chấn a) Mặt cắt b) mô hình 3d
Hình 23 Thiết kế giảm chấn
Các thông số cơ bản của hệ thống treo và giảm chấn đã được xác định phù hợp với hệ số cản và điều kiện nhiệt độ Kích thước van tiết lưu và lò xo được thiết kế để chịu được áp suất lớn mà không gây hỏng hóc hay biến dạng Một số thông số mặc định được chọn làm cơ sở để dễ dàng và chính xác trong việc tính toán các kích thước khác.
QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG
Các phương pháp và chuẩn đoán chuyên dụng
Với các loại ôtô có khoảng không gian sàn xe có thể quan sát:
- Rơ lỏng xô lệch các bộ phận.
- Biến dạng lớn ở các chỗ liên kết.
- Nứt vỡ gối tỳ, ụ giảm va đập, ổ bắt cao su.
- Độ mất cân bằng bánh xe.
Ngoài ra, các thước đo thông thường được sử dụng để đo chiều cao thân xe so với mặt đường và tâm trục bánh xe, nhằm xác định độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi.
Chọn thử và các điều kiện thử ôtô trên đường phụ thuộc vào chủng loại, kết cấu như: ôtô tải, ôtô buýt, ôtô con, ôtô thân ngắn, thân dài [5]
Mục đích của chẩn đoán tiếng ồn là xác định nguồn gốc và mức độ ồn phát ra Trong quá trình khai thác và sửa chữa, việc phát hiện vị trí hư hỏng là cần thiết để đánh giá chất lượng tổng thể.
4.1.2.1 Độ ồn trong Độ ồn bên trong được đo từ buồng lái của ôtô tải, bên trong của ôtô con và ôtô buýt.
Các điểm đo độ ồn cho ôtô buýt được xác định như sau: một điểm tại vị trí của người lái xe ngang tầm đầu, hai điểm ở giữa khoang hành khách ngang tầm ghế ngồi, và hai điểm ở phía sau xe ngang tầm đầu hành khách.
Khi đo, ôtô chuyển động với vận tốc quy định 50 km/h hoặc 80 km/h trên đường thẳng tốt.
Việc đo độ ồn trong chủ yếu xác định chất lượng môi trường bên trong của ôtô.
Chọn mặt đường asfan – bêtông hay đường bêtông có chiều dài khoảng
(400 ÷ 500) m Trên đoạn đường này đặt cảm biến đo độ ồn như trên (hình 6-
Trong khoảng 30m xung quanh, không có vật cản phản âm và cường độ ồn của môi trường không vượt quá 10dB Quảng đường đo được xác định trong đoạn đường AB dài 20m, trong đó tốc độ được giữ ổn định.
Cho ôtô chuyển động thẳng tới với vận tốc thử (50 ÷ 80) km/h, và xác định:
- Âm thanh đặc trưng tiếng ồn.
Hình 24 Sơ đồ đo độ ồn ngoài
4.1.2.3 Đo trên mặt đường xấu
Chọn mặt đường có chiều cao mấp mô từ 1/30 đến 1/20 đường kính bánh xe, với khoảng cách giữa các mấp mô từ 0,5 đến 1,5 lần chiều dài cơ sở của xe Độ dài đường thử nên nằm trong khoảng từ 100 đến 300 mét, và vận tốc thử nghiệm được duy trì từ 15 đến 20 Km/h.
Các thông số cần xác định: âm thanh đặc trưng tiếng ồn, vị trí phát tiếng ồn, cường độ ồn nhờ thính giác của con người.
Tiếng ồn trong thử nghiệm xe trên đường là sự kết hợp của tiếng ồn bên trong và bên ngoài xe, do đó, việc sử dụng kinh nghiệm là cần thiết để xác định các hư hỏng trong hệ thống treo.
Việc xác định như vậy chỉ có thể biết chỗ hư hỏng và khó có thể xác định mức độ hư hỏng.
4.1.3 Chẩn đoán trạng thái giảm chấn khi đã tháo khỏi xe
Giảm chấn là một chi tiết quan trọng, thường cần thiết để xác định hư hỏng Do đó, việc tháo rời để kiểm tra là dễ dàng Trong quá trình này, có thể sử dụng bệ thử với sơ đồ nguyên lý được chỉ ra trong hình 6-5.
Bệ thử bao gồm các thành phần chính như giá bệ, cơ cấu tay quay thanh truyền và giá trượt Trên bệ được trang bị cảm biến đo lực và cảm biến đo hành trình Các đầu giảm chấn được thiết kế với khớp trụ và có lắp đệm cao su để giảm thiểu va đập.
Hình 25 Bệ thử giảm chấn
1- Cảm biến đo lực; 2- Giảm chấn; 3- Cảm biến đo hành trình
4- Giá trượt; 5- Cơ cấu quay.
Hình 26 Đồ thị kết quả của bệ thử a- Sơ đồ nguyên lý; b- Đồ thị đặc tính chuyển dịch và tốc độ;
Cảm biến đo lực có khả năng đo lực trong hai hành trình nén và trả Hành trình dịch chuyển được điều chỉnh thông qua tay quay của cơ cấu tay quay thanh truyền, với các giá trị điều chỉnh là 100, 75, 50 và 25 mm.
Khi động cơ điện quay với tốc độ 100 vòng/phút, kết quả đo cho thấy các trục có dạng gần giống quả lê, đặc biệt khi giảm chấn vẫn còn tốt.
Hình dạng của đồ thị quả lê phụ thuộc vào kết cấu giảm chấn Khi có hư hỏng trong hệ thống giảm chấn, hình dạng này sẽ bị thay đổi, và một số đặc trưng của hư hỏng sẽ được thể hiện rõ ràng.
Hình 27 mô tả các khả năng hư hỏng trong hệ thống giảm chấn, bao gồm: a) mòn piston và mòn lỗ van; b) mòn lỗ van trả và nén; c) kẹt, tắc van trả và van nén do dầu bẩn; d) kẹt tắc van nén; e) kẹt tắc van trả.
Bằng cách đo lực nén và lực trả cùng với hành trình dịch chuyển, chúng ta có thể so sánh với các trạng thái tiêu chuẩn để xác định các hư hỏng như mòn piston, xylanh, hỏng van và dầu bẩn.