MỤC LỤC
MỤC LỤC..............................................................1
MỞ ĐẦU ............................................................................................. 2
Chương 1. Giới thiệu chung về hệ thống treo trên ô tô ..................... 3
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống treo............................................... 3
1.2. Phân loại hệ thống treo.............................................................. 5
1.2.1. Phân loại hệ thống treo theo phần tử hướng......................... 5
1.2.2. Phân loại theo cấu tạo của phần tử đàn hồi.......................... 9
1.2.3. Phân loại theo phương pháp dập tắt dao động..................... 9
1.3. Giới thiệu một số hệ thống treo trên ôtô du lịch....................... 10
1.4. Một số yêu cầu cơ bản hệ thống treo........................................ 11
Chương 2. Phân tích kết cấu hệ thống treo của ôtô du lịch ............ 12
2.1. Phân tích kết cấu hệ thống treo trên xe du lịch......................... 12
2.1.1. Hệ thống treo phụ thuộc.................................................... 13
2.1.2. Hệ thống treo độc lập......................................................... 16
2.2. Đặc điểm kết cấu của các hệ thống treo.................................... 17
2.2.1. Hệ thống treo hai đòn ngang.............................................. 17
2.2.2. Hệ thống treo MacPherson................................................. 20
2.2.3. Hệ thống treo hai đòn dọc.................................................. 22
2.2.4. Hệ thống treo đòn dọc có thanh ngang liên kết.................. 25
2.2.5. Hệ thống treo đòn tréo....................................................... 28
2.2.6. Hệ thống treo loại khí........................................................ 29
2.3. Bộ giảm chấn............................................................................ 30
2.3.1. Kết cấu phần tử giám chấn tác động hai chiều hai lớp vỏ.. 30
2.3.2. Giảm chấn một lớp vỏ tác dụng hai chiều.......................... 34
2.4. Kết cấu của hệ thống treo trước ôtô du lịch kiểu MC.PHERSON 36
2.4.1. Cấu tạo hệ thống treo trước xe ôtô du lịch (MacPherson).. 36
2.4.2. Kết cấu các phần tử của hệ thống treo trước...................... 37
2.5. Kết cấu của hệ thống treo sau ôtô du lịch................................. 42
2.5.1. Cấu tạo của hệ thống treo sau............................................ 42
2.5.2. Ưu, nhược điểm của hệ thống treo sau............................... 43
2.5.3. Kết cấu của phần tử của hệ thống treo sau......................... 47
2.6. Xu hướng phát triển của các hệ thống treo............................... 48
Chương 3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ êm dịu chuyển dộng của ô tô.......... 50
3.1. Giới thiệu ôtô du lịch Minivan APV........................................... 50
3.1.1. Hình dáng kích thước bao xe Minivan APV................... 52
3.1.2. Các thông số kĩ thuật của xe Minivan APV................... 52
3.2. Chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động............................... 55
3.2.1 Chỉ tiêu về tần số............................................................ 55
3.2.2. Chỉ tiêu về gia tốc dao động........................................... 56
3.2.3. Chỉ tiêu dựa trên số liệu cảm giác về vận tốc và tần số dao động 56
3.2.4. Đánh giá càm giác theo công suất dao động................... 57
3.2.5. Chỉ tiêu an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống đường 58
3.3. Khảo sát dao động hệ thống treo bị động ô tô mô hình 1/2.... 60
3.3.1. Chọn mô hình khảo sát.................................................. 61
3.3.2 Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống................... 62
3.3.3 Thiết lập phương trình mô hình phẳng.......................... 63
3.3.4 Giải bài toán dao động................................................... 62
3.3.2 Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống................... 65
3.4. Ảnh hưởng của các thông số tới độ êm dịu chuyển động ở hệ thống treo....................72
3.4.1 Ảnh hưởng của độ cứng nhíp......................................... 74
3.4.1 Ảnh hưởng của hệ số cản giản chấn k............................ 76
Chương 4. Hướng dẫn khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo trên ô tô du lịch..........79
4.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác sử dụng và bảo dưỡng hệ thống treo trên xe du lịch 79
4.1.1 Những vấn đề trong quá trình khai thác, sử dụng xe...... 79
4.1.2. Những vấn đề trong quá trình bảo dưỡng định kỳ.......... 80
4.2. Một số hư hỏng thường gặp trong hệ thống treo xe APV và cách khắc phục.......... 82
4.3. Chuẩn đoán hệ thống treo................................................................................................ 83
4.4. Sửa chữa hệ thống treo................................................................................................ 85
4.4.1. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo trước........................... 86
4.4.2. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo sau.............................. 89
KẾT LUẬN........................................................................................ 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................... 97
PHỤ LỤC ......................................................................................... 98
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền công nghiệp ôtô Thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển vượt bậc. Các hãng sản xuất xe lớn ( Toyota, Merceders, Huyndai… ) đã đầu tư xây dựng nhà máy lắp ráp tại Việt Nam. Với nền kinh tế đang phát triển và hội nhập, việc sở hữu một chiếc xe ôtô trở nên đơn giản đã làm tăng nhanh số lượng cũng như chủng loại xe. Ôtô được phổ biến trong toàn bộ nền kinh tế quốc dân ở nhiều kĩnh vực khác nhau như nông lâm nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, thăm quan du lịch…
Sự ra đời của nhưng dòng xe sang trọng với đầy đủ tiện nghi và các trang bị an toàn, khiến chiếc xe không chỉ là phương tiện đi lại mà trở thành một nơi để thư giãn, đồng thời thể hiện đẳng cấp của người sở hữu. Vì vậy, các hãng sản xuất ôtô không chỉ phát triển về số lượng mà còn phải nâng cao chất lượng sử dụng cho phù hợp với tiêu chuẩn khắt khe nhất của thị trường, có như vậy họ mới tồn tại và phát triển. Từ đó, họ buộc phải đầu tư ngiên cứu vào áp dụng công nghệ chế tạo tiên tiến nhất hướng đến : Tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, nâng cao tính an toàn, tiện nghi và giảm giá thành…
Để đạt được những mục tiêu đó, chúng ta cần quan tâm nghiên cứu sâu về các cụm chi tiết, các hệ thống, các điều kiện làm việc của ô tô tại Việt Nam để có thể có những giải pháp, can thiệp sâu vào các cụm, các hệ thống đó nhằm tạo ra những sản phẩm chất lượng cao phù hợp với điều kiện đường xá, môi trường khí hậu của nước ta. Điều kiện đường xá giao thông ở nước ta còn hạ chế ( chất lượng mặt đường, độ bám, góc nghiêng mặt đường…) ảnh hưởng rất nhiều đến độ êm dụi, tính an toàn của xe khi di chuyển. Nghiên cứu hệ thống treo trên ôtô nhằm mục đích nâng cao độ êm dịu và an toàn chuyển động là một vấn đề cấp thiết, nó quyết định đến sự tiện nghi, an toàn của ôtô trên nhiều mặt cũng như sự hài lòng của hành khách trên xe. Xuất phát từ thực tế cùng với sự tìm hiểu của bản thân, tôi đã lựa chọn đồ án tốt nghiệp: "Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ êm dịu chuyển động của ô tô ”.
Nội dung chính của đồ án ngoài phần mở đầu và phần kết luận còn có các vấn đề được trình bày trong bốn chương: chương 1 giới thiệu chung về hệ thống treo trên ôtô; để tìm hiểu sâu về hệ thống treo, trong chương 2 sẽ tập trung phân tích hệ thống treo trên ôtô; chương 3 nhằm đánh giá hệ thống, sẽ tiến đến khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ êm dịu chuyển động của ôtô; cuối cùng, chương 4 hướng dẫn khai thác, bảo dưỡng hệ thống treo ôtô sẽ đảm bảo cho hệ thống vận hành hiệu quả, tuổi thọ cao.
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO.
- Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu liên kết cầu xe với khung xe (hoặc vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu và an toàn chuyển động trên cơ sở tạo các dao động của thân xe và cầu xe theo ý muốn, giảm các tải trọng va đập cho xe khi chuyển động trên địa hình không bằng phẳng.
- Phần tử đàn hồi : là phần tử chịu tải, biến dao động tần số cao của mấp mô mặt đường về tần số thấp của dao động thân xe. Dùng để truyền các lực theo phương thẳng đứng từ mặt đường lên khung xe, giảm tải trọng động và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cho ôtô khi chuyển động trên các loại đường khác nhau.
- Phần tử giảm chấn : là phần tử dập tắt nhanh các dao động tần số thấp chuyển hóa thành nhiệt năng và tỏa ra môi trường. Giảm chấn được sử dụng trên xe với mục đích: Giảm và dập tắt nhanh các dao động truyền lên khung xe khi bánh xe lăn trên đường không bằng phẳng, nhờ vậy mà bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi cho người sử dụng.
1.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO.
1.2.1 Phân loại theo cấu tạo của phần tử hướng gồm có:
- Hệ thống treo phụ thuộc là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải được liên kết cứng với nhau bằng dầm cầu liền hoặc vỏ cầu cứng. Khi đó dao động hoặc chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc thẳng đứng) của bánh xe bên này cũng làm ảnh hưởng, tác động đến bánh xe bên kia và ngược lại.
- Hệ thống treo độc lập là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bánh xe bên phải không có liên kết cứng, chúng chỉ được nối gián tiếp với nhau qua khung xe hoặc vỏ xe. Chính vì vậy mà dao động hay chuyển dịch của các bánh xe là độc lập nhau.
- Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi là nhíp: Hệ thống treo phần tử đàn hồi là nhíp có thể được bố trí ở cầu bị động hoặc ở cầu chủ động.
- Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang: Hệ thống treo độc lập với hai đòn ngang có cấu tạo như sau: Một đòn ngang phía trên và một đòn ngang phía dưới. Mỗi một đòn ngang không phải chỉ là một thanh mà thường có cấu tạo dạng khung hình tam giác hoặc hình thang. Cấu tạo như vậy cho phép các đòn ngang làm được chức năng của bộ phận dẫn hướng.
1.2.1. Phân loại theo phương pháp dập tắt dao động gồm có:
- Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn (mà chủ yếu là các giảm chấn thuỷ lực dạng đòn và dạng ống).
- Dập tắt dao động nhờ ma sát giữa các chi tiết của phần tử đàn hồi và trong phần tử hướng. Hệ thống treo này sẽ không được trang bị giảm chấn nên hiệu quả dập tắt dao động sẽ kém hơn so với trường hợp có giảm chấn.
1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG TREO TRÊN ÔTÔ DU LỊCH
Một số hệ thống treo trên xe ô tô du lịch thể hiện nhưu bảng 1.1.
Hiện nay có rất nhiều loại hệ thống treo được dùng trên từng dòng ôtô khác nhau, mỗi loại đều có những ưu nhược điểm nhất định, tùy vào công dụng và chức năng của từng loại ôtô mà người ta sẽ chọn một hệ thống treo thích hợp. Kết thúc chương 1, trong phạm vi đồ án chỉ đề cập đến một số hệ thống treo trên ô tô điển hình, để biết được ưu nhược điểm của từng loại hệ thống treo ta đi vào chương 2 phân tích hệ thống treo trên ôtô du lịch.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO XE DU LỊCH
2.1. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO CỦA Ô TÔ DU LỊCH
Hiện nay ở trên xe du lịch hệ thống treo bao gồm 2 nhóm chính:
* Hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.
Đối với hệ treo độc lập, căn cứ vào đặc tính động học và đặc điểm kết cấu người ta thường chia làm các loại sau đây :
- Treo hai đòn ngang.
- Treo Macpherson.
- Treo đòn dọc.
2.1.1. Hệ thống treo phụ thuộc
Đặc trưng của hệ thống treo phụ thuộc là các bánh xe lắp trên một dầm cầu cứng. Trong trường hợp cầu xe là bị động thì dầm đó là một thanh thép định hình, còn trường hợp là cầu chủ động thì dầm là phần vỏ cầu trong đó có một phần của hệ thống truyền lực.
* Hệ thống treo phụ thuộc trên xe con có thể gặp các dạng sau đây :
- Treo phụ thuộc có bộ phận đàn hồi nhíp lá.
- Treo phụ thuộc có lò xo xoắn ốc và nhiều đòn liên kết (treo nhiều khâu).
- Treo phụ thuộc có cấu trúc dạng đòn dọc.
2.1.2. Hệ thống treo độc lập.
* Đặc điểm :
- Hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà là lắp trên loại cầu rời, sự chuyển dịch của 2 bánh xe không phụ thuộc vào nhau (nếu như coi thùng xe đứng yên).
- Mỗi bên bánh xe được liên kết bởi các đòn ngang như vậy sẽ làm cho khối lượng phần không được treo nhỏ như vậy mô men quán tính nhỏ do đó xe chuyển động êm dịu.
2.2. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA CÁC HỆ THỐNG TREO.
2.2.1. Hệ thống treo hai đòn ngang.
Hệ thống treo 2 đòn ngang được thể hiện ở hình 2.4.
Hệ treo trên 2 đòn ngang (hình 2.4) được sử dụng nhiều trong các giai đoạn trước đây nhưng hiện nay hệ treo này đang có xu hướng ít dần do kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian quá lớn.
* Phần tử đàn hồi trên hệ treo 2 đòn ngang.
+ Nhíp.
Trên xe Fiat nhíp được đặt nằm ngang, 2 đầu nhíp đóng vai trò như đòn nhưng được bắt chặt vào khung vỏ tại 2 điểm ở khoảng giữa nhíp như vậy nhíp sẽ có độ cứng nhỏ do đó xe sẽ chuyển động êm dịu.
+ Lò xo :
Lò xo xoắn ốc
Ưu điểm :
- Có khối lượng nhỏ
- Lắp ráp đơn giản.
- Chiếm ít không gian của xe.
Nhược điểm :
- Lò xo xoắc ốc không có khả năng dẫn hướng
- It có khả năng dập tắt dao động
* Thanh xoắn
Trên một số ô tô để dành chỗ cho việc lắp bán trục cầu chủ động người ta dùng thanh xoắn thường được gây tải trước ( ứng suất dư) do đó nó chỉ thích hợp cho một chiều làm việc. Trên các thanh xoắn ở 2 phía đều phải đáng dấu để tránh nhầm lẫn khi lắp ráp .
2.2.2. Hệ thống treo MacPherson
* Đặc điểm:
Hệ treo trước là hệ thống treo độc lập kiểu MacPherson được sử dụng rất nhiều trên các dòng xe du lịch, xe thể thao hiện nay.
Cấu tạo của hệ thống treo MacPherson được thể hiện trên hình 2.6.
* Mối quan hệ động học của hệ treo MacPherson:
Trong hệ thống treo nói chung, và hệ treo của cầu dẫn hướng nói riêng các góc đặt bánh xe có một ý nghĩa vô cùng quan trọng. Chúng phải đảm bảo cho việc điều khiển nhẹ nhàng, chính xác, không gây lực cản lớn cũng như làm mòn lốp quá nhanh.
2.2.4. Hệ thống treo đòn dọc có thanh ngang liên kết.
Hệ treo này xuất hiện trên xe con vào những năm 70 cùng với sự hoàn thiện kết cấu cho các xe có động cơ và cầu trước chủ động. Theo cấu trúc của nó có thể phân chia thành loại treo nửa độc lập và treo nửa phụ thuộc. Theo khả năng làm việc của hệ treo, tuỳ thuộc vào độ cứng vững của đòn liên kết mà có thể xếp là loại phụ thuộc hay độc lập.
2.2.5. Hệ thống treo đòn chéo.
Hệ thống treo trên đòn chéo là cấu trúc mang tính trung gian giữa hệ treo đòn ngang và hệ treo đòn dọc. Bởi vậy sử dụng hệ treo này cho ta tận dụng được ưu điển của hai hệ treo trên và khắc phục được một số nhược điểm của chúng. Đặc điểm của hệ treo này là đòn đỡ bánh xe quay trên đường trục chéo và tạo nên đòn chéo trên bánh xe. Trong hệ treo đòn chéo (hình 2.12) chi tiết đàn hồi phần lớn là lò xo xoắn ốc. Các loại lò xo này có thể là dạng trụ hoặc dạng xếp. Loại lò xo xếp có ưu điểm là gọn, hành trình làm việc lớn.
2.3. BỘ PHẬN GIẢM CHẤN
2.3.1. Kết cấu phần tử giảm chấn tác đông hai chiều hai lớp vỏ
Khi ôtô bị xóc do mặt đường gồ ghề, các lò xo của hệ thống treo sẽ hấp thu các chấn động đó. Tuy nhiên, vì lò xo có đặc tính tiếp tục dao động, và vì phải sau một thời gian dài thì dao động này mới tắt nên xe chạy không êm. Nhiệm vụ của bộ giảm chấn là hấp thu dao động này. Bộ giảm chấn không những cải thiện độ êm dịu chuyển động của xe mà còn giúp cho lốp xe bám đường tốt hơn và điều khiển xe ổn định hơn.
* Kết cấu của giảm chấn
Cầu tạo chung của giảm chấn gồm một ống xi lanh và một pittông. Trên thân pittông có làm các lỗ nhỏ để thông hai khoang ở hai phía pittông với nhau. Trong các khoang chứa của xi lanh người ta đổ dầu đặc biệt gọi là dầu giảm chấn. Trong hệ thống treo một đầu của vỏ xi lanh được nối với phần không được treo (cầu ôtô), một đầu của cần pittông được nối với phần được treo (thân ôtô).
- Nguyên lý hoạt động của giảm chấn ống thủy lực tác dụng 2 chiều: Hoạt động ở 2 trạng thái nén và trạng thái trả. Trong đó có nén mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ.
+ Hành trình nén:
Nén mạnh: Lúc này khung xe và cầu xe tiến lại gần nhau Piston đi xuống. Tốc độ chuyển động của cần piston cao. Khi piston chuyển động xuống, áp suất trong buồng A(dưới piston) sẽ tăng cao.
Nén nhẹ: Lúc này khung xe và cầu xe tiến lại gần nhau Piston đi xuống. Tốc độ chuyển động của cần piston thấp. Nếu tốc độ của cần piston rất thấp thì van một chiều của van piston và van lá của van đáy sẽ không mở vì áp suất trong buồng A nhỏ.
+ Hành trình trả:
Trả mạnh: Lúc này khung xe và cầu xe rời xa nhau, piston di chuyển lên trên. Tốc độ chuyển động của cần piston cao. Khi piston chuyển động lên, áp suất trong buồng B sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van lá (của van piston) và chảy vào buồng A.
Trả nhẹ: Lúc này khung xe và cầu xe rời xa nhau, piston di chuyển lên trên. Tốc độ chuyển động của cần piston thấp. Khi cán piston chuyển động với tốc độ thấp, cả van lá và van một chiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B thấp.
2.3.2. Giảm chấn một lớp vỏ tác dụng hai chiều
Hình 2.16 Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống thuỷ lực một lớp vỏ có tác dụng hai chiều.
* Nguyên lý làm việc :
Trong giảm chấn một lớp vỏ không còn bù dầu nữa mà thay thế chức năng của nó là buồng II chứa khí nén có P = 2,5.106 N/mm2 đây là sự khác nhau giữa giảm chấn một lớp vỏ và hai lớp vỏ
* So sánh giữa hai loại giảm chấn :
So sánh với loại giảm chấn hai lớp vỏ, giảm chấn một lớp vỏ có ưu điểm sau:
- Khi có cùng đường kính ngoài, đường kính của cần piston có thể làm lớn hơn mà sự biến động tương đối của áp suất chất lỏng sẽ nhỏ hơn.
- Điều kiện toả nhiệt tốt hơn.
- Ở nhiệt độ thấp ( Vùng băng giá ) giảm chấn không bị bó kẹt ở những hành trình đầu tiên.
2.4. KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO TRƯỚC ÔTÔ DU LỊCH KIỂU MACPHERSON
2.4.1. Cấu tạo hệ thống treo trước xe ôtô du lịch ( MacPherson )
Cấu tạo của hệ thống treo này gồm : Một đòn ngang dưới 5 (có đặt cơ cấu điều chỉnh), đầu trong liên kết với khung bằng khớp trụ, đầu ngoài nối với trục ngõng bằng khớp cầu, đầu trên giảm chấn liên kết với khung vỏ. Giảm chấn đóng vai trò là một trụ xoay dẫn hướng của bánh xe.
2.4.2. Kết cấu các phần tử của hệ thống treo trước.
a. Kết cấu phần tử đàn hồi.
Trong hệ treo trước của ôtô du lịch phần tử đàn hồi là lò xo trụ. Lò xo được lồng ngoài giảm chấn để hệ treo được gọn hơn. Nó được đặt lệch khỏi đường tâm của bộ giảm chấn, sao cho các phản lực a và b xuất hiện theo chiều ngược lại các lực A và B (hình 2.9). Điều này giải quyết được vấn đề khi đó bộ giảm chấn có tác dụng như một bộ phận của hệ liên kết treo, chịu tải trọng thẳng đứng đảm bảo kết cấu vững chắc.
b. Phần tử giảm chấn
Giảm chấn ống thủy lực tác dụng 2 chiều hai lớp vỏ trình bày như ở trên
c. Thanh cân bằng
Ngoài ra trong hệ treo này để giảm bớt biến dạng ở một phía và để tăng khả năng chống lật của xe người ta còn dùng thêm thanh cân bằng. Đây là một thanh xoắn có hình chữ U, phần giữa thường được bắt lỏng vào khung xe nhờ các miếng cao su, hai đầu được nối mềm với thanh liên kết của hệ treo hai bên bánh xe.
e. Các bộ phận khác
- Đòn ngang
Đòn ngang một đầu trong liên kết với khung bằng khớp trụ, đầu ngoài nối với giá moay ơ bằng khớp cầu (rô tuyn trụ đứng).
- Giá bi moay ơ
Kết cấu của giá bi moay ơ như hình dưới.
2.5. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG TREO SAU Ô TÔ DU LỊCH
Treo sau trên ôtô là hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là nhíp lá được trình bày như nội dung sau.
2.5.1. Cấu tạo của hệ thống treo sau
Cấu tạo hệ thống treo sau gồm phần tử đàn hồi lá nhíp đồng thời làm luôn bộ phận dẫn hướng. Trong quá trình biến dạng chiều dài của nhíp thay đổi nên hai tai nhíp bắt lên dầm có một đầu trước cố định, đầu sau có thể di động được. Và giảm chấn 3 đặt nghiêng một góc 450, đầu trên được bắt dầm ngang, đầu dưới được bắt với đế kẹp bó nhíp (hình 2.11).
2.5.2. Ưu, nhược điểm của hệ thống treo sau
Vì là hệ treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lá nhíp nên ô tô APV đều mang những ưu và nhược điểm của hệ thống treo dạng này,
+ Ưu điểm: Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy không sảy ra mòn lốp nhanh;
+ Nhược điểm: Khối lượng phần không treo lớn. Khi xe chuyển động trên địa hình không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên va đập giữa phần treo và phần không treo làm giảm độ êm dịu khi chuyển động, mặt khác bánh xe va đập mạnh xuống nền đường làm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đường; Khoảng không gian phía dưới gầm xe lớn để đảm bảo cho dầm cầu thay đổi vị trí, do vậy chiều cao trọng tâm xe sẽ lớn hoặc giảm bớt thể tích của khoang chứa hàng phía sau xe;
2.6.XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG TREO
Hiện nay trên thị trường trong nước và thế giới đang sử dụng nhiều loại hệ thống treo rất đa dạng và phong phú , với đủ kiểu mẫu và chủng loại .Nhưng đối với ôtô con hiện đại ngày nay người ta thường hay sử dụng các loại hệ thống treo độc lập như
- Hệ thống treo hai đòn ngang
- Hệ thống treo Mc.Pherson
- Hệ thống treo đòn dọc
- Hệ thống treo đòn dọc có thanh liên kết
CHƯƠNG 3
KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG ÔTÔ
3.1. GIỚI THIỆU ÔTÔ DU LỊCH MINIVAN AVP
Suzuki là hãng xe lớn của Nhật xuất hiện tại Việt Nam rất lâu với các dòng xe máy, nổi tiếng vơi những mẫu xe đua thể thao, còn ô tô của hãng Suzuki mới có mặt trên thị trường vài năm gần đây. Suzuki có các dòng xe thông dụng : Minivan APV, Super Cary, Window Van, Blind Van, Vitara và Swift. Với kiểu dáng vuông vắn độc đáo, nội thất rộng rãi với 8 chỗ ngồi.
APV mới vẫn gồm hai phiên bản GL và GLX. Động cơ giữ nguyên với kiểu I4, dung tích 1,6 lít công suất 91 mã lực tại vòng tua 5.750 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 127 Nm. Để đáp ứng tiêu chuẩn Euro 2 và giảm lượng khí thải, Suzuki áp dụng hệ thống tuần hoàn khí thải EGR.
3.1.1. Hình dáng kích thước bao xe Minivan APV.
Hình dáng kỹ thuật của xe Minivan APV được mô tả như hình 3.1.
3.1.2. Các thông số kĩ thuật của xe Minivan APV
Các thông số kĩ thuật của hệ thống treo được lấy trên cơ sở thông số kỹ thuật của xe APV như bảng 3.1.
3.2. Chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động
3.2.1. Chỉ tiêu về tần số
Con người từ nhỏ đã có quen với nhịp điệu bước đi (dao động). Tuy nhiên mỗi người có vóc dáng, thói quen khác nhau nên bước đi có khác nhau nhưng thường thì họ thực hiện được khoảng 60¸90 bước/phút, tương ứng từ 1¸1,5Hz.
- n = 60 - 85 lần /phút đối với xe du lịch.
- n = 100 -120 lần /phút đối với xe vận tải.
3.2.2. Chỉ tiêu về gia tốc dao động
Xác định dựa trên cơ sở trị số của bình phương trung bình gia tốc theo các phương X, Y, Z là: , , . Cụ thể theo :
£ 2,5 (m.s-2) ; £ 0,7 (m.s-2) ; £ 1,0 (m.s-2)
2.3.4. Đánh giá cảm giác theo công suất dao động
Ở đây, nếu coi thứ nguyên của gia tốc là (m.s-2) thì thứ nguyên của công suất dao động sẽ là (W). Số liệu thực nghiệm theo trị số cho phép [Nc] có những giá trị sau đây.
- [Nc] = 0,2 ¸ 0,3 (W) - tương ứng với cảm giác thoải mái.
- [Nc] = 6 ¸ 10 (W) - là giới hạn cho phép đối với ôtô có tính năng thông qua cao.
3.2.5. Chỉ tiêu về an toàn chuyển động và tải trọng tác dụng xuống đường
Theo quan điểm về an toàn chuyển động (tính điều khiển) và tải trọng tác dụng xuống nền đường thì giá trị lực tác dụng thẳng đứng giữa bánh xe với đường là thông số quan trọng để đánh giá. Khi ôtô chuyển động trên đường có biên dạng mang tính ngẫu nhiên thì dáng điệu của tải trọng thẳng đứng của bánh xe Rk(t) cũng mang tính ngẫu nhiên.
3.3. Khảo sát dao động hệ thống treo bị động ôtô ở mô hình 1/2
Trong mục này sẽ khảo sát dao động ôtô lần lượt theo trình tự sau:
- Đưa ra các giả thiết khảo sát.
- Tính toán các thông số cơ bản của hệ dao động.
- Thiết lập hệ phương trình vi phân.
- Giải hệ phương trình và xây dựng các đường đặc tính TSBĐ.
- Xét ảnh hưởng của các thông số tới độ êm dịu chuyển động của hệ thống treo bị động.
3.3.1. Chọn mô hình khảo sát
Dao động của một vật rắn trong không gian có 6 bậc tự do: 3 bậc tự do tịnh tiến theo các trục: X, Y, Z và 3 bậc tự do quay quanh các trục đó. Tuy nhiên trong thực tế khảo sát dao động của ôtô người ta thấy thường chỉ có hai dao động có tác động lớn nhất đến con người và hàng hoá trên xe, là dao động tịnh tiến theo phương thẳng đứng Z và dao động góc j quanh trục Y.
Ta có:
a, b. Khoảng cách từ trọng tâm xe đến tâm cầu trước và tâm cầu sau.
L. Chiều dài cơ sở của xe.
z. Chuyển dịch thẳng đứng của trọng tâm thân xe theo trục Z.
j- Chuyển dịch góc của thân xe quanh trục Y.
x1, x2. Chuyển dịch của khối lượng phần không treo.
q1, q2. Mấp mô mặt đường tại điểm tiếp xúc bánh trước và bánh sau.
3.3.2. Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống treo
Trước hết ta cần tính toán xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo như: Tần số dao động riêng của khối lượng treo, tần số dao động riêng của khối lượng không treo, hệ số cản dao động của thân xe cũng như hành trình tĩnh, hành trình động của bánh xe.
Thì hệ phương trình (3.21) sẽ được viết lại:
a11.Z(p) + a12. j(p) + a13.x1(p) + a14.x2(p) = 0;
a21.Z(p) + a22. j(p) + a23.x1(p) + a24.x2(p) = 0; (3.22)
a31.Z(p) + a32. j(p) + a33.x1(p) + a34.x2(p) = w012. q1(p);
a41.Z(p) + a42. j(p) + a43.x1(p) + a44.x2(p) = w022.q2(p);
Lấy 2 vế của hệ (3.8) chia cho q1(p), ta được hệ pt có ẩn là các hàm truyền:
a11.Wz(p) + a12.Wj(p) + a13.Wx1(p) + a14.Wx1(p) = 0;
a21.Wz(p) + a22.Wj(p) + a23.Wx1(p) + a24.Wx2(p) = 0; (3.9)
a31.Wz(p) + a32.Wj(p) + a33.Wx1(p) + a34.Wx2(p) = w012;
a41.Wz(p) + a42.Wj(p)+ a43.Wx1(p) + a44.Wx2(p)= w022.q2(p)/q1(p);
Khi khảo sát dao động ôtô, người ta thường có thể đơn giản hoá bằng cách khi chỉ cần khảo sát chuyển dịch thẳng đứng của những điểm trên xe tương ứng trên trục cầu trước và trục cầu sau, khi đó chúng ta có thể mô tả toán học theo các tọa độ z1, z2.
Khi khảo sát dao động của ô tô theo các tọa độ suy rộng . Sau khi thực hiện biến đổi Laplace cho các ẩn của hệ (3.24), tiếp đó chia 2 vế của các phương trình trong hệ cho q1(p) và đặt các hệ số như sau:
a11= (M1.p2 + k1.p + c1); a12= M3
a13 = - (k1..p + c1) ; a14 = 0
a21= M3; a22= (M2.p2 + k2.p + c2)
a23 = 0 ; a24 = - (k2..p + c2)
a31= – (K1.p + c1 ) ; a32= 0
a33 = (m1.p2 + k1.p + c1+cL1) ; a34 = 0
a41= 0 ; a42= – (k2.p + c2 )
a43 = 0 ; a44 = m2.p2 + k2.p + (cP2+cL2)
Ta chọn kích động động học có dạng hàm điều hòa:
q1 = q0.sin(wt); q2 = q0.sin[w(t-L/V)]
Để xác định đặc tính truyền từ mặt đường tới một điểm A bất kỳ trên xe có toạ độ x (tính từ trọng tâm xe), ta xác định như sau:
WA = Wz+x.Wj = (C1+x.C2) + j. (D1+x.D2) (3.26)
Khi cần thiết xác định các đặc tính biến dạng của các phần tử đàn hồi, ta cũng làm tương tự, ví dụ để xác định đặc tính biến dạng của nhíp trước và nhíp sau ta có:
WZtd1 = Wx1 - WZ1 = C3+j.D3 - (C1+a.C2) - j. (D1+a.D2)
WZtd2 = Wx2 - WZ2 = C4+j.D4 - (C1+b.C2) - j. (D1+b.D2) (3.27)
Cũng tiến hành giải tương tự như các trường hợp trên, ta thu được các đặc tính tần số biên độ. Trong chương trình tính toán, cũng giải bài toán phẳng dao động liên kết cho cả hai trường hợp: Không xét đến dao động góc dọc và có xét đến dao động góc dọc.
3.4. Ảnh hưởng của các thông số tới độ êm dịu chuyển động ở hệ thống treo.
Nghiên cứu dao động của ô tô mục đích cuối cùng là nhằm xác định các thông số hợp lý của hệ thống tạo sơ sở cho việc thiết kế, cải tiến các phần tử của hệ thống treo cũng như bố trí kết cấu chung của xe ô tô một cách hợp lý.
Các thông số và các yếu tố có ảnh hưởng tới đặc tính dao động của ô tô có thể chia thành 3 nhóm:
- Nhóm có thông số kết cấu: kích thước, trọng lượng, độ cứng nhíp, cản giảm chấn...
- Nhóm các thông số về vận hành, sử dụng: Vận tốc, điều khiển ....
- Nhóm các thông số về đường
3.4.1.Ảnh hưởng của độ cứng nhíp
Bộ phận chính của hệ thống treo là phần tử đàn hồi. Kết cấu phổ biến nhất hiện nay sử dụng phần tử đàn hồi là nhíp lá, lo xo và thanh xoắn. Hiện nay, một số loại xe còn sử dụng phần tử đàn hồi dạng khí nén. Trong phần này không xét đặc tính riêng của nhíp mà xét là sự ảnh hưởng của độ cứng của phần tử đàn hồi (nhíp) đến dao động của hệ. Để nghiên cứu ta khảo sát đặc tính tần số biên độ qua việc thay đổi độ cứng của nhíp (c) theo các giá trị khác từ đó đánh giá sự ảnh hưởng tới . Các đặc tính biên độ được thể hiện trên hình với các giá trị độ cứng khác nhau: độ thay đổi Dc=20 (N/mm)
Nhận xét:
* Ảnh hưởng của độ cứng nhíp đến (z1-x1)/q
* Ảnh hưởng của độ cứng nhíp đến chuyển dịch của lốp (z1-x1)/q
3.4.2. Ảnh hưởng của hệ số giảm chấn k
Dao động của xe được dập tắt bởi các lực cản dạng ma sát khác nhau của hệ thống treo. Thưòng trong hệ thống treo, ma sát xuất hiện ở phần tử giảm chấn, phần tử đàn hồi hoặc trong các khớp của đòn treo, dẫn động lái và lốp. ở đây ta xét ảnh hưởng của k đến dao động xe, k thay đổi trong khoảng biến thiên Dk = 1000 (N/m)
Nhận xét:
- Ảnh hưởng của k đến (z1-x1)/q
* Ảnh hưởng của k đến z1''/q0
* Ảnh hưởng của k đến (x1-q1)/q
CHƯƠNG 4
HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO ÔTÔ DU LỊCH
4.1. NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN XE DU LỊCH
4.1.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác, sử dụng xe
Trong quá trình khai thác sử dụng xe, người lái xe là người trực tiếp kiểm tra, đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống treo, cũng như tiến hành các công việc bảo dưỡng thường xuyên đối với toàn bộ xe nói chung và với hệ thống treo nói riêng để đảm bảo hệ thống treo làm việc ổn định, tin cậy và bền lâu.
4.1.2. Những vấn đề trong quá trình bảo dưỡng định kỳ
Bảo dưỡng định kỳ được thực hiện sau một khoảng hành trình hoạt động nhất định của xe bởi các kỹ thuật viên tại các trạm sửa chữa bảo dưỡng, nhằm kiểm tra, bảo dưỡng các cụm cơ cấu trên xe nói chung và hệ thống treo nói riêng, phát hiện kịp thời những hư hỏng hay những biến xấu của các chi tiết có thể dẫn tới hư hỏng hoặc giảm hiệu quả làm việc của xe.
4.2. MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG TREO ÔTÔ DU LỊCH VÀ CÁCH KHẮC PHỤC
Bảng các hiện tượng hư hỏng và cách khắc phục như bảng 4.1.
4.3. CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG TREO
Hệ thống treo được chuẩn đoán thông qua những biểu hiện chung khi xác định toàn xe.
Bằng mắt quan sát:
- Thấy các hiện tượng dập vỡ ụ cao su, nứt lá nhíp, lò xo…. Sự chảy dầu giảm chấn…
- Mài mòn lốp do sai lệch các thông số cấu trúc
Kiểm tra qua đi thử xe:
- Khi xe tăng tốc hay khi phanh có tiếng ồn khu vực hệ thống treo, chiều cao thân xe giảm.Kiểm tra bộ phận đàn hồi, có thể do bộ phận đàn hồi có độ cứng giảm (có thể do nứt vỡ lá nhíp, lò xo) điều này dẫn tới tăng gia tốc dao động thân xe. Kiểm tra ụ tăng cứng, ụ tỳ hạn chế hành trình, do vỡ các ụ này mà gây va đập, tăng độ ồn trong hệ thống treo. Làm xấu sự êm dịu khi xe đi trên đường xấu.
4.4. SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO
4.4.1. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo trước
a. Quy trình tháo toàn bộ hệ thống treo trước
1. Tháo bánh xe.
2. Tháo rời đòn ngang hình 4.1:
- Tháo 2 đai ốc 7 và đệm, lực xiết 50 N.m.
- Tháo tấm kẹp 6, tháo đai ốc 5 bắt đầu ngoài đòn ngang với trục ngõng xoay, lực xiết 53 N.m.
5. Tháo 3 đai ốc đỉnh giảm chấn, lực xiết 25 N.m.
6. Tháo rời giảm chấn:
- Kẹp giảm chấn lên ê tô ở vị trí tai dưới, kéo thanh đẩy piston lên trên, sau đó tháo đai ốc đỉnh với lực xiết 82 N.m (hình 4.3).
- Lấy xylanh ra, xả hết dầu khỏi giảm chấn.
- Kẹp giảm chấn lên ê tô ở vị trí tai trên, tháo đai ốc piston. Tháo quả nén cùng các van, đệm dẫn hướng.
- Tất cả các chi tiết được rửa sạch bằng xăng hoặc dầu hỏa, thổi khô và kiểm tra cẩn thận tình trạng kỹ thuật để sửa chữa và thay thế, khi kiểm tra các chi tiết của cụm van cần chú ý kiểm tra tình trạng các mép van .
b. Quy trình lắp toàn bộ hệ treo trước
Quy trình lắp ráp được tiến hành theo thứ tự ngược lại, nhưng cần chú ý những điểm sau.
- Các đệm mới trước khi lắp phải được bôi một lớp chất công tác.
- Các đệm cao su của cần đẩy lắp sao cho đúng bề mặt. Trước khi lắp bôi lớp chất lỏng công tác.
- Xylanh công tác sau khi đã lắp cụm van nén được đặt vào bầu dầu, sau đó đổ chất lỏng công tác là 0.87 lít.
4.4.2. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo sau
a. Quy trình tháo hệ thống treo sau
Quy trình tháo toàn bộ hệ treo sau được tiến hành theo trình tự sau.
1. Tháo hai ê cu hai đầu giảm chấn với lực xiết 45 Nm (hình 4.6).
4. Tháo bánh xe và tháo kẹp dây phanh (hình 4.10).
5. Tháo 4 ê cu đầu bu lông chữ U để tháo rời tấm kẹp lá nhíp.
8. Tháo đầu trước bó nhíp (hình 4.14).
b. Quy trình lắp hệ thống treo sau
Quy trình lắp hệ thống treo sau được tiến hành ngược lại, nhưng phải lưu ý những vấn đề sau:
- Thay mới tất cả các núm cao su, bạc cao su.
- Thay thế mới các lá nhíp bị nứt, vỡ hoặc toàn bộ bó nhíp nếu độ võng quá độ võn cho phép.
KẾT LUẬN
Hệ thống treo là một bộ phận quan trọng của xe, chất lượng của hệ thống ảnh hưởng lớn đến chất lượng hoạt động của xe vì nó phải đảm bảo khả năng êm dịu, an toàn cho người và trang thiết bị, hàng hóa trên xe khi xe vận hành trên các loại địa hình khác nhau. Như vậy hệ thống treo có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng làm việc của xe.
Cùng với sự phát triển của công nghiệp chế tạo ô tô, hệ thống treo của ô tô ngày càng được hoàn thiện hơn trên cơ sở của các xe đã sản xuất từ trước, để thỏa mãn yêu cầu ngày càng cao của xe về tốc độ, độ tin cậy, an toàn, tính êm dịu…. Trên cơ sở đó việc nghiên cứu, khai thác những xe đã và đang sử dụng có ý nghĩa rất lớn trong việc nâng cao tính năng, hoạt động của xe, khai thác, bảo dưỡng xe được tốt, phục vụ ngày càng tốt hơn vào quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, nên không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý của các Thầy giáo cùng các bạn để giúp em nâng cao trình độ chuyên môn của mình.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn: TS………….. và toàn thể các thầy giáo trong Bộ môn ô tô quân sự đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập.
Lý thuyết Ôtô quân sự - HVKTQS – 2002.
2. Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập.
Cấu tạo ôtô quân sự tập 1, 2 - Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1995
3. Lập trình MATLAB và ứng dụng – Ebook.
4. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên.
Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (Tập II) NXB ĐH&THCN- 1971.
5. Nguyễn Khắc Trai.
Kỹ thuật chẩn đoán ô tô - NXB Giao thông vận tải.
6. Ngô Hắc Hùng.
Chẩn đoán và bảo dưỡng kỹ thuật ô tô – NXB Giao thông vận tải.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"