MỤC LỤC

Mục lục

Lời nói đầu................................................................................................... 3

Chương 1. Giới thiệu chung về ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan                  5

1.1. Giới thiệu chung và lịch sử phát triển Hyundai Elantra 2015................ 8

1.2. Hình dáng, thông số kỹ thuật ô tô 5 chỗ dòng Sedan........................... 8

1.2.1. Hình dáng, kích thước bên ngoài xe........................................... 8

1.2.2. Thông số kỹ thuật ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan                        9

Chương 2. Phân tích kết cấu hệ thống treo ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan 13

2.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu hệ thống treo.................................. 12

2.2.1. Công dụng của hệ thống treo.................................................... 13

2.2.2. Cấu tạo hệ thống treo............................................................... 13

2.2. Phân tích kết cấu một số hệ thống treo điển hình trên ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan     15

2.2.1. Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang với phần tử đàn hồi lò xo  15

2.2.2.Hệ thống treo một đòn ngang và trục dẫn hướng là giảm chấn với phần tử đàn hồi lò xo................17

2.2.3. Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi thanh xoắn…………....18

2.2.4. Hệ thống treo độc lập phần tử đàn hồi khí nén………………...….19

2.2.5. Thanh ổn định……………………………………………………..20

2.2.6. Phần tử giảm chấn…………………………………………………21

Chương 3. Tính toán dao động ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan............... 26

3.1. Xây dựng đặc tính tần số biên độ dao động......................................... 26

3.1.1. Chọn mô hình động lực học……………………………………….26

3.1.2. Tính toán các thống số cơ bản của hệ dao động…………………..27

3.2. Giải bài toán dao động........................................................................ 27

3.2.1. Phương pháp giải bài toán dao động.......................................... 27

3.2.2. Xây dựng đặc tính tần số biên độ.............................................. 28

3.3. Tính toán dao động ô tô xét trên mô hình dao động ¼ xe................... 29

3.4. Xét các số liệu cụ thể.......................................................................... 31

3.4.1. Các thông số kỹ thuật của xe Hyundai Elantra 2015................. 31

3.4.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo trước................ 31

3.4.3. Các thống số hình học của hệ thống treo trước……………………34

3.4.4. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo sau……………..34

Chương 4. Hướng dẫn khai thác hệ thống treo ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan        36

4.1. Một số lưu ý khi sử dụng và tiêu chuẩn hệ thống treo........................ 36

4.1.1. Tiêu chuẩn về độ ồn................................................................. 36

4.1.2. Tiêu chuẩn về độ bám đường của ECE..................................... 38

4.2. Những vấn đề trong khai thác, sử dụng và bảo dưỡng hệ thống treo ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan........... 39

4.2.1. Bảo dưỡng trong quá trình khai thác, sử dụng xe...................... 39

4.2.2. Bảo dưỡng định kỳ................................................................... 40

4.2.3. Bảo dưỡng cấp 1…………………………………………………..41

4.2.4. Bảo dưỡng cấp 2…………………………………………………..42

4.3. Một số hư hỏng thường gặp của hệ thống treo ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan và cách khắc phục............... 43

Kết luận...................................................................................................... 46

Tài liệu tham khảo..................................................................................... 47

LỜI NÓI ĐẦU

   Sự phát triển của công nghệ cao cùng với sự cải tiến không ngừng của khoa học kỹ thuật tạo điều kiện cho ngành công nghiệp chế tạo ô tô trên thế giới ngày này càng được hoàn thiện, cải tiến và nâng cao.Cụ thể ở nước ta, số lượng nhà máy lắp ráp ô tô tăng nhanh, đến nay đã đạt mức trên 400 doanh nghiệp có quy mô vừa và nhỏ. Đi cùng với hệ thống giao thông phát triển với các dự án đường cao tốc phục vụ nhu cầu vận chuyển ngày càng tăng cả về người và hàng hóa. Qua đó, vấn đề đáp ứng những mục tiêu chủ yếu về tiện nghi trên xe, tốc độ, tính năng thông qua của xe, đảm bảo sử dụng thuận tiện, nhẹ nhàng và chính xác về tính kinh tế cao nhất ngày càng được chú trọng. Quan trọng hơn hết là khả năng nắm vững và làm chủ công nghệ cũng như phương án thiết kế các hệ thống, một trong số đó là hệ thống treo.

   Hệ thống treo trên ô tô là một bộ phận quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng điều khiển của người lái, tính ổn định và đảm bảo độ êm dịu cho các thiết bị trên ô tô cũng như các hành khách có thể hoạt động bình thường. Ổn định chuyển động khi ở tốc độ cao, quay vòng, qua các địa hình phức tạp là một chức năng quan trọng của hệ thống. Vì vậy hệ thống treo ngày càng được cải tiến và hoàn thiện và cần đi sâu nghiên cứu để nâng sao tính hiệu quả và phát huy tốt tính năng kỹ thuật của ô tô, đồng thời đảm bảo tính êm dịu và an toàn cho người lái.

   Hiện nay ở nước ta phương tiện giao thông bằng ô tô được sử dụng phổ biến, đa dạng chủng loại phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong đó, lĩnh vực vận chuyển hành khách đi cùng với ngành du lịch ngày càng phát triển với sự góp mặt của các dòng ô tô khác nhau như Sedan, SUV, Hatchback,.... Điển hình trong số đó là ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan với sự đầu tư của các hãng lớn với các phân khúc và mẫu mã đa dạng. Chính vì vậy “Khai thác hệ thống treo ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan” là vô cùng cần thiết giúp ta dễ dàng làm chủ công nghệ thiết kế cũng như phục vụ cho sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô của nước ta. Qua đây đồ ánsẽ phân tích kết cấu hệ thống treo trên ô tô đồng thời tìm hiểu cách khai thác hệ thống hiệu quả nhằm đạt hiệu quả hoạt động cao, tính kinh tế cũng như độ êm dịu, an toàn cần thiết trong quá trình sử dụng xe cũng như trong quá trình lưu thông.

   Với đề tài nêu trên, đồ án xin được tập trung vào 4 nội dung chính sau. Chương thứ nhấtcho ta có cái nhìn tổng quát về xe qua những giới thiệu chung về xe như lịch sử phát triển các thông số kỹ thuật và các ô tô phổ biển của dòng xe Sedan 5 chỗ. Chương thứ hai ta đi sâu vào phân tích kết cấu của các loại hệ thống treo hiện nay trên các loại xe du lịch 5 chỗ. Qua việc phân tích công dụng, cấu tạo chung cũng như kết cấu các loại hệ thống treo phổ biến giúp ta đánh giá ưu - nhược điểm cụ thể phụ vụ cho quá trình lưu thông cũng như khai thác sau này. Chương thứ ba của đồ án ta tập trung vào khâu tính toán dao động của xe trong quá trình lưu thông và sử dụng. Nhờ đó, ta có thể đánh giá chính xác hệ thống nhằm đảm bảo độ êm dịu, thoải mái cho người lái trong quá trình sử dụng.Chương thứ tư có mục đích chính là hướng dẫn khai thác, giải quyết các vấn đề để hệ thống đạt hiệu quả tối ưu cũng như độ bền, độ êm dịu và tính kinh tế trong quá trình hoạt động.

Chương 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ DU LỊCH 5 CHỖ DÒNG SEDAN

1.1. Giới thiệu chung và lịch sử phát triển ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan

Ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan là một loại xe chở khách mà thân xe đại thể chia làm ba khoang: khoang động cơ, khoang hành khách và khoang hành lý. Khoang hành khách thường gồm hai dãy ghế. Khoang động cơ thường ở phía trước còn khoang hành lý thường ở phía sau.

Ô tô dòngSedan là phương tiện gia đình nhỏ gọn, là sự kết hợp giữa tính đa dụng và sự tiện nghi và độ cơ động cao. Ngày nay với sự cạnh tranh của các hãng ô tô lớn thì không chỉ các hệ thống trên xe mà nội thất với các dãy ghế ngồi cũng ngày càng đem lại sự thoải mái, thích ứng với mọi nhu cầu khác nhau của hành khách và hành lý mang theo. Điều này đã nâng sự tiện nghi giúp phù hợp hơn trong nhiều mục đích sử dụng khác nhau.

1.2. Hình dáng, thông số kỹ thuật ô tô 5 chỗ dòng Sedan

1.2.1. Hình dáng bên ngoài xe

 Ô tô 5 chỗ dòng Sedan có nhiều mẫu mã, phân khúc cũng như kích thước khác nhau, dưới đây là ví dụ về Toyota Vios 2015 – dòng Sedan hạng B phổ biến ở nước ta hiện nay.

1.2.2. Thông số kỹ thuật ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan

Để tiện việc tìm hiểu và so sánh đồng thời đáp ứng giới hạn đồ án, dưới đây là thông số về kích thước và kỹ thuật của một vài ô tô 5 chỗ dòng Sedan phổ biến trên thị trường hiện nay. 

Thông số kỹ thuật một số loại ô tô 5 chỗ dòng Sedan như bảng 1.1.

Nhận xét: Trên đây là toàn bộ nội dung Chương thứ nhất của đồ án, trong phạm vi đồ án chỉ có thể giới thiệu một số dòng xe tiêu biểu cho dòng Sedan 5 chỗ đang lưu thông hiện nay. 

Chương 2

PHÂN TÍCH  KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO Ô TÔ DU LỊCH 5 CHỖ DÒNG SEDAN

2.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu hệ thống treo

2.1.1. Công dụng của hệ thống treo

Hệ thống treo là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây:

Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết giữa khối lượng treo và khối lượng không được treo để đảm bảo độ êm dịu chuyển động và an toàn chuyển động trên cơ sở tạo các dao động của thân xe và các bánh xe theo ý muốn đồng thời giảm các tải trọng va đập cho xe khi chuyển động trên địa hình không bằng phẳng. Ngoài ra hệ thống treo còn được dùng để truyền lực và mô men tác động giữa các bánh xe và khung xe (vỏ xe).

2.1.2. Cấu tạo hệ thống treo

Hệ thống treo hoàn chỉnh gồm 4 phần tử chính với những chức năng riêng biệt như sau :

+ Phần tử hướng: xác định chuyển động của bánh xe với khung và vỏ xe cũng như tiếp nhận và truyền lực mômen giữa bánh xe và khung, vỏ xe.

+ Phần tử đàn hồi: truyền lực thẳng đứng từ mặt đường lên khối lượng treo, làm giảm các tải trọng động, đồng thời đảm bảo độ êm dịu cho xe khi chuyên động bằng cách biến tần số dao động cao thành tần số dao động thấp.

Đối với ô tô 5 chỗ dòng Sedan hiện nay, hệ thống treo độc lập được sử dụng phổ biến nhất. Đây là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bánh xe bên phải không có liên kết cứng với nhau, chúng chỉ được nối gián tiếp với nhau thông qua khung xe hoặc vỏ xe. 

Các phần tử cấu tạo nên hệ thống treo được sử dụng phổ biến trên các ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan hiện nay gồm có :         

+ Phần tử hướng: các cơ cấu tay đòn

+ Phần tử đàn hồi: lò xo, thanh xoắn, khí nén

2.2. Phân tích kết cấu một số hệ thống treo điển hình trên ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan

2.2.1. Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang (Hệ thống treo tay đòn kép) với phần tử đàn hồi lò xo

Kiểu hệ thống treo này được dùng phổ biến ở hệ thống treo trước của xe tải nhỏ, hệ thống treo trước và treo sau ở các ô tô du lịch. Hệ thống treo này hiện tại được sử dụng trên một số xe như Lexus 460, Audi R8, Toyota Innova,…

Ưu điểm phần tử đàn hồi lò xo:

+ Khối lượng nhỏ,tuổi thọ cao, giá thành rẻ.

+ Chế tạo đơn giản và không cần chăm sóc bảo dưỡng.

Nhược điểm : hệ thống treo này bắt buộc phải có phần tử dẫn hướng, phần tử giảm chấn và trong lò xo trụ không có ma sát.

2.2.2. Hệ thống treo trên một đòn ngang và trục dẫn hướng là giảm chấn với phần tử đàn hồi lò xo (Hệ thống treo MacPherson).

Hệ thống treo kiểu MacPherson hiện được dùng phổ biến nhất cho cầu trước các ô tô 5 chỗ dòng Sedan hiện nay. Ta có thể thấy sự xuất hiện của hệ thống treo đa dụng này ở hệ thống treo trước của một số xe như Toyota Vios, KIA Forte, Lifan 520, Toyota Camry,...

Hệ thống treo này được đặt theo tên của người đã phát minh ra nó - Earle S. MacPherson (1891 - 1960) - một kỹ sư ôtô người Mỹ gốc Scotland. Hệ thống treo MacPherson cấu tạo cơ bản gồm ba bộ phận: giảm chấn thủy lực, lò xo và cánh tay điều hướng. 

2.2.3. Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi thanh xoắn

Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi là thanh xoắn có phần tử đàn hồi dạng thanh xoắn trụ dài, chịu xoắn khi làm việc. Hệ thống được áp dụng trên một số ô tô vận tải lớn và trên một số ô tô connhư Toyota Vios, KIA Forte,…

Ưu điểm so với phần tử đàn hồi lò xo hoặc nhíp lá:

+ Thanh xoắn có khả năng dự trữ năng lượng lớn hơn.

+ Dễ bố trí trên xe

Nhược điểm: Cũng như hệ thống treo lò xo, hệ thống treo thanh xoắn cũng cần bộ phận giảm chấn và dẫn hướng.

Hệ thống khí nén có khả năng điều chỉnh độ cứng từng xylanh, đáp ứng độ nghiêng khung xe, độ cua, góc quay khi vào cua và góc độ vô lăng người lái đồng thơi độ cứng của các ống giảm xóc có thể thay đổi phù hợp yêu cầu địa hình.Đây là hệ thống thông minh, sử dụng những gối cao su chứa khí nén thay vì dùng lò xo xoắn thông thường, hoạt động dựa trên nguyên lý không khí có tính đàn hồi khi bị nén với sự hỗ trợ của cảm biến tốc độ và cảm biến độ cao của xe. 

2.2.5. Thanh ổn định

Ngoài ra trong hệ thống 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 ổn định. Đây là một thanh xoắn có hình chữ U, phần giữa thường được bắt lỏng vào khung xe, hai đầu được nối mềm với thanh giằng của hệ thống treo hai bên bánh xe. 

2.2.6. Phần tử giảm chấn

Giảm chấn là phần tửquan trọng trong hệ thống treo bảo đảm góp phần nâng cao an toàn chuyển động và độ em dịu chuyển động, đặc biệt là trong điều kiện đường xấu. Trên các xe hiện nay, giảm chấn được sử dụng phổ biến là giảm chấn thủy lực.

+ Giảm chấn kiểu đơn:

Cấu tạo: Trong xy lanh, buồng nạp khí và buồng chất lỏng được ngăn cách bằng một “pittông tự do” (nó có thể chuyển động lên xuống tự do)

Ưu điểm :

+ Tỏa nhiệt tốt do ống đơn tiếp xúc trực tiếp với không khí

+ Một đầu ống được nạp khí áp suất cao và hoàn toàn cách ly với chất lỏng nhờ pít-tông tự do. Kết cấu này đảm bảo trong quá trình vận hành sẽ không xuất hiện xâm thực và bọt khí, nhờ vậy mà có thể làm việc ổn định.

+ Giảm chấn kiểu ống kép:

Cấu tạo: Bên trong vỏ (ống ngoài) có một xy-lanh (ống nén), và trong xy-lanh có một pittông chuyển động lên xuống. Đầu dưới của cần pittông có một van để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra. Đáy xy-lanh có van đáy để tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn bị nén lại. 

+ Giai đoạn nén:

Khi xe đi qua chỗ xóc, bánh xe bị nẩy ngược lên cộng với trọng lực của xe đè xuống, tạo nên 1 xung lực nén giảm xóc lại. Lúc này, lực nén xuống của của Piston, làm giảm thể tích trong ống dầu, tạo áp suất đẩy ngược mở van tiết lưu mở số 1 ép dầu chạy qua van trên mặt piston tràn về phía trên của buồng dầu. 

+ Giai đoạn giãn:

Khi ống nhún bung lên quá trình diễn ra ngược lại, dầu từ buồng trên chạy qua van tiết lưu mở số 2 . Do chênh lệch áp suất bên trong khi trục piston rut ra khỏi buồng dầu nên van đáy số 2 mở ra hút dầu từ ngoài ống chân không vào trong buồng ống dầu. 

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG Ô TÔ DU LỊCH 5 CHỖ DÒNG SEDAN

3.1. Xây dựng đặc tính tần số biên độ dao động

3.1.1. Chọn mô hình động lực học.

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, đó là dao động tịnh tiến theo trục thẳng đứng z và dao động góc j quanh trục y. Vì những lý do đó, ta đ­ưa ra các giả thiết sau nhằm đơn giản hoá bài toán:

- Mô hình tính toán là mô hình phẳng. Có nghĩa là ôtô đ­ược giả thiết là đối xứng đối với trục dọc và xem độ mấp mô của biên dạng đ­ường ở hai bánh xe hai bên của một cầu là như­ nhau.

- Xét dao động thẳng đứng và dao động góc dọc trong mặt phẳng dọc của xe.

- Dao động của các phần tử trong hệ là tuyến tính.

- Bánh xe lăn không tr­ượt trên nền cứng tuyệt đối và luôn tiếp xúc với mặt đ­ường.

Ta sử dụng các ký hiệu ở trên cùng với những ký hiệu sau đây trong suốt quá trình tính toán:

a, b- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến tâm cầu trư­ớc và tâm cầu sau.

L- Chiều dài cơ sở của xe.

z₁- Chuyển dịch thẳng đứng của trọng tâm thân xe theo trục z.

j- Chuyển dịch góc của thân xe quanh trục y.

z₀- Chuyển dịch của khối l­ượng phần không treo.

q- Kích thích động học lên bánh tr­ước và bánh sau.

3.1.2. Tính toán các thông số cơ bản của hệ dao động.

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.

3.2. Giải bài toán dao động

3.2.1 Ph­ương pháp giải bài toán dao động

Để giải bài toán dao động, ta phải giải hệ ph­ương trình vi phân nhằm tìm l­ượng ra (chuyển dịch, vận tốc, gia tốc của các khối lư­ợng,...). Có nhiều phư­ơng pháp khác nhau để giải hệ ph­ương trình vi phân. Nh­ưng trong đồ án này, khi giải hệ ph­ương trình vi phân nhờ mô hình hoá bằng Simulink, ta chọn phư­ơng pháp Runge-Kutta bậc 5. 

3.2.2 Xây dựng đặc tính tần số biên độ

Như­ ở phần trên đã nói, để xây dựng các đặc tính tần số biên độ của các l­ượng ra, ta dùng toán tử Laplace, đ­a các ẩn của hệ phư­ơng trình vi phân về dạng hàm ảnh và biến đổi tiếp để đ­a hệ phư­ơng trình vi phân về dạng hệ phư­ơng trình đại số có các ẩn là hàm truyền, sau đó giải hệ phư­ơng trình đại số để tìm các hàm truyền Laplace. Hàm truyền tần số nhận đ­ược bằng cách thay p trong hàm truyền Laplace bằng j.w - với w là tần số kích thích. Sau khi đã có các hàm truyền tần số, ta xây dựng các đặc tính tần số biên độ.

Theo định lý đạo hàm gốc [8]: thì f’(t) cũng là hàm gốc và nếu f(t)®F(p) thì f’(t)®p.F(p)-f(0).

3.3. Tính toán dao động ô tô xét trên mô hình dao động ¼ xe.

Do giới hạn đồ án cũng như đơn giản cho quá trình tính toán, ta coi cácbánh xe dịch chuyển độc lập tương đối với nhau trong quá trình lưu thông. 

Vậy dao động của khối lượng treo và khối lương không treo sẽ có cùng tần số với dao động mặt đường. Xét đặc tính tần số biên độ là mối quan hệ giữa tần số kích thích và tỉ lệ giữa biên độ và kích thích mặt đường.

Dựa vào đó, ta lập được đồ thị biên độ dao động theo thời gian cho phần khối lượng treo và khối lượng không được treo.

3.4. Xét các số liệu cụ thể

Để tính toán các số liệu cụ thể và chính xác nhằm đem lại cái nhìn trực quan nhất về dao động ô tô trong phạm vi đồ án. Ta lấy số liệu một xe du lịch 5 chỗ dòng Sedan cụ thể và thông dụng hiện này là xe Hyundai Elantra đời 2015.

3.4.1. Các thông số kỹ thuật của xe Hyundai Elantra 2015

Các thông số kỹ thuật của hệ thống treo được lấy dựa trên cơ sở từ bảng thông số kỹ thuật của xe Hyundai Elantra 2015 (Bảng 1.1).

- Tải trọng của toàn xe khi không tải G₀: G₀ = 1300 (kg).

- Tải trọng của toàn xe khi đầy tải G_T: G_T =1950 (kg).

- Tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải G₀₁: G₀₁ = 640 (kg).

- Tải trọng đặt lên cầu sau khi không tải G₀₂: G₀₂ = 660 (kg).

- Tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải G_T1: G_T1 = 959 (kg).

- Tải trọng đặt lên cầu sau khi đầy tải G_T2: G_T2 = 991 (kg).

- Chiều dài cơ sở của xe L: L = 2700 (mm).                      

- Kích thước bao dài x rộng x cao: 4550 x 1775 x 1435 (mm).

- Kích thước lốp: 195/65 R15.

- Khoảng sáng gầm xe H: H= 150 (mm).

- Khối lượng không được treo của cầu trước m_kt1: m_kt1 = 50 (kg).

- Khối lượng không được treo của cầu sau m_kt2: m_kt2 = 70 (kg).                  

- Chiều rộng cơ sở của cầu trước B₀₁: B₀₁ = 1551 (mm).

- Chiều rộng cơ sở của cầu sau B₀₂: B₀₂  = 1564 (mm).

- Chiều cao trọng tâm xe khi đầy tải H_g: H_g = 600 (mm).

- Khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu sau b: b = 1250 (mm).

3.4.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo trước

Có rất nhiều chỉ tiêu để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động, trong đồ án này đánh giá độ êm dịu của ô tô thông qua tần số dao động n. Đối với xe con và xe minibus thì tần số dao động nằm trong khoảng n = 60 90 (dđ/ph) nhằm đảm bảo không gây mệt mỏi cho người lái cũng như hành khách trên xe.

Do đó chọn n = 80 (dd/ph).

- Xác định độ cứng của hệ thống treo trước:

Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là:  M_t01 = G₀₁ - M_kt1;  (3.3)

Với M_kt1 _ Khối lượng không được treo của cầu trước:  M_kt1 = m_kt1 + 2m_bx = 50 + 2.15 = 80 (kg);   (3.4)

Vậy suy ra: M_t01 = 640 - 80 = 560 (kg);

Khi xe ở trạng thái đầy tải thì khối lượng của phần được treo là:

M_tT1 = G_T1 - M_kt1 = 959 - 80 =879 (kg);

Thay số vào công thức 3.1 được độ cứng của 1 bên hệ treo trước khi không tải và khi đầy tải là:

C₀₁ = 19721 (N/m);

C_T1 = 30790 (N/m);

Như vậy độ cứng của 1 bên hệ treo được lấy từ giá trị trung bình: C₁ =25255,5 (N/m)

- Xác định độ võng của hệ thống treo trước:

Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở chế độ đầy tải:  f_t 0,140 m = 140 (mm)                  

Độ võng động của hệ thống treo được tính theo công thức: f_đ = (0,7 1,0)f_t

Với  là hệ số bám cực đại: 0,75 0,80.

Chọn = 0,80 thay vào công thức (3.8) ta được:f_đ  = 53,76 (mm);

Vậy theo công thức (3.7) thì lấy f_đ = 0,85f_t = 0,85.140 = 119 (mm);

- Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở trạng thái không tải:

- Hệ số tắt dần tương đối, = 0,15 0,25 chọn = 0,2.

Vậy thay vào (3.10) suy ra: h = 2.0,2.8,37 = 3,35 (rad/s);

Suy ra hệ số cản trung bình của giảm chấn quy về bánh xe: K_tbt =1472 (Ns/m);

3.4.3. Các thông số hình học của hệ thống treo trước

- Góc nghiêng dọc trụ đứng ₀: ₀ = 3^o30^’.

- Góc nghiêng ngang bánh trước ₀: ₀ = 0^o45’.

- Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r₀: r₀ = 25 (mm).

- Độ võng tĩnh f_t: f_t = 140 (mm).

- Độ võng động f_đ: f_đ = 119 (mm).

- Độ võng tĩnh của hệ treo khi không tải f_0t: f_0t = 89,7 (mm).

- Khoảng cách từ tâm quay bánh xe tới đòn dưới k_c: k_c = 85 (mm).

 - Khoảng cách từ mặt đường tới tâm quay trụ đứng h_O2: h_O2=880(mm).

3.4.4. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo sau

Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính toán hệ thống treo ta chỉcần  tính toán cho một bên. Tải trọng tác dụng lên một bên của hệ thống treo sau:

Với M_kt2 - Khối lượng không được treo của cầu sau:

M_kt2 = m_kt2 + 2m_bx = 70 + 2.15 = 100 (kg);

Khối lượng được treo khi không tải của cầu sau:

M_t02 = 660 - 100 = 560 (kg);

Khi xe ở trạng thái đầy tải thì khối lượng của phần được treo là:

M_tT2 = G_T2 - M_kt2 = 991 - 100 =891 (kg);

- Độ võng động: f_đ=f_t+f_đ’

f_đ’= 6 (cm) suy ra f_đ=0,18 (m)

- Hệ số cản của giảm chấn quy về bánh xe: K_s =1492 (Ns/m);

- Hệ số cản trung bình của giảm chấn quy về bánh xe: K_tbs = 1646 (Ns/m);

Nhận xét: Qua việc tính toán và từ đồ thị đường đặc tính, ta có thể đánh giá khách quan và chính xác hơn về yếu tố ảnh hưởng cũng như khả năng làm việc của hệ thống treo. Từ đó nâng cao hiệu quả trong quá trình sử dụng cũng như khai thác phương tiện nói chung và hệ thống treo nói riêng.

Chương 4

HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG TREO Ô TÔ DU LỊCH 5 CHỖ DÒNG SEDAN

4.1. Một số lưu ý khi sử dụng và tiêu chuẩn củahệ thống treo

Trong quá trình vận hành, hệ thống treo là một trong những hệ thống được sử dụng với tần suất cao nhất. Bên cạnh đó, hệ thống treo còn là hệ thống treo còn là hệ thống đảm bảo chuyển động một cách êm dịu khi lưu thông trên đường. Nhất là đối với các loại xe du lịch và xe chở khách yêu cầu em dịu càng khắt khe hơn. Do vậy, những yêu cầu đặt ra cho hệ thống treo là hết sức khắt khe, nghiêm ngặt. Qua đó đòi hỏi sự quan sát, hiểu biết của người lái để đảm bảo khả năng làm việc cũng như tuổi thọ hệ thống nói riêng và phương tiện nói chung.

4.1.1. Tiêu chuẩn về độ ồn

Độ ồn trên ô tô do nhiều nguyên nhân. Các chỉ tiêu dưới đây là do độ ồn tổng hợp: độ ồn do hệ thống treo, hệ thống truyền lực, động cơ qua khí thải và do tạo nên nguồn rung động từ động cơ, do cấu trúc thùng, vỏ xe gây nên... Khi tiến hành kiểm tra hệ thống treo có thể đo đạt xác định một số lần để kết luận nguyên nhân. Tiêu chuẩn về độ ồn chung cho toàn xe phụ thuộc vào phương pháp đo: đặt microphone thu bên trong xe nhằm đo độ ồn trong xe, đặt microphone ngoài nhằm đo độ ồn ngoài. Các chỉ tiêu dưới đây dùng cho xe mới khi xuất xưởng.

- Các thông số độ ồn cho phép của ECE (N⁰ 41; N⁰ 51) – 1984 cho các loại ô tô khác nhau, khi thử trên đường tốt ở 80 km/h cho trong bảng 4.1.

- Các thông số độ ồn cho phép của Việt Nam TCVN 5948:1999 khi thử trên đường tốt ở 50 km/h cho trong bảng 4.2.

4.1.2. Tiêu chuẩn về dộ bám đường của ECE

Trong khoảng tần số kích động từ thiết bị gây rung, giá trị độ bám dính bánh xe trên nền không nhỏ hơn 70%.

4.2. Những vấn đề trong quá trình khai thác, sử dụng và bảo dưỡng hệ thống treo ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan

4.2.1. Bảo dưỡng 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 đối với hệ thống treo nói riêng, để đảm bảo hệ thống treo làm việc ổn định, tin cậy và bền lâu.

- Trước khi đưa xe vào sử dụng:

Kiểm tra bằng mắt tình trạng của các chi tiết trong hệ thống treo như: tình trạng của thanh xoắn, lò xo trụ, thanh ổn định, độ kín khít của các phớt chắn dầu giảm chấn và các cụm trong hệ thống treo.

- Trong quá trình xe lưu thông trên đường:

Trong quá trình lưu thông trên đường để ý sự êm dịu của xe, nhất là khi lưu thông trên những đoạn đường gồ ghề, để ý những tiếng ồn phát sinh từ khu vực hệ thống treo là những dấu hiệu cho thấy hệ thống treo của xe đã phát sinh những hư hỏng và người lái xe luôn phải chú ý tới điều này để khắc phục kịp thời, tránh những hư hỏng lớn hơn, đảm bảo an toàn cho người và xe.

4.2.2. Bảo dưỡng định kỳ

- Định kỳ kiểm tra tình trạng lò xo, thanh xoắn, giảm chấn, kiểm tra siết chặt các bu lông và khắc phục những hư hỏng phát hiện được.

- Quan sát sự rạn nứt, mài mòn của thanh xoắn, vặn chắt các mối ghép: các đầu cố định của thanh xoắn.

- Đo độ võng tĩnh của đòn ngang so với tiêu chuẩn.

- Chỉ tiến hành tháo giảm chấn trong các trường hợp:

+ Xuất hiện sự chảy dầu không khắc phục được.

+ Mất lực ở hành trình nén và trả.

4.2.3. Bảo dưỡng cấp 1

+ Mòn bộ đôi xy lanh, pít tông dẫn đến làm xấu khả năng dẫn hướng và bao kín. Khi đó, sự thay đổi thể tích khoang dầu, ngoài việc dầu lưu thông qua lỗ tiết lưu, còn chảy qua giữa khe hở của pít tông và xy lanh, gây giảm lực cản trong cả hành trình nén và trả, mất dần tác dụng dập tắt dao động nhanh.

+ Hở phớt bao kín và chảy dầu của giảm chấn. Hư hỏng này hay xảy ra đối với giảm chấn ống, đặc biệt trên giảm chấn ống một lớp vỏ. Do điều kiện bôi trơn của phớt của phớt bao kín và cần pít tông hạn chế, nên sự mòn là không thể tránh được sau thời gian dài sử dụng, dầu có thể chảy qua khe phớt làm mất tác dụng giảm chấn. 

+ Kẹt van giảm chấn có thể xảy ra ở hai dạng: luôn mở hoặc luôn đóng. Nếu các van kẹt mở thì lực cản giảm chấn bị giảm nhỏ. Nếu van giảm chấn bị kẹt đóng thì lực giảm chấn không được điều chỉnh, làm tăng lực cản giảm chấn. 

+ Do quá tải trong quá trình làm việc, cần pít tông giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn.

4.2.4. Bảo dưỡng cấp 2

Bằng mắt quan sát:

- Thấy các hiện tượng dập vỡ ụ cao su, thanh xoắn, lò xo,... Sự chảy dầu giảm chấn,...

- 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 lò xo, thanh xoắn) điều này dẫn tới tăng dao động thân xe. 

- Xe chuyển động trên đường xấu bị rung xóc mạnh, mất độ êm dịu, khả năng bám dính kém. Kiểm tra các lò xo, thanh xoắn.

4.3. Một số hư hỏng thường gặp của hệ thống treo ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan và cách khắc phục

Bảng các hiện tượng hư hỏng và cách khắc phục thể hiện như bảng 4.3.

Nhận xét: Qua Chương thứ tư, ta đã tìm hiểu thêm về các lưu ý cũng như các chế độ bảo dưỡng ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan. Đồng thời đưa ra các chẩn đoán, nhận biết các hư hỏng thường gặp cũng như cách khắc phục, sửa chữa. 

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 trong quá trình sử dụng của xe về tốc độ, độ tin cậy, 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 “Khai thác hệ thống treo trên ô tô du lịch 5 chỗ dòng Sedan” 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: PGS, TS………….. và toàn thể các thầy giáo trong Bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

   Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Phúc Hiểu - Vũ Đức Lập, Lý thuyết ôtô Quân sự (Giáo trình và Phụ lục giáo trình), Nhà xuất bản Quân đội Nhân dân, Hà Nội 2002.

2. Vũ Đức Lập (1998), Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ô tô Quân sự” , Học viện Kỹ thuật Quân sự.

3. Vũ Đức Lập, “Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô”, NXB Học viện Kỹ thuật Quân sự, năm 2005.

4. Phạm Đình Vy - Vũ Đức Lập, Cấu tạo ôtô Quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội 1995.

5. Lý thuyết chuyển động và cấu tạo ô tô - Mạc Văn Tiến, Trung học kỹ thuật xe máy, Sơn Tây.

6. Nguyễn Trường Sinh - Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí, NXB QĐND 2001.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"