MỤC LỤC
Lời nói đầu ...................................................................................... 1
Chương 1. Giới thiệu xe Chrysler ................................................... 3
1.1. Giới thiệu xe Chrysler ............................................................ 3
1.2. Đặc tính kỹ thuật xe Chrysler ................................................. 4
1.3. Đặc tính các hệ thống trên xe Chrysler..................................... 7
1.3.1. Động cơ............................................................................ 7
1.3.2. Hệ thống truyền lực........................................................... 7
1.3.3. Hệ thống điều khiển.......................................................... 8
1.3.4. Hệ thống vận hành............................................................ 9
1.3.5. Hệ thống điện.................................................................. 10
1.3.6. Thiết bị phụ.................................................................... 10
Chương 2. Phân tích kết cấu hệ thống treo xe Chrysler............... 11
2.1. Yêu cầu và các phần tử chính của hệ thống treo..................... 11
2.1.1. Yêu cầu........................................................................... 11
2.1.2. Các phần tử chính........................................................... 12
2.2. Phân tích kết cấu treo trước xe Chrysler ................................ 12
2.2.1. Đặc điểm kết cấu............................................................. 12
2.2.2. Ưu nhược điểm hệ thống treo MC.Pherson ..................... 21
2.3. Phân tích kết cấu treo sau xe Chrysler........................................ 22
2.3.1. Đặc điểm kết cấu...................................................... 22
2.3.2. Ưu nhược điểm........................................................ 30
Chương 3. Kiểm nghiệm động học và động lực học treo sau xe Chrysler 31
3.1. Động học và động lực học hệ treo độc lập ............................ 31
3.1.1. Động học hệ treo độc lập................................................. 31
3.1.2. Động lực học hệ treo độc lập........................................... 34
3.2. Các thông số vào để khảo sát động học và động lực học treo sau ............................................................................... 35
3.2.1. Các thông số kỹ thuật xe Chrysler........................................................................... 35
3.2.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo sau................................................ 36
3.3. Kiểm nghiệm động học hệ thống treo sau xe Chrysler........... 40
3.3.1. Xác định tỷ số truyền động học......................................................................... 40
3.3.2. Xây dựng các mối quan hệ Δh , δ và Δy................................................................ 42
3.4. Tính bền đòn treo dưới của hệ treo sau xe Chrysler ............. 43
3.4.1. Xác định các lực tác dụng tại các khớp..................................................................... 43
3.4.2. Tính bền cho đòn treo dưới................................................................................ 48
Chương 4. Bảo dưỡng hệ thống treo xe Chrysler. ...................... 54
4.1. Công tác chăm sóc và bảo dưỡng hệ thống treo..................... 54
4.2. Các hư hỏng thông thường của hệ thống treo......................... 57
4.2.1 Các hư hỏng bộ phận đàn hồi ......................................... 57
4.2.2 Hư hỏng bộ phận giảm chấn............................................ 59
4.2.3 Hư hỏng bộ phận dẫn hướng........................................... 61
4.3 Sửa chữa và bảo dưỡng một số bộ phận khác.......................... 61
4.3.1. Cụm moay ơ bánh trước.................................................. 61
4.3.2. Giảm chấn....................................................................... 64
4.4. Kiểm tra điều chỉnh góc đặt bánh xe....................................... 65
4.4.1. Kiểm tra độ chụm......................................................... 66
4.4.2. Điều chỉnh độ chụm..................................................... 66
4.4.3. Điều chỉnh riêng góc doãng........................................... 67
4.4.4. Điều chỉnh góc nghiêng ngang trụ đứng........................ 68
Kết luận.......................................................................................... 69
Tài liệu tham khảo ....................................................................... 70
Phụ lục
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là một trong những phương tiện vận tải quan trọng để vận chuyển hành khách và hàng hoá. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nền công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển ngày càng cao, đã cho ra đời nhiều loại xe ô tô hiện đại phục vụ cho nhu cầu và mục đích sử dụng khác của con người.
Các ô tô hiện nay ngày càng được hoàn thiện hơn để đáp ứng khả năng vận chuyển, đảm bảo tốc độ, sự an toàn, sự chuyển động êm dịu, tiện nghi thoải mái cho người sử dụng cũng như đạt hiệu quả kinh tế cao.
Khi ô tô ngày càng hoàn thiện thì kết cấu các cụm hệ thống của nó ngày càng được quan tâm đúng mức. Việc nghiên cứu để hoàn thiện các kết cấu của ô tô nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động, an toàn chuyển động và thân thiện với môi trường là một nhu cầu cấp thiết.. Hệ thống treo là một trong các hệ thống rất quan trọng trên ôtô góp phần tạo nên độ êm dịu, ổn định và tăng tính tiện nghi của xe, giúp người ngồi có cảm giác thoải mái dễ chịu. Việc nắm chắc kết cấu và khai thác sử dụng chúng một cách hiệu quả trong điều kiện Việt nam là hết sức cần thiết.
Để góp phần thực hiện công việc trên và cũng là đúc rút lại những kiến thức sau năm năm học tập tại mái trường 'Học viện Kĩ thuật Quân sự' em được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài: "Khai thác hệ thống treo trên xe Chrysler".
Nội dung chính của đồ án bao gồm:
- Giới thiệu xe Chrysler.
- Phân tích kết cấu hệ thống treo xe Chrysler.
- Kiểm nghiệm động học và động lực học treo sau xe Chrysler.
- Bảo dưỡng hệ thống treo xe Chrysler.
Với sự hướng dẫn của thầy: TS..................... cùng các thầy giáo của bộ môn Ôtô Quân sự, Khoa Động lực HVKTQS em đã thực hiện đồ án này. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không khỏi có những chỗ còn thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp chỉ bảo của thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày ... tháng ... năm 20...
Sinh viên thực hiện
....................
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU XE CHRYSLER
1.1. Giới thiệu xe Chrysler
Tập đoàn Chrysler do Walter P. Chrysler, một nhà chế tạo máy nổi tiếng sáng lập ra từ năm 1925. Ngay sau đó vào những năm 1930 Chrysler đã tung ra chiếc xe Airflow có tính “đột phá” đầu tiên được trang bị động cơ I8, là một trong những chiếc xe được thiết kế ưu tiên các yêu cầu về khí động lực học. Nhờ việc cho ra đời những kiểu mẫu mới, hiệu suất luôn cải tiến, Chrysler ngày nay đã trở thành một nhà sản xuất ô tô mạnh nhất trong nhóm Big Three.
1.2. Đặc tính kỹ thuật xe Chrysler
Đặc tính kỹ thuật của xe Chrysler Laser/Talon loại 4WD đời 1990 được trình bày trong Bảng 1.1
1.3. Đặc tính các hệ thống trên xe Chrysler
1.3.1 Động cơ
Động cơ xe Chrysler Laser/Talon là loại động cơ xăng 4 kì được bố trí đằng trước và đặt ngang xe. Nó là loại động cơ DOHC, 16 van, bao gồm 4 xilanh bố trí thẳng hàng có thứ tự làm việc là 1-3-4-2. Có 2 loại động cơ có và không có turbo.
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Xe sử dụng hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MPI) với các loại xăng có chỉ số octan là Ron95, 91, 87, 83. Áp suất đầu ra của bơm xăng là 335 kpa, dung tích bình xăng là 50 lít.
- Hệ thống làm mát: Hệ thống làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước.
1.3.2. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực cơ khí của xe Chrysler 4WD bao gồm: ly hợp, hộp số, truyền lực chính và vi sai, các đăng.
- Ly hợp: Là loại ly hợp thường đóng 1 đĩa bị động, ma sát khô, có lò xo ép hình đĩa, dẫn động cơ khí kiểu cáp. Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thể tận dụng kết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng. Mặt đáy của lò xo được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của lò xo được liên kết với vỏ. Mặt đỉnh của lò xo sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó.
- Hộp số: Loại hộp số cơ khí 5 cấp (5 số tiến và một số lùi), 2 trục, dẫn động điều khiển cơ khí gián tiếp thông qua các dây kéo. Hộp số sử dụng cơ cấu đồng tốc kiểu khoá hãm, đồng tốc đặt ở đầu bánh răng chủ động số 5, giữa bánh răng chủ động số 3 và 4, giữa bánh răng bị động số 1 và 2.
1.3.3. Hệ thống điều khiển
a. Hệ thống lái
Hệ thống lái xe Chrysler Laser/Talon bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái.
- Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối.
b. Hệ thống phanh
Hệ thống phanh xe Chrysler Laser/Talon bao gồm hệ thống phanh chính (phanh chân) và phanh dừng (phanh tay).
Hệ thống phanh chân có dẫn dộng phanh thuỷ lực trợ lực chân không hai dòng chéo nhau, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở các cầu trước và cầu sau. Bộ trợ lực phanh và xi lanh chính được ghép với nhau thành một khối.
1.3.4. Phần vận hành
a. Hệ thống treo
Hệ thống treo trên xe bao gồm treo trước và treo sau cho 2 phiên bản là 2WD và 4WD.
Treo trước là hệ thống treo độc lập kiểu nến (McPherson) có kết cấu đơn giản, trọng lượng nhẹ, giúp lái xe ổn định rất tốt nhờ sự chống nhảy dạng hình học, kích thước đòn treo trên của hệ thống treo này giảm về bằng không. Còn đầu trong của đòn treo dưới được liên kết bản lề với dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với trục khớp nối dẫn hướng mà điểm liên kết nằm trên đường tâm của trụ xoay đứng.
Treo sau xe Chrysler Laser/Talon loại 4WD là hệ thống treo độc lập, kiểu hai đòn ngang, phần tử đàn hồi lò xo trụ. Kết cấu của hệ treo hai đòn ngang bao gồm một đòn treo trên, một đòn treo dưới bố trí ngang xe. Các đầu trong của đòn treo được liên kết với khung, vỏ bằng khớp bản lề trụ. Các đầu ngoài được liên kết bằng khớp cầu với đòn đứng.
b. Lốp xe
Lốp xe gồm 4 lốp chính và 1 lốp dự phòng.
c. Phần chịu lực
Các bộ phận chính đều được lăp đặt trên vỏ xe nên đặc điểm chịu lực của xe là vỏ chịu lực.
1.3.5 Hệ thống điện
- Điện áp mạng: 12V
- Máy phát: 12V- 65A
- Động cơ khởi động: công suất 1,2 kw
- Ắc quy(MF): 12V- 35(Ah)
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO XE CHRYSLER
2.1 Yêu cầu và các phần tử chính của hệ thống treo
2.1.1 Yêu cầu
Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực. Quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính sau đây:
+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên đường tốt hay chạy trên các loại đường khác nhau).
+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.
+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
+ Khi tải trọng thay đổi không gây ra sự thay đổi quá lớn của vết bánh xe, liên quan đến sự gia tăng hiện tượng mòn lốp.
+ Không gây ra sự thay đổi góc nghiêng ngang trụ đứng quá lớn khi tải trọng thay đổi, ảnh hưởng đến ổn định bánh xe, ổn định thân xe và vị trí mặt phẳng lăn bánh xe cũng như hiện tượng mô men hiệu ứng con quay làm thay đổi mô men đặt lên vành lái và phát sinh hiện tượng vẫy bánh xe dẫn hướng.
2.1.2. Các phần tử chính
Mặc dù có nhiều chi tiết, nhưng cấu tạo chung của hệ thống treo được quy thành ba bộ phận chính sau:
- Bộ phận hướng dùng để xác định động học và tính chất dịch chuyển tương đối của các bánh xe với khung hay vỏ ôtô. Bộ phận hướng dùng để truyền các lực dọc, lực ngang cũng như các mômen từ bánh xe lên khung hay vỏ ôtô.
- Bộ phận đàn hồi dùng để truyền các lực thẳng đứng và giảm tải trọng động khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng nhằm đảm bảo độ êm dịu cần thiết.
2.2 Phân tích kết cấu treo trước xe Chrysler
Phần này đồ án tập trung vào phân tích kết cấu hệ thống treo xe Chrysler Laser/Taloon loại 4WD.
2.2.1 Đặc điểm kết cấu
Bố trí hệ thống treo trước xe Chrysler Laser/Taloon loại 4WD thể hiện trên hình 2.1 [3]
Hệ treo này là loại treo độc lập dạng nến là biến dạng của hệ treo 2 đòn ngang với đòn treo trên có chiều dài bằng không. Chính nhờ cấu trúc này mà ta có thể có được khoảng không gian phía trong để bố trí cụm động cơ và hệ thống truyền lực.
a. Phần tử đàn hồi lò xo trụ
Lò xo được làm từ dây thép lò xo, là một loại thép đặc biệt, được quấn thành hình ống. Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do ống lò xo bị nén. Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ trong lò xo và va đập được giảm bớt.
b. Bộ giảm chấn
Khi xe 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 chạy êm của xe mà còn giúp cho lốp xe bám đường tốt hơn và điều khiển xe ổn định hơn. Đảm bảo dao động của phần không treo nhỏ nhất, sự tiếp xúc của bánh xe trên nền đường, nâng cao khả năng bám đường và an toàn trong chuyển động.
- Nguyên lý hoạt động
+ Hành trình nén:
Nén mạnh: Tốc độ chuyển động của cần piston cao. Khi piston chuyển động xuống, áp suất trong buồng dưới piston sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van một chiều của van piston và chảy vào buồng trên piston 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 chỗ của cần piston (khi nó đi vào trong xylanh) 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.
+ Hành trình trả:
Trả mạnh: Tốc độ chuyển động của cần piston cao. Khi piston chuyển động lên, áp suất trong buồng trên piston sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van lá (của van piston) và chảy vào buồng trên piston. Vào lúc này, sức cản dòng chảy đóng vai trò lực giảm chấn. Vì cần piston chuyển động lên, một phần cần thoát ra khỏi xylanh nên thể tích choán chỗ của nó giảm xuống. Để bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van một chiều và vào buồng trên piston mà không bị sức cản đáng kể.
c. Đòn treo dưới
Đòn treo dưới một đầu trong liên kết với khung bằng khớp trụ 3, đầu ngoài nối với trục ngõng bằng khớp cầu 1 (Hình 2.4).
d. Các bộ phận khác
- Vấu cao su
Vấu cao su hấp thụ năng lượng dao động nhờ sinh ra nội ma sát khi nó bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Hay có tác dụng như bạc đệm.
Vấu cao su được sử dụng rất nhiều trên hệ thống treo của xe vì có những ưu điểm sau:
- Nó có thể được làm với mọi hình dạng khác nhau.
- Không có tiếng ồn khi làm việc.
- Không cần phải bôi trơn.
2.2.2 Ưu nhược điểm hệ thống treo MC.Pherson
a. Ưu điểm
Hệ thống treo Mc.Pherson được dùng rộng rãi trên các xe du lịch hiện đại và có xu hướng áp dụng cho xe tải hạng nhỏ.
Ngoài những ưu điểm của hệ thống treo hai đòn treo nó còn có những ưu việt là cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ, do đó giải phóng được khoảng không gian dành cho hệ thống truyền lực hoặc khoang hành lý của xe.
Cấu tạo của hệ thống treo này khá đơn giản, vì có ít chi tiết, nhẹ nên giảm được phần khối lượng không được treo.
b. Nhược điểm
Hạn chế động học của hệ treo: Chiều cao tâm quay dao động lớn; đặc tính điều chỉnh của góc nghiêng ngang của bánh xe thấp.
Khó giảm chiều cao mũi xe.
2.3 Phân tích kết cấu treo sau xe Chrysler
2.3.1 Đặc điểm kết cấu
Hệ thống treo sau của xe Chrysler là hệ thống treo độc lập kiểu hai đòn ngang. Sơ đồ bố trí hệ treo sau thể hiện trên hình 2.9.
Mỗi đòn không chỉ là một thanh mà có cấu tạo dạng khung hình tam giác (đòn treo dưới) và dạng khung hình thang (đòn treo trên). Cấu tạo như vậy cho phép các đòn treo làm được chức năng của bộ phận dẫn hướng.
Đầu trong của mỗi đòn treo được liên kết bản lề với khung xe,đầu còn lại cũng được liên kết bản lề với trục ngõng. Bánh xe được cố định với đòn kéo.
a. Phần tử đàn hồi lò xo trụ
Lò xo được làm từ dây thép lò xo, là một loại thép đặc biệt, được quấn thành hình ống (hình 2.3). Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do ống lò xo bị nén. Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ trong lò xo và va đập được giảm bớt. Thông số lò xo xem Bảng 2.3. Lò xo trụ được lồng vào giảm chấn để hệ treo được gọn hơn. Lò xo được đặt đồng tâm với bộ giảm chấn, cho sự ổn định lực giảm chấn.
b. Bộ giảm chấn
Khi xe 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.
Giảm chấn hai chiều có tác dụng ở cả hành trình nén và hành trình trả. Cấu tạo của pitông giảm chấn bao gồm hai lỗ với hai nắp van (dạng van một chiều ) với kích thước lỗ khác nhau. Lỗ nhỏ có tác dụng ở hành trình trả và lỗ lớn có tác dụng ở hành trình nén. Nhờ kết cấu như vậy nó sẽ đảm bảo yêu cầu làm việc của hệ thống treo.
d. Đòn kéo
Đòn kéo 2 (Hình 2.14) được hàn cố định với moay ơ bánh xe 3, giá liên kết với đòn treo trên 4 và giá đỡ bộ giảm chấn 5.
Đòn kéo 2 được hàn cố định với moay ơ bánh xe 3, giá liên kết với đòn treo trên 4 và giá đỡ bộ giảm chấn 5.
e. Các đòn ngang
Đòn treo trên đầu ngoài được liên kết với khớp nối trên của trục ngõng và đầu còn lại liên kết với cầu xe. Cả hai liên kết này đều là khớp nối bản lề.
Đòn treo dưới đầu ngoài được liên kết với khớp nối dưới của trục ngõng bằng khớp cầu,đầu còn lại liên kết với khung xe.
2.3.2 Ưu nhược điểm
Hệ thống treo sau của xe Chrysler là hệ thống treo độc lập kiểu hai đòn ngang.
Hệ treo trên hai đòn treo 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.
CHƯƠNG 3
KIỂM NGHIỆM ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC TREO SAU XE CHRYSLER
3.1. Động học và động lực học hệ treo độc lập
3.1.1. Động học hệ thống treo
Động học hệ thống treo nghiên cứu mối quan hệ động học giữa bánh xe với khung xe khi bánh xe thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng.
Các thông số chính được xem xét trong động học hệ thống treo là: sự dịch chuyển (chuyển vị ) của bánh xe trong không gian ba chiều khi vị trí bánh xe thay đổi theo phương thẳng đứng. Các dịch chuyển này ảnh hưởng đáng kể đến khả năng truyền các lực và các mômen khi bánh xe ở các vị trí khác nhau.
Các kết cấu hiện nay rất đa dạng về kích thước, hình dáng và vị trí bố trí các đòn treo, bởi vậy quan hệ động học của chúng rất khác nhau.
Sự dịch bên Δy của bánh xe gây nên mòi mòn lốp và làm giảm khả năng truyền lực bên của bánh xe. Mặt khác sự thay đổi vết lốp liên quan đến khả năng ổn định của xe, do vậy giá trị lêch bên Δy được khống chế sao cho nhỏ nhất.
Mối quan hệ giữa các chuyển vị được xem xét như ở hệ treo hai đòn ngang. Khi bánh xe dịch chuyển theo phương Z, sẽ gây nên sự thay đổi góc nghiêng bánh xe γ dịch chuyển bên Δy, góc điều khiển β.
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 nhành, chính xác, không gây lực cản lớn cũng như làm mòn lốp quá nhanh.
Tâm quay tức thời của bánh xe là một khái niệm trừu tượng, được dùng trong khi xem xét động học của hệ treo. Người ta sử dụng khái niệm này nhằm xác định khả năng chuyển vị của bánh xe trong không gian.
Tâm quay tức thời thay đổi khi bánh xe dẫn hướng dịch chuyển theo phương thẳng đứng.
Trên hình 3.2 trình bày phương pháp xác định tâm quay tức thời của và tâm nghiêng tức thời của cầu xe đối với hệ treo độc lập hai đòn treo ngang xe. Nếu kéo dài đường tâm đòn trên và đòn dưới (nối khớp trong và ngoài) chúng gặp nhau tại P. P được gọi là tâm quay tức thời của bánh xe. Điểm K là điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường, khả năng chuyển dịch tiếp theo của K sẽ theo các mũi tên. Vì hệ treo cho hai bên là đối xứng vì vậy chỗ cắt nhau của mặt phẳng dọc đối xứng của xe với đường PK sẽ là tâm nghiêng ngang tức thời của xe S. Khi vị trí của bánh xe thay đổi so với thân xe P và S sẽ thay đổi. Giá trị thay đổi của nó không lớn so với kích thước của xe. Bởi vậy người ta có thể đánh giá chất lượng động học hệ thống treo.
3.1.2. Động lực học của hệ thống treo,
Động lực học của hệ thống treo, được hiểu là mối quan hệ giữa các lực tác dụng lên hệ thống. Các lực này bao gồm các phản lực từ mặt đường tác dụng lên hệ thống treo thông qua điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Chúng gồm có: Phản lực thẳng đứng, phản lực ngang, và lực kéo, lực phanh. Các lực tác động từ thân xe: Các phản lực ở các khớp bản lề, các lực của phần tử đàn hồi và giảm chấn.
3.2. Các thông số vào để khảo sát động học và động lực học hệ thống treo sau trên xe Chrysler
3.2.1. Các thông số kĩ thuật xe Chrysler
Các thông số này được lấy từ đặc tính kỹ thuật xe Chrysler [3] bao gồm:
+ Khối lượng của toàn bộ khi không tải G0: G0 = 1245 (kg).
+ Khối lượng của toàn bộ khi đầy tải GT: GT =1782 (kg).
+ Khối lượng đặt lên cầu trước khi không tải G01: G01 = 680 (kg).
+ Khối lượng đặt lên cầu sau khi không tải G02: G02 = 565 (kg).
+ Khối lượng đặt lên cầu trước khi đầy tải GT1: GT1 = 979 (kg).
+ Khối lượng đặt lên cầu sau khi đầy tải GT2: GT2 = 803 (kg).
+ Chiều dài cơ sở của xe L: L = 2470 (mm).
+ Kích thước bao dài x rộng x cao: 4380 x 1700 x 1321 (mm).
+ Khoảng sáng gầm xe khi đầy tải Hmin: Hmin = 158 (mm).
+ Khối lượng không được treo của cầu sau mkt2: mkt2 = 89 (kg).
3.2.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo
Trong phần này, đồ án xác định các thông số tính toán động học và động lực học hệ thống treo xe Chrysler. Với giả thiết sử dụng tần số dao động n để đánh giá độ êm dịu của ôtô. Đối với xe con và xe Chrysler thì tần số dao động nằm trong khoảng n= 60
90 (dd/ph) nhằm đảm bảo không gây mệt mỏi cho người lái cũng như hành khách trên xe. Do đó chọn n = 80 (dd/ph).
a. Xác định độ cứng của hệ thống treo
Ta có:
C - Độ cứng của hệ thống treo.
ω - Tần số dao động của hệ thống treo.ω = 8,37 (rad/s) (3.3)
Mt - Khối lượng được treo của cầu sau.
Khi xe ở trạng thái đầy tải thì khối lượng của phần được treo là:
MtT2 = GT2 - mkt2 = 803 – (89+16,5.2) = 681 (kg).
Thay số vào công thức 3.1 được độ cứng của 1 bên hệ treo sau khi không tải và khi đầy tải là: CT2 = 23854 (N/m).
b. Xác định độ võng của hệ thống treo:
Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở chế độ đầy tải:
ft = 0,140 m = 140 (mm) (3.4)
Độ võng động của hệ thống treo được tính theo công thức:
fđ = (0,7 - 1,0)ft (3.5)
=> fđ > 37,55 (mm).
Vậy theo công thức 3.7 thì lấy fđ = 0,85ft = 0,85.140 = 119 (mm).
c. Xác định khoảng sáng gầm xe H0:
Để đảm bảo cho xe khi dao động đầu xe không bị đập vào nền đường thì độ võng động của xe phải thỏa mãn:
fđ < H0 - Hmin 3.7)
H0 > fđ + Hmin = 119 + 158 = 277 (mm).
Vậy suy ra H0 = 277 (mm).
f. Các thông số hình học của hệ thống treo sau:
Các thông số hình học của hệ thống treo sau xe Chrysler thể hiện trên hình 3.1. Các thông số này được lấy từ đặc tính kỹ thuật và đo đạc trên bản vẽ hình 3.5 (Chương 2) [3]. Tọa độ các điểm khớp liên kết thể hiện trên Bảng 3.1.
Ta có:
+ Góc nghiêng đòn treo trên α = 9o
+Góc nghiêng đòn treo dưới β = 11o
+ Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng rS: rS = 9.75 (mm).
+ Độ võng tĩnh ft: ft = 57,5 (140 ) (mm).
+ Độ võng động fđ: fđ = 119 (mm).
+ Độ võng tĩnh tĩnh của hệ treo khi không tải f0t: f0t = 91 (mm).
+ Khoảng cách từ đầu ngoài đòn treo dưới đến tâm quay tức thời k: k = 814.33 (mm).
+ Khoảng cách từ đầu ngoài đòn treo dưới đến mặt đường d: d = 196 (mm).
3.3. Kiểm nghiệm động học hệ thống treo sau xe Chrysler
Để xác định động học của hệ thống treo đồ án dùng phương pháp đồ thị (họa đồ) xây dựng họa đồ động học của hệ thống treo.
3.3.1. Xác định tỷ số truyền động học
Để xác định tỷ số truyền động học ta cần phân tích động học của cơ cấu và xây dựng họa đồ cơ cấu rồi xây dựng họa đồ vận tốc.
Tỷ số truyền động học từ tâm bánh xe tới điểm B chính là tỷ số giữa hai vận tốc góc.
Từ phương trình trên ta có nhận xét: véctơ VCB có gốc trùng với mút của véctơ VBA và véctơ VDC có mút trùng với gốc của véctơ VBA. Như vậy, giá của các véctơ VCB, VDC lần lượt đi qua mút và gốc của véctơ VBA. Từ nhận xét này để dựng được các véctơ trên hình vẽ biểu diễn các vận tốc VCB, VDC qua b và p ta lần lượt kẻ các đường vuông góc với CB và với DC.
Để xác định tỷ số truyền động học thì cần xác định được ω4. Theo tài liệu [5] ta có phát biểu sau: “Hình hợp bởi các mút véctơ vận tốc tuyệt đối của các điểm trên cùng một khâu đồng dạng thuận với hình hợp bởi các điểm tương ứng trên khâu”. Như vậy, khi đã biết vận tốc của hai điểm trên cùng một khâu ta có thể dựa vào nguyên tắc này để xác định vận tốc của một điểm bất kỳ trên khâu này bằng cách vẽ. Dựa trên nguyên tắc đó ta xác định được vận tốc VEF:
VEF = u.e.f
Trên họa đồ hình 3.6 ta xác định được: CD= 482.56; EF= 61.345; ef= 19.12; cp= 497.43
=> ix= 1.29
3.3.2. Xây dựng các mối quan hệ Δh , δ và Δy
Dựa vào họa đồ động học đã xây dựng và mối quan hệ động học của hệ thống treo hai đòn ngang ta đi xây dựng mối quan hệ hình học giữa dịch chuyển thẳng đứng của bánh xe với độ dịch ngang của bánh xe.
Động học của hệ thống treo được đánh giá qua các mối quan hệ giữa độ dịch ngang của bánh xe và sự thay đổi góc nghiêng ngang của bánh xe tương ứng với dịchchuyển thẳng đứng. các mối quan hệ này được xác định từ việc khảo sát mô hình hệ thống treo hai đòn ngang trong ADAMS với các thông số hình học ở phần trên. Mô hình ADAMS (xem Phụ lục 1).
- Hình 3.1 Mối quan hệ hình học của dịch chuyển ngang và dịch chuyển thẳng đứng của bánh xe.
- Hình 3.1 Mối quan hệ hình học của góc nghiêng ngang và dịch chuyển thẳng đứngcủa bánh xe.
3.3. Tính bền đòn treo dưới của hệ treo sau xe Chrysler.
3.3.1. Xác định các lực tác dụng tại các khớp
Để khảo sát động lực của một cơ hệ trong chương trình ADAMS/View của phần mềm ADAMS thì ta phải thiết lập được mô hình của cơ hệ mà ta tiến hành khảo sát theo ngôn ngữ của ADAMS. Mô hình đó bao gồm các phần tử cơ bản là: Các hệ trục toạ độ (Markers), các điểm(Points), các phần tử của cơ hệ(Parts), các ràng buộc(joints) và các dạng chuyển động(Motions).
Ta có:
+ iy :Tỷ số truyền lực
+ Bv : Lực tác dụng lên đầu thanh dẫn hướng dưới
+ Z1: Phản lực từ đường lên bánh xe.
Suy ra: iy = 1,231
Trình tự xây dựng mô hình khảo sát động học trong phần mềm ADAMS xem Phụ lục 1 bao gồm các bước cơ bản:
Xây dựng các điểm, các hệ trục toạ độ.
Xây dựng các chi tiết.
Xây dựng các ràng buộc(khớp nối).
Tạo các chuyển động cho mô hình khảo sát.
Tiến hành mô phỏng và tính toán trong phần mềm ADAMS
Mô hình xây dựng trong ADAMS thể hiện trên hình 3.9
Các phần tử chính như các khớp được mô tả bởi các joint như trong Bảng 3.3. Dạng hàm kích động vào khảo sát có dạng như hình 3.10. Phản lực thẳng đứng thể hiện trên hình 3.11.
Sau khi đặt lực ta đo được giá trị các lực theo các phương Fx, Fy, Fz xuất hiện tại các khớp nối của các đòn treo bao gồm các khớp bản lề, khớp cầu và tại các khớp đàn hồi…
3.4.2. Tính bền cho đòn treo dưới.
Sau khi xác định giá trị phản lực tại các khớp nối ta tiến hành tính bền cho đòn treo dưới bằng phần mềm Inventor 2010.
Mô hình đòn treo dưới được xây dựng bằng phần mềm INVENTOR theo trình tự trong Phụ lục 2.
a) Khi đặt tải tĩnh
Tại khớp liên kết giữa đòn treo dưới và thân ôtô ta đặt ngàm cứng, tại khớp liên kết giữa đòn treo dưới và ngõng trục ta đặt giá trị lực Fx, Fy, Fz của Jont (8). Kết quả mô phỏng tính ứng xuất cho ứng xuất cực đại là 5088 (Mpa).
Các vùng tần số đưa vào kiểm tra: F1 = 39.34 Hz; F2 = 58.96 Hz; F3 = 282.36 Hz; F4 = 450.20 Hz.
Kết quả khảo sát phân bố ứng suất trên đòn treo dưới tương ứng với các tần số kích động nói trên thể hiện trên các hình 3.18 và 3.21.
CHƯƠNG 4
BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO XE CHRYSLER
4.1 Công tác chăm sóc và bảo dưỡng hệ thống treo
Có rất nhiều bộ phận của hệ thống treo phải làm việc khi xe đang di chuyển trên đường gồm các trụ đỡ, khớp nối cầu, thanh liên kết, ống lót, lò xo trụ và nhiều chi tiết khác. Nếu như xe khi đang di chuyển phát ra những tiếng động lách cách, lạch cạch hoặc tiếng sùi bọt nghe rất bất thường phát ra từ gầm xe khác hẳn những tiếng động bình thường khi xe chạy trên đường thì người lái nên dừng xe lại ngay và đưa về gara để kiểm tra.
Bước 1 - Giảm chấn trên xe được thiết kế để làm giảm bớt những rung động không mong muốn của xe. Nếu bộ phận này bị lỏng ra hoặc chảy dầu, chúng sẽ tạo ra những tiếng lách cách, tiếng đập hoặc tiếng động lạch cạch. Để kiểm tra tình trạng này, bạn hãy quan sát vị trí giá đỡ ống lót và bu lông giữ cố định ống nối để đảm bảo rằng chúng vẫn còn chặt và ở tình trạng tốt.
Bước 3 - Các rô-tuyn nối cơ cấu lái với trục cầu xe, trục cầu xe này được gắn với vành xe và lốp. Các đầu trục rô-tuyn có một khớp nối cầu ở một đầu trục và đầu còn lại có ren. Khi khớp nối cầu bị mòn, nó có thể gây ra các tiếng động lạch cạch khi xe di chuyển. Hãy kiểm tra các đầu trục rô-tuyn xem có bị mòn hay không và thay thế nếu cần thiết.
Bước 5 - Đòn dẫn hướng lái và đòn quay phục vụ cho hộp cơ cấu lái (bót lái). Các tay đòn này truyền áp lực lái từ hộp cơ cấu lái đến thanh nối trung tâm và sau đó truyền đến các đầu trục rô-tuyn. Đòn quay (bàn tay ếch) được gắn vào trục ra của hộp cơ cấu lái và đòn dẫn hướng (bót lái phụ) được gắn vào phía đối diện của hộp cơ cấu lái. Khi các bộ phận này bị mòn, nó sẽ khiến cho các bánh xe phát ra các tiếng động lạ khi di chuyển. Để kiểm tra tình trạng của chúng, bạn hãy thay đổi vị trí của vô lăng về phía sau rồi tiếp tục đẩy về phía trước một ít, quan sát đòn dẫn hướng lái và đòn quay, nếu vẫn có tiếng động lạ phát ra thì buộc phải thay thế chúng.
Bước 6 - Các má phanh và miếng đệm phanh trong hệ thống phanh đĩa được dùng để giảm tốc độ của xe khi di chuyển trên đường. Các miếng đệm phanh được dùng làm giá tựa để lắp các má phanh. Nếu các miếng đệm phanh bị lỏng ra hoặc các má phanh được lắp không đúng, bị kênh hoặc lệch thì chúng có thể gây ra các tiếng động bất thường. Hãy kiểm tra tình trạng của các miếng đệm phanh ở các vị trí có bu lông giữ cố định và các má phanh. Khi đạp phanh trong khi bánh đang quay, các má phanh không được phép di chuyển theo phương thẳng đứng.
Bước 7 - Vành xe và lốp xe được thiết kế để giữ áp suất tới hạn ở mức độ phù hợp cho việc sử dụng. Nếu vành xe xuất hiện các vết nứt hoặc nếu các đai ốc gắn vành xe vào moay-ơ bánh xe bị tuột ra, nó có thể gây ra các tiếng động lạch cạch bất thường. Hãy kiểm tra tình trạng của chúng bằng cách tháo nắp chụp bánh ra (nếu có) và kiểm tra vành xe xem có bị rạn nứt hay không, kiểm tra các đai ốc giữ vành xe xem đã được siết chặt chưa. Nếu phát hiện ra có vết nứt trên vành xe thì cần thay thế ngay lập tức và siết chặt lại các đai ốc theo đúng tiêu chuẩn.
4.2. Các hư hỏng thông thường của hệ thống treo
Các hư hỏng thông thường của các bộ phận chính của hệ thống treo được trình bày ở các Bảng 4.1 – Bảng 4.3.
4.2.1. Hư hỏng bộ phận đàn hồi
Bảng 4.1 Các hư hỏng thông thường của các bộ phận đàn hồi
4.2.2. Hư hỏng ở bộ phận giảm chấn
Bảng 4.2 Các hư hỏng thông thường của các bộ phận giảm chấn
4.2.3. Hư hỏng bộ phận dẫn hướng
Bảng 4.3 Các hư hỏng thông thường của các bộ phận giảm chấn
4.3. Sửa chữa và bảo dưỡng một số bộ phận khác
4.3.1. Cụm moay ơ bánh trước
a. Quy trình tháo
Bước 1: Tháo bánh xe
Bước 2: Tháo cụm cơ cấu phanh, sau đó tháo lắp ở moay ơ, chốt chẻ, lắp khoá đai ốc hãm.
*Chú ý:
- Cơ cấu phanh và ống dẫn đầu phanh không được tháo dời trừ cần thiết. Giá đỡ cơ cấu phanh( nối với ống dẫn dầu phanh) trên đòn dưới.
Bước 4: Sau khi lau sạch mỡ trong moay ơ bánh xe, kéo ổ bi ra bằng dụng cụ tháo ổ bi( ST- 1404 A/B) và đòn kéo( ST- 1402).
b. Kiểm tra
- Tiến hành kiểm tra theo trình tự sau, sửa chữa hoặc thay thế nếu có khuyết điểm. -Lau sạch dầu ở cam quay và kiểm tra có bị rạn nứt hoặc cong không.
- Kiểm tra độ kín khít và độ mòn.
- Kiểm tra giảm chấn lắp vào khớp cầu có rạn nứt không.
c. Quy trình lắp
Khi lắp ổ bi phía ngoài vào moay ơ, phải bôi trơn đều lên bề mặt ngoài của ca bi, sau đó ép và đưa ca bi vào đúng vị trí bằng dụng cụ để lắp bạc lót( 1403 A) và đòn ( ST -1402).
- Lực ép vào bạc ngoài: trên 2000 kg
- Lực ép bu long moay ơ: 2500 - 3000 kg
Đai ốc chỉ vặn lại khoảng 15 0.
Chú ý: Độ rơ dọc trục của moay ơ là 0,01-0,07mm (0,0004-0,0027).
4.3.2. Giảm chấn
Kết cấu của giảm chấn như hình 2.11ở chương 2.
a. Quy trình tháo
Trước khi tháo,vệ sinh thật cẩn thận vỏ ngoài của giảm xóc. Cặp chặt giảm chấn băng êtô.Sau đó dùng dụng cụ ép lò xo đặc biệt(ST-1406), ép vào lò xo trụ. Gắn clê đặc biệt (ST1407) vào tấm đế lò xo không để nó xoay ngược trở lại,sau đó mới nới lỏng đai ốc nối nắp giảm chấn với giảm chấn để tháo nắp giảm xóc.
Trừ những chi tiết không phải là kim loại,rửa tất cả các chi tiết bằng xăng không chì và xì khô bằng khí nén. Với những chi tiết không phải là kim loại, làm lạnh bằng khí nén và kiểm tra tất cả các chi tiết đã tháo, thay thế bất kì chi tiết hỏng hóc nào trong quá trình kiểm tra.
b. Kiểm tra
- Kiểm tra bằng mắt thường,nếu thấy chảy dầu theo thanh đẩy thì thay phớt chắn dầu.
- Kiểm tra hệ số cản: Có thể kiểm tra bằng tay hoặc trên bệ thử.Nếu trục của giảm chấn di chuyển đến cuối hành trình mà hệ số không đổi thì giảm chấn vẫn còn tốt. Nếu hỏng thì phải thay.
c. Quy trình lắp
*Lắp lại giảm chấn theo trình tự sau đây:
Bước 1: Bôi dầu lên thành xi lanh, giảm chấn và bề mặt piston. Phải rất cẩn thận để tránh những bụi bẩn dính vào phần này.
Bước 2: Cẩn thận đưa piston vào trong xi lanh. Dùng ngón tay ép cuppen để nó vào trong xi lanh, cẩn thận tránh làm hỏng cuppen. Sau đó lắp cụm xi lanh piston vào trong vỏ giảm chấn.
Bước 3: Nạp dầu sạch vào trong giảm chấn 300cc.
*Chú ý :
Phải loại bỏ hết không khí trong xi lanh trong khi nạp dầu, điều này có kéo
Bước 5: Đặt vòng hãm“O”thường xuyên phải thay khi giảm chấn đã bị tháo rời.
Bước 6: Bọc lên đầu cần piston bằng dụng cụ bịt nắp dầu giảm chấn đặc biệt(ST1409), ấn nhanh phớt sau khi đã nạp đủ lượng dầu quy định để bịt kín dùng clê đặc biệt (ST-1408)siết chặt nắp cho đến khi cạnh bu lông chạm tới đầu ngoài xi lanh giảm chấn.
4.4. Kiểm tra điều chỉnh góc đặt bánh xe
Công việc kiểm tra và điều chỉnh độ chụm thực hiện sau khi đã sửa chữa, cơ cấu hình thang lái chốt chuyển hướng, cụm moay ơ.
Trước khi kiểm tra, điều chỉnh cần kiểm tra bánh xe có độ dơ hay không, kiểm tra áp suất không khí trong bánh xe. Nếu đúng yêu cầu kĩ thuật mới tiến hành công việc trên.
4.4.1. Kiểm tra độ chụm
Bước 1: Để ô tô ở trên đường phẳng, hai bánh xe ở vị trí chạy thẳng dặt thước tì vào hai má nốp sao cho các đầu dây xích chớm chạm lề đọc kích thước.
Bước 2: Đọc kích thước và đánh dấu vào vị trí vừa đo ở hai má lốp
Bước 3: Tiếp tục tiến hành: Dịch chuyển ô tô về phía trước sao cho hai bánh trước quay 180o.
4.4.2. Điều chỉnh độ chụm
Độ chụm của bánh xe dẫn hướng phải nằm trong phạm vi cho phép. Nếu độ chụm không nằm trong phạm vi cho phép ta phải tiến hành điều chỉnh.
Độ chụm của bánh trước được điều chỉnh bằng cách thay đổi chiều dài mối liên kết giữa trục ngõng và thước lái bằng đai ốc.
4.4.4. Điều chỉnh góc nghiêng ngang trụ đứng
Là góc trong mặt phẳng ngang tạo bởi đường tâm trụ đứng với mặt phẳng đứng dọc.
Góc này có tác dụng ổn định chuyển động thẳng của xe khi đi qua đường vòng.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian nghiên cứu tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: TS. ……………. cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự và nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đúng thời hạn đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án đã thực hiện bao gồm 4 chương:
Chương 1. Giới thiệu xe Chrysler.
Chương 2. Phân tích kết cấu hệ thống treo xe Chrysler.
Chương 3. Kiểm nghiệm động học và động lực học treo sau xe Chrysler
Chương 4. Bảo dưỡng hệ thống treo xe Chrysler.
Mặc dù còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được trong đồ án này do hạn chế về kiến thức, nhưng đồ án này đã trang bị cho bản thân em không những là các kiến thức sâu sắc về chuyên ngành mà còn là nhận thức về phương pháp giải quyết một số vấn đề kỹ thuật nảy sinh từ thực tế. Đồ án không thể tránh được những chỗ còn thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn.
Em xin cảm ơn thầy giáo: TS. ……………. cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự, khoa Động lực đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh
Thiết kế tính toán ôtô máy kéo. NXB Khoa học và Kỹ thuật. - 2005
[2]. Nguyễn Khắc Trai.
Gầm xe con. NXB Giao thông vận tải.
[3]. Đinh Gia Tường , Tạ Khánh Lâm
Nguyên lý máy tập 1. Nhà xuất bản Giáo Dục - 2000
[4]. Phạm Vỵ - Dương Ngọc Khánh
Bài giảng cấu tạo ôtô. Đại học Bách khoa Hà nội -2004
[5]. Hướng dẫn đồ án môn học ô tô ‘’ Lý thuyết kết cấu và tính toán ô tô quân sự ’’. (Tập V)
Trường Đại học kỹ thuật quân sự – 1977
[6]. Technical Information Manual (1990)
Chrysler motor
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"