MỤC LỤC

MỤC LỤC.......................................................................................................................................................................................................................... 1

LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................................................................................................................................3

DANH MỤC HÌNH ẢNH..................................................................................................................................................................................................... 5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ TOYOTA FORTUNER................................................................................................................................7

1.1. Giới thiệu chung về ô tô Toyota Fortuner................................................................................................................................................................7

1.2. Đặc tính kỹ thuật của xe Toyota Fortuner................................................................................................................................................................9

1.3. Đặc tính các cụm hệ thống chính của xe Toyota Fortuner...................................................................................................................................11

1.3.1. Động cơ...................................................................................................................................................................................................................11

1.3.2. Hệ thống truyền lực.................................................................................................................................................................................................13

1.3.3. Hệ thống điều khiển.................................................................................................................................................................................................13

1.3.4. Hệ thống vận hành...................................................................................................................................................................................................14

1.3.5. Hệ thống điện.......................................................................................................................................................................................................... 15

1.3.6. Thiết bị phụ.............................................................................................................................................................................................................. 15

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO Ô TÔ TOYOTA FORTUNER.................................................................................16

2.1. Hệ thống treo............................................................................................................................................................................................................ 16

2.2. Công dụng, yêu cầu hệ thống treo......................................................................................................................................................................... 17

2.3. Phân tích kết cấu hệ thống treo xe Toyota Fortuner.............................................................................................................................................18

2.3.1.Hệ thống treo trước..................................................................................................................................................................................................20

2.3.2. Hệ thống treo sau....................................................................................................................................................................................................22

2.4. Đặc điểm kết cấu một số chi tiết thuộc hệ thống treo xe Toyota Fortuner.........................................................................................................24

2.4.1. Giảm chấn................................................................................................................................................................................................................24

2.4.2. Lò xo........................................................................................................................................................................................................................28

2.4.3.Thanh ổn định...........................................................................................................................................................................................................30

2.4.3. Các bộ phận khác....................................................................................................................................................................................................31

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO XE TOYOTA FORTUNER ............................................................................................. 32

3.1. Mục đích và nội dung tính toán kiểm nghiệm........................................................................................................................................................32

3.1.1. Mục đích..................................................................................................................................................................................................................32

3.1.2. Nội dung..................................................................................................................................................................................................................32

3.2. Các thông số kỹ thuật và tính toán kiểm nghiệm..................................................................................................................................................33

3.2.1. Các thông số ban đầu..............................................................................................................................................................................................33

3.2.2.  Xác định hệ số phân phối khối lượng phần treo.....................................................................................................................................................33

3.2.3. Xác định độ cứng của treo.......................................................................................................................................................................................34

3.2.4. Xác định hành trình tĩnh của bánh xe......................................................................................................................................................................35

3.2.5. Xác định hành trình động của bánh xe....................................................................................................................................................................35

3.2.6. Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện theo điều kiện bảo đảm khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất......................................................35

3.2.7. Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện không xảy ra va đập giữ phần treo trước và phần không treo trước khi phanh cấp tốc.....36

3.2.8. Xác định hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần treo....................................................................................................................................36

3.3. Động lực học hệ thống treo trước..........................................................................................................................................................................36

3.4. Tính toán kiểm nghiệm bền một số bộ phận hệ thống treo..................................................................................................................................39

3.4.1. Kiểm bền cho lò xo trụ..............................................................................................................................................................................................39

3.4.2. Kiểm nghiệm bộ phận giảm chấn.............................................................................................................................................................................40

CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN KHAI THÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO Ô TÔ TOYOTA FORTUNER..........................................46

4.1. Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ hệ thống treo trong sử dụng...........................................................................................46

4.1.1. Nguyên nhân gây ra sự suy giảm tuổi thọ của hệ thống..........................................................................................................................................46

4.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng tới sự suy giảm tuổi thọ hệ thống....................................................................................................................................49

4.2. Sự suy giảm và biện pháp nâng cao tuổi thọ hệ thống.........................................................................................................................................52

4.2.1. Sự suy giảm hệ thống...............................................................................................................................................................................................52

4.2.2. Biện pháp nâng cao tuổi thọ hệ thống..................................................................................................................................................................... 55

4.3. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa hệ thống...............................................................................................................................................................56

4.3.1. Mục đích bảo dưỡng kĩ thuật hệ thống treo..............................................................................................................................................................57

4.3.2. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống treo.......................................................................................................................................................................57

4.3.3. Phương pháp chẩn đoán......................................................................................................................................................................................... 57

4.3.4. Thông số chẩn đoán hệ thống treo.......................................................................................................................................................................... 63

4.3.5. Quy trình tháo lắp dàn treo trước............................................................................................................................................................................ 64

4.3.6. Quy trình tháo lắp dàn treo sau............................................................................................................................................................................... 68

KẾT LUẬN.. .......................................................................................................................................................................................................................71

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. ...................................................................................................................................................................................................72

LỜI NÓI ĐẦU

Trong vài năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam có những bước phát triển vượt bậc, đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang đầu tư rất nhiều vào quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải, đã khiến ô tô trở thành phương tiện đi lại tiện nghi và phổ biến, được nhiều người quan tâm. Không như các nước phát triển, với Việt Nam thì ôtô vẫn là chủ đề mới mẻ, đặc biệt là những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên xe. Vì thế việc nghiên cứu, khai thác về ô tô là rất cần thiết, nó là cơ sở để các nhà nhập khẩu cũng như các nhà sản xuất trong nước kiểm tra chất lượng xe khi nhập cũng như sau khi xe xuất xưởng, đồng thời trang bị kiến thức cho những người dân mua và sử dụng xe có hiệu quả kinh tế cao.

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

Với yêu cầu ngày càng cao của công nghệ vận tải về kỹ thuật cũng như về tính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải hoàn thiện hơn, đặc biệt là tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con người cảm giác thoải mái khi ngồi trên xe, các nhà sản xuất xe hàng đầu thế giới đã và đang không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm của mình về kiểu dáng, độ bền, và đặc biệt sự tiện nghi, thân thiện mang lại sự thoải mái, an toàn cho người sử dụng. Và một trong những đề tài nhằm đáp ứng những yêu cầu trên đó là đề tài: “Khai thác hệ thống treo xe ô tô Toyota Fortuner”.

Nội dung thuyết minh đồ án gồm các phần sau:

1. Lời nói đầu

2. Chương 1: Giới thiệu chung về ô tô Toyota Fortuner

3. Chương 2: Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống treo ô tô Toyota Fortuner

4. Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo ô tô Toyota Fortuner

5. Chương 4: Hướng dẫn khai thác bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống treo ô tô Toyota Fortuner

6. Kết luận

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: ThS………….. và các thầy trong Khoa Ô tô, em đã hoàn thành nội dung đồ án tốt nghiệp của mình. Xong do trình độ chuyên môn của em còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện còn gặp nhiều thiếu sót, em rất mong các thầy và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án của em được hoàn thiện tốt hơn nữa.

Em xin chân thành cám ơn!

                                                                                     TP.HỒ CHÍ MINH, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                                   Học viên thực hiện

                                                                                                                                              ……....……..

Chương 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ TOYOTA FORTUNER

1.1. Giới thiệu chung về ô tô Toyota Fortuner

Toyota là thương hiệu xe nổi tiếng trên toàn thế giới và phổ biến tại thị trường Việt Nam, dòng xe được yêu chuộng bởi động cơ bền bỉ, tiết kiệm nhiên liệu. Toyota Fortuner là một trong top 5 dòng xe được ưa chuộng của hãng xe Toyota, là dòng xe địa hình cao cấp, chiếm thị phần trên 50% doanh số bán ra, có chỗ đứng vững chắc.

Xe Toyota Fortuner mới, động cơ được sử dụng là máy xăng 2.7L 2TR-FE VVT-i kép hoặc máy dầu 2.4L 2GD-FTV ESTEC VNT Intercooler, 4 xy lanh thẳng hàng, 16 xupap, trục cam kép, cùng hộp số 4-5 cấp tự động và nay nâng cấp lên hộp số tự động 6 cấp đảm bảo tính năng vận hành êm ái và dễ dàng và tiết kiệm nhiên liệu cũng là yếu tố hàng đầu luôn được quan tâm chú ý. 

Về ngoại hình Fotuner từ những phiên bản đầu tiên khi mới xuất hiện đã được nhà sản xuất định hướng phong cách hầm hố, đồ sộ. 

Về động cơ mạnh mẽ và khỏe khoắn với lực kéo khỏe cho xe đạt tốc độ cực đại chỉ trong vòng một thời gian ngắn. Máy chạy êm, thân xe cao cho khả năng lội nước tốt cùng khả năng vận hành bền bỉ thích hợp với mọi dạng địa hình ở Việt Nam. Không thể phủ nhận tính kinh tế của Fortuner so với các mẫu xe hạng sang cùng dòng, ít hao nhiên liệu và đặc biệt an toàn.

1.2. Đặc tính kỹ thuật của xe Toyota Fortuner

Bảng đặc tính kỹ thuật của xe Toyota Fortuner như bảng 1.1.

1.3. Đặc tính các cụm hệ thống chính của xe Toyota Fortuner

1.3.1. Động cơ

Động cơ xe Toyota Fortuner là loại động cơ xăng 4 kì được bố trí đằng trước và đặt ngang xe. Nó là loại động cơ DOHC (Double Overhead Camshaft) động cơ bố trí 2 trục cam trên đỉnh xi lanh , 16 xupap, bao gồm 4 xilanh bố trí thẳng hàng có thứ tự làm việc là 1-3-4-2 với dung tích công tác theo nhà sản xuất là 2694m³

Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Xe sử dụng hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MPI) và dung tích bình xăng là 65 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 của xe bao gồm: Ly hợp, hộp số, truyền lực chính và vi sai, các đăng.

- Ly hợp: Là biến mô thủy lực có chức năng để truyền mô men từ động cơ đến hộp số. Cấu tạo gồm có: Bánh bơm, cánh tua bin, cánh dẫn hướng và vỏ biến mô.

- Hộp số: Hộp số tự động 4 cấp dẫn động 4 bánh cho phép tăng giảm số linh hoạt và êm ái đồng thời giúp người lái chủ động trong việc sử dụng phanh bằng động cơ.

1.3.3. Hệ thống điều khiển

1.3.3.1.Hệ thống lái

Hệ thống lái xe Toyota Fortuner 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.

1.3.3.2.Hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe Toyota Fortuner bao gồm hệ thống phanh chân và phanh dừng (phanh tay).

1.3.4. Hệ thống vận hành

Hệ thống treo trên xe bao gồm treo trước và treo sau.

Treo trước là hệ thống treo độc lập tay đòn kép, lò xo cuộn có kết cấu đơn giản, trọng lượng nhẹ, giúp lái xe ổn định rất tốt nhờ sự chống nhảy dạng hình học. 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. 

1.3.6. Thiết bị phụ

Các thiết bị đo đạc hiển thị như: Đồng hồ nhiên liệu, đồng hồ nhiệt độ nước làm mát, đồng hồ tốc độ, đồng hồ công tơ mét...

Trong xe có chỗ để tàn thuốc lá và để đồ uống, hộp đựng găng tay.

Chương 2

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO Ô TÔ TOYOTA FORTUNER

2.1. Giới thiệu chung về hệ thống treo trên ô tô

Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết các bánh xe với khung xe (hoặc vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu chuyển động và an toàn chuyển động trên cơ sở tạo các dao động của thân xe và của các bánh xe theo ý muốn và giảm các tải trọng va đập cho xe khi chuyển động trên địa hình không bằng phẳng.

Trên xe con bộ phận đàn hồi thường gặp là loại :

+ Nhíp lá

+ Lò xo trụ

+ Thanh xoắn

+ Khí nén

+ Thủy lực

- Bộ phận dẫn hướng: Làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền các lực dọc, ngang, các mô men phản lực, mô men phanh, tải trọng tác dụng thẳng đứng lên bánh xe. Trên mỗi hệ thống treo thì bộ phận dẫn hướng có cấu tạo khác nhau. 

2.2. Công dụng, yêu cầu hệ thống treo trên ô tô

Tập hợp các bộ phận dùng để liên kết đàn hồi giữa khối lượng treo và khối lượng không được treo được gọi là hệ thống treo.Hay còn được hiểu là hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết của xe là mối liên kết đàn hồi dùng để đảm bảo độ êm dịu chuyển dộng và nâng cao an toàn chuyển động của xe.

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 những 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 trên các loại đường khác nhau).

- Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định.

2.3. Phân tích kết cấu hệ thống treo xe Toyota Fortuner

Hệ thống treo là một tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết các bánh xe với khung xe (hoặc vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu chuyển động và an toàn chuyển động trên cơ sở tạo các dao động của thân xe và của các bánh xe theo ý muốn và giảm các tải trọng va đập cho xe khi chuyển động trên địa hình không bằng phẳng.

Hệ thống treo còn dùng để truyền các lực và mô men tác động giữa bánh xe và khung xe (vỏ xe).

Hệ thống treo xe Toyota Fortuner gồm 3 bộ phận chính:

- Phần tử đàn hồi là lò xo:  Có chức năng biến dao động tần số cao thành dao động tần số thấp, dùng để tiếp nhận và truyền lên khung xe các lực thẳng đứng từ đường, 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 loại thủy lực 1 lớp (loại ống đơn): Dùng để dập tắt dao động tần số thấp bằng cách biến năng lượng dao động của thân xe và bánh xe được hấp thụ bởi các giảm chấn trên cơ sở biến cơ năng thành nhiệt năng.

2.3.1. Hệ thống treo trước

Hệ thống treo trước dạng độc lập tay đòn kép có cấu tạo như sau: Một đòn ngang phía trên và một đòn ngang phía dưới.

2.3.2. Hệ thống treo sau

Hệ thống treo sau đỡ trọng lượng của thùng xe và hấp thụ rung động  va đập từ  mặt đường, nhờ vậy tránh truyền trực tiếp đến thùng xe và bảo vệ hữu hiệu thùng xe, hành khách và hàng hóa. Hệ thống cũng ngăn cản những rung động không đều của bánh xe để bảo đảm giàn treo sau vận hành ổn định.

- Khối lượng phần không được treo ( phần liên kết bánh xe) là rất lớn, đặc biệt ở trên cầu chủ động. Khi ôtô di chuyển trên những con đường không bằng phẳng, tải trọng sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không được treo với phần được treo, sẽ làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường.

- Khoảng không gian phía dưới sàn ôtô phải lớn, để đủ bảo đảm cho dầm cầu thay đổi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ôtô sẽ lớn và sẽ làm giảm đi thể tích chứa hàng hóa sau ôtô.

2.4. Đặc điểm kết cấu một số chi tiết thuộc hệ thống treo xe Toyota Fortuner

2.4.1. Giảm chấn

Khi xe chịu va đập từ mặt đường, các lò xo bị nén và giãn để hấp thụ những va đập đó. Tuy nhiên vì lò xo có đặc điểm dao động liên tục, và vì dao động của nó chỉ tắt hẳn sau 1 thời gian dài, điều này là không mong muốn vì nó làm giảm độ êm dịu chuyển động của xe. 

2.4.2. Lò xo                                                                                                                                     

Lò xo là phần tử đàn hồi có chức năng biến dao động tần số cao thành dao động tần số thấp, dùng để tiếp nhận và truyền lên khung xe các lực thẳng đứng từ đường, giảm tải trọng động và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cho ôtô khi chuyển động trên các loại đường khác nhau.

Nếu đem so sánh lò xo với nhíp thì lò xo có các ưu và nhược điểm sau:

- Mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng là lớn nếu so sánh với nhíp

- Do không có nội ma sát như nhíp nên lò xo không thể tự kiểm soát sự dao động của bản thân, nên cần phải sử dụng giảm chấn cùng lò xo.

2.4.3. Thanh ổn định

Thanh ổn định ngang có tác dụng làm giảm góc nghiêng ngang thân xe, tức là làm tăng tính ổn định chuyển động của ôtô.

Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc giống như một thanh xoắn đàn hồi. Các đầu chữ U nối với cụm thanh nối và nối với đòn đứng, còn thân thanh ổn định nối với thân xe nhờ bạc lót và giá bắt. 

2.4.4. Các bộ phận khác

Ngoài các bộ phận kể trên, hệ thống treo của ôtô còn có các bộ phận khác:

- Vấu cao su tăng cứng: xuất hiện nhiều tại các vị trí như là đầu trên của giảm chấn, trên các vị trí liên kết giữa thanh giằng ổn định và đòn treo dưới, khớp bản lề đầu trong của đòn treo dưới với khung xe.... 

Chương 3

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO XE TOYOTA FORTUNER

3.1. Mục đích và nội dung tính toán kiểm nghiệm

3.1.1. Mục đích

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất cả các hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống treo nói riêng ngày được hoàn thiện hơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn. 

3.1.2. Nội dung

Đồ án em đang thực hiện là: “Khai thác hệ thống treo trên xe Toyota Fortuner”. Trong phạm vi đồ án em xin chỉ tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo trước của xe Toyota Fortuner gồm :

- Phần tử đàn hồi.

- Phần tử giảm chấn.

3.2. Các thông số kỹ thuật và tính toán kiểm nghiệm

3.2.1. Các thông số ban đầu

Các thông số ban đầu như bảng 3.a.

3.2.2.  Xác định hệ số phân phối khối lượng phần treo

M   :  Khối lượng phần treo ô tô, M = 2018 (kg)

a, b: Khoảng cách từ trọng tâm phần treo đến tâm bánh xe cầu trước, cầu sau; 

Theo tài liệu ta có: a = 1,43 (m), b = 1,32 (m)

J_y : Mômen quán tính khối lượng của phần treo đối với trục ngang đi qua trọng tâm phần treo.

Ta có thể xác định bằng công thức tính  sau :

J_y =A.M.L²  (Nm.s²)

Khối lượng phần treo phân bố lên cầu trước tính như sau:

M₁ = M. = 2018. = 968,64 (kg)

3.2.3. Xác định độ cứng của treo

Đối với xe con 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).

Thay các số liệu vào công thức (3.2), ta có: C = 70822,6 N/m.

3.2.4. Xác định hành trình tĩnh của bánh xe

f_t : Hành trình tĩnh của bánh xe (m).

w : Tần số dao động riêng. w  = 8,378 (rad/s).

g : Gia tốc trọng trường. g = 9,81 (m/s²).

Thay số vào công thức (3.3), ta được: f_t = 139,8 (mm).

3.2.6. Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện theo điều kiện bảo đảm khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất

Thay số: c_min = 220 - 83,88 = 136,12 (mm) = 0,13612 (m)

Thỏa mãn điều kiện khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất.

3.2.8. Xác định hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần treo

Thay số vào công thức (3.5), ta được :

h­₀ = 0,25.8,378 = 2,0945 (rad/s).

3.3. Động lực học hệ thống treo trước

- Các phản lực từ đường tác dụng lên bánh xe thể hiện trên hình 3.1 bao gồm:

+ Z : Phản lực thẳng đứng.          

+ X: Lực dọc xe.

+ Y : Lực ngang xe.

- Ta xét trường hợp xe chỉ chịu tải trọng động theo phương thẳng đứng: trong trường hợp này chỉ có lực Z, còn các lực X = 0 và Y = 0. 

M₁: Tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải, M₁=968,84[Kg ].

m_bx: Khối lượng bánh xe, m_bx = 15[Kg].

Thay vào (3.7) được :

Z₁ = k_đ . Z_1T = 2. 4605 = 9210 (N).

* Xác định các phản lực tác dụng lên giảm chấn và đòn ngang:

- Phản lực tác dụng vào đầu dưới của giảm chấn Z_A:

Z_A = Z₁/cos( ) = 9210/cos( ) = 9352,08 (N).                                  

Như vậy lực tác dụng lên giảm chấn là: Z_B = Z_A = 9352,08  (N).

Và lực tác dụng lên đòn ngang: Y_C = Y_A = 3304,8 (N).

3.4. Tính toán kiểm nghiệm bền môt số bộ phận của hệ thống treo

3.4.1. Kiểm bền cho lò xo trụ

Với hệ thống treo trước, lò xo trụ được đặt lồng bên ngoài giảm chấn, đầu trên tỳ lên khung xe còn đầu dưới được bắt cố định vào vỏ của giảm chấn. Do đó lực dọc tác dụng lên giảm chấn (trụ đứng) cũng chính là lực tác dụng lên lò xo. Từ kết quả tính toán động lực học suy ra lực lớn nhất tác dụng lên lò xo là:

F_lxmax = 9352,08  (N).

Từ hành trình làm việc của hệ thống treo:

f = f_đ + f_t = 0,0839 + 0,1398 = 0,2237 (m).

Suy ra hành trình làm việc của lò xo:

f_lx = f/cos(  = 0,2237/ cos(12°20’) = 0,229 (m).

Chọn vật liệu làm lò xo là thép 50CrV4 có ứng suất tiếp cho phép = 1600 N/mm²

3.4.2. Kiểm nghiệm bộ phận giảm chấn

3.4.2.1 Đường đặc tính của giảm chấn

Do trên ôtô TOYOTA FORTUNER sử dụng giảm chấn trước và giảm chấn sau giống nhau nên ta kiểm tra chung cho cả giảm chấn trước và sau.

Để xây dựng đường đặc tính của giảm chấn ta lần lượt tính toán xác định các giá trị P_gn , P_{gn max ,}  P_gt , P_{gt max ,} K_gn , K_gn^' _, K_gt , K_gt^' với:

P_gn , P_gt  : Lực cản của giảm chấn ở hành trình nén và trả (N)    

P_{gn max} , P_{gt max}  : Lực cản lớn nhất của giảm chấn hành trình nén và trả (N)

K_gn , K_gt : Hệ số cản của giảm chấn khi van giảm tải đóng ở hành trình nén và trả (Ns/m)     

K_gn^' , K_gt^'  : Hệ số cản của giảm chấn khi van giảm tải mở ở hành trình nén  và trả (Ns/m)  

Để tính toán các giá trị P_gn , P_{gn max ,}  P_gt , P_{gt max ,} K_gn , K_gn^' _, K_gt , K_gt^'  trước hết ta cần tiến hành xác định các thông số và kích thước cơ bản của giảm chấn.   

* Các kích thước và thông số cho trước của giảm chấn:

- Đường kính piston giảm chấn d_p = 40 (mm)                         

- Đường kính cần piston giảm chấn d_c = 18 (mm)

- Hành trình piston h_p:   h_p = 200 (mm) 

3.4.2.2. Xác định tiết diện lưu thông qua các van giảm tải

m_v : Hệ số lưu lượng, khi tính toán có thể coi m_v = 0,6÷0,75 chọn m_v = 0,7

p : Áp suất chất lỏng trong các khoang giảm chấn

g : Trọng lượng riêng của chất lỏng (g = 910 Kg/m³)

g : Gia tốc trọng trường

F_p : Diện tích ép chất lỏng của piston giảm chấn

K_g : Hệ số cản của giảm chấn

Vậy tiết diện lưu thông qua các van giảm tải ứng với các hành trình nén và trả là:  

+ Hành trình nén: 7,737.10^-6 m²

+ Hành trình trả: 1,1426.10^-6 m²

3.4.2.3.Tính toán nhiệt

          Tính toán nhiệt nhằm mục đích xác định nhiệt độ tối đa của chất lỏng khi giảm chấn làm việc. Các kích thước ngoài của giảm chấn phải đảm bảo cho nhiệt độ này không vượt quá giới hạn cho phép.

Vậy từ phương trình cân bằng nhiệt trên ta có: t = 115⁰C

Vậy thanh giảm chấn đảm bảo điều kiện làm việc.

Chương 4

HƯỚNG DẪN KHAI THÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO Ô TÔ TOYOTA FORTUNER

4.1. Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ hệ thống treo trong sử dụng

Tuổi thọ nói chung dùng để chỉ sự duy trì, tồn tại của một nhân tố nào đó. Đối với máy móc thì tuổi thọ được biểu hiện bằng quãng thời gian kể từ bắt đầu sử dụng đến khi bị hư hỏng. Tuổi thọ của xe là khả năng làm việc ổn định đảm bảo đặc tính kinh tế kỹ thuật thay đổi trong giới hạn cho phép.

Vì vậy, cần tìm hiểu các nguyên nhân và yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ hệ thống  treo. Cần có những biện pháp nâng cao tuổi thọ hệ thống.

4.1.1. Nguyên nhân gây ra sự suy giảm tuổi thọ của hệ thống

4.1.1.1.Ma sát và mài mòn

 Ma sát là quá trình chống lại sự di chuyển tương đối giữa hai vật thể ở vùng của các mặt trượt kèm theo sự tiêu hao năng lượng do chuyển biến thành nhiệt. Ma sát có tác dụng xấu và tốt.

 Mòn: Là một quá trình thay đổi hình dáng, kích thước, khối lượng của bề mặt vật thể, làm mất mát hoặc thay đổi vị trí tương đối bề mặt do biến dạng, mất liên kết, bong tách, chảy dẻo, ion hóa tạo ra vùng vật liệu mới. 

4.1.1.2. Biến dạng dư

Biến dạng là sự thay đổi hình dạng, kích thước của chi tiết. Đó là một thuộc tính quan trọng của vật liệu. Biến dạng được phân loại thành hai loại là biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi: Biến dạng đàn hồi là sự thay đổi hình dáng vật thể dưới tác dụng ngoại lực, khi bỏ lực tác dụng chi tiết sẽ khôi phục hình dáng ban đầu; Biến dạng dẻo là biến dạng còn dư lại sau khi bỏ ngoại lực tác dụng.

4.1.1.3. Han gỉ và lão hoá

- Han gỉ (Ăn mòn hoá học)

Ăn mòn kim loại là sự tự phá huỷ kim loại do tác dụng hoá học và điện hoá học của nó với môi trường bên ngoài.

- Lão hoá

Nhược điểm rất quan trọng của vật liệu polyme là các tính chất sử dụng của chúng nhanh chóng bị xấu đi mà điển hình là ngày một giòn lên, tiến tới gãy vụn, đó là hiện tượng xuất phát từ nguyên nhân do lão hóa hay hóa già. 

4.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng tới sự suy giảm tuổi thọ hệ thống

4.1.2.1.Yếu tố thiết kế, chế tạo

Yếu tố thiết kế chế tạo bao gồm đặc điểm kết cấu, chất lượng vật liệu

- Đặc điểm kết cấu

Tuổi thọ của hệ thống vận hành được kéo dài là do nguyên nhân kết cấu của hệ thống không ngừng được cải tiến và hoàn thiện. 

4.1.2.2. Điều kiện về môi trường

Các yếu tố cơ bản đặc trưng của khí hậu, môi trường ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật của hệ thống trong quá trình khai thác là: độ ẩm, nhiệt độ, độ bụi của không khí, độ bức xạ nhiệt của mặt trời.

- Ảnh hưởng của nhiệt độ

+ Nhiệt độ cao, thay đổi đột ngột, trị số nhiệt độ thay đổi lớn sẽ làm thay đổi tính chất cơ-lý-hóa của vật liệu, làm giảm chất lượng của trang bị kỹ thuật, cụ thể:

+ Làm giản nở vật liệu, gây biến dạng hình học, phồng rộp bề mặt, nhất là vật liệu hữu cơ, các màng sơn, các vật liệu gỗ, cao su…;

+ Ngấm ẩm và cơ chế ngấm ẩm:

Ngấm ẩm là hiện tượng hơi nước khếch tán sâu vào nền vật liệu (chất dẻo, sơn dầu, mỡ, gỗ, vải, màng phủ bảo vệ…). 

4.1.2.3. Ảnh hưởng của chế độ khai thác

- Ảnh hưởng của chế độ bảo dưỡng

+ Hệ thống treo của xe bị mòn một cách tự nhiên trong quá trình sử dụng. Nếu không được kiểm tra, thay thế và bảo dưỡng định kỳ, các tính năng hoạt động sẽ giảm đi, dẫn đến hư hỏng nặng, thậm chí gây mất an toàn trong quá trình sử dụng.

+ Mục đích của bảo dưỡng định kỳ là kiểm tra, sửa chữa và thay thế theo một lịch trình nhất định để đảm bảo hoạt động tốt nhất cho hệ thống.

4.2. Sự suy giảm và biện pháp nâng cao tuổi thọ hệ thống

4.2.1. Sự suy giảm hệ thống treo

Hư hỏng bộ phận đàn hồi : Bộ phận đàn hồi quyết định tần số dao động riêng của ô tô, do vậy khi hư hỏng sẽ ảnh hưởng nhiều tới các chỉ tiêu chất lượng đã kể trên.

Bộ phận đàn hồi là bộ phận dễ hư hỏng do điều kiện sử dụng như:

- Giảm độ cứng, hậu quả của nó là giảm chiều cao thân xe, tăng khả năng va đập cứng khi tăng tốc hay phanh, gây ồn, đồng thời dẫn tới tăng gia tốc dao động thân xe, làm xấu độ êm dịu khi xe đi trên nền đường xấu.

- Gãy bộ phận đàn hồi do quá tải khi làm việc, hay do mỏi của vật liệu. Để khắc phục phải thay mới các chi tiết bị gãy và kiểm tra lại các chi tiết khác có còn khả năng làm việc không.

4.2.2. Biện pháp nâng cao tuổi thọ hệ thống 

Các hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục hệ thống treo như bảng 4.a.

4.3. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa hệ thống

Bảo dưỡng là công việc nhất định, bắt buộc phải thực hiện với các loại xe sau một thời gian làm việc, hay quãng đường quy định. Do ô tô được cấu tạo từ một số lượng các chi tiết nên theo điều kiện hay khoảng thời gian sử dụng mà các chi tiết có thể bị hư hỏng, ăn mòn yếu đi, làm tính năng hoạt động của chúng.

4.3.1. Mục đích bảo dưỡng kĩ thuật hệ thống treo

Nhằm đánh giá chất lượng và đảm bảo các chỉ tiêu của hệ thống treo. Đánh giá độ bền cũng như hư hỏng trong quá trình sử dụng, kịp thời phát hiện hư hỏng và đưa ra biện pháp khắc phục sửa chữa để luôn đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.

4.3.3. Phương pháp chẩn đoán

a. Bằng quan sát

Với các loại ôtô có khoảng không gian sàn xe có thể quan sát:

- Chảy dầu giảm chấn.

- Gãy nhíp, lò xo.

b. Chẩn đoán trên đường

Chọn thử và các điều kiện thử ôtô trên đường phụ thuộc vào chủng loại, kết cấu như: ôtô tải, ôtô buýt, ôtô con, ôtô thân ngắn, thân dài...

- Độ ồn dB.

- Âm thanh đặc trưng tiếng ồn.

- Chỗ phát tiếng ồn.       

d. Chẩn đoán trạng thái giảm chấn khi đã tháo khỏi xe

Giảm chấn là chi tiết quan trọng, nhiều khi cần thiết phải tìm hư hỏng, do vậy có thể tháo dễ dàng ra để kiểm tra, khi đó có thể dùng bệ thử với sơ đồ nguyên lý chỉ ra trên (hình 4.3).

Cảm biến đo lực có tác dụng đo theo hai hành trình nén và trả. Hành trình dịch chuyển được điều chỉnh tại tay quay của cơ cấu tay quay thanh truyền tương ứng với các giá trị (100, 75, 50, 25) mm.

4.3.5. Quy trình tháo lắp giàn treo trước

a. Quy trình tháo:                                                          

Quy trình tháo giàn treo trước như bảng 4.b.

b. Quy trình lắp:

Quy trình lắp làm thứ tự các bước ngược lại với quy trình tháo cần chú ý     

- Lắp khớp cầu với cam quay phải thay đai ốc mới vì đai ốc là loại tự hãm.    

- Lắp trụ đứng với cam quay phải chú ý phải đổ keo làm kín.

KẾT LUẬN

Trong quá trình học tập tại Trường cùng với lượng kiến thức được tích lũy còn hạn chế và trong phạm vi một đồ án tốt nghiệp em đã được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của thầy giáo: ThS…………….. các thầy trong  Khoa Ô tô và các bạn đồng nghiệp, em đã hoàn thành kịp tiến độ bản đồ án tốt nghiệp: “Khai thác hệ thống treo xe ô tô Toyota Fortuner”.

Sau một quá trình nghiên cứu, tìm hiểu và làm đồ án về hệ thống treo, bản thân em cũng được hiểu và biết thêm nhiều kiến thức quan trọng cần thiết giúp cho công việc thực tế sau này. Do thời gian làm đề cũng như lượng kiến thức của em còn hạn chế nên trong nội dung đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong được sự chỉ bảo và các ý kiến đóng góp để đồ án được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong Khoa Ô tô đã tận tình chỉ bảo hướng dẫn, cảm ơn các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên. Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (tập II-phần hai). Nhà xuất bản dại học và trung học chuyên nghiệp, Hà nội 1971.

[2]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh. Lý thuyết ô tô máy kéo, NXBKHKT, 1996.

[3]. Nguyễn Phúc Hiểu. H­ướng dẫn thiết kế môn học kctt ôtô quân sự.

[4]. Vũ Đức Lập. Dao động ôtô. Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 2002.

[5]. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy. Cấu tạo ôtô quân sự (tập hai). Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 1995.

[6]. NXBGTVT 1984. Kết cấu và tính toán ô tô.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"