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 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 nghiên cứu nhằm đáp ứng những yêu cầu trên đó là đề tài: “Nghiên cứu biện pháp nâng cao tuổi thọ hệ thống vận hành ô tô trong sử dụng”. Nội dung thuyết minh đồ án gồm các phần sau:

 Lời nói đầu

 Chương 1: Giới thiệu chung

 Chương 2: Phân tích kết cấu phần vận hành xe Toyota Fortuner

4.  Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống vận hành xe Toyota Fortuner

 Chương 4: Nghiên cứu biện pháp nâng cao tuổi thọ hệ thống vận hành

  Kết luận

   Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn :……........…… và các thầy trong Bộ môn 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!

      Hà Nội, ngày …. tháng …năm 20…

                                                                                           Sinh viên thực hiện

                                                                                           ……....……..

Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Giới thiệu chung về hệ thống vận hành trên ô tô

 Hệ thống vận hành là hệ thống bảo đảm độ êm dịu chuyển động và nâng cao tính an toàn chuyển động của ô tô ngoài ra hệ thống vận hành còn đảm bảo chuyển động tương đối của bánh xe theo phương thẳng đứng, bảo đảm khả năng chịu tải trọng và truyền lực từ động cơ tới bánh xe, giúp xe chạy theo đúng tốc độ và phương hướng do người lái điều khiển. Nó bao gồm hệ thống treo và cụm bánh xe.

1.2. Giới thiệu chung về xe 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.

 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.

1.4.2. 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. 

1.4.4. 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.

1.4.5. Hệ thống điện.

-  Điện áp mạng.

- Máy phát.

- Ắc quy.

- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: Đèn pha, đèn si nhan, đèn phanh, đèn sương mù, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu, đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp...

- Hệ thống thông gió, sưởi ấm, điều hoà nhiệt độ, bộ gạt nước, rửa kính

- Hệ thống âm thanh gồm có radio, cassette và dàn loa.

1.4.6. 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 KẾT CẤU HỆ THỐNG VẬN HÀNH XE TOYOTA FORTUNER

 2.1. Hệ thống treo.

 2.1.1. Giới thiệu chung về hệ thống treo.

  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 mômen tác động giữa bánh xe và khung xe (vỏ xe).

2.1.2 . Hệ thống treo bị động.

 Hệ thống treo bị động là một hệ thống mà các đặc tính của các thành phần (nhíp và giảm chấn) là cố định. Các đặc tính này được xác định bởi các nhà thiết kế hệ thống treo, theo mục đích thiết kế và ứng dụng mong muốn. Thiết kế hệ thống treo bị động là sự tối ưu hoá giữa độ ổn định và êm dịu chuyển động.

2.1.3. Hệ thống treo tích cực.

Trong hệ thống treo tích cực, cả giảm  chấn và nhíp bị động được thay thế bằng một bộ kích thích lực. Bộ kích thích lực có thể cung cấp thêm hoặc tiêu tán bớt năng lượng cho hệ thống (không giống với giảm chấn bị động chỉ có thể tiêu tán năng lượng). 

2.2. Công dụng, yêu cầu hệ thống treo.

  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.

 - Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu thực hiện chuyển động êm dịu hạn chế tới mức có thể chấp nhận dược những chuyển động không muốn có khác của bánh xe (như lắc ngang, lắc dọc)

2.3. Phân loại hệ thống treo.

2.3.1. Theo kết cấu bộ phận dẫn hướng.

Có các loại như sau: Hệ thống treo phụ thuộc là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải được liên kết cứng với nhau bằng dầm cầu liền hoặc vỏ cầu cứng. Khi đó dao động hoặc chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc thẳng đứng) của bánh xe bên này làm ảnh hưởng, tác động đến bánh xe bên kia và ngược lại. 

2.3.3. Theo phương pháp dập tắt dao động.

- Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn (mà chủ yếu là các giảm chấn thuỷ lực dạng đòn và dạng ống.                                   

- Dập tắt dao động nhờ ma sát giữa các chi tiết của phần tử đàn hồi và trong phần tử hướng. Hệ thống treo này sẽ không được trang bị giảm chấn nên hiệu quả dập tắt dao động sẽ kém hơn so với trường hợp có giảm chấn.

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

2.5.1. 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. Muốn xe chuyển động êm dịu thì dao động của xe cần được nhanh chóng dập tắt. Giảm chấn trên xe có chức năng dập tắt nhanh chóng dao động của xe đồng thời còn giúp các lốp xe bám đường tốt hơn và cải thiện tính ổn định lái.

2.5.3. Vấu cao su.

Để làm tăng khả năng hấp thụ lực từ mặt đường lên xe, các chi tiết vấu cao su được sử dụng nhiều trên hệ thống treo của xe Toyota Fortuner. 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.

2.6. Bánh xe và lốp xe.

Bánh xe và lốp xe quay nguyên một cụm. Lốp xe chịu toàn bộ tải của xe và có tác dụng giảm chấn bằng áp lực bơm của chúng trong khi gai của chúng truyền lực và di chuyển xe khi nó được lái.

 Bánh xe gồm các bộ phận vành, lốp có săm hoặc lốp không săm có nhiệm vụ:

- Đỡ toàn bộ trọng lượng của xe, biến chuyển động quay của bánh xe thành chuyển động tịnh tiến của xe.

Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG VẬN HÀNH 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. Hiện nay với lượng xe tham gia giao thông rất lớn nên ngoài việc đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao, thì cảm giác êm dịu thoải mãi là vô cùng cần thiết. 

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;  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 công thức tính: J_y =A.M.L²

3.3. Xây dựng đường đặc tính tần số dao động.

 Để xây dựng các đặc tính tần số biên độ của các lượng ra, ta dùng toán tử Laplace, đưa các ẩn của hệ phương trình vi phân về dạng hàm ảnh và biến đổi tiếp để đưa 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.

3.4.1. Các kích thước và thông số cho trước của giảm chấn.

- Đường kính piston giảm chấn d_p = 30 [mm]                         

- Đường kính cần piston giảm chấn d_c = 12 [mm]

- Chiều dài kết cấu giảm chấn l_k: chiều dài kết cấu của giảm chấn là tổng chiều dài các bộ phận cấu thành nó, bao gồm:

+ A: Chiều dài một nửa tai và chiều dày đáy giảm chấn đường kính tai D_t = 39 [mm]

+ B = 15 [mm]: Chiều dài cụm van nén ở dưới đáy giảm chấn.

+ C = 30 [mm]: Chiều dài piston giảm chấn và các van bố trí trên nó.

+ E = 30 [mm]: Chiều dài bộ phận dẫn hướng cần, các chi tiết làm kín và các chi tiết khác ở đầu trên của giảm chấn.

+ F: Chiều dài phần nhô ra của cần giảm chấn.

Chương 4. NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP NÂNG CAO TUỔI THỌ HỆ THỐNG VẬN HÀNH

4.1. Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ hệ thống vận hành 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.

Trong quá sử dụng xe, tình trạng kỹ thuật của xe nói chung và của hệ thống vận hành nói riêng bị thay đổi theo chiều hướng xấu đi. Có rất nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến tuổi thọ của hệ thống , trong đó quan trọng nhất là yếu tố về chế độ bảo dưỡng. 

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

a. 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. Kết cấu càng hoàn thiện không những hiệu quả di chuyển sẽ tốt lên, con người sử dụng sẽ thuận tiện điều khiển nhẹ nhàng hơn, khai thác hiệu quả hơn mà còn nâng cao tuổi thọ, độ an toàn cho hệ thống.

b. 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.

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

4.2.1. Sự suy giảm hệ thống vận hành.

a. Bánh xe và lốp xe :

 Bánh xe là chi tiết duy nhất tiếp xúc với mặt đường, đỡ toàn bộ trọng lượng của xe, làm giảm các va đập tác dụng lên ô tô do mặt đường gồ ghề, biến chuyển động quay tròn thành chuyển động tịnh tiến của ô tô. Với những chức năng và yêu cầu như vậy lốp xe là bộ phận thường xuyên bị mòn trong quá trình sử dụng.

b. Hệ thống treo trước :

 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.

4.3. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa hệ thống vận hành.

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.

4.3.1.2. Quy trình bảo dưỡng.

a. Tháo:

- Dùng dụng cụ chèn bánh chèn các bánh không tháo

- Nới lỏng tắc kê từ từ theo thứ tự chéo

- Chú ý răng tắc kê bánh Trái có ren trái ( đóng dấu hoặc dập nổi chữ L ) và tắc kê bánh Phải có ren phải ( đóng dấu hoặc dập nổi chữ R)

b. Lắp:

+ Siết tắc kê theo thứ tự chéo và trong hai hoặc ba bước.

+ Lắp bánh và bắt tạm tắc kê.

4.3.2. Bảo dưỡng kĩ thuật hệ thống treo xe Toyota Fortuner.

 Trong các hệ thống treo chức năng của các bộ phận: Đàn hồi, dẫn hướng, giảm chấn, ổn định ngang có thể là riêng hoặc ghép chung. Các hư hỏng của một cụm chi tiết, bộ phận có thể làm xấu một hay nhiều chức năng làm việc của nó.

4.3.2.4. Thông số chẩn đoán hệ thống treo.

- Các bộ phận kể trên của hệ thống treo có quan hệ chặt chẽ và biểu hiện giống nhau. Để có thể tách biệt các hư hỏng này cần thiết phải có kinh nghiệm hay sử dụng suy luận logic.

- Thông số chẩn đoán hay dùng là:

 + Tiếng ồn, gõ ở mọi tốc độ hay ở một vùng tốc độ nào đó.

 + Rung động ở khu vực bánh xe hay trong thùng xe.

 + Va đập cứng tăng nhiều khi đi qua “ổ gà” hay trên đường xấu.

 + Chiều cao thân xe bị giảm, thân xe bị xệ, vênh.

KẾT LUẬN

  Trong quá trình học tập tại Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự 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 :…….…....…., các thầy trong bộ môn Ô tô, các thầy trong Khoa Động Lực và các bạn đồng nghiệp, em đã hoàn thành kịp tiến độ bản đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu biện pháp nâng cao tuổi thọ hệ thống vận hành ô tô trong sử dụng”.

  Sau một quá trình nghiên cứu, tìm hiểu và làm đồ án về phần vận hành ô tô, 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 bộ môn Ô tô, Khoa Động Lực - Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự 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. Phạm Đình Vy, Vũ Đức Lập, Cấu tạo ô tô quân sự (tập 2), HVKTQS, 1995.

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

3. NXBGTVT 1984, Kết cấu và tính toán ô tô.

4. Vũ Đức Lập, Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô, HVKTQS, 2004.

5. Nguyễn Thành Trí, Châu Ngọc Thạch, Hướng dẫn sử dụng bảo trì và sữa chữa xe ô tô đời mới, NXB 1997.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"