Khai thác hệ thống treo xe minivan apv

- Ưu điểm Ưu điểm cơ bản của giảm chấn ống thủy lực là kích thước nhỏ gọn hơn rất nhiều so với các loại giảm chấn khác (ví dụ như giảm chấn đòn) nhưng vẫn đảm bảo được tính êm dịu chuyển động cho xe. Có độ bền cao giá thành hạ và làm việc tin cậy ở cả hai hành trình. Điều kiện bao kín và tuổi thọ cao. - Nhược điểm So với loại một lớp vỏ: Điều kiện tỏa nhiệt kém hơn, nếu cùng kích thước thì piston sẽ nhỏ hơn hoặc thể tích dầu làm việc nhỏ hơn. - 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 A(dưới piston) sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van một chiều (của van piston) và chảy vào buồng B (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. Nén nhẹ: Tốc độ chuyển động của cần piston thấp. Nếu tốc độ của cần piston rất thấp thì van một chiều của van piston và van lá của van đáy sẽ không mở vì áp suất trong buồng A nhỏ. Tuy nhiên, vì có các lỗ nhỏ trong van piston và van đáy nên dầu vẫn chảy vào buồng B và buồng chứa, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ. + Hành trình trả: Trả mạnh: Tốc độ chuyển động của cần piston cao. Khi piston chuyển động lên, áp suất trong buồng B sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van lá (của van piston) và chảy vào buồng A. 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 A mà không bị sức cản đáng kể. Trả nhẹ: Tốc độ chuyển động của cần piston thấp. Khi cán piston chuyển động với tốc độ thấp, cả van lá và van một chiều đều vẫn đóng vì áp suất trong buồng B thấp. Vì vậy, dầu trong buồng B chảy qua các lỗ nhỏ trong van piston vào buồng A. Dầu trong buồng chứa cũng chảy qua lỗ nhỏ trong van đáy vào buồng A, vì vậy chỉ tạo ra một lực cản nhỏ. Hình 2.9:Kết cấu giảm chấn 1. Tai trên giảm chấn; 2. nắp đầu trên; 3. Ống bịt; 4. Gioăng; 5. Bạc ép; 6. Lò xo; 7. Xilanh; 8. Thanh đẩy piston; 9. Ống giảm chấn; 10. Lò xo van nén nhẹ; 11. Lỗ van nén nhẹ; 12. pitton; 13. Lò xo van trả mạnh; 14. Lò xo van trả nhẹ; 15. Lỗ van trả nhẹ; 16. Lò xo van nén mạnh; 17. Đế giảm chấn; 18. Đế chân van trả; 19. Khe hở van nén mạnh; 20. Lỗ van nén mạnh; 21. Khe hở van trả mạnh; 22. Lỗ van trả mạnh; 23. Gioăng làm kín; 24. Phớt làm kín. d. Vấu cao su - Công dụng 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. - Kết cấu vấu cao su trên hệ treo 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. Tuy nhiên vấu cao su không thích hợp khi tải trọng lớn thích hợp với xe du lịch và xe tải nhỏ. Vì vậy mà với xe Minivan APV việc sử dụng vấu cao su là hết sức hợp lý, sử dụng như một bộ phận đàn hồi phụ hay một bạc đệm, vấu giảm chấn, vấu chặn hay một số cơ cấu khác trong hệ treo sau. Hình 2.10: Vấu cao su 1. Giảm chấn cao su; 2. Vấu chặn cao sau Hình 2.11: Bạc đệm cao su e. Các bộ phận khác - Đòn ngang Đòn ngang một đầu trong liên kết với khung bằng khớp trụ, đầu ngoài nối với trục ngõng bằng khớp cầu. Hình 2.12 : Đòn ngang Hình 2.13: Khớp ngoài của đòn ngang Đòn ngang chỉ có dạng 1 thanh, có đủ độ cứng vững tốt, giảm giá thành, giảm trọng lượng không được treo nhưng độ cứng vững không thể tốt được như đòn ngang của một số xe có cấu tạo như dạng chữ A có độ cứng vững tốt để có thể tiếp nhận các lực khi phanh và khi tăng tốc. - Trục ngõng xoay Kết cấu của trục ngõng xoay như hình dưới. Hình 2.14 : Trục ngõng xoay 1. Moay ơ; 2. Vòng chặn; 3. Ổ bi ; 4. Trục ngõng xoay; 5. Đai ốc ; 6. Nắp đậy; 7. Phớt chắn dầu 2.3. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG TREO SAU XE MINIVAN APV 2.3.1. Ưu nhược điểm của hệ thống treo sau a. Ưu điểm Hệ treo sau Minivan APV là hệ treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lá nhíp. Nên có những ưu điểm sau: Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định do vậy không sảy ra mòn lốp nhanh. Khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên…) hai bánh xe liên kết cứng, bởi vậy hạn chế hiện tượng trượt bên bánh xe. Cấu tạo đơn giản nhưng khá vững chắc, giá thành giảm. Dễ tháo lắp và sửa chữa. b. Nhược điểm Khối lượng phần không treo lớn. Khi xe chuyển động trên địa hình không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên va đập giữa phần treo và phần không treo làm giảm độ êm dịu khi chuyển động, mặt khác bánh xe va đập mạnh xuống nền đường làm xấu sự tiếp xúc của bánh xe với đường. Khoảng không gian phía dưới gầm xe lớn để đảm bảo cho dầm cầu thay đổi vị trí, do vậy chiều cao trọng tâm xe sẽ lớn hoặc giảm bớt thể tích của khoang chứa hàng phía sau xe. Sự nối cứng bánh xe hai bên dầm liền gây nên các trạng thái về động học khi dịch chuyển, trong quá trình hệ treo chuyển động theo phương thẳng đứng sẽ xảy ra các chuyển vị phụ theo phương ngang làm giảm độ ổn định của xe khi chuyển động trên nền đường không bằng phẳng. 2.3.2. Cấu tạo của hệ thống treo sau Cấu tạo hệ thống treo sau gồm phần tử đàn hồi lá nhíp đồng thời làm luôn bộ phận dẫn hướng. Trong quá trình biến dạng chiều dài của nhíp thay đổi nên hai tai nhíp bắt lên dầm có một đầu trước cố định, đầu sau có thể di động được. Và giảm chấn 3 đặt nghiêng một góc 450, đầu trên được bắt dầm ngang, đầu dưới được bắt với đế kẹp bó nhíp (hình 2.15). Sau đây ta sẽ nêu rõ kết cấu từng bộ phận của hệ thống treo sau. Hình 2.15: Hệ treo sau xe Minivan APV 1. Đệm cao su; 2. Kẹp nhíp; 3. Giảm chấn; 4. Núm cao su; 5. Vỏ bọc bán trục; 6. Đế; 7. Lá nhíp; 8. Ê cu a. Bộ phận dẫn hướng và đàn hồi - Công dụng Bộ phận dẫn hướng và đàn hồi bó nhíp. Nhíp được dùng phổ biến nhất vì nhíp vừa là cơ cấu đàn hồi, vừa là cơ cấu dẫn hướng và một phần làm nhiệm vụ giảm chấn nghĩa là thực hiện toàn bộ chức năng của hệ thống treo. Bản thân nhíp đã có đủ độ cứng vững để giữ cho cầu xe ở đúng vị trí nên không cần sử dụng các liên kết khác. Nhíp thực hiện được chức năng tự khống chế dao động thông qua ma sát giữa các lá nhíp. Nhíp có đủ sức bền để chịu tải trọng nặng. - Cấu tạo Bộ phận dẫn hướng và đàn hồi bó nhíp được làm bằng một số băng thép lò xo uốn cong, được gọi là “lá”, xếp chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn nhất đến dài nhất. Tập lá lò xo này được ép với nhau bằng một bulông, và để cho các lá không bị xô lệch, chúng được kẹp giữ ở một số vị trí. Hai đầu lá dài nhất (lá chính) được uốn cong thành vòng để lắp ghép với khung xe hoặc các kết cấu khác. Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm. Số lá nhíp càng nhiều thì nhíp càng chịu tải trọng lớn hơn, mặt khác, nhíp sẽ cứng hơn và ảnh hưởng đến độ êm. Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ mặt đường. Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển tải trọng nặng, nên cần chú trọng đến độ bền hơn. Độ uốn cong của lá nhíp được gọi là “độ võng”. Vì lá nhíp càng ngắn thì độ võng càng lớn nên lá nhíp dưới cong hơn lá nhíp trên nó. Khi xiết chặt bulông ở giữa, các lá nhíp hơi duỗi thẳng ra, làm cho các đầu lá nhíp ép lên nhau rất chặt. Độ cong tổng thể của nhíp được gọi là “độ vồng”. Tuy nhiên, ma sát giữa các lá nhíp cũng làm giảm độ êm, vì nó làm giảm tính uốn của nhíp. Kết cấu bộ nhíp trên xe Minivan APV: Bộ nhíp có dạng nửa elíp gồm 5 lá nhíp ghép lại với nhau nhờ bulông trung tâm và các kẹp nhíp. Hai đầu bộ nhíp được liên kết với khung xe qua các gối đỡ cao su, riêng gối đỡ trước của mỗi bộ nhíp có thêm đệm ở mặt đầu để truyền phản lực từ mặt đường lên khung xe, gối đỡ phía sau của bộ nhíp không có đệm cao su mặt đầu để cho bộ nhíp có thể di chuyển được trong một giới hạn nào đó. - Ưu điểm Kết cấu đơn giản, chắc chắn và rẻ tiền. Chế tạo và sửa chữa nhíp cũng giản đơn có thể làm trong xí nghiệp nhỏ. - Nhược điểm Trọng lượng lớn nặng hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác. Nhíp và giảm chấn chiếm 5,5- 8% trọng lượng bản thân ô tô. Thời hạn phục vụ của nhíp ngắn do các ứng suất ban đầu, do trạng thái ứng suất phức tạp, do lực động và lặp lại nhiều lần. Lá nhíp chình làm việc căng thẳng nhất, cho nên lá chính cần phải dày hơn, hoặc đặt hai, ba lá chính để cường hóa, nhưng kết cấu Minivan chỉ có một lá chính có chiều dày như các lá nhíp khác vì vậy mà tuổi thọ bộ nhíp càng giảm. Đường đặc tính của nhíp là đường thẳng. Đường đặc tính đàn hồi đòi hỏi phải là đường cong nhưng trong thực tế độ cứng nhíp lại là một hằng số. Vì vậy mà trong kết cấu treo sau đã bố trí để làm cho độ cứng của nhíp thay đổi theo tải trọng (giảm hay tăng độ dài lá nhíp nhờ việc đầu phía sau có thể di động được). Muốn ô tô chuyển động được êm dịu thì lực ma sát giữ các lá nhíp hạn chế nhỏ hơn 5-8%. Sở dĩ như vậy vì sự ma sát trong nhíp thay đổi theo định luật không có lợi và giá trị lực ma sát không ổn định trong sử dụng. Lực ma sát không thay đổi hoặc tăng một ít khi biến dạng tăng. Vì vậy khi xe ít xóc lực truyền qua nhíp bé hơn lực ma sát nên nhíp như bị hãm chặt thành một khối. Ô tô dao động với biên độ lớn thì lực ma sát lại không đủ để tắt nhanh dao động. Khi nhíp làm việc không có bôi trơn lực ma sát có thể đạt 20-25% lực đàn hồi nhíp. Chính vì lý do đó mà trong kết cấu treo sau xe APV số lá nhíp được giảm xuống còn 5 lá để giảm ma sát giữa các lá nhíp. Các lá nhíp được đánh bóng và vuốt các đầu để áp suất phân bố tốt hơn. Mỗi lá nhíp cũng được làm vát hai đầu để chúng tạo ra một áp suất thích hợp khi tiếp xúc với nhau. Khi xe hoạt động còn có hiện tượng nảy sinh đó là sự uốn. Là hiện tượng xảy ra khi mômen tăng tốc hoặc mômen phanh tác động lên nhíp, có xu hướng làm quay nhíp quanh trục bánh xe. Dao động uốn này có ảnh hưởng làm xe chạy không êm. Vì vậy mà trong kết cấu treo sau xe APV giảm hiện tượng uốn bằng cách đặt cầu sau hơi lệch lên phía trước so với tâm của nhíp. Cách đặt như thế cũng làm giảm chuyển động lên xuống của thân xe khi tăng, giảm tốc độ. Hình 2.16: Bố trí bó nhíp xe Minivan APV Hình 2.17: Kết cấu bó nhíp xe Minivan APV 1. Bu lông chữ U; 2. Núm cao su; 3. Lá nhíp; 4,5. Tấm kẹp; 6,10,12. Đai ốc; 7,8. Bạc cao su; 9. Bu lông; 11. Đế; 13. Đĩa kẹp; 14. Đĩa đệm; 15. Bán trục. b. Giảm chấn Bộ phận giảm chấn của xe Minivan APV thuộc loại giảm chấn ống thủy lực, tác động 2 chiều và có van giảm tải. Cấu tạo và nguyên lý như giảm chấn hệ thống treo trước. Hình 2.18: Bố trí lắp đặt giảm chấn trên xe Minivan APV Lắp đặt giảm chấn trên hệ treo sau: Đầu trên được gắn với dầm xe, đầu dưới được gắn với đế bắt nhíp (như hình trên). Hai đầu được đệm bằng bạc cao su. Để làm giảm sự uốn bằng cách lắp các bộ giảm chấn cách xa tâm uốn và đặt nghiêng chúng. Tức là lắp một bộ giảm chấn ở phía trước và một ở phía sau cầu xe (như hình trên). c. Bạc cao su Bạc cao su do có nhưng ưu điểm như nó có thể được làm với mọi hình dạng khác nhau, không có tiếng ồn khi làm việc, không cần phải bôi trơn. Tuy nhiên bạc cao su không thích hợp khi tải trọng lớn thích hợp với xe du lịch và xe tải nhỏ. Vì vậy mà với xe Minivan APV việc sử dụng bac cao su là hết sức hợp lý. Sử dụng ở đầu nhíp (hình 2.18, hình 2.20), sử dụng ở vấu giảm chấn (hình 2.19) Hình 2.19: Bạc đầu nhíp CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO XE MINIVA APV 3.1. KIỂM NGHIỆM CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG TREO 3.1.1. Các thông số kĩ thuật của xe Minivan APV Các thông số kĩ thuật của hệ thống treo được lấy dựa trên cơ sở từ bảng thông số kỹ thuật của xe APV (bảng 1.1). - Tải trọng của toàn xe khi không tải G0: G0 = 1300 (kg). - Tải trọng của toàn xe khi đầy tải GT: GT =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 GT1: GT1 = 959 (kg). - Tải trọng đặt lên cầu sau khi đầy tải GT2: GT2 = 991 (kg). - Chiều dài cơ sở của xe L: L = 2625 (mm). - Kích thước bao dài x rộng x cao: 4230 x 1655 x 1865 (mm). - Lốp: 195/65 - Khoảng sáng gầm xe H: H = 180 (mm). - Khối lượng không được treo của cầu trước mkt1: mkt1 = 50 (kg). - Khối lượng không được treo của cầu sau mkt2: mkt2 = 70 (kg). - Khối lượng của một bánh xe mbx: mbx = 15 (kg). - Bán kính bánh xe rbx: rbx = 195 (mm). - Công thức bánh ôtô: 4x2. - Chiều rộng cơ sở của cầu trước B01: B01 = 1435 (mm). - Chiều rộng cơ sở của cầu sau B02: B02 = 1435(mm). - Chiều cao trọng tâm xe khi đầy tải Hg: Hg = 600 (mm). - Khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu sau b: b = 1250 (mm). 3.1.2. 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 ôtô như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động, trong đồ án này đánh giá độ êm dịu của ôtô thông qua tần số dao động n. Đối với xe con và xe minibus thì tần số dao động nằm trong khoảng n =6090 (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: Độ cứng của hệ thống treo được xác định theo công thức: C = (N/m) (3.1) Trong đó: C _ Độ cứng của hệ thống treo. _ Tần số dao động của hệ thống treo. = = = 8,37 (rad/s) (3.2) Mt _ Khối lượng được treo của cầu trước. Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là: Mt01 = G01 - Mkt1 (3.3) Với Mkt1 _ Khối lượng không được treo của cầu trước, Mkt1 = mkt1 + 2mbx = 50 + 2.15 = 80 (kg) (3.4) Vậy suy ra: Mt01 = 640 - 80 = 560 (kg). Khi xe ở trạng thái đầy tải thì khối lượng của phần được treo là: MtT1 = GT1 - Mkt1 = 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). CT1 = = = 30790 (N/m). Như vậy độ cứng của 1 bên hệ treo được lấy từ giá trị trung bình: C1 = = = 25255,5 (N/m) (3.5) - Xác định độ võng của hệ thống treo trước: Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở chế độ đầy tải: ft 0,140 m = 140 (mm) (3.6) Độ võng động của hệ thống treo được tính theo công thức: fđ = (0,71,0)ft (3.7) Khi phanh thì cầu trước bị chúi xuống do đó độ võng động cần đảm bảo sao cho: fđ (3.8) Với là hệ số bám cực đại, = 0,750,80. Chọn= 0,80 thay vào công thức 3.8 được: fđ = 53,76 (mm). Vậy theo công thức 3.7 thì lấy fđ = 0,85ft = 0,85.140 = 119 (mm). - Độ võng tĩnh của hệ thống treo ở trạng thái không tải: f0t = = = 89,7 (mm) (3.9) - Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn: Hệ số dập tắt dao động của hệ thống treo được tính theo công thức: h = (rad/s) (3.10) Trong đó: _ Hệ số tắt chấn tương đối, = 0,150,25 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: Ktbt = = = 1472 (Ns/m) 3.1.3. Các thông số hình học của hệ thống treo trước - Góc nghiêng dọc trụ đứng0: 0 = 3o30’ - Góc nghiêng ngang bánh trước0: 0 = 0o45’. - Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng r0: r0 = 25 (mm). - Độ võng tĩnh ft: ft = 140 (mm). - Độ võng động fđ: fđ = 119 (mm). - Độ võng tĩnh của hệ treo khi không tải f0t: f0t = 89,7 (mm). - Khoảng cách từ tâm quay bánh xe tới đòn dưới kc: kc = 85 (mm). - Khoảng cách từ mặt đường tới tâm quay trụ đứng hO2: hO2=880(mm). 3.1.4. 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 chỉ cần tính toán cho một bên. Tải trọng tác dụng lên một bên của hệ thống treo sau: Với Mkt2 _ Khối lượng không được treo của cầu sau, Mkt2 = mkt2 + 2mbx = 70 + 2.15 = 100 (kg) Khối lượng được treo: Mt02 = 660 - 100 = 560 (kg). Khi xe ở trạng thái đầy tải thì khối lượng của phần được treo là: MtT2 = GT2 - Mkt2 = 991 - 100 =891 (kg). Chọn tần số dao động của hệ thống treo sau: ns= 85 (lần/phút). Ta có: ns= Vậy độ võng tĩnh (ft) : ft ===0,12 (m) - Độ cứng của hệ thống treo sau: Cs = = 72839 (N/m) - Độ võng động: fđ=ft+fđ’ fđ’= 6-12 (cm) suy ra fđ=0,18 (m) - Hệ số cản của giảm chấn quy về bánh xe: Ks = = = 1492 (Ns/m) - Hệ số cản trung bình của giảm chấn quy về banh xe: Ktbs = 1646 (Ns/m) 3.1.5. Các thông số hình học của hệ thống treo sau - Chiều dài lá nhíp chính: Ln= 920 (mm) - Số lượng lá nhíp: z=5 lá - Bề rộng lá nhíp: b=80 (mm) - Bề dày lá nhíp: h=8 (mm) - Góc nghiêng giảm chấn: =250 3.1.6. Động lực học hệ thống treo trước Các phản lực từ đường tác dụng lên bánh xe bao gồm: Hình 3.1: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh 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. Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên tâm bánh xe là: Z1t = = = 4556,7 (N) (3.11) Nhưng do xe chịu tải theo chế độ tải trọng động cho nên: Z1 = KđZ1t (3.12) Với Kđ _ Hệ số tải trọng động, Kđ = 1,52,5 chọn Kđ = 1,9. Vậy thay vào 3.12 suy ra: Z1 = 1,9.4556,7 = 8657,8 (N). Do đặc điểm kết cấu hệ thống treo trước (kiểu Mc.pherson) nên trụ xoay đứng của bánh xe cũng đồng thời là thân của giảm chấn, đầu trên B của nó ăn khớp gối tựa với thân (khung vỏ) xe còn đầu dưới A thì bắt khớp cầu với đầu ngoài C của đòn ngang, đầu trong D của đòn ngang được liên kết bản lề với thân xe. Chính vì vậy nên các phản lực tác dụng lên giảm chấn và đòn ngang được xác định tại những chỗ khớp nối đó. Hình 3.2: Sơ đồ lực trong trường hợp chịu tải động. - Xác định các lực YA và YB: Viết phương trình cân bằng mômen cho điểm B: = 0 Z1(r0 + l2sin(0)) - YA(l1 + l2)cos(0) = 0 YA = (3.13) Với chiều dài các đoạn l1, l2: l1 = 85 mm, l2 = 520 (mm). Thay vào 3.13 được: YA = = 813,33 (N). Phương trình cân bằng mômen tại điểm A: = 0 Z1(r0 - l1sin(0)) - YB(l1 + l2)cos(0) = 0 YB = = = 284 (N) (3.14) - Xác định các phản lực tác dụng lên giảm chấn và đòn ngang: Phản lực tác dụng vào đầu dưới của giảm chấn ZA: ZA = Z1/cos(0) = 8657,8/cos(3o30’) = 8674 (N) (3.15) Như vậy lực tác dụng lên giảm chấn là: ZB = ZA = 8674 (N). Và lực tác dụng lên đòn ngang: YC = YA =813,33 (N). 3.1.7. Tính toán kiểm nghiệm bền một số bộ phận của hệ thống treo a. Tính toán kiểm nghiệm bền cho lò xo trụ Trong hệ thống treo, lò xo trụ là phần tử đàn hồi có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động. Trong quá trình làm việc lò xo chỉ chịu tải trọng thẳng đứng mà không truyền lực dọc hay lực ngang. Với hệ thống treo trươc (kiểu Macpherson) thì 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 quả tính toán động lực học suy ra lực lớn nhất tác dụng lên lò xo là: Flxmax = 8674 (N) Từ hành trình làm việc của hệ thống treo: f = fđ + ft = 0,119 + 0,140 = 0,259 (m). Suy ra hành trình làm việc của lò xo: flx = f/cos(0) = 0,259/ cos(3o30’) = 0,26 (m). - Độ cứng của lò xo được xác định theo công thức: Clx = CT1/cos(0) (3.16) Với CT1 là độ cứng của 1 bên hệ treo ở trạng thái đầy tải, CT1 =30790(N/m). Suy ra: Clx = 30790/ cos(3o30’) = 30847 (N/m). Chọn vật liệu làm lò xo là thép 50CrV4 có ứng suất tiếp cho phép =1600 N/mm2. Hình 3.3:Lò xo trụ. - Tính bền lò xo khi ứng suất cắt lớn nhất: = (3.17) Trong đó: D_Đường kính của một vòng xoắn lò xo : D=130 (mm) d_Đường kính của dây lò xo: d=13 (mm) k _ Hệ số xét đến độ cong của dây lò xo, k = = = 1,1 c = D/d _ Là hệ số tỷ lệ đường kính, suy ra c =13 Thay các thông số vào 3.17 ta có: = = = 1438,4 (N/mm2). Vậy < [] = 1600 N/mm2 Lò xo đủ bền theo ứng suất cắt. b. Tính toán kiểm nghiệm bền cho giảm chấn Giảm chấn là một phần tử của hệ thống treo dùng để dập tắt dao động của thân xe khi xe chạy qua những đoạn đường gồ ghề. Quá trình dập tắt được thực hiện theo nguyên tắc tiêu hao động năng của thân xe bằng việc chuyển thành nhiệt năng do ma sát bên trong giảm chấn. Giảm chấn của hệ thống treo trên xe APV là loại giảm chấn ống có tác dụng 2 chiều, 2 lớp vỏ. - Các kích thước cơ bản của giảm chấn + Đường kính xylanh dx, dx = 50(mm). + Chiều dài từ ụ hạn chế tới đầu trên của ty đẩy LU, LU = 55 (mm). + Chiều dài nắp giảm chấn LY, LY = (0,40,6)dx LY = 0,5dx = 0,5.50 = 25 (mm). + Chiều dày của piston LP, LP = (0,751,1)dx LP = 0,8dx = 0,8.50 = 40 (mm). Hình 3.4:Cấu tạo và góc đặt giảm chấn + Hành trình làm việc của piston giảm chấn HP, HP = fgc với fgc là biến dạng của hệ thống treo. Do cấu tạo của giảm chấn có nhiệm vụ là trụ xoay đứng, mặt khác đường tâm trục của giảm chấn không trùng với đường tâm lý thuyết của trụ xoay đứng và có góc nghiêng của giảm chấn 0 = 3o30’ do đó: fgc = = = 260,4 (mm). + Chiều dài của ty đẩy là: LT = LU + LY + HP = 55 +25 + 260 = 340 (mm). + Khoảng cách từ đáy của piston tới mặt trên của vỏ ngoài khi piston nằm ở điểm chết dưới Lk, Lk = (0,40,9)dx ; Lk= 0,6dx= 0,6.50 =30(mm). + Khoảng cách từ đáy của vỏ trong tới đáy của vỏ ngoài Lb, Lb =(0,11,5)dx ; Lb = dx = 50 (mm). Như vậy chiều dài của xylanh giảm chấn là: Lx = LY + HP + 2LP + Lk + Lb=25+260,4 +2.40 +30 +50 = 445 (mm). Suy ra chiều dài của toàn giảm chấn là: LG = LX + LU = 445 + 55 = 500 (mm). - Tính hệ số cản của giảm chấn Tỷ số truyền của giảm chấn được tính như sau: i = = = = 0,83 (3.18) Với lbx là khoảng cách từ bánh xe tới khớp trụ của đòn ngang: lbx = 600(mm). Suy ra hệ số cản thực tế của giảm chấn: Kgc = Ktbi = 1472.0,83 = 1221 (Ns/m). Mặt khác: Kgc = (3.19) Trong đó: Kn _ Hệ số cản trong hành trình nén nhẹ của giảm chấn. Ktr _ Hệ số cản trong hành trình trả nhẹ của giảm chấn. Trong các hành trình làm việc của giảm chấn, lực cản ở hành trình trả thường lớn hơn ở hành trình nén với mục đích khi bánh xe đi qua chỗ gồ ghề thì giảm chấn bị nén nhanh cho nên không truyền lên khung xe những xung lực lớn ảnh hưởng đến độ bền khung xe và sức khoẻ người trong xe. Do đó năng lượng được hấp thụ vào chủ yếu là ở hành trình trả. Trong thực nghiệm thường thấy ở các giảm chấn hiện nay có quan hệ sau: Ktr = 2,5¸3Kn. Chọn Ktr = 3Kn thay vào công thức 3.19 suy ra: Kn = Kgc/2 = 1221/2 = 610,5 (Ns/m). Vậy suy ra: Ktr = 3Kn = 3.432,5 = 1831,5 (Ns/m). + Trong quá trình nén mạnh và trả mạnh thì: Knm = 0,4Kn = 0,4.610,5 = 244,2 (Ns/m). Và Ktrm = 0,4Ktr = 0,4.1831,5 =732,6 (Ns/m). + Lực sinh ra trong quá trình làm việc của giảm chấn: P = K.vPm (3.20) Trong đó: vP là vận tốc dịch chuyển của piston giảm chấn: vPmax = 0,6 (m/s2). vPmin=0,3 (m/s2). Lấy Vp=0,4 (m/s2) = 400 (mm/s2). Khi ta không xét đến đặc tính làm việc của lò xo thì đường đặc tính của giảm chấn coi như là tuyến tính, do đó hệ số m = 1. Như vậy lực cản sinh ra trong quá trình nén nhẹ và trả nhẹ: Pn = Kn.vPmin = 610,5.0,3 = 183,15 (N). Ptr = Ktr.vPmin = 1831,5.0,3 = 549,45 (N). Và lực cản sinh ra trong quá trình nén mạnh và trả mạnh: Pnmax = Pn+Knm.(vPmax - vPmim) =183,15 + 244,2.(0,6 - 0,3) =256,4 (N) Ptrmax =Ptr+Ktrm.(vPmax - vPmim) = 549,45 +732,6.(0,6 - 0,3) =769,2 (N) Từ mối quan hệ giữa lực cản với vận tốc dịch chuyển của piston giảm chấn ta xây dựng được đồ thị đặc tính của giảm chấn như trên hình 3.5. Hình 3.5: Đồ thị đặc tính của giảm chấn - Tính toán kiểm tra nhiệt độ nung nóng của giảm chấn Áp dụng công thức: T= (3.21) Trong đó: T_Nhiệt nung nóng của giảm chấn. Tmax _ Nhiệt độ lớn nhất của thành giảm chấn trong quá trình làm việc (nhiệt độ nung nóng cho phép). Tmax = 120oC. T0 _ Nhiệt độ của môi trường xung quanh. T0 = 2040 chọn T0 = 40 (oC). Nt_Công suất khuếch tán của giảm chấn. Nt==195 (Nm/s). F_ Diện tích tiếp xúc giữa giảm chấn và môi trường (m2). F=.dx.Lx+= 3,14.0,05.0,445 + 2.=0,074 (m2). K_Hệ số truyền nhiệt vào không khí của thành ống giảm chấn. Lấy K=1,16.(50-60)= 1,16.60=69,6. Thay các thông số vào 3.21 ta được: T==77,90 C. Vậy thỏa mãn điều kiện: T=77,90 C< Tmax = 120oC. - Tính toán kiểm nghiệm công suất tỏa nhiệt của giảm chấn Theo phương trình truyền nhiệt trong nhiệt động học, lượng nhiệt tỏa ra khi giảm chấn làm việc trong 1 giờ được tính theo công thức: Q = (3.22) Trong đó: _ Hệ số tỉ lệ, chọn = 1. _ Hệ số truyền nhiệt vào không khí của thành ống giảm chấn trong quá trình làm việc, = 5070 Kcal/m2.oC.h chọn = 60 (Kcal/m2.oC.h). t _ Thời gian làm việc của giảm chấn trong 1h, t = 1 h = 3600 (s). Thay số vào công thức 3.22 được: Q = 1.60.0,074.(120 - 40).1 = 355,2 (Kcal). Công suất toả nhiệt lớn nhất theo kích thước của vỏ giảm chấn: NQmax = QA/t = 355,2.4270/3600 = 421,31 (Nm/s). Với A _ Hệ số quy đổi đơn vị, A = 4720 (Nm/Kcal). Tính toán sao cho thỏa mãn điều kiện công suất của giảm chấn sinh ra phải nhỏ hơn công suất truyền nhiệt: NPmax NQmax (3.23) Công suất sinh ra của giảm chấn khi làm việc ở hành trình trả mạnh (có lực cản là lớn nhất): NPmax = (3.24) Trong đó: _ Hệ số tăng năng lượng sức cản, = 1,5. _ Hệ số thu năng lượng, = 0,050,13 chọn = 0,1. _ Tần số dao động của hệ thống treo, = 8,37 (rad/s). Thay vào công thức 3.24 suy ra: NPmax = 1,5.0,1.260.10-3.8,37.769,2 = 251,09 (Nm/s). Vậy NPmax < NQmax suy ra đảm bảo điều kiện truyền nhiệt. c. Tính toán kiểm nghiệm bền cho nhíp Ta đã biết các thông số của nhíp. Bây giờ ta sẽ tìm ứng suất và xem có phù hợp với ứng suất cho phép không, ứng suất của bộ nhíp được xác định theo công thức. =85000-90000 (N/cm2). (3.25) Trong đó: _Ứng suất của bộ nhíp. Pmax_Tải trọng lớn nhất tác dụng lên lá nhíp. Khi coi đường đặc tính lá nhíp là tuyến tính, ta có: Pmax=Pt. (3.26) Pt_tải trọng tĩnh tác dụng lên nhíp: Pt= = 4066,2 (N). Thay vào 3.26 ta có: Pmax=Pt.=4066,2.=10165,6 (N). Ln _Chiều dài lá nhíp chính: Ln= 92 (cm). z _Số lượng lá nhíp: z=5. b_Bề rộng lá nhíp: b=8 (cm). h_Bề dày lá nhíp: h=0, 8 (cm). Thay các thông số vào 3.25 ta có: 54799 (N/cm2). Vậy ta có = 54799 (N/cm2) < []=85000-90000 (N/cm2). Thỏa mãn điều kiện đủ bền. - Xây dựng biểu đồ ứng suất + Xác định phản lực tác dụng tại các đầu mút của lá nhíp Nếu chỉ khảo sát 1/2 lá nhíp (coi bu lông kẹp nhíp có vị trí ở giữa nhíp), ta có thể hình dung bộ nhíp được cấu tạo từ một số dầm được ngàm chặt một đầu, ở đầu tự do chịu tác dụng của tải trọng ngoài, ứng suất trong các lá có thể cố định nếu biết các lực tác động lên mỗi một lá nhíp. Như vậy bài toán xác định ứng suất chuyển về bài toán xác định các lực đặt lên các lá nhíp: X1,X2...X5. Hình 3.6: Sơ đồ xác định phản lực tại đầu mút của lá nhíp Ta có hệ phương trình để tính toán phản lực. Trong đó: k=1:5; jk: Tổng mô men quán tính của mặt cắt ngang từ lá nhíp thứ nhất đến lá nhíp thứ k. Chương trình Matlab để tính phản lực đầu nhíp được trình bày ở phần phụ lục 1. Kết quả là: X1=3787,6 (N); X2=3291,0 (N); X3=2291,5 (N); X4=1814,1 (N). + Xây dựng biểu đồ ứng suất. Bảng 3.1 Bảng phản lực tại các đầu mút lá nhíp TT Ln/2 Xn (N) Môđun chống uốn 1 46 Pt=4066 1,3 2 39 3787,6 1,3 3 32 3291,0 1,3 4 25 2291,5 0,85 5 18 1814,1 0,85 Lá nhíp 1: (N/cm2) Lá nhíp 2: (N/cm2) (N/cm2) Lá nhíp 3,4 tính tương tự lá 2. Lá nhíp 5: (N/cm2) Ta có bảng kết quả như sau: Bảng 3.2: Trị số các ứng suất tại đầu mút các lá nhíp TT L(cm) (N/cm2) (N/cm2) 1 92 9851,1 - 2 78 35271,8 20397,8 3 64 42323,9 17720,8 4 50 34969,4 20050,6 5 36 40817,3 -- Ta thấy ứng suất sinh ra trong các lá nhíp đều nhỏ hơn []=8500090000 (N/cm2). Do đó các lá nhíp đều đủ bền. 3.2. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG HỆ THỐNG TREO SAU 3.2.1. Xác định tần số dao động riêng và hệ số dập tắt dao động của hệ thống treo sau Mô hình khảo sát dao động cầu trước được mô tả như (hình 3.7). Các ký hiệu sử dụng trong quá trình tính toán. C_s: Độ cứng treo sau. C_l: Độ cứng của lốp. M2: Khối lượng phần treo. m2: Khối lượng phần không treo. K1: Hệ số cản giảm chấn sau. K2: Hệ số cản của lốp (giả thiết K2=0). Z: Chuyển dịch khối lượng phần treo. : Chuyển dịch khối lượng phần không treo. w_M=: Tần số dao động riêng của khối lượng phần treo khi cố định phần không treo. w_k=: Tần số dao động của khối lượng phần không treo khi cố định phần treo. w_m=: Tần số dao động riêng của khối lượng phần không treo khi cố định phần treo và khi C_l=0. w_lm=: Tần số dao động riêng của khối lượng phần không treo khi cố định phần treo và khi C_s=0. h_0M=K1/M2: Hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần treo khi cố định phần treo. h_0m=K1/m2: Hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần không treo khi cố định phần treo. Hình 3.7: Mô hình khảo sát dao động cầu sau : Tần số dao động thấp tần của hệ treo. k: Tần số dao động cao tần của hệ. h: Hệ số dập tắt dao động của hệ ứng với tần số thấp. hk: Hệ số dập tắt dao động của hệ ứng với tần số cao. q=q0*sin(2 Vt/S) Trị số các thông số được lấy từ kết quả tính toán trên. Bảng 3.3: Trị số các thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị C_s 72839 N/m C_l 40000 N/m M2 560 Kg m2 100 Kg K2 1646 N.s/m Để xác định tần số dao động riêng và hệ số dập tắt dao động của hệ ta phải tiến hành giải phương trình bậc bốn. Ký hiệu:Phương trình trên giải bằng phương pháp gần đúng. Sử dụng phần mềm Matlab để giải, được trình bày ở phần phụ lục 2. Kết quả là: (rad/s). 71 (rad/s). h = 2,2406 hk= 19,14 Ta thấy (rad/s) n= (9,3458.60)/2.3,14=85 (dđ/ph) nằm trong khoảng 6090 vg/ph. Vậy xe đảm bảo độ êm dịu khi chuyển động. 3.2.2. Tính toán khảo sát dao động a. Các giả thiết ban đầu - Dao động của khối lượng treo trước và treo sau là độc lập với nhau. - Dao động của ô tô chỉ xảy ra trong mặt phẳng dọc xe. - Nguồn kích thích dao động là sóng mặt đường có dạng: q=q0*sin(2 Vt/S). Trong đó: q0: Biên độ sóng mặt đường (độ mấp mô). S: Bước sóng. V: Vận tốc ô tô. t: Thời gian khảo sát. N=2V/S: Tần số kích thích. - Dao động của ô tô là dao động ổn định. - Mô hình dao động mô tả như hình 3.7. b. Thiết lập phương trình vi phân Từ mô hình mô tả dao động của hệ treo trước theo nguyên lý D’Alambe. Ta có phương trình vi phân mô tả dao động của hệ treo. Hay: Đặt: y1=z; y2= z’ suy ra y2’=z’’; y3= ; y4= suy ra y4’=. Ta có: c. Thuật toán giải phương trình vi phân -Phương pháp Runge-kutta bậc 1 y’=f(x,y); x(a,b), tại x0=a, f(x0)=y0 Ta có: yi+1=yi+f(xi,yi)*h; h= xi+1-xi -Phương pháp Runge-kutta bậc 4 yi+1=yi+(h/6)*(k1+2k2+2k3+k4) k1=f(xi,yi);k2=f(xi+h/2,yi+h*k1/2); k3=f(xi+h/2,yi+h*k2/2); k4=f(xi+h,yi+h*k3). d. Chương trình Matlab giải hệ phương trình Từ thuật toán Runge-kutta bậc 1 ta xây dựng các lệnh trong Matlab để giải phương trình vi phân. Chương trình Matlab tính toán dao động được trình bành ở phần phụ lục 3. Kết quả thu được như sau: Hình 3.8: Đồ thị chuyển dịch khối lượng treo và không treo Hình 3.9: Đồ thị gia tốc chuyển dịch khối lượng treo và không treo Hình 3.10: Đồ thị vận tốc chuyển dịch khối lượng treo và không treo Kết luận: Từ các kết quả tính được nhìn các đồ thị cho ta thấy tất cả các dao động đều là dao động tắt dần và dao động của phần khối lượng được treo được dập tắt trong khoảng thời gian ngắn, đảm bảo độ êm dịu khi xe chuyển động. CHƯƠNG 4 NHỮNG CHÚ Ý TRONG KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO XE MINIVAN APV 4.1. MỘT SỐ TIÊU CHUẨN CƠ BẢN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ KIỂM TRA HỆ THỐNG TREO Trong quá trình vận hành, hệ thống treo là một trong những hệ thống có tần suất sử dụng cao nhất. Bên cạnh đó, 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 trở khách yêu cầu êm dịu càng khắt khe hơn. Do vậy, những yêu cầu đặt ra cho hệ thống treo là hết sức khắt khe, nghiêm ngặt. Các quốc gia khác nhau đều có tiêu chuẩn riêng về đánh giá chất lượng của hệ thống treo cho phù hợp với mức độ phát triển kinh tế của quốc gia mình, chính vì vậy các tiêu chuẩn sử dụng cũng không giống nhau. Tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả hệ thống treo cho trong bảng 4.1 của ECE (N0 41; N0 51)-1984 Châu Âu, và bảng 4.2 của Việt Nam TCVN 5948:1999 trong trường hợp lắp ráp, xuất xưởng ô tô. 4.1.1. Tiêu chuẩn về độ ồn Độ ồn trên ô tô do nhiều nguyên nhân. Các chỉ tiêu dưới đây là độ ồn tổng hợp: độ ồn do hệ thống treo, truyền lực, do 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 tiêu chuẩn về độ ồn yêu cầu đo trong khi xe đứng yên nổ máy và khi xe chuyển động. Nhưng nếu để ý đến ảnh hưởng của hệ thống treo cần thiết kiểm tra độ ồn khi xe chuyển động. Nếu có thể kiểm tra độ ồn khi xe đứng yên thì có thể thu được các thông tin để loại trừ ảnh hưởng của các thông số khác. - 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. - 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. Bảng 4.1. Các thông số độ ồn cho phép của ECE (N0 41; N0 51)-1984 Độ ồn trong ECE N0 41 Độ ồn ngoài ECE N0 51 Loại xe* Độ ồn dB (A) không quá Loại xe* Độ ồn dB(A) không quá M1- ô tô con 80 M1- ô tô con 80 M2- ô tô buýt đến 5 tấn 82 M2- ô tô buýt có tải <3,5 tấn 81 M3- ô tô buýt hơn 5 tấn 82 M2, M3 ô tô buýt có tải >3,5 tấn 82 Ô tô buýt 82 M2, M3 ô tô buýt có động cơ >147kW 85 Các loại buýt 84 80 Chú thích: (*) Loại xe xem trong phân loại xe. N2 ô tô tải có tải <3,5 tấn 81 N2, N3 ô tô tải có tải <12 tấn 86 N3 ô tô tải có tải >12 tấn động cơ >147kW 88 Bảng 4.2. Các thông số độ ồn ngoài cho phép của Việt Nam 1999 Độ ồn ngoài TCVN 5948:1999 Loại xe Độ ồn dB (A) không quá M1 ô tô con 74÷77 M2- ô tô buýt có tải <3,5 tấn 76÷79 M2, M3 ô tô buýt có tải >3,5 tấn 78÷83 M2, M3 ô tô buýt có động cơ >147kW 77÷84 N2, N3 ô tô tải có tải <12 tấn 78÷83 N3 ô tô tải có tải >12 tấn động cơ >147kW 77÷84 4.1.2. Tiêu chuẩn về độ 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% Hình 4.1: Tiêu chuẩn về độ bám đường 4.2. NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN XE MINIVAN APV 4.2.1. Những vấn đề trong quá trình khai thác, sử dụng xe Trong quá trình khai thác sử dụng xe, người lái xe là người trực tiếp kiểm tra, đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống treo, cũng như tiến hành các công việc bảo dưỡng thường xuyên đối với toàn bộ xe nói chung và với hệ thống treo nói riêng để đảm bảo hệ thống treo làm việc ổn định, tin cậy và bền lâu. Những nội dung công việc trong bảo dưỡng thường xuyên được thực hiện trước khi xe được đưa vào sử dụng và sau một hành trình làm việc của xe. Nội dung công việc gồm có: - Trước khi đưa xe vào sử dụng: + Kiểm tra bằng mắt tình trạng của các chi tiết trong hệ thống treo như: độ mòn, tình trạng mòn của lá nhíp, quang nhíp, độ kín khít của các phớt chắn dầu giảm chấn và các cụm trong hệ thống treo. + Nếu có những biểu hiện bất thường trong hệ thống treo như: chảy dầu giảm chấn, nứt vỡ vấu cao su, các lá nhíp …v.v tuyệt đối không được đưa xe vào sử dụng mà phải đưa xe tới trạm sửa chữa để kiểm tra và khắc phục. - Sau một hành trình sử dụng xe: + Quan sát, đánh giá lại tình trạng của hệ thống treo. + Rửa, vệ sinh toàn bộ xe để tránh tình trạng bụi bẩn bám lên bề mặt các chi tiết của hệ thống treo làm giảm khả năng thoát nhiệt cũng như gây ăn mòn cho các chi tiết đó. - 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 gề, để ý các tiếng ồn phát sinh từ khu vực của 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 phát hiện và khắc phục kịp thời, tránh những hư hỏng lớn hơn, đảm bảo an toàn cho người và xe. 4.2.2. Những vấn đề trong quá trình bảo dưỡng định kỳ Bảo dưỡng định kỳ được thực hiện sau một khoảng hành trình hoạt động nhất định của xe bởi các kỹ thuật viên tại các trạm sửa chữa bảo dưỡng, nhằm kiểm tra, bảo dưỡng các cụm cơ cấu trên xe nói chung và hệ thống treo nói riêng, phát hiện kịp thời những hư hỏng hay những biến xấu của các chi tiết có thể dẫn tới hư hỏng hoặc giảm hiệu quả làm việc của xe. - Định kỳ kiểm tra tình trạng nhíp, lò xo, giảm chấn, kiểm tra xiết chặt các bu lông và khắc phục những hư hỏng phát hiện được. - Quan sát sự rạn nứt, mài mòn của nhíp, vặn chặt các mối ghép: quang nhíp, các đầu cố định, di động của nhíp...khắc phục hoặc thay thế mới. - Bôi trơn cho ắc nhíp. - Đo độ võng tĩnh của nhíp so sánh với tiêu chuẩn, nếu không đảm bảo phải thay mới. - Kiểm tra độ mòn của ắc nhíp, bạc ắc nhíp. Để tăng độ căng cho các bạc có thể dùng săm ô tô (cũ) cắt các vòng đệm và đặt vào giữa chúng. - Đối với giảm chấn phải kiểm tra rò rỉ dầu (với giảm chấn ống, rỉ dầu nhiều phải thay mới), xiết chặt các mối ghép... Khi bảo dưỡng giảm chấn định kỳ, xem xét sự bắt chặt cũng như kiểm tra tình trạng các bạc cao su trong các tai bắt. - Trong quá trình sử dụng không nên điều chỉnh giảm chấn vì phớt chắn dầu, cần piston, và các chi tiết khác của bộ giảm chấn được chế tạo với độ chính xác rất cao nên khi sử dụng, bảo dưỡng nó cần phải chú ý những điểm sau đây: +Không được để phần cần piston nằm ngoài xy lanh bị cào xước để chống rò rỉ dầu trong xy lanh. Ngoài ra, cần piston không được dính sơn, dầu. + Để tránh làm hỏng phớt chắn dầu do tiếp xúc với van piston, không được quay cần piston và xylanh khi bộ giảm chấn giãn ra hết cỡ. - 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. + Cần thay chất lỏng công tác. - Ngoài các trường hợp trên tháo giảm chấn là không cần thiết. Phải lau sạch bụi bẩn, rửa sạch , làm khô giảm chấn trước khi tháo. - Sau 3000 km chạy hoặc khi xuất hiện chảy dầu qua đệm của thanh đẩy và đệm làm kín. Ta cần xiết chặt lại các đai ốc, nếu chảy dầu vẫn không hết thì tháo giảm chấn , xem xét các đệm kín và lỗ của bạc dẫn hướng của thanh đẩy. Phớt mòn mặt trong, bạc dẫn hướng cũng như thanh đẩy thì phải thay thế. - Hiệu quả giảm chấn bị giảm hay không làm việc có thế do kẹt hệ thống van, hỏng các lò xo, nứt vỡ các chi tiết. Trong trường hợp này tháo giảm chấn, rửa sạch các chi tiết, thay thế lò xo gãy và các chi tiết bị hỏng hoặc thay mới thoàn bộ. 4.3. MỘT SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG TREO XE APV VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Bảng 4.3. Bảng các hiện tượng hư hỏng và cách khắc phục STT Các hiện tượng hư hỏng Nguyên nhân Cách khắc phục 1 Nứt lá nhíp hoặc lò xo -Xe làm việc quá tải hoặc chạy vận tốc cao trên đường xấu Thay các lá nhíp hoặc lò xo mới - Không xiết chặt các bó nhíp Xiết chặt 2 Độ võng của lò xo hay lá nhíp lớn (lớn hơn 20 mm) Làm việc quá tải lâu hoặc chạy nhiều trên đường xấu Thay nhíp hoặc lò xo mới 3 Tiếng kêu trong hệ thống treo Mòn gối cao su hoặc xiết không đủ chặt Thay gối cao su hoặc tăng độ căng của gối Xiết lỏng hoặc mòn khớp của lò xo Xiết chặt và thay thế chi tiết mòn 4 Không êm dịu trong chuyển động Gãy các lá nhíp Thay lá nhíp mới Giảm hiệu quả làm việc của giảm chấn Thay giảm chấn hoặc tháo để thay thế các chi tiết bị hỏng 5 Chảy dầu qua phớt giảm chấn Không xiết chặt đai ốc phớt hoặc mòn phớt Xiết chặt hơn hoặc thay mới 6 Mòn các khớp trụ, khớp cầu Làm việc trong thời gian dài hoặc điều kiện khắc nghiệt Thay thế mới 7 Sai lệch các thông số cấu trúc, các chỗ điều chỉnh, vấu giảm va, vấu tăng cứng Làm việc trong thời gian dài Đặt lại thông số cấu trúc 8 Bó kẹt bó nhíp Hết mỡ bôi trơn Tra mỡ bôi trơn 9 Vỡ ụ tăng cứng, ụ tỳ hạn chế hành trình Làm việc thời gian dài hoặc quá tải Thay ụ mới 10 Rơ lỏng các liên kết (quang nhíp, đai kẹp…) Làm việc trong thời gian dài hoặc trong điều kiện xấu Xiết lại các bu lông 11 Mòn bộ đôi xylanh, piston Làm việc thời gian dài, chất lượng dầu bôi trơn giảm Thay giảm chấn mới 12 Dầu giảm chấn biến chất Do lẫn các tạp chất, làm việc nhiều Thay dầu mới, thay giảm chấn mới 13 Cần piston bị cong Do làm việc quá tải Thay giảm chấn mới 14 Nát các gối tựa cao su thanh ổn định Làm việc trong thời gian dài hoặc trong điều kiện xấu Thay gối tựa mới 4.4. CHUẨN ĐOÁN HỆ THỐNG TREO Hệ thống treo được chuẩn đoán thông qua những biểu hiện chung khi xác định toàn xe. Bằng mắt quan sát: - Thấy các hiện tượng dập vỡ ụ cao su, nứt lá nhíp, lò xo…. Sự chảy dầu giảm chấn… - Mài mòn lốp do sai lệch các thông số cấu trúc Kiểm tra qua đi thử xe: - Khi xe tăng tốc hay khi phanh có tiếng ồn khu vực hệ thống treo, chiều cao thân xe giảm.Kiểm tra bộ phận đàn hồi, có thể do bộ phận đàn hồi có độ cứng giảm (có thể do nứt vỡ lá nhíp, lò xo) điều này dẫn tới tăng gia tốc dao động thân xe. Kiểm tra ụ tăng cứng, ụ tỳ hạn chế hành trình, do vỡ các ụ này mà gây va đập, tăng độ ồn trong hệ thống treo. Làm xấu sự êm dịu khi xe đi trên đường xấu. - Xe chuyển động trên đường xấu bị rung xóc mạnh, mất độ êm dịu, khả năng bám dính kém. Kiểm tra các bó nhíp, lò xo, có thể là do bó cứng các lá nhíp, các lá nhíp bị hết bôi trơn. - Trong quá trình hoạt động độ êm dịu của xe xấu, vỏ giảm chấn nóng. Cần kiểm tra giảm chấn. Các nguyên nhân có thể xảy ra: + Mòn bộ đôi xylanh piston dẫn đến làm xấu khả năng dẫn hướng và bao kín. Khi đó, sự thay đổi thể tích các khoang dầu, ngoài việc dầu lưu thông qua lỗ tiết lưu, còn chảy qua giữa khe hở của piston và xylanh, gây giảm lực cản trong cả hai 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 bao kín và cần piston 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. Sự thiếu dầu giảm chấn hai lớp vỏ dẫn tới lọt không khí vào buồng bù, giảm tính chất ổn định làm việc. Ở giảm chấn một lớp vỏ, sự hở phớt bao kín dẫn tới đẩy hết dầu ra ngoài và giảm nhanh áp suất. Ngoài ra sự hở phớt còn kéo theo bụi bẩn bên ngoài vào và tăng nhanh tốc độ mài mòn. + Dầu biến chất sau một thời gian sử dụng. Thông thường dầu trong giảm chấn được pha thêm phụ gia đặc biệt để tăng tuổi thọ khi làm việc ở nhiệt độ và áp suất thay đổi. Giữ được độ nhớt trong khoảng thời gian dài. Khi có nước hay tạp chất hóa học lẫn vào dễ làm dầu biến chất. Các tính chất cơ lý thay đổi làm cho tác dụng của giảm chấn mất đi, có khi làm bó kẹt 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 cản giảm chấn không được điều chỉnh, làm tăng lực cản giảm chấn. Sự kẹt van giảm chấn chỉ xảy ra khi dầu thiếu hay bị bẩn, phớt bao kín bị hở. Các biểu hiện của hư hỏng này phụ thuộc vào các trạng thái kẹt của van ở hành trình trả hay van làm việc ở hành trình nén, van giảm tải… + Thiếu dầu, hết dầu đều xuất phát từ các hư hỏng của phớt bao kín. Khi thiếu dầu hay hết dầu giảm chấn vẫn còn khả năng dịch chuyển thì nhiệt phát sinh trên vỏ rất lớn, tuy nhiên khi đó độ cứng của giảm chấn thay đổi, làm xấu chức năng của nó. Có nhiều trường hợp hết dầu có thể gây kẹt giảm chấn, cong trục. + Do quá tải trong làm việc, cần piston giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn. + Nát cao su chỗ liên kết có thể phát hiện thông qua quan sát các đầu liên kết. khi bị vỡ nát ô tô chạy trên đường xấu gây nên va chạm mạnh, kèm theo tiếng ồn. 4.5. SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO 4.5.1. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo trước a. Quy trình tháo toàn bộ hệ thống treo trước 1. Tháo bánh xe. 2. Tháo rời đòn ngang hình 4.2: - Tháo 2 đai ốc 7 và đệm, lực xiết 50 N.m. - Tháo tấm kẹp 6, tháo đai ốc 5 bắt đầu ngoài đòn ngang với trục ngõng xoay, lực xiết 53 N.m. - Tháo đai ốc 3 với lực xiết 100 N.m. Tháo rời bu lông 2 ra. - Tháo rời đòn ngang ra khỏi hệ thống treo. Hình 4.2: Tháo rời đòn ngang - Dùng đột hoặc máy ép thủy lực ép bac cao su hai đầu đòn ngang. Hình 4.3: Tháo bạc cao su 3. Tháo càng phanh, tháo kẹp dây dẫn dầu phanh 3 (hình 4.4). 4. Tháo 2 bu lông 1, lực xiết 95 N.m. 5. Tháo 3 đai ốc đỉnh giảm chấn, lực xiết 25 N.m. Hình 4.4: Tháo hệ treo ra khỏi xe 6. Tháo rời giảm chấn: - Kẹp giảm chấn lên ê tô ở vị trí tai dưới, kéo thanh đẩy piston lên trên, sau đó tháo đai ốc đỉnh với lực xiết 82 N.m (hình 4.5). Hình 4.5: Tháo giảm chấn - Xoay nhẹ nhàng đầu trên, tháo thanh đẩy piston ra khỏi xylanh (chú ý không làm hỏng mặt làm việc của thanh đẩy). Hình 4.6: Tháo rời giảm chấn - Lấy xylanh ra, xả hết dầu khỏi giảm chấn. - Kẹp giảm chấn lên ê tô ở vị trí tai trên, tháo đai ốc piston. Tháo quả nén cùng các van, đệm dẫn hướng. - Tất cả các chi tiết được rửa sạch bằng xăng hoặc dầu hỏa, thổi khô và kiểm tra cẩn thận tình trạng kỹ thuật để sửa chữa và thay thế, khi kiểm tra các chi tiết của cụm van cần chú ý kiểm tra tình trạng các mép van . - Nếu có vết xước và vết mòn sâu thì phải khắc phục. Thay mới các chi tiết bị nứt, vỡ. b. Quy trình lắp toàn bộ hệ treo trước Quy trình lắp ráp được tiến hành theo thứ tự ngược lại, nhưng cần chú ý những điểm sau. - Các đệm mới trước khi lắp phải được bôi một lớp chất công tác. - Các đệm cao su của cần đẩy lắp sao cho đúng bề mặt. Trước khi lắp bôi lớp chất lỏng công tác. - Xylanh công tác sau khi đã lắp cụm van nén được đặt vào bầu dầu, sau đó đổ chất lỏng công tác là 0.87 lít. - Lắp thanh đẩy cùng với piston vào xylanh công tác, đóng nắp dẫn hướng, sau đó cẩn thận điều chỉnh và lắp các đệm làm kín bầu dầu theo mép của nắp dẫn hướng, xiết chặt đai ốc chảy bầu dầu. - Trước khi lắp giảm chấn lên xe, phải kéo thanh đẩy piston vài lần đến khi lực đạt không đổi ở các hành trình để xả hết ra khỏi khoang làm việc của xylanh. 4.5.2. Tháo, lắp sửa chữa hệ thống treo sau a. Quy trình tháo hệ thống treo sau Quy trình tháo toàn bộ hệ treo sau được tiến hành theo trình tự sau. 1. Tháo hai ê cu hai đầu giảm chấn với lực xiết 45 Nm (hình 4.7). Hình 4.7: Tháo ê cu giảm chấn 2. Tháo bạc cao su hai đầu giảm chấn rồi tháo giảm chấn ra. Hình 4.8: Tháo rời giảm chấn 3. Dùng kích và thiết bị nâng, đỡ dầm xe và trục xe(hình 4.9, 4.10). Hình 4.9: Kích đỡ dầm xe Hình 4.10: Đỡ trục xe 4. Tháo bánh xe và tháo kẹp dây phanh (hình 4.11). Hình 4.11: Đỡ trục xe 5. Tháo 4 ê cu đầu bu lông chữ U để tháo rời tấm kẹp lá nhíp. Hình 4.12: Đỡ trục xe 6. Tháo rời núm cao su hạn chế hành trình, tháo rời bu lông chữ U và các tấm kẹp, tấm đệm bó nhíp như (hình 4.13). Hình 4.13: Tháo rời đĩa ép và tấm đệm 7. Tháo đầu sau bó nhíp, tháo 2 ê cu với lực xiết 50Nm, tháo 2 tấm ép (hình 4.14). Hình 4.14: Tháo đầu sau bó nhíp 8. Tháo đầu trước bó nhíp (hình 4.15). Hình 4.15: Tháo đầu trước bó nhíp 9. Tháo rời các bạc cao su ở các quai nhíp (hình 4.16 và 4.17). Hình 4.16: Tháo rời bạc cao su đầu nhíp Hình 4.17: Tháo rời các bạc cao su b. Quy trình lắp hệ thống treo sau Quy trình lắp hệ thống treo sau được tiến hành ngược lại, nhưng phải lưu ý những vấn đề sau: Thay mới tất cả các núm cao su, bạc cao su. Thay thế mới các lá nhíp bị nứt, vỡ hoặc toàn bộ bó nhíp nếu độ võng quá độ võn cho phép. Thay thế các bu lông, đai ốc mới nếu chúng đã mòn quá độ mòn cho phép. Đối với giảm chấn cần lưu ý như với giảm chấn hệ treo trước. Bôi trơn các lá nhíp. 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 đề tài khai thác hệ thống treo xe Minivan APV em có thể nhận thấy đây là loại xe có tính năng ưu việt cao, thích hợp với địa hình, khí hậu và điều kiện sử dụng nước ta. Tuy đề tài không được chuyên sâu nhưng em hy vọng nó cũng góp một phần nhỏ vào quá trình nghiên cứu và sử dụng xe Minivan APV nói riêng và các loại xe Minivan nói chung. Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, nên không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý của các thầy giáo cùng các bạn đồng nghiệp để giúp em nâng cao trình độ chuyên môn của mình. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn Thượng úy- Th.sỹ Vũ Ngọc Tuấn và toàn thể các thầy giáo trong Bộ môn xe quân sự cùng bạn bè đồng nghiệp đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO STT Tác giả Tên sách [1] Nguyễn Hữu Cẩn Phan Đình Kiên Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (Tập II) NXB ĐH&THCN- 1971 [2] Chu Tạo Đoan Cơ học lý thuyết (Tập II) NXBGTVT-2001 [3] Nguyễn Phúc Hiểu Hướng dẫn đồ án môn học “Kết cấu và tính toán ôtô quân sự”. Tập VI. Thiết kế hệ thống treo của ôtô. HVKTQS – 1986 [4] Nguyễn Phúc Hiểu Vũ Đức Lập Lý thuyết Ôtô quân sự HVKTQS – 2002 [5] Nguyễn Hoàng Hải Nguyễn Việt Anh Lập trình MATLAB và ứng dụng NXBKH&KT-2005 [6] Vũ Đức Lập Dao động ôtô HVKTQS – 1994 [7] Chu Mạnh Phú Đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô chở khách cỡ nhỏ lắp ráp tại Việt nam. HVKTQS – 2006 `[8] Hoàng Xuân Lượng Trần Minh Sức bền vật liệu NXB HVKTQS-2003 [10] Nguyễn Trường Sinh Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí NXB QĐND- 2001 [11] Phạm Đình Vi Vũ Đức Lập Cấu tạo ôtô quân sự tập 1, 2 Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1995