Khảo sát hệ thống treo trên xe isuzu hi-Lander X- Treme Mt

phun dạng lỗ gồm 5 tia phun. - Áp suất mở vòi phun 185 kg/cm2. - Lọc nhiên liệu được sử dụng là loại lọc giấy và bộ tách nước. 3.3.3. Hệ thống làm mát Hệ thống làm mát động cơ gồm: két nước, bơm nước, quạt gió két nước và van hằng nhiệt. Nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong xy lanh sẽ làm nóng các chi tiết quanh buồng đốt động cơ. Nếu các chi tiết này không được làm mát thì nhiệt độ động cơ tăng cao và gây quá nhiệt, do vậy làm giảm công suất động cơ. Nhiệt độ cao cũng ảnh hưởng không tốt đến dầu nhớt bôi trơn được cung cấp tới các chi tiết chuyển động của động cơ, làm giảm hiệu quả bôi trơn, làm biến chất dầu nhớt, gây mài mòn và gây kẹt. Để nhiệt độ nước làm mát tăng nhanh khi còn lạnh giúp cho động cơ làm việc tốt hơn, nước làm mát được tuần hoàn nhờ bơm nước và qua ống nhánh rồi trở về thân máy. Lúc này nước không tuần hoàn qua két nước. Mặt khác khi động cơ quá lạnh thì sẽ làm giảm hiệu quả nhiệt và quá trình đốt cháy nhiên liệu sẽ không tốt. Nó cũng làm cho xy lanh mòn nhanh hơn vì dioxit lưu huỳnh tạo ra trong hành trình nổ sẽ hợp với nước trong khí cháy tạo ra chất ăn mòn. Hệ thống làm mát được thiết kế nhằm tránh cho động cơ làm việc ở nhiệt độ quá cao cũng như quá thấp và duy trì hoạt động của động cơ ở nhiệt độ thích hợp. khi nhiệt độ nước làm mát đạt tới một giá trị nhất định van hằng nhiệt bắt đầu mở và lượng nước tuần hoàn qua két nước sẽ tăng dần lên. Van hằng nhiệt sẽ mở hoàn toàn khi nhiệt độ đạt tới nhiệt độ mở van hoàn toàn. Lúc này toàn bộ nước làm mát sẽ tuần hoàn qua kết nước để đảm bảo hiệu quả làm mát. - Bơm nước kiểu li tâm truyền động từ trục khuỷu qua dây đai hình thang - Quạt gió có 8 cánh uốn cong được đặt sau két nước làm mát để hút gió, làm tăng lượng gió qua kết làm mát nước. - Két làm mát nước được đặt trước đầu của ôtô để tận dụng lượng gió qua két để làm mát nước. 3.4. Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực 3.4.1. Ly hợp và hộp số Loại ly hợp: Màng đàn hồi, đĩa đơn khô. Kích thước: 225 mm. Lực ép: 500 Kg. Bàn ép. Đường kính ngoài: 225 mm. Đường kính trong: 154 mm. Đĩa ly hợp: Độ dày. Khi tự do: 8,2mm. Khi ép: 7,8 mm. Loại điều khiển ly hợp: Bằng thủy lực. Hành trình tự do bàn đạp: 5,0-15,0 mm Độ cao bàn đạp: 166-176 mm. Xy lanh tổng. Đường kính x Hành trình: 15,87 x 35 mm. Xy lanh công tác. Đường kính x Hành trình: 20,64 x 16 mm. Hộp số sử dụng là loại hộp số MSG-5. Kiểu ăn khớp bánh răng như sau. Số 1-2-3-4-5: Ăn khớp có đồng tốc. Số lùi: Ăn khớp không có đồng tốc. Loại điều khiển: Số sàn, gián tiếp. Tỷ số truyền: Số 1 : 4,122 Số 2 : 2,439 Số 3 : 1,504 Số 4 : 1,000 Số 5 : 0,855 Số lùi: 3,720 Loại dầu nhớt sử dụng cho hộp số: SAE 15W-40. Lượng nhớt trong các te: Khoảng 1,55 lít. 3.4.2. Các đăng Các đăng được nối giữa hộp số và cầu chủ động sau . Trên các đăng có 2 khớp nối chử thập và một khớp nối bằng then hoa. Trong khớp nối chử thập có lắp các ổ bi kim . Khớp nối then hoa dùng để thay đổi chiều dài trục các đăng khi dầm cầu sau dao động tương đối so với khung xe. 3.5. Giới thiệu chung về hệ thống lái Hệ thống lái trên xe ISUZU HI-LANDER X-Treme MT là hệ thống lái có cường hóa, được dẫn động bằng thủy lực. Áp suất dầu được tạo ra nhờ bơm cánh gạt. Cơ cấu lái loại liên hợp trục vít- êcu bi- thanh răng- cung răng. 3.6. Giới thiệu chung về hệ thống phanh Hệ thống phanh thủy lực dùng van tỷ lệ kết hợp. Phanh trước: Được trang bị hệ thống phanh đĩa ly hợp 14 inch. Phanh sau: Được trang bị hệ thống phanh tang trống 14 inch. Hình 3-2: Hệ thống phanh. 1 – Phanh đĩa; 2 - Ống dầu mềm; 3 - Ống dầu cứng; 4 - Thân xylanh chính; 5 – Đầu nối; 6 – Bàn đạp; 7- Van tỷ lệ kết hợp; 8- Xy lanh bánh xe Toàn bộ phanh ở các bánh xe đều được tự động điều chỉnh. Phanh được điều chỉnh bằng cách đạp bàn đạp phanh nhiều lần. 3.7. Giới thiệu chung về hệ thống treo ISUZU HI-LANDER X-Treme MT được trang bị giảm sóc thế hệ mới và hiện đại: Hệ thống treo trước được trang bị hệ thống treo độc lập, dùng đòn kép, thanh xoắn. Với một loạt ưu điểm là tăng độ vững tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ êm dịu chuyển động. Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay. Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe. Hệ thống treo sau là nhíp lá hợp kim, kiểu bán nguyệt. Với kết cấu này ở đầu các lá nhíp giảm được ứng suất tiếp xúc so với kiểu hình chữ nhật. 3.8. Các bộ phận khác 3.8.1. Hệ thống thiết bị điện Hệ thống điện trong ôtô có hiệu điện thế là 12 V. Hệ thống gồm bình ắcqui, máy phát điện, các đồng hồ đo, đồng hồ kiểm tra được lắp ở bên trong, phía trước lái xe.Gồm hệ thống cung cấp năng lượng, khởi động động cơ và các thiết bị chiếu sáng bên trong và bên ngoài, hệ thống âm thanh và thông gió, các thiết bị điện phụ trợ và hệ thống gạt nước, hệ thống khoá vi sai, các đèn kiểm tra thông báo cho biết các chế độ làm việc của từng hệ thống không đảm bảo yêu cầu, cho phép người lái kịp thời đưa ra những biện pháp cần thiết để khắc phục hỏng hóc. 3.8.2. Khung xe Hai dầm dọc dập từ thép chữ nhật. Dạng hình bụng cá, bề mặt phẳng. Có 6 thanh đỡ và được ghép với nhau bằng đinh tán. 4. KHẢO SÁT HỆ THỐNG TREO TRÊN XE ISUZU HI-LANDER X-Treme MT 4.1. Sơ đồ chi tiết hệ thống treo 4.1.1. Hệ thống treo trước Hình 4-1: Sơ đồ kết cấu hệ thống treo trước. 1.Moay ơ bánh xe 2. Đĩa phanh 3. Bulông bắt đĩa phanh với mặt bích 4. Êcu bắt bánh xe 5.Mặt bích 6. Ngõng quay 7. Nắp đậy 8. Ổ bi côn 9. Bạc trượt 10. Khớp cầu dưới bên trái 11. Lốp xe 12. Ụ cao su phía trên 13. Thanh hướng trên bên trái 14. Giảm chấn 15. Khung xe 16. Ụ cao su phía dưới 17. Thanh xoắn 18. Bulông bắt thanh hướng dưới 19. Thanh hướng dưới bên trái 20. Đệm cao su 21. Thanh ổn định ngang 4.1.2. Hệ thống treo sau xe ISUZU HI-LANDER X-Treme MT Hình 4-2: Sơ đồ kết cấu hệ thống treo sau. 1.Chốt nhíp 2. Vòng kẹp 3. Nhíp 4. Giảm chấn 5.Dầm cầu 6. Bu lông quang nhíp 7. Ụ cao su 8. Sat xi 4.2. Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính 4.2.1 Bộ phận đàn hồi Bộ phận đàn hồi trên xe ISUZU HI-LANDER X-Treme MT là nhíp nhiều lá ở hệ thống treo sau và thanh xoắn ở hệ thống treo trước: 4.2.1.1. Kết cấu của lá nhíp - Tiết diện lá nhíp hình chử nhật. Hình 4-3: Kết cấu của lá nhíp a. Tiết diện lá nhíp; b. Kết cấu đầu lá nhíp; c. Kết cấu tai nhíp - Đầu lá nhíp có tiết diện hình chữ nhật với chiều rộng : 60[mm] và chiều dày:7 [mm], riêng lá nhíp dưới cung có chiều dày: 10 [mm]. Để lắp đặt nhíp lên khung xe, đầu lá nhíp trên cùng được uốn cong lại thành tai nhíp. - Tai nhíp trên xe là tai nhíp không cường hoá vì xe có tải trọng nhỏ - Để giảm tải cho các lá nhíp chính và phân bố đều tải cho các lá trên và dưới do vậy phải chế tạo các lá nhíp có độ cong ban đầu khác nhau, khi ghép chúng lại chúng sẽ có cùng độ cong như nhau. 4.2.1.2. Kết cấu của bộ nhíp Các lá nhíp sau khi được chế tạo được lắp ghép với nhau thành bộ nhíp nhờ bu lông trung tâm và các vòng kẹp. Công dụng của bu lông trung tâm là giữ và ép chặt các lá nhíp với nhau đồng thời làm nhiệm vụ định vị khi lắp nhíp lên dầm cầu. Các vòng kẹp có tác dụng giúp các lá nhíp không bị xoay lệch nhau và để truyền lực từ các lá nhíp chính phía trên xuống các lá dưới ở hành trình trả. 4.2.1.3. Ưu nhược điểm Ưu điểm: - Kết cấu và chế tạo đơn giản - Sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng - Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và một phần nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn. Nhược điểm: - Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại. - Thời gian phục vụ ngắn. 4.2.1.4. Kết cấu của thanh xoắn -Thanh xoắn sử dụng trên xe có tiết diện tròn, loại đơn. - Thanh xoắn được lắp nối lên khung và các bánh xe( qua các đòn dẫn hướng) bằng các đầu then hoa có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng 900. Hình 4-4: Kết cấu thanh xoắn. 1- Dẫn hướng thanh xoắn phải; 2- Dẫn hướng thanh xoắn trái; 3- Vòng đệm định vị phải; 3- Vòng đệm định vị trái; 5- Điểm định vị thanh xoắn phải; 6- Điểm định vị thanh xoắn trái; 4.2.1.5. Ưu nhược điểm Ưu điểm: - Kết cấu đơn giản, có khả năng tăng độ bóng bề mặt để tăng độ bền. - Tải trọng phân bố lên khung tốt hơn vì mô men của các lực tác dụng thẳng đứng tác dụng lên xe không nằm trong vùng chịu tải. Nhược điểm: - Chế tạo khó khăn hơn. - Bố trí lên xe khó hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn 4.2.2. Bộ phận hướng - Cầu sau của xe sử dụng dầm cầu liền nên dịch chuyển các bánh xe trên cùng một cầu phụ thuộc lẫn nhau. Việc truyền lực từ bánh xe lên khung được thực hiện trực tiếp qua nhíp Ưu điểm: + Cấu tạo đơn giản + Giá thành hạ trong khi vẫn đảm bảo hầu hết các yêu cầu của hệ thống treo khi tốc độ không lớn. - Cầu trước của xe sử dụng dầm cầu rời nên dịch chuyển của các bánh xe trên cùng một cầu không phụ thuộc lẫn nhau. Việc truyền lực từ bánh xe lên khung xe được thực hiện qua hai thanh đòn có chiều dài khác nhau. Ưu điểm: Tuy góc nghiêng mặt phẳng quay vẫn thay đổi nhưng với giá trị nhỏ khoảng 50...60, nên mô men con quay sinh ra không thắng được mô men ma sát trong hệ thống để làm giao động các bánh xe dẫn hướng. Lượng thay đổi chiều rộng cơ sở ∆B cũng nhỏ hơn, có thể bù lại bởi sự đàn hồi của lốp nên không gây ra hiện tượng trượt lốp trên mặt đường. 4.2.3. Bộ phận giảm chấn Giảm chấn sử dụng trên xe là loại giảm chấn ống. Cấu tạo: - Trên piston có hai dãy lỗ khoan theo các vòng tròn đồng tâm. Dãy lõ ngoài được đậy phía trên bởi đĩa của van thông 9. Dãy lỗ trong - đậy phía dưới bởi van trả 10. Trên piston có một lỗ tiết lưu 17 thường xuyên mở. - Trên đáy xi lanh cũng được làm các dãy lỗ: dãy lỗ ngoài được che phía trên bởi đĩa của van hút 12, dãy lỗ trong - che phía dưới bởi van nén 13. - Giữa hai ống của giảm chấn có khe hở tạo nên một buồng chứa phụ còn gọi là buồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm việc. Hình 4-5: Kết cấu giảm chấn 1. Tai giảm chấn 2. Vòng làm kín 3. Vòng cao su làm kín 4. Ống dẫn hướng 5.Cần piston 6. Vỏ chắn bụi 7. Ống bên ngoài 8. Ống bên trong 9. Đĩa van thông 10. Van trả 11. Piston 12. Van hút 13. Van nén 14. Đế giảm chấn 15. Khe tiết lưu 16. Lỗ tiết lưu Nguyên lý làm việc: + Hành trình nén: - Nén nhẹ: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ. Dầu được ép từ khoang dưới, qua các lỗ tiết lưu 16 và van thông 9 đi lên khoang trên. Do thể tích piston giải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống dưới (do ở khoang trên có thêm cần piston). Nên một phần dầu phải chảy qua khe tiết lưu 15 trên van nén 13, đi sang buồng bù của giảm chấn. - Nén mạnh: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ lớn. áp suất trong khoang dưới piston tăng cao, ép lò xo mở to van nén 13 ra cho dầu đi qua sang buồng bù. Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảm chấn. + Hành trình trả: - Trả nhẹ: Piston dich chuyển lên trên với tốc độ nhỏ. Dầu được ép từ khoang trên, qua các lỗ tiết lưu 17 đi xuống khoang dưới. Do thể tích piston giải phóng ở khoang dưói lớn hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển lên trên (do ở khoang trên có thêm cần piston). Nên dầu từ khoang trên chảy xuống không đủ bù cho thể tích giải piston phóng ở khoang dưới. Lúc này giữa khoang dưói và buồng bù có độ chênh áp. Vì thế dầu từ buồng bù chảy qua van hút 12 vào khoang dưới piston để bù cho lượng dầu còn thiếu. - Trả mạnh: Piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn. áp suất trong khoang trên piston tăng cao ép lò xo mở van trả 10 ra cho dầu đi qua dãy lỗ trong xuống khoang dưới. Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảm chấn. Các van dạng đĩa - lò xo có quán tính rất nhỏ, nên đảm bảo cho dầu lưu thông kịp thời từ khoang này sang khoang kia. Sự làm việc ổn định của giảm chấn phụ thuộc nhiều vào độ kín khít của mối ghép giữa cần và nắp giảm chấn. Kết cấu bộ phận làm kín này rất đa dạng. Tuy vậy, phổ biến nhất là dùng các vòng làm kín mà bề mặt làm việc của chúng có các gân vòng. Các vòng làm kín được lắp lên cần với độ căng 0,4...0,9 mm và được ép chặt bằng lò xo. Vòng đệm thứ hai dùng để chắn bụi và nước. Các vòng đệm làm việc trong vùng nhiệt độ từ -50o đến +160o, vì thế chúng cần được chế tạo bằng các vật liệu chịu dầu, chịu nhiệt. Ví dụ: cao su hay cao su chứa flo. Cần được chế tạo từ thép 45. Bề mặt cần tiếp xúc với các vòng làm kín và ống lót dẫn hướng được tôi cao tần và mạ crôm. Trước và sau khi mạ cần được mài bóng. Piston được chế tạo từ gang xám hay hợp kim kễm đặc biệt. Các ống lót dẫn hướng được chế tạo từ đồng đỏ. Trong một số kết cấu, trên piston có lắp các vòng bằng gang hay chất dẻo thấm flo, còn ống dẫn hướng - bằng chất dẻo thẫm flo hay cao su để giảm sự dò rỉ dầu khi bị đốt nóng. Vật liệu có nhiều triển vọng để chế tạo piston và các ống lót là kim loại gốm được tẩm chất dẻo chứa flo để giảm ma sát và mài mòn. Giảm chấn được đổ đầy dầu có tính chống ôxy hóa và tạo bọt cao, có khả năng bôi trơn tốt và đặc tính nhớt thích hợp. Độ nhớt động khi nhiệt độ thay đổi từ +100o đến -40o C, 5. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO TRÊN XE ISUZU HI-LANDER X-Treme MT 5.1. Bộ phận đàn hồi 5.1.1. Đặc tính đàn hồi yêu cầu Đặc tính đàn hồi là đường biểu diễn mối quan hệ giữa phản lực pháp tuyến Z tác dụng lên bánh xe với biến dạng của hệ thống treo (f) đo ngay tại trục bánh xe. Nhờ đặc tính đàn hồi mà ta đánh giá được cơ cấu đàn hồi của hệ thống treo. Khi xây dựng đặc tính đàn hồi giả thiết bỏ qua ma sát và khối lượng phần không được treo, coi đặc tính là tuyến tính. Đặc tính đàn hồi đặc trưng bởi độ võng tĩnh ft và độ võng động fđ phải đảm bảo: - Cho xe chuyển động êm dịu trên đường tốt. - Không va đập liên tục lên bộ phận hạn chế khi chuyển động trên đường xấu với tốc độ cho phép. - Khi xe quay vòng, tăng tốc hoặc phanh thì thùng xe không bị nghiêng hay chúc đầu. Đặc tính đàn hồi là đồ thị biểu diễn quan hệ: Z= g(f). Z - Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên phần tử đàn hồi. f - Độ võng của phần tử đàn hồi của hệ thống treo (đo tại tâm bánh xe). Bảng 5-1: Các thông số và đặc tính kỹ thuật của xe ISUZU HI-LANDER X-Treme MT Stt Tên thông số Ký hiệu Thứ nguyên Giá trị 1 Kích thước bao (LxBxH) mm (4805x1770x1890) 2 Chiều dài cơ sở Lo mm 2680 3 Chiều rộng cơ sở trước/sau Bo mm 1480/1455 4 Khoảng sáng gầm xe hs mm 210 5 Trọng lượng không tải + Phân bố lên cầu trước + Phân bố lên cầu sau Go G01 G02 kG 1650 775,5 874,5 6 Trọng lượng toàn bộ + Phân bố lên cầu trước + Phân bố lên cầu sau Ga Ga1 Ga2 kG 2210 994,5 1215,5 7 Công suất cực đại Nemax kW/vg 81/3900 5.1.2. Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo trước Các thông số của hệ thống treo trước: - Chiều dài thanh hướng trên l1 = 283(mm) = 0,283(m) - Chiều dài thanh hướng dưới l2 = 370(mm) = 0,37(m) - Chiều cao từ 2/3 ụ cao su đến thanh hướng dưới khi không tải h = 106,7(mm) = 0,1067(m) - Khoảng cách từ ụ cao su đến thanh xoắn l3 = 190(mm) = 0,19(m) - Khoảng cách từ tâm bề rộng bánh xe đến thanh xoắn l4 = 430(mm) = 0,43(m) - Chiều dài hiệu dụng của thanh xoắn Lx = 950(mm) = 0,95(m) - Đường kính của thanh xoắn Ф = 25,5(mm) = 0,0255(m) - Chiều cao ụ cao su hcs = 55(mm) = 0,055(m) - Mô đun đàn hồi xoắn của thanh xoắn G = 7,8.104(MPa) = 7,8.1010(Pa) Hình 5-1 Sơ đồ lực tác dụng lên thanh xoắn 1-Bánh xe; 2 - Giảm chấn; 3 - Thanh hướng trên; 4 - Ụ cao su; 5- Thanh hướng dưới; 6 - Thanh xoắn. Mô men quán tính độc cực của thanh xoắn: J0 = 0,1.d4 (m4) Thay số ta có J0 = 0,1.0,02554 = 4,23.10-8(m4) Độ cứng của thanh xoắn: Cx = G.J0/Lx (Nm/Rad) Thay số ta có Cx = 7,8.1010.4,23.10-8/0,95= 3473,05 (Nm/Rad) Trọng lượng phần không treo Gkt =103,4 kg Trọng lượng phân bố lên cầu trước khi xe không tải: Z0t = G01.9,81= 775,5. 9,81= 7607,66 (N) Trọng lượng phân bố lên cầu trước khi đầy tải: Zat = G1a.9,81= 994,5. 9,81= 9756,045 (N) Tải trọng tác dụng lên hệ thống treo khi không tải: Tải trọng tác dụng lên hệ thống treo khi đầy tải: - Mô men xoắn tác dụng lên thanh xoắn khi không tải: Mxto = Zto.l4 = 3296,65 . 0,43 = 1417,56 (Nm) - Góc xoắn của thanh xoắn khi không tải: φxto = Mxto/Cx = 1417,56 / 3473,05 = 0,408 (rad) = 23,40 - Mô men xoắn tác dụng lên thanh xoắn khi đầy tải: Mxtt = Ztt.l4 = 4370,85 . 0,43 = 1879,466 (Nm) - Góc xoắn của thanh xoắn khi đầy tải: φxtt = Mxtt/Cx = 1879,466/ 3473,05= 0,541 (rad) = 310 - Độ võng của hệ thống treo trước khi không tải: fto = l4 . φxto = 0,43. 0,408 = 0,17544 (m) = 175,44 (mm) - Độ võng tĩnh của hệ thống treo trước khi đầy tải: ftt = l4 . φxtt = 0,43 . 0,541 = 0,233 (m) = 233 (mm) - Góc xoắn của thanh xoắn từ trạng thái tỉnh, không tải cho đến khi làm biến dạng 2/3 ụ cao su - Độ võng của hệ thống treo từ trạng thái tỉnh, không tải cho đến khi làm biến dạng 2/3 ụ cao su ft2/3 = l4 . φx1/3 = 0,43 . 0,561 = 0,24123(m) = 241,23(mm) - Độ võng động của hệ thống treo trước: fđt = ft2/3 - (ftt - fto) = 0,24123 - (0,233 – 0,17544) = 0,18367 (m) = 183,67 (mm) - Độ biến dạng 2/3 của ụ cao su: - Góc xoắn lớn nhất của thanh xoắn φxmax = φx2/3 + φxto = 0,561 + 0,408 = 0,969(rad) = 55,550 - Mô men lớn nhất tác dụng lên thanh xoắn Mmax = φxmax . Cx = 0,969 . 3473,05 = 3365,39(Nm) - Tải trọng động lớn nhất tác dụng lên bánh xe, gây ra biến dạng thêm fđt Ztmax = Mmax / l4 = 3365,39 / 0,43 = 7826,49(Nm) - Hệ động lực học Ta có Zmax = kđZt => kđ = Zmax / Zt = 7826,49/4370,85 = 1,79; Nằm trong giới hạn cho phép kđ = 1,75 – 2,5 do đó thỏa mãn Có được các giá trị Ztmax, Ztt, ftt, fđt, fcs ta sẽ xây dựng được đường đặc tính đàn hồi của hệ thống treo trước như sau. Hình 5-2. Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo trước 5.1.3. Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo sau Các thông số hệ thống treo sau: + Chiều dài toàn bộ của lá nhíp chính: Ln = 1300(mm) = 130(cm) + Chiều rộng của các lá nhíp: b=60(mm) = 6(cm) + Chiều dày các lá nhíp: h = 7(mm) = 0,7 (cm) + Số lá nhíp (n): n = 05 + Chiều dài phần nhíp bị ngàm: ln = 100(mm) = 10(cm) + Chiều cao từ 2/3 ụ cao su đến vỏ trục bánh xe: h = 103,33(mm) Hình 5-3. Sơ đồ hệ thống treo sau 1.Chốt nhíp 2. Vòng kẹp 3. Nhíp 4. Giảm chấn 5.Dầm cầu 6. Bu lông quang nhíp 7. Ụ cao su 8. Sat xi + Chiều dài hiệu dụng các nửa lá nhíp: Bảng 5-2: Kích thước các lá nhíp Số TT Chiều dài hiệu dụng các nửa lá nhíp [cm] 1 l1 = 64 l'1 = 56 2 l2 = 59 l'2 = 56 3 l3 = 48 l'3 = 41 4 l4 = 41 l'4 = 35 5 l5 = 33 l'5 =27 Nhíp được lắp không đối xứng trên trục - Trọng lượng phần không được treo Gks =116,6 kg Trọng lượng phân bố lên cầu sau khi không tải: Zos = Goa.9,81= 874,5. 9,81= 8578,85 (N) Trọng lượng phân bố lên cầu sau khi đầy tải: Zas = G2a.9,81= 1215,5. 9,81= 11924 (N) Tải trọng tác dụng lên nhíp sau khi không tải: Tải trọng tác dụng lên nhíp sau khi đầy tải: Hình 5-4. Sơ đồ xây dựng công thức tính chính xác độ võng và độ cứng của bộ nhíp -Tính độ cứng của nhíp: Trong đó: Chọn =0,84.Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực nghiệm. E: Môđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp khi chịu uốn: E=2,1.10 MN/m = 2,1.107 N/cm2 Yk= , Yn+1= 0 I1 = J1, I2 = J1+ J2 l1- l2 = a2; l1- l3 = a3 J1, J2,Jk, Jn : mô men quán tính của tiết diện các lá nhíp Jk: mômen quán tính của lá nhíp thứ k. Jk = hk: chiều dày các lá nhíp b: chiều rộng nhíp Vì các lá nhíp từ (1- 5) có tiết diện như nhau nên ta có mô men quán tính của các lá như sau: J1 = J2 = J3 = J4 = J5 = = Ta có: K’= l1/Ln = 64/ 130 = 0,4923; K = l’1/Ln = 56/130 = 0,431 Ta lập bảng quan hệ để tính độ cứng Cn của nhíp. Bảng 5-3: Kết quả tính toán các thông số liên quan độ cứng của nhíp sau TT lk cm l'k cm ak+1 cm a'k+1 cm bk cm hk cm Jk cm4 Ik cm4 Yk 1/ cm4 Yk-Yk+1 1/ cm4 a3k+1.(Yk-Yk+1) 1/cm (a’k+1)3.(Yk-Yk+1) 1/cm 1 64 56 - - 6 0,7 0,1715 0,1715 5,831 - - - 2 59 56 5 - 6 0,7 0,1715 0,343 2,916 2,915 364,375 - 3 48 41 16 15 6 0,7 0,1715 0,5145 1,944 0,972 3981,312 3280,5 4 41 35 23 21 6 0,7 0,1715 0,686 1,458 0,486 5913,162 4500,846 5 33 27 31 29 6 1 0,1715 0,8575 1,1662 0,292 8698,972 7121,588 64 56 1,1662 305712,333 204803,38 = 324670,154 = 219706,314 Do vậy = = Độ võng của hệ thống treo sau khi không tải: (Cn là độ cứng của nhíp). Thay số ta có Độ võng tĩnh của hệ thống treo sau khi đầy tải: Độ võng của hệ thống treo từ trạng thái tỉnh, không tải cho đến khi làm biến dạng 2/3 ụ cao su fS2/3 = 10,333(cm) = 103,33(mm) Độ võng động của hệ thống treo sau fđs = fS2/3 – (fts – fso) = 10,333 – (11,57 – 7,98) = 6,743(cm) = 67,43(mm) Tải trọng động lớn nhất tác dụng lên hệ thống treo gây ra biến dạng thêm fđs của hệ thống treo Biến dạng 2/3 ụ cao su: Có được các giá trị Zsmax, Zts, fđs, fts, fcs ta sẽ xây dựng được đường đặc tính đàn hồi của hệ thống treo sau như sau. Hình 5-5 Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo sau. 5.2. Kiểm nghiệm bộ phận giảm chấn Do trên ôtô ISUZU HILANDER X-treme MT sử dụng giảm chấn trước và giảm chấn sau giống nhau nên ta kiểm tra chung cho cả giảm chấn trước và sau. Mối quan hệ của lực cản của giảm chấn (Pg) với tốc độ dịch chuyển của piston giảm chấn (Vg) được thể hiện qua biểu thức sau: Trong đó: + Kgn , Kgt - hệ số cản của giảm chấn ở hành trình nén và trả + m - số mũ, giá trị phụ thuộc kích thước lỗ tiết lưu, độ nhớt chất lỏng và kết cấu các van. Giá trị m = (1 ÷ 2), để đơn giản khi tính toán có thể xem m = 1 Để xây dựng đường đặc tính của giảm chấn ta lần lượt tính toán xác định các giá trị Pgn , Pgn max , Pgt , Pgt max , Kgn , Kgn' , Kgt , Kgt' với: + Pgn , Pgt - lực cản của giảm chấn ở hành trình nén và trả (N) + Pgn max , Pgt max - lực cản lớn nhất của giảm chấn hành trình nén và trả (N) + Kgn , Kgt - hệ số cản của giảm chấn khi van giảm tải đóng ở hành trình nén và trả (Ns/m) + Kgn' , Kgt' - 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 Pgn , Pgn max , Pgt , Pgt max , Kgn , Kgn' , Kgt , Kgt' trước hết ta cần tiến hành xác định các thông số và kích thước cơ bản của giảm chấn. Hình 5-6. Các kích thước của giảm chấn 5.2.1. Các kích thước và thông số cho trước của giảm chấn - Đường kính piston giảm chấn dp = 30 (mm) - Đường kính cần piston giảm chấn dc = 12 (mm) - Chiều dài kết cấu giảm chấn lk: 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 Dt = 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; + H/2: Khoảng cách từ phần nhô ra trên cần đến đường tương ứng với vị trí thùng xe mà giảm chấn lắp nối với nó. H + F = 39 (mm) - lk = Sli = 153 (mm) - Hành trình piston hp: hp = 200 (mm) - Chiều dài giảm chấn lg: được giới hạn trong khoảng giữa hai hành trình nén và hành trình trả. - Đường kính ngoài của giảm chấn dngc = 45 (mm); - dt = 2 (mm) - chiều dày thành giảm chấn; Hình 5-7. Sơ đồ tính đường kính ngoài của giảm chấn - Diện tích làm việc của piston ở hành trình trả: [5.3] - Diện tích làm việc của piston ở hành trình nén: [5.4] Từ [5.1] và [5.2] ta có: ; Trong đó: + Pgt max - lực cản lớn nhất của giảm chấn khi van giảm tải mở ở hành trình trả + Pgn max - lực cản lớn nhất của giảm chấn khi van giảm tải mở ở hành trình nén Pgt max = 292 (kG) =2864,5(N) và Pgn max = 80 (kG)=784,8(N) + Vgmax - vận tốc dịch chuyển lớn nhất của piston giảm chấn Vgmax = (50¸60) cm/s; chọn Vgmax = 50 cm/s Mặt khác ta có: [5.5] + Vg - vận tốc dịch chuyển của piston giảm chấn lúc van giảm tải mở Vg = 20 cm/s; Vậy lực cản của giảm chấn ở hành trình nén và hành trình trả là: Vậy hệ số cản của giảm chấn ở hành trình nén và hành trình trả là: Hình 5-8. Sơ đồ đường đặc tính của giảm chấn 5.2.2. Xác định tiết diện lưu thông qua các van giảm tải Gọi Qv là lưu lượng chất lỏng do piston ép đi qua các van trong một giây khi giảm chấn làm việc, khi đó suy ra: Trong đó: + fv - diện tích tiết diện lưu thông qua các van + mv - hệ số lưu lượng, khi tính toán có thể coi mv = 0,6÷0,75 chọn mv = 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 + Fp - diện tích ép chất lỏng của piston giảm chấn + Kg - 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: + Hành trình trả: 5.2.3. 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. - Phương trình cân bằng nhiệt của chất lỏng trong giảm chấn: Trong đó: + Nt - công suất tiêu thụ bởi giảm chấn (W) Vg - tốc độ của piston giảm chấn, Vg = 20÷30 (cm/s) chọn Vg = 20 cm/s + at - hệ số truyền nhiệt từ thành giảm chấn vào không khí (W/m2.độ) Nếu coi tốc độ không khí gần bằng tốc độ ô tô thì , chọn at = 75 + Sg - diện tích mặt ngoài của giảm chấn (m2) D = dngc - đường kính ngoài của giảm chấn lg - chiều dài phần chứa dầu của giảm chấn + tm - nhiệt độ môi trường (oC), tm= 27oC Vậy từ phương trình cân bằng nhiệt trên ta có: - Nhiệt độ cho phép của thành giảm chấn Vì , vậy thanh giảm chấn đảm bảo điều kiện làm việc. 6. CHẨN ĐOÁN SỬA CHỬA HỆ THỐNG TREO 6.1. Một số tiêu chuẩn trong kiểm tra hệ thống treo 6.1.1. Tiêu chuẩn về độ ồn Độ ồn trên ôtô 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 đạc 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 microphon thu bên trong xe nhằm đo độ ồn trong xe, đặt microphon ở ngoài nhằm đo độ ồn ngoài. Các chỉ tieu dưới đây dùng cho xe mới khi xuất xưởng. Các tiêu chuẩn về độ ồn yêu cầu đo trong xe 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 ôtô khác nhau, khi thử trên đường tốt ở 80 km/h cho trong bảng (6-1). - Các thông số độ ồn cho phép của Việt Nam TCVN 5948-1999 khi thử trên đường tốt ở 50 km/h cho trong bảng (6-2). Bảng 6-1: Các thông số độ ồn cho phép của ECE. Độ ồn ngoăi ECE R51 Loại xe Độ ồn (dB) khng quâ ôtô con 80 ôtô buýt có tải <3,5 tấn 81 ôtô buýt có tải >3,5 tấn 82 ôtô buýt có động cơ >147kW 85 ôtô buýt thành phố 80 ôtô tải có tải <3,5 tấn 81 ôtô tải có tải <12 tấn 86 ôtô tải có tải >12 tấn, động cơ >147kW 88 Độ ồn trong ECE R41 ôtô con 80 ôtô buýt đến 5 tấn 82 ôtô buýt hơn 5 tấn 82 ôtô buýt tiêu chuẩn 82 Các loại xe buýt khác 84 Bảng 6-2: Các thông số độ ồn ngoài cho phépp của Việt Nam 1999. Độ ồn ngoăi TCVN 5948:1999 Loại xe Độ ồn (dB) khng quâ ôtô con 74 ÷ 77 ôtô buýt có tải <3,5 tấn 76 ÷ 79 ôtô buýt có tải >3,5 tấn 78 ÷ 83 ôtô buýt có động cơ >150kW 77 ÷ 84 ôtô tải có tải <12 tấn 78 ÷ 83 ôtô tải có tải >12 tấn, động cơ >147kW 77 ÷ 84 6.1.2. 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 6-1). Hnh 6-1: Tiêu chuẩn về độ bám đường. 6.2. Đánh giá chất lượng hệ thống treo 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. 6.2.1. Chất lượng của hệ thống treo Chất lượng của hệ thống treo được quyết định bởi hai chỉ tiêu quan trọng: - Chỉ tiêu về độ êm dịu là chỉ tiêu nhằm đảm bảo tính tiện nghi của người, hàng hóa trên xe và độ bền của ôtô được đánh giá qua chỉ số gia tốc dao động thẳng đứng của thân xe khi sử dụng trên các loại đường có các loại mấp mô khác nhau. Chỉ tiêu này được các nhà sản xuất quan tâm, chỉ tiêu này bị thay đổi trong sử dụng là do sự hư hỏng của các bộ phận trong hệ thống treo, do vậy trong khai thác cần quan tâm. - Chỉ tiêu về độ bám dính đường là chỉ tiu nhằm đảm bảo về khả năng động lực học và tính an toàn giao thông của ôtô và được đánh giá qua chỉ số độ bám dính của bánh xe trên nền đường khi sử dụng trên các loại đường có các loại mấp mô khác nhau. Chỉ tiêu này được xác định nhờ việc đo đạc độ cứng động của hệ thống treo và độ bám dính khi tần số kích động thay đổi (chủ yếu do mặt đường tác động vào hệ thống treo và xe). Nhờ chỉ tiêu này mà có thể xác định chất lượng của các bộ phận trong hệ thống treo: phần tử đàn hồi, giảm chấn và các liên kết của hệ thống. 6.2.2. Độ bám dính bánh xe trên nền đường Chung ta khảo sát lực tác dụng thẳng đứng lên bánh xe ôtô. Khi đứng yên bánh chịu tác dụng lực tĩnh của Zt. Khi bánh xe lăn trên đường mấp mô, lực thẳng đứng Zđ (gọi là lực động) chịu tác động của nhiều thông số. Trong chẩn đoán thông số có nhiều biến đổi được quan tâm tới là thông số lực động. Thông số này sẽ thay đổi do sự thay đổi chất lượng các bộ phận của hệ thống treo gây nên trong sử dụng. Qúa trình biến đổi Zđ là qúa trình ngẫu nhiên, có thể mô tả trên (hình 6-2), bao gồm: qúa trình thay đổi theo thời gian t và mật độ xác suất của nó, khi bánh xe dao động giá trị Zđ thay đổi xung quanh giá trị Zt. Hiển nhiên có khi bánh xe bị nhấc khỏi mặt đường (khi đó Zđ <0), tức là bánh xe bị tách khỏi mặt đường hay bánh xe không bám dính trên nền đường. Từ khái niệm này có thể tính thời gian bám dính bánh xe trên nền thông qua trị số %, và được gọi là “hệ số thời gian bám dính G” Hnh 6-2: Qúa trình biến đổi Zđ theo t, và mật độ sác xuất. Hệ số G được tính theo công thức sau: G = Trong đó: : là tổng số thời gian lăn của bánh xe. : là tổng thời gian bánh xe bám dính trên nền đường. : là tổng thời gian bánh xe không bám dính trên nền đường. Trong một số tài liệu chuyên ngành có thể dùng ký hiệu bằng chữ “EUSAMA” thay cho G. Như vậy nếu G=100% thì bánh xe lăn trên nền toàn bộ thời gian, điều này là mong muốn, nhưng thực tế rất khó thực hiện. Thông thường giá trị G < 100%. Trong trường hợp G < 100%, có nghĩa là có lúc bánh xe không tiếp đất. Tại thời điểm đó bánh xe mất hết khả năng truyền phản lực của đường và đồng nghĩa với sự mất khả năng điều khiển bánh xe. Điều này là bất lợi trong chuyển động của ôtô. Trong kiểm tra chất lượng giới hạn nhỏ nhất của G phải lớn hơn 70%. Giá trị G phụ thuộc vào qúa trình biến đổi của Zđ theo thời gian, nhưng Zđ lại phụ thuộc chính vào độ cứng lốp, bộ phận đàn hồi, giá trị hệ số cản của giảm chấn, tần số kích thích của mặt đường. Trong thực tế khi chuyển động trên đường dải tần số có thể rộng trong khoảng từ 0 Hz đến . Các tài liệu công bố đều cho rằng: khi tần số kích động của mặt đường tăng từ 15 Hz trở lên, với chiều cao mấp mô của mặt đường không đổi, giá trị Zđ sẽ dần tiến tới một giá trị nhất định và có thể coi là ít thay đổi trong vùng tần số lớn hơn 25 Hz hoặc 30 Hz. Trên bệ thử dùng cho chẩn đoán chất lượng hệ thống treo, người ta tạo nên một bệ rung có khả năng tạo nên tần số kích động tương tự như trong thực tế với khoảng giá trị từ 5 Hz đến 25 Hz (có thể tới 30 Hz) có biên độ dao động không đổi trong khoảng tần số rung. Các bánh xe được quản lý chặt chẽ trong việc kiểm tra chất lượng bánh xe và áp suất khí trong lốp. Như vậy khi đo, giá trị lực động phụ thuộc vào độ cứng của bộ phận đàn hồi và lực cản của giảm chấn. Qua các chuyển đổi tính toán của thiết bị chúng ta sẽ thu được quan hệ của tần số kích thiisch với giá trị G, độ cứng động trung bình của hệ thống treo Cđ. Nhờ kết quả này có thể tiến hành chẩn đoán chất lượng hệ thống treo trên các bệ thử chuyên dụng, tức là quản lý độ bám dính của bánh xe trên nền khi ôtô chuyển động. 6.3. Phương pháp và thiết bị chẩn đoán 6.3.1. 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. - Rơ lỏng xô lệch các bộ phận. - Biến dạng lớn ở các chỗ liên kết. - Nứt vỡ gối tỳ, ụ giảm va đập, ổ bắt cao su. - Mài mòn lốp xe. - Độ mất cân bằng bánh xe. Ngoài ra, còn sử dụng các thước đo thông thường đo chiều cao thân xe so với mặt đường hay tâm trục bánh xe để xác định độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi. 6.3.2. 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... Mục đích của chẩn đoán dạng này là xác định nơi phát ra tiếng ồn và mức độ ồn. Trong khai thác sửa chữa có thể chỉ cần phát hiện ra chỗ hư hỏng trong đánh giá chất lượng tổng thể. 6.3.2.1. Độ ồn trong Độ ồn bên trong được đo từ buồng lái của ôtô tải, bên trong của ôtô con và ôtô buýt. Các điểm đo độ ồn trong được xác định đối với ôtô buýt là: một điểm tại chỗ người lái ngang tầm đầu lái xe, hai điểm tại giữa khoang hành khách ngang tầm ghế ngồi, hai điểm ở sau xe ngang tầm đầu hành khách. Khi đo, ôtô chuyển động với vận tốc quy định 50 km/h hoặc 80 km/h trên đường thẳng tốt. Việc đo độ ồn trong chủ yếu xác định chất lượng môi trường bên trong của ôtô. 6.3.2.2. Độ ồn ngoài Chọn mặt đường asfan – bêtông hay đường bêtông có chiều dài khoảng (400 ÷ 500) m. Trên đoạn đường này đặt cảm biến đo độ ồn như trên (hình 6-3), và xung quanh khoảng 30m không có vật cản phản âm, cường độ ồn của môi trường (độ ồn nền) không qúa 10dB. Quảng đường đo được xác định trong đoạn đường AB (20m) trong đoạn này giữ đều tốc độ. Cho ôtô chuyển động thẳng tới với vận tốc thử (50 ÷ 80) km/h, và xác định: - Độ ồn dB. - Âm thanh đặc trưng tiếng ồn. - Chỗ phát tiếng ồn. Hnh 6-3: Sơ đồ đo độ ồn ngoài. 6.3.2.3. Đo trên mặt đường xấu Chọn mặt đường có chiều cao mấp mô bằng 1/30 ÷ 1/20 đường kính bánh xe, khoảng cách giữa các mấp mô 0,5 ÷ 1,5 chiều dài cơ sở xe, chiều dài đường thử (100 ÷ 300) m, vận tốc (15 ÷ 20) Km/h. Các thông số cần xác định: âm thanh đặc trưng tiếng ồn, vị trí phát tiếng ồn, cường độ ồn nhờ thính giác của con người. Tiếng ồn trong thử nghiệm xe trên đường là tiếng ồn tổng hợp, bao gồm tiếng ồn trong và ngoài xe, vì vậy cần sử dụng kinh nghiệm để xác định hư hỏng trong hệ thống treo. Việc xác định như vậy chỉ có thể biết chỗ hư hỏng và khó có thể xác định mức độ hư hỏng. 6.3.3. Đo trên bệ chẩn đoán chuyên dụng 6.3.3.1. Mục đích Bệ chẩn đoán dùng trên hệ thống treo giúp cho cán bộ kỹ thuật chuyên ngành có thể xác định được một số thông số tổng hợp hệ thống treo bao gồm: - Độ cứng động của hệ treo đo ở từng bánh xe, thể hiện chất lượng tổng hợp của bộ phận đàn hồi ở trạng thái lắp ráp mà không tháo rời. - Độ bám dính của bánh xe trên đường, thể hiện chất lượng tổng hợp của bộ phận giảm chấn, bộ phận đàn hồi. Khi chất lượng của bánh xe và bộ phận đàn hồi đã được quản lý thì thể hiện chất lượng của bộ phận giảm chấn thông qua độ bám dinh. 6.3.3.2. Sơ đồ nguyên lý Thiết bị đo là loại thiết bị thuỷ lực điện tử (hình 6-4), bao gồm: bộ gây rung thuỷ lực, các thiết bị đo lực tại chỗ tiếp xúc của bánh xe với bệ đo, thiết bị đo tần số và chuyển vị. Bộ gây rung thuỷ lực có nguồn cung cấp thuỷ lực, bơm, bình tích năng, van con trượt, bộ giảm chấn, xylanh thuỷ lực. Van thuỷ lực được điều khiển bởi một van điện từ nhằm đóng mở đường dầu tạo nên khả năng rung cho bệ với các tần số rung khác nhau.Thiết bị đo của bệ là các cảm biến, bộ vi xử lý và bộ điều khiển tần số rung. Tín hiệu từ các cảm biến ghi lại và tính toán đưa ra các chỉ số hiển thị. Hnh 6-4: Sơ đồ nguyên lý bộ gây rung thuỷ lực. 1- Cảm biến đo lực; 2- Cảm biến đo tần số chuyển vị; 3- Bộ gây rung thuỷ lực. Biên độ rung của ôtô con nằm trong khoảng (15 ÷ 20) mm, tần số rung thay đổi liên tục từ 4 Hz đến 30 Hz. Hiển thị trên màn hình và lưu trữ số liệu: độ cứng động, độ bám đường từng bánh xe. Bệ đo kèm theo một thiết bị đo tải trọng thẳng đứng cho từng bánh xe, khi bị qúa tải thiết bị rung không làm việc. Bộ tổ hợp thiết bị chẩn đoán có thể bao gồm: thiết bị cân, bộ đo độ trượt ngang bánh xe, bộ đo rung cho hệ thống treo, bộ đo lực phanh và bộ đo trạng thái làm việc của động cơ. 6.3.3.3. Phương pháp đo Trước khi đưa xe lên bệ rung, nhất thiết phải đảm bảo áp suất khí nén trong lốp theo tiêu chuẩn. Cho xe lăn từ từ lên bệ cân trọng lượng và chuyển các bánh xe của từng cầu vào bệ đo rung. Khi bánh xe nằm yên trên bệ rung, hiệu chỉnh cho hướng xe và bánh xe chạy thẳng. Cho bệ rung làm việc, khoảng thời gian làm việc trên bệ rung là 2 ÷ 3 phút sau đó chuyển sang đo cho các bánh xe ở cầu sau, tương tự như bánh xe cầu trước. 6.3.3.4. Kết quả đo Thiết bị đo ghi và cho phép xác định các thông số chẩn đoán đối với từng bánh xe, đó là: - Tải trọng tĩnh trên các bánh xe, cầu xe, toàn bộ xe (N). - Độ cứng động của hệ thống treo đo tại các bánh xe (N/mm). - Độ bám dính của bánh xe trên đường (%). Dạng đồ thị kết quả hiển thị hoặc in trên giấy, kết quả các số liệu bao gồm các giá trị: + Khả năng bám dính bánh xe trên mặt đường G (GRIP) cho từng bánh xe trên cùng một cầu theo tần số rung của bệ, tại tần số 25 Hz giá trị độ bám dính lấy bằng 100%. Khi giảm nhỏ tần số kích động ( biểu thị mặt đường tác động) giá trị G thay đổi. Khi đánh giá tổng quát chất lượng hệ thống treo, kết quả ghi trên giấy lấy giá trị độ bám dính nhỏ nhất trên đồ thị. Hệ thống treo được coi là tốt khi đảm bảo độ bám dính bánh xe trên mặt đường cao nhất. Nếu giảm chấn, lốp, bộ phận đàn hồi tốt khả năng bám dính của bánh xe trên đường cao. Khi giá trị độ bám dính nhỏ hơn cần thiết phải thay đổi giảm chấn hay cả bộ phận đàn hồi. + Giá trị sai lệch tương đối của độ bám dính cho bằng sai lệch của hai giá trị độ bám dính của các bánh xe trên cùng một cầu. + Trọng lượng đặt trên các bánh xe. + Độ cứng động (RIGIDITY) (N/mm) cho trên bảng kết quả được đo trên cơ sở đo chuyển vị của hệ (đồng thời là bánh xe), lực động tại các giá trị tương ứng khi tần số rung thay đổi. Qúa trình đo các bộ số liệu được ghi lại và xử lý theo bài toán thống kê để tìm giá trị trung bình. Kết quả của độ cứng động cho biết trạng thái độ cứng của hệ thống treo tính theo chuyển vị dài tại vị trí đặt bánh xe. Ảnh hưởng lớn nhất đến giá trị độ cứng động là độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi. Do vậy qua kết quả có thể đánh giá chất lượng của bộ phận đàn hồi. Các bệ chẩn đoán hệ thống treo được thiết kế tổ hợp trong thiết bị chẩn đoán và được phân loại theo trọng lượng ôtô. Vì vậy để đảm bảo độ chính xác của thông số chẩn đoán cần chọn loại bệ chẩn đoán phù hợp. 6.3.4. 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 nguỷn lý chỉ ra trên (hình 6-5). Bệ thử bao gồm: giá của bệ, cơ cấu tay quay thanh truyền, giá trượt. Trên bệ có lắp cảm biến đo lực và cảm biến đo hành trình. Các đầu của giảm chấn là các khớp trụ, có lắp các đệm bằng cao su giảm va đập. Hnh 6-5: Sơ đồ nguyên lý bệ thử giảm chấn và đồ thị kết quả. a- Sơ đồ nguyên lý; b- Đồ thị đặc tính chuyển dịch và tốc độ; 1- Cảm biến đo lực; 2- Giảm chấn; 3- Cảm biến đo hành trình; 4- Giá trượt; 5- Cơ cấu quay. 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. Khi đó, cho động cơ điện quay và tạo nên tốc độ 100 (1/min). Kết quả đo với các trục (lực cản nén và trả, với hành trình) cho có dạng gần giống quả lê, khi giảm chấn còn tốt. Hình dạng đồ thị quả lê tuỳ thuộc vào kết cấu giảm chấn. Khi giảm chấn có hư hỏng hình dạng này sẽ thay đổi, một số đặc trưng hư hỏng cho trên (hình 6-6). Hình 6-6: Các khả năng hư hỏng trong giảm chấn. a- Mòn piston, mòn lỗ van; b- Mòn lỗ van trả và nén; c- Kẹt, tắc van trả và van nén, dầu bẩn; d- Kẹt tắc van nén; e- Kẹt tắc van trả. Bằng kết quả đo được lực (nĩn, trả) và hành trình dịch chuyển, so sánh với các trạng thái tiêu chuẩn có thể rút ra các hư hỏng về mòn piston, xylanh, hỏng van, dầubẩn... 6.4 Các hư hỏng hệ thống treo 6.4.1 Hư hỏng bộ phận giảm chấn Bộ phận giảm chấn cần thiết làm việc với lực cản hợp lý nhằm dập tắt nhanh chóng dao động thân xe. Hư hỏng giảm chấn dẫn tới thay đổi lực cản này, tức là giảm chấn mất khả năng dập tắt dao động của thân xe, đặc biệt gây nên giảm mạnh độ bám dính trên nền đường. Các hư hỏng thường gặp là: - Mòn bộ đôi xylanh, piston. Piston và xylanh đóng vai trò dẫn hướng và cùng với vòng găng hay phớt làm nhiệm vụ bao kín các khoang dầu. Trong qúa trình làm việc của giảm chấn piston và xylanh dịch chuyển tương đối, gây mòn nhiều trên piston, làm xấu khả năng dẫn hướng và bao kín. Khi đó sự thay đổi thể tích các khoang dầu, ngoài việc dầu có thể lưu thông qua lỗ tiết lưu, còn chảy qua giữa khe hở của piston với xylanh gây giảm lực cản trong cả hai hành trình nén và trả, mất dần tác dụng dập tắt nhanh dao động. - Hở phớt bao kín và chảy dầu của giảm chấn. Hư hỏng này hay xảy ra đối với giảm chấn dạng ống, đặc biệt ở trên giảm chấn dạng 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 dần tác dụng giảm chấn. Sự thiếu dầu ở 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 trong và tăng nhanh tốc độ mài mòn do đó phải thay mới phớt bao kín. - Dầu bị biến chất sau một thời gian sử dụng. Thông thường dầu trong giảm chấn được pha thêm các 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 các tạp chất hóa học lẫn vào dễ làm dầu bị biến chất. Các tính chất cơ lý thay đổi là 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 trạng thái: luôn mở, luôn đng. Nếu các van kẹt mở thì dẫn tới lực cản giảm chấn bị giảm nhỏ. Nếu các van giảm chấn 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 dầu 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 bị thiếu dầu hay hết dầu giảm chấn vẫn còn khả năng dịch chuyển thì nhiệt phát sinh trên vỏ lớn, tuy nhiên khi đó độ cứng giảm chấn thay đổi, làm xấu chức năng của nó. Có nhiều trường hợp khi hết dầu có thể gây kẹt giảm chấn, cong trục. - Đôi khi do sự qúa tải trong làm việc, cần piston giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn. - Nát cao su các chỗ liên kết có thể phát hiện thông qua quan sát các đầu liên kết. Khi bị nát vỡ, ôtô chạy trên đường xấu gây nên va chạm mạnh kèm theo tiếng ồn. Các hư hỏng của giảm chấn kể trên có thể phát hiện thông qua cảm nhận về độ êm dịu chuyển động, nhiệt độ vỏ ngoài giảm chấn, sự chảy dầu hay đo trên bệ kiểm tra hệ thống treo. Khi có sự cố xảy ra, ta tiến hành tháo rời các chi tiết và rửa sạch, kiểm tra độ cong, vênh, độ mài mòn, độ bóng của các chi tiết để quyết định tiếp tục sử dụng hay thay mới, sau đó ráp lại và đổ dầu giảm chấn mới vào. 6.4.2 Hư hỏng bộ phận đàn hồi Bộ phận đàn hồi quyết định tần số dao động riêng của ôtô, 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. - Bó kẹt nhíp do hết mỡ bôi trơn làm tăng độ cứng, hậu quả của việc bó cứng nhíp làm cho ôtô chuyển động trên đường xấu bị rung xóc mạnh, mất êm dịu chuyển động, tăng lực động tác dụng lên thân xe, giảm khả năng bám dính, tuổi thọ của giảm chấn trên cầu xe sẽ thấp. Khắc phục bằng cách bôi trơn nhíp. - Gãy bộ phận đàn hồi do qúa tải khi làm việc, hay do mỏi của vật liệu. Khi gãy nhíp, thanh xoắn sẽ dẫn tới mất vai trò của bộ phận dẫn hướng và mất tác dụng của bộ phận đàn hồi. 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. - Vỡ ụ tăng cứng của hệ thống treo làm mềm bộ phận đàn hồi, tăng tải trọng tác dụng lên bộ phận đàn hồi. Vỡ ụ tỳ hạn chế hành trình sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên bộ phận đàn hồi. Cả hai trường hợp này đều gây nên va đập, tăng ồn trong hệ thống treo do đó phải thay mới chúng. Các tiếng ồn trong hệ thống treo sẽ làm cho toàn bộ thân xe hay vỏ xe phát ra tiếng ồn lớn, làm xấu môi trường hoạt động của ôtô. - Rơ lỏng các liên kết như: quang nhíp, đai kẹp, giá đỡ lò xo..., đều gây nên tiếng ồn, xô lệch cầu xe, ôtô khó điều khiển, gây nặng tay lái, tăng độ ồn khi xe hoạt động, dễ gây tai nạn giao thông. Vì vậy phải kiểm tra định kỳ các mối liên kết và xiết chặt lại trước khi đưa xe vào hoạt động. 6.4.3 Hư hỏng bộ phận dẫn hướng Trong sử dụng hư hỏng hoặc sai lệch kết cấu bộ phận dẫn hướng hay gặp là: - Mòn các khớp trụ, khớp cầu. Khắc phục bằng cách thay mới. - Biến dạng khâu: đòn giằng, bệ đỡ, bệ xoay, dầm cầu, nhíp lá, quang treo. Khắc phục bằng cách nắn lại cho đúng hình dạng ban đầu. Nếu biến dạng qúa lớn ta có thể thay mới. - Sai lệch các thông số cấu trúc, các chỗ điều chỉnh, vấu giảm va, vấu tăng cứng, phải tiến hành điều chỉnh lại cho đúng vị trí các chi tiết. Các hư hỏng này sẽ làm cho bánh xe mất quan hệ động học, động lực học đúng, gây nên mài mòn nhanh lốp xe, mất khả năng ổn định chuyển động, mất tính dẫn hướng của xe.... Tuỳ theo mức độ hư hỏng mà biểu hiện của nó rõ nét hay mờ. 6.4.4. Hư hỏng đối với bánh xe Bánh xe có thể được coi là một phần trong hệ thống treo, các hư hỏng thường gặp đối với bánh xe là: áp suất lốp không đúng quy định, khi lốp qúa mềm sẽ lăm tăng sức cản chuyển động và mau mòn lốp, còn khi lốp qúa cứng dễ gây ra hiện tượng trượt bánh xe khi chịu tác động của lực dọc hoặc lực ngang lớn do diện tích tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường giảm gây mất tính ổn định của ôtô. Lốp bị mòn dễ gây ra hiện tượng trượt quay khi xe tăng tốc, giảm khả năng vượt lầy làm giảm tính cơ động của ôtô,...Khi áp suất lốp không đúng quy định ta tiến hành điều chỉnh bằng cách xả bớt hoặc bơm thêm không khí, khi lốp bị mòn ta tiến hành thay mới. 6.4.5. Hư hỏng đối với thanh ổn định Hư hỏng của thanh ổn định chủ yếu là: nát các gối tựa cao su, giảm độ cứng, hư hỏng các đòn liên kết. Hậu quả của các hư hỏng này cũng tương tự như của bộ phận đàn hồi, nhưng xảy ra khi ôtô bị nghiêng hay xe chạy trên đường có dạng “sóng ghềnh”. Để khắc phục ta phải thay mới các chi tiết khi xảy ra hư hỏng. 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. Trong các biểu hiện trên, biểu hiện có thể dùng làm 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. - Giảm khả năng bám dính trên đường. - Tăng mài mòn lốp, hoặc mài mòn lốp không đều. - Không có khả năng ổn định hướng chuyển động, lái nặng. - Qúa nóng ở vỏ giảm chấn. - Có dầu chảy trên vỏ giảm chấn. 7. KẾT LUẬN Sau thời gian hơn 3 tháng làm đồ án với đề tài “Khảo sát hệ thống treo trên xe ISUZU HI-LANDER X-Treme MT”, em đã cơ bản hoàn thành đề tài với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Lê Văn Tụy và các thầy cô giáo trong khoa. Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động của hệ thống treo và nguyên lý làm việc của các bộ phận đến các chi tiết chính trong hệ thống treo. Tuy nhiên do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo hạn chế và chưa cập nhật đầy đủ các tài liệu về xe nên không tránh khỏi những thiếu sót mong các thầy cô chỉ dẫn thêm... Qua đề tài này đã bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức chuyên nghành về các hệ thống ôtô và đặc biệt là hệ thống treo. Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp em cũng nâng cao được những kiến thức về công nghệ thông tin như: Word, Excel, AutoCAD, Internet,… phục vụ cho công tác sau này. Ðồng thời qua đó bản thân em cần phải cố gắng học hỏi tìm tòi hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của người cán bộ kỹ thuật ngành động lực. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Khắc Trai. “KỸ THUẬT CHẨN ĐOÁN ÔTÔ”. Hà Nội: Nhà xuất bản Giao thông vận tải; 2007. [2] Nguyễn Khắc Trai. “CẤU TẠO GẦM ÔTÔ TẢI, ÔTÔ BUÝT”. Hà Nội: Nhà xuất bản Giao thông vận tải; 2007. [3] Phan Tiến Bé. “HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ÔTÔ”. Đà Nẵng, 2003. [4] Nguyễn Hoàng Việt. “Bài giảng môn học kết cấu và tính toán ôtô ”. Đà Nẵng, 1998. [5] Nguyễn Hữu Cảnh, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng. “LÝ THUYẾT ÔTÔ MÁY KÉO”. Hà Nội: Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật; 1998. [6] Ngô Thành Bắc. “PHỤ TÙNG ÔTÔ”. Hà Nội: Nhà xuất bản công nhân kỹ thuật; 1985. [7] Tài liệu “trainng book MB 100K – Ssangyong Motor”. [8] Trần Thanh Hải Tùng. “CHẨN ĐOÁN TRẠNG THÁI KỸ THUẬT CỦA ÔTÔ”. Đà Nẵng: Tài liệu lưu hành nội bộ Đại Học Đà Nẵng. [9] Lê Văn Tụy. “KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN ÔTÔ”. Đà Nẵng: Tài liệu lưu hành nội bộ Đại Học Đà Nẵng.