- KÈM BẢN VẼ CAD (nếu giao dịch qua zalo 0985655837) ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU CHO XE BÁN MOOCCông dụng và yêu cầu 1.1.1. Công dụng Ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và Hệ thống treo là hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là liên kết đàn hồi, có tác dụng làm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe. + Khi ô các va đập tác dụng lên xe do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định. + Xác định động học chuyển động của bánh xe, truyền lực kéo, và lực phanh sinh ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, lực bên và các mô men phản lực tới gầm và thân xe. + Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do ảnh hưởng của mặt đường không bằng phẳng. Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ chịu những dao động do mặt đường mấp nô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe, hàng hóa và đặc biệt là ảnh hưởng tới hành khách + Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng của hệ thống treo. Để đảm bảo công dụng trên,hệ thống treo được cấu tạo gồm 3 bộ phận chính: Bộ phận hướng, Bộ phận đàn hồi, Bộ phận giảm chấn. Bộ phận đàn hồi: Nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại. Bộ phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm chi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo xoắn, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo bằng khí hoặc thuỷ khí). Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằng cách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra ngoài. Việc biến năng lượng dao động thành nhiệt năng nhờ ma sát. Giảm chấn trên ô tô là giảm chấn thuỷ lực, khi xe dao động, chất lỏng trong giảm chấn được pittông giảm chấn dồn từ buồng này sang buồng kia qua các lỗ tiết lưu. Ma sát giữa chất lỏng với thành lỗ tiết lưu và giữa các lớp chất lỏng với nhau biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả ra ngoài. Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức là đảm bảo cho bánh xe chỉ dao động trong mặt phẳng đứng, bộ phận hướng còn làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe. 1.1.2 Yêu cầu cảu hệ thống treo + Đảm bảo tần số dao động riêng thích hợp cho phần được treo, + Có độ võng động hợp lý để không sinh ra va đập lên các ụ hạn chế bằng cao su, + Có độ dập tắt dao động hợp lý, + Không gây lên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ xe, + Đảm bảo tính năng dẫn hướng tốt của ô tô,ô tô không bị nghiêng khi quay vòng hoặc phanh, + Đảm bảo chiều rộng cơ sở và các góc đặt của các trụ của các bánh xe dẫn hướng không thay đổi, + Đảm bảo sự tương thích giữa động học bánh xe dẫn hướng và động học dẫn động lái, + Có độ tin cậy lớn,trong nhiều điều kiện phù hợp với tính năng kĩ thuật không gặp hư hỏng bất thường, + Kết cấu nhỏ gọn,làm việc êm dịu,ổn định,dễ dàng bảo dưỡng,sửa chữa,thay thế, + Có độ bền cao,giá thành thấp.1.2. Phân loạiTheo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi: + Bằng kim loại (nhíp lá, lò xo, thanh xoắn). + Loại khí + Loại thủy lực + Loại cao su Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng: + Hệ thống treo phụ thuộc + Hệ thống treo độc lập Theo phương pháp dập tắt dao động: + Loại giảm chấn thủy lực (loại tác dụng 1 chiều, 2 chiều) + Loại ma sát cơ (ma sát trong bộ phận đàn hồi, trong bộ phận dẫn hướng). Theo phương pháp điều khiển + Hệ thống treo bị động( không được điều khiển), + Hệ thống treo chủ động.1.2.1.Phân loại theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồia.Phần tử đàn hồi làm bằng kim loại Nhíp Nhíp được làm từ các lá thép cong, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn tới dài, cụm lá này được kẹp chặt lại với nhau ở giữa bằng bu lông định tâm hay đinh tán. Để giữ các lá nhíp không bị trượt ra khỏi vị trí người ta dung kẹp ở một vài điểm để kẹp chúng lại với nhau. Cả hai đầu lá dài nhất được uốn cong tạo thành mắt nhíp, được sử dụng để gắn nhíp vào khung. Nhìn chung nhíp dài hơn thì mềm hơn. Nhíp nhiều lá hơn thì chịu tải lớn hơn, song nhíp sẽ cứng hơn và tíh êm dịu chuyển động sẽ kém hơn. Tuy vậy, nhíp vẫn 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, tức là làm toàn bộ nhiệm vụ của hệ thống treo. Hình 1: Một số loại nhíp xe tải Ưu điểm của nhíp : Kết cấu đơn giản, chắc chắn và giá thành thấp. Do bản than nhíp đã đủ độ cứng vững để giữ cầu xe ở vị trí chính xác, nên không cần sử dụng các thanh nối. Mặt khác, chế tạo và sửa chữa nhíp cũng đơn giản. Nhược điểm của nhíp: Trọng lượng lớn, tuổi thọ thấp và có đường đặc tính tuyến tính. Ngoài ra, việc bố trí nhíp ở bánh trước khó vì muốn đảm bảo độ võng tĩnh và độ võng động lớn thì phải làm nhíp dài mà càng dài thì càng khó bố trí. Do nội ma sát nên nhíp khó hấp thụ những dao động nhỏ từ mặt đường. Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho những xe thương mại lớn, tải nặng và cần độ bền cao. Lò xo trụ Lò xo được làm từ dây thép lò xo đặc biệt, được quấn thành ống. Khi đặt tải lên lò xo, dây lò xo sẽ bị xoắn do lò xo bị nén. Lúc này năng lượng ngoại lực được dự trữ, và va đập được giảm bớt. Hình 2 : lò xo trụ Lò xo trụ Lò xo trụ được sử dụng chủ yếu trong ôtô du lịch làm bộ phận đàn hồi. Lò xo trụ có thể có tiết diện tròn hay vuông. Ưu điểm của lò xo trụ: Nếu cùng một độ cứng và độ bền thì lò xo trụ có trọng lượng nhỏ hơn nhíp, khi làm việc giữa các vành lò xo không có ma sát như nhíp. Đồng thời không phải bảo dưỡng chăm sóc như đối với nhíp. Nhược điểm của lò xo: nó chỉ làm được nhiệm vụ đà hồi, còn các nhiệm vụ khác như giảm chấn dẫn hướng phải có các phần tử khác đảm nhận. Vì vậy, nếu kể chung cả hai phần tử sau thì hệ thống treo lò xo trụ có kết cấu phức tạp hơn so với hệ thống treo loại nhíp. Thanh xoắn Thanh xoắn là một thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của `một dầm nào đó củ than xe, đầu kia được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắn. Thanh xoắn cũng được dùng làm thanh ổn định. Thanh xoắn Ưu điểm của thanh xoắn: Mức độ hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng lớn hơn so với các phần tử đàn hồi khác, nên hệ thống treo có thể nhẹ hơn. Ngoài ra, cách bố trí hệ thống treo đơn giản. Nhược điểm: không có năng kiểm soát được dao động, vì vậy cần phải dùng giảm chấn kèm với nó.b) Phần tử đàn hồi phi kim loại Phần tử đàn hồi loại khí Phần tử đàn hồi loại khí có tác dụng nhiều trong các ôtô có khối lượng phần được treo lớn và thay đồi nhiều. Có thể thay đổi độ cứng của hệ thống treo( bằng cách thay đổi áp suất bên trong phần tử đàn hồi) để cho ứng với tải trọng tĩnh khác nhau thì độ võng tĩnh và tần số dao động riêng không đổi. Giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ làm độ êm dịu chuyển động tốt hơn, một là giảm biên độ dịch chuyển của buồn lái trong vùng tần số thấp, hai là đẩy được vùng cộng hưởng xuống vùng có tần số dao động thấp hơn, giảm được gia tốc của buồng lái, và giảm được sự dịch chuyển của vỏ và bánh xe. Hình 4 : đặc tính đàn hồi balon khí Đường đặc tính của hệ thống treo khí là phi tuyến và tăng đột ngột trong cả hành trình nén và trả, nên cho dù khối lượng cả phần được treo và không được treo có bị giới hạn do các dịch chuyển tương đối đi nữa thì độ êm dịu chuyển động vẫn lớn. Không có ma sát trong phần tử đàn hồi, phần tử đàn hồi có trọng lượng nhỏ và giảm được chấn động từ bánh xe lên buồng lái. Ngoài ra, khi sử dụng hệ thống treo khí còn có thể thay đổi được vị trí của cỏ xe đối với mặt đường. Phần tử đàn hồi loại thủy khí Là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thủy lực và cơ cấu chấp hành là khí nén. Ưu điểm: tần số dao động riêng thấp gần trạng thái tĩnh, cho phép có đường đặc tính đàn hồi như mong muốn. Cả hai loại khí và thủy khí ngoài những ưu điểm nói trên còn có những nhược điểm là phải có máy nén khí, bình chứa phụ, hệ thống van tự động điều chỉnh áp suất, do đó hệ thống treo phức tạp, chế tạo yêu cầu chính xác cao, giá thành đắt, dễ bị hư hỏng do
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
Công dụng và yêu cầu
1.1.1 Công dụng Ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và Hệ thống treo là hệ thống liên kết giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe Mối liên kết treo của xe là liên kết đàn hồi, có tác dụng làm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe
+ Khi ô các va đập tác dụng lên xe do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định
Xác định động học chuyển động của bánh xe là yếu tố quan trọng trong việc phân tích lực kéo và lực phanh Các lực này được sinh ra do ma sát giữa mặt đường và bánh xe, cùng với lực bên và mô men phản lực tác động lên gầm và thân xe.
Để bảo vệ khung vỏ xe khỏi các dao động thẳng đứng do mặt đường không bằng phẳng, cần dập tắt những dao động này khi ôtô di chuyển Những dao động từ mặt đường mấp mô không chỉ làm giảm tuổi thọ của xe và hàng hóa, mà còn ảnh hưởng tiêu cực đến sự thoải mái của hành khách.
Chất lượng của hệ thống treo quyết định mức độ êm dịu của xe khi chuyển động Hệ thống treo bao gồm ba bộ phận chính để đảm bảo chức năng này.
Bộ phận đàn hồi đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối khung vỏ với bánh xe, giúp tiếp nhận và truyền tải lực thẳng đứng giữa hai bộ phận này Cấu tạo của bộ phận đàn hồi chủ yếu bao gồm các chi tiết kim loại như nhíp, lò xo xoắn hoặc thanh xoắn, và có thể sử dụng khí trong các hệ thống treo bằng khí hoặc thủy khí.
Bộ phận giảm chấn có chức năng dập tắt nhanh chóng dao động bằng cách chuyển đổi năng lượng dao động thành nhiệt năng Quá trình này diễn ra nhờ vào ma sát, đặc biệt trong hệ thống giảm chấn thuỷ lực của ô tô Khi xe dao động, chất lỏng trong giảm chấn di chuyển qua các lỗ tiết lưu nhờ pittông, tạo ra ma sát giữa chất lỏng và thành lỗ tiết lưu, cũng như giữa các lớp chất lỏng Năng lượng dao động được biến đổi thành nhiệt, làm nóng vỏ giảm chấn và tỏa ra ngoài.
Bộ phận hướng có vai trò quan trọng trong việc duy trì động học của bánh xe, đảm bảo rằng bánh xe chỉ dao động trong mặt phẳng đứng Ngoài ra, bộ phận này còn truyền tải lực dọc, lực ngang và mô men giữa khung vỏ và bánh xe.
1.1.2 Yêu cầu cảu hệ thống treo
+ Đảm bảo tần số dao động riêng thích hợp cho phần được treo,
+ Có độ võng động hợp lý để không sinh ra va đập lên các ụ hạn chế bằng cao su, + Có độ dập tắt dao động hợp lý,
+ Không gây lên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ xe,
+ Đảm bảo tính năng dẫn hướng tốt của ô tô,ô tô không bị nghiêng khi quay vòng hoặc phanh,
+ Đảm bảo chiều rộng cơ sở và các góc đặt của các trụ của các bánh xe dẫn hướng không thay đổi,
+ Đảm bảo sự tương thích giữa động học bánh xe dẫn hướng và động học dẫn động lái,
+ Có độ tin cậy lớn,trong nhiều điều kiện phù hợp với tính năng kĩ thuật không gặp hư hỏng bất thường,
+ Kết cấu nhỏ gọn,làm việc êm dịu,ổn định,dễ dàng bảo dưỡng,sửa chữa,thay thế, + Có độ bền cao,giá thành thấp.
Phân loại
Theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi:
+ Bằng kim loại (nhíp lá, lò xo, thanh xoắn)
Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng:
+ Hệ thống treo phụ thuộc
+ Hệ thống treo độc lập
Theo phương pháp dập tắt dao động:
+ Loại giảm chấn thủy lực (loại tác dụng 1 chiều, 2 chiều)
+ Loại ma sát cơ (ma sát trong bộ phận đàn hồi, trong bộ phận dẫn hướng)
Theo phương pháp điều khiển
+ Hệ thống treo bị động( không được điều khiển),
+ Hệ thống treo chủ động
1.2.1.Phân loại theo vật liệu chế tạo phần tử đàn hồi a.Phần tử đàn hồi làm bằng kim loại
Nhíp được chế tạo từ các lá thép cong, được sắp xếp từ ngắn đến dài và kẹp chặt ở giữa bằng bu lông hoặc đinh tán Để ngăn các lá nhíp trượt ra khỏi vị trí, người ta sử dụng kẹp ở một số điểm Hai đầu của lá dài nhất được uốn cong để tạo thành mắt nhíp, giúp gắn nhíp vào khung.
Nhíp dài hơn thường mềm hơn, trong khi nhíp có nhiều lá hơn có khả năng chịu tải lớn nhưng cứng hơn, dẫn đến việc giảm êm dịu trong chuyển động Dù vậy, nhíp vẫn được sử dụng phổ biến vì nó không chỉ là cơ cấu đàn hồi mà còn đóng vai trò dẫn hướng và giảm chấn, thực hiện toàn bộ nhiệm vụ của hệ thống treo.
Nhíp xe tải có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm kết cấu đơn giản, độ bền cao và giá thành thấp Bản thân nhíp đủ cứng để giữ cầu xe ở vị trí chính xác mà không cần sử dụng thanh nối, điều này giúp giảm thiểu chi phí và tăng tính hiệu quả Hơn nữa, quy trình chế tạo và sửa chữa nhíp cũng rất đơn giản, góp phần làm cho nó trở thành lựa chọn phổ biến trong ngành vận tải.
Nhíp có nhược điểm như trọng lượng lớn, tuổi thọ thấp và đặc tính tuyến tính Việc bố trí nhíp ở bánh trước gặp khó khăn do yêu cầu về độ võng tĩnh và động lớn, đòi hỏi nhíp phải dài, nhưng càng dài càng khó bố trí Thêm vào đó, nội ma sát khiến nhíp khó hấp thụ các dao động nhỏ từ mặt đường Do đó, nhíp thường được sử dụng cho các xe thương mại lớn, tải nặng và cần độ bền cao.
Lò xo được chế tạo từ dây thép lò xo đặc biệt, quấn thành hình ống Khi chịu tải trọng, dây lò xo sẽ xoắn lại do bị nén, giúp lưu trữ năng lượng ngoại lực và giảm thiểu va đập.
Lò xo trụ là bộ phận đàn hồi chủ yếu được sử dụng trong ôtô du lịch, với tiết diện có thể là tròn hoặc vuông Một trong những ưu điểm nổi bật của lò xo trụ là trọng lượng nhẹ hơn so với nhíp khi có cùng độ cứng và độ bền Hơn nữa, trong quá trình hoạt động, lò xo trụ không gặp ma sát giữa các vành, điều này giúp giảm thiểu sự hao mòn Đặc biệt, lò xo trụ cũng không cần bảo dưỡng thường xuyên như nhíp, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
Lò xo chỉ có khả năng thực hiện chức năng đà hồi, trong khi các nhiệm vụ khác như giảm chấn và dẫn hướng cần có các thành phần khác đảm nhận Do đó, nếu tính cả hai phần tử này, hệ thống treo lò xo trụ có cấu trúc phức tạp hơn so với hệ thống treo loại nhíp.
Thanh xoắn là một thanh thép lò xo, có chức năng sử dụng tính đàn hồi xoắn của một dầm nào đó để hỗ trợ tải trọng Đầu kia của thanh xoắn được gắn vào một kết cấu chịu tải xoắn, đồng thời thanh này cũng được sử dụng như một thanh ổn định trong các ứng dụng kỹ thuật.
Thanh xoắn mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng hấp thụ năng lượng trên một đơn vị khối lượng cao hơn so với các phần tử đàn hồi khác, giúp hệ thống treo nhẹ hơn Thêm vào đó, thiết kế của hệ thống treo cũng trở nên đơn giản hơn.
Nhược điểm: không có năng kiểm soát được dao động, vì vậy cần phải dùng giảm chấn kèm với nó b) Phần tử đàn hồi phi kim loại
* Phần tử đàn hồi loại khí
Phần tử đàn hồi loại khí có tác dụng nhiều trong các ôtô có khối lượng phần được treo lớn và thay đồi nhiều
Độ cứng của hệ thống treo có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi áp suất trong phần tử đàn hồi, nhằm tương ứng với các tải trọng tĩnh khác nhau, trong khi vẫn giữ nguyên độ võng tĩnh và tần số dao động riêng.
Giảm độ cứng của hệ thống treo giúp cải thiện độ êm dịu trong chuyển động bằng cách giảm biên độ dịch chuyển của buồng lái ở tần số thấp, đồng thời hạ thấp vùng cộng hưởng xuống tần số dao động thấp hơn Điều này không chỉ giảm gia tốc của buồng lái mà còn hạn chế sự dịch chuyển của vỏ và bánh xe.
Hệ thống treo khí có đặc tính đàn hồi phi tuyến, với sự tăng đột ngột trong cả quá trình nén và trả Dù khối lượng của phần treo và không treo có bị giới hạn do các chuyển động tương đối, độ êm dịu trong chuyển động vẫn rất cao Bên cạnh đó, không có ma sát trong phần tử đàn hồi, giúp phần tử này có trọng lượng nhẹ và giảm chấn động từ bánh xe lên buồng lái hiệu quả.
Ngoài ra, khi sử dụng hệ thống treo khí còn có thể thay đổi được vị trí của cỏ xe đối với mặt đường
* Phần tử đàn hồi loại thủy khí
Hệ thống này kết hợp giữa cơ cấu điều khiển thủy lực và cơ cấu chấp hành khí nén, mang lại ưu điểm nổi bật với tần số dao động riêng thấp gần trạng thái tĩnh Điều này cho phép thiết lập đường đặc tính đàn hồi theo mong muốn.
Cả khí nén và thủy khí đều có những ưu điểm, nhưng cũng tồn tại nhược điểm như cần máy nén khí, bình chứa phụ và hệ thống van tự động điều chỉnh áp suất, dẫn đến hệ thống treo phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao trong chế tạo Điều này làm cho chi phí cao và dễ bị hư hỏng do thời tiết Đặc biệt, hệ thống treo thủy khí loại ống còn gặp khó khăn trong việc làm kín và có ma sát lớn.
* Phần tử đàn hồi cao su
Vấu cao su hấp thụ dao động nhờ sinh ra nội ma sát khi nó bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực Ưu điểm:
+ Có độ bền cao không cần bảo dưỡng, bôi trơn,
+ Cao su có thể thu năng lượng trên 1 đơn vị thể tích lớn hơn thép 5÷ 10 lần,
Bộ phận làm bằng cao su có trọng lượng nhẹ và đặc tính phi tuyến, cho phép dễ dàng điều chỉnh để phù hợp với đường đặc tính mong muốn.
+ Suất hiện biến dạng thừa dưới tác dụng của tải trọng kéo dài, nhất là tải trọng thay đổi,
+ Thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ thay đổi, đặc biệt là độ cứng của cao su sẽ tăng lên khi làm việc ở nhiệt độ thấp,
+ Cần thiết phải đặt giảm chấn và bộ phận dẫn hướng Ưu nhược điểm của cao su phụ thuộc vào công nghệ chế tạo và chất lượng cao su
1.2.2.Phân loại theo sơ đồ dẫn hướng a.Loại phụ thuộc với cầu liền
* Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp
Hình 6: hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp 1.giá treo trước chinh 2.nhíp phụ 3.ốp nhíp 4.giảm chấn 5.nhíp chính 6.giá treo sau nhíp chính 7.giá treo nhíp phụ
Các bộ phận cơ bản của hệ thống treo
Hệ thống treo bao gồm các bộ phận cơ bản sau:
Bộ phận dẫn hướng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định động học chuyển động của bánh xe, đồng thời truyền tải các lực kéo, lực phanh, lực bên và mô men phản lực lên khung hoặc vỏ xe Các chi tiết của bộ phận này có thể khác nhau tùy thuộc vào hệ thống treo, có thể là độc lập hoặc phụ thuộc, với các phần tử đàn hồi như nhíp, lò xo hoặc thanh xoắn.
1.3.1.1.Hệ thống treo phụ thuộc,phần tử dẫn hướng là nhíp
Hệ thống treo phần tử đàn hồi là nhíp có thể được bố trí ở cầu bị động hoặc ở cầu chủ động
Nhíp đóng vai trò vừa là phần tử đàn hồi vừa là phần tử dẫn hướng trong hệ thống treo của xe Nhíp có khả năng truyền lực dọc (kéo hoặc phanh) và lực ngang từ bánh xe qua cầu lên khung xe, đồng thời cũng truyền mô men kéo và mô men phanh Khi biến dạng, chiều dài của nhíp thay đổi, với một đầu cố định và một đầu di động Đối với nhíp sau, đầu cố định thường ở phía trước và đầu di động ở phía sau để phù hợp với lực đẩy và kéo từ bánh xe Còn đối với nhíp trước, vị trí cố định có thể ở phía trước hoặc phía sau, tùy thuộc vào vị trí của cơ cấu lái, nhằm đảm bảo sự phối hợp giữa hệ thống treo và hệ thống lái.
1.3.1.2.Hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi lò xo trụ
Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lò xo trụ có thể được lắp đặt ở cầu bị động hoặc cầu chủ động Do lò xo trụ chỉ chịu lực kéo theo phương thẳng đứng, nên cần phải có các phần tử dẫn hướng bổ sung Thông thường, trong hệ thống treo này, các thanh giằng và thanh ổn định được bố trí vào bộ phận dẫn hướng để tăng cường hiệu suất và độ ổn định.
1.3.1.3.Hệ thống treo độclập, phần tử đàn hồi lò xo trụ, đòn treo dọc
Hệ thống treo đòn dọc sử dụng các thanh liên kết dọc để kết nối bánh xe với khung xe, thường được bố trí song song ở hai bên bánh xe Số lượng đòn dọc có thể là hai hoặc bốn, và chúng có thể được áp dụng trong cả hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.
Trong bộ phận dẫn hướng, ngoài đòn dọc chịu kéo hoặc nén, cần có thêm một đòn ngang Để tối ưu hóa không gian, lò xo hình trụ rỗng được sử dụng để bố trí hệ thống giảm chấn bên trong.
Do những đặc điểm trên đây mà hệ thống treo đòn dọc có kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng phần không được treo nhỏ
1.3.1.4.Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang
Hệ thống treo độc lập với hai đòn ngang có cấu tạo như sau:
Đòn ngang trên và dưới thường có cấu trúc dạng khung hình tam giác hoặc hình thang, cho phép chúng thực hiện chức năng dẫn hướng hiệu quả Đầu trong của mỗi đòn ngang được liên kết bản lề với khung hoặc dầm ô tô, trong khi đầu còn lại kết nối với đòn ngang đứng qua các khớp cầu Bánh xe được cố định với đòn đứng, và nếu là bánh xe dẫn hướng, nó có khả năng quay quanh một trụ để hỗ trợ việc quay vòng.
Phần tử đàn hồi lò xo trụ kết hợp với giảm chấn ống thủy lực được lắp đặt để liên kết với gối tựa trên khung hoặc vỏ ô tô, trong khi đầu dưới kết nối với bản lề hoặc cầu thông qua đòn treo Một thanh ổn định hai đầu gắn với hai giá bánh xe và được cố định trên khung hoặc dầm bằng hai khớp bản lề, giúp hạn chế biến dạng quá mức của một bên bánh xe, từ đó giữ cho thân ô tô luôn ổn định.
1.3.1.5 Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo Đây là loại hệ thống treo độc lập được thiết kế với tăng độ cứng vững để tăng khả năng chịu lực ngang đồng thời giảm thiểu sự thay đổi của góc đặt bánh xe xảy ra do bánh xe dao động trong phương thẳng đứng Do kết cấu đơn giản và chiếm ít không gian nên thường được sử dụng trên hệ thống treo sau của ô tô du lịch
Hình 13: Hệ thống treo độc lập hai đòn chéo,lò xo trụ
1.3.1.6 Hệ thống treo độc lập phần tử đàn hồi thanh xoắn
Hệ thống treo với thanh xoắn có ưu điểm nổi bật về kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và chiếm ít không gian, giúp việc bố trí trở nên thuận tiện Loại hệ thống treo này thường được sử dụng trên ô tô du lịch và ô tô tải Đối với hệ thống treo độc lập hai đòn ngang, thanh xoắn được lắp dọc theo thân xe, với một đầu cố định trên khung hoặc dầm và đầu còn lại liên kết với đòn treo Khi chịu tải trọng, thanh xoắn sẽ chịu mô men xoắn và biến dạng góc thông qua các đòn chéo.
Bộ phận đàn hồi trên xe ôtô có chức năng nhận và truyền lực thẳng đứng từ mặt đường lên khung xe, giúp giảm tải trọng động khi xe di chuyển trên địa hình gồ ghề, từ đó đảm bảo tính năng êm ái cho phương tiện Các bộ phận đàn hồi này bao gồm nhiều loại, được phân chia thành phần tử đàn hồi kim loại như nhíp, lò xo trụ, thanh xoắn và phần tử đàn hồi phi kim loại như vấu cao su, đệm khí, thủy khí.
Giảm chấn được dụng trên xe với mục đích:
Giảm thiểu và dập tắt nhanh chóng các va đập truyền lên khung xe khi bánh xe lăn trên đường không bằng phẳng giúp bảo vệ bộ phận đàn hồi và nâng cao tính tiện nghi cho người sử dụng Đảm bảo dao động của phần không được treo ở mức tối thiểu, từ đó cải thiện sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường, nâng cao khả năng thay đổi tốc độ, ổn định các lực và mô men tác dụng, cũng như khả năng điều khiển chuyển động.
Quá trình làm việc của giảm chấn chủ yếu là tiêu hao động năng, biến đổi động năng thành nhiệt năng Hiện tượng này xảy ra không chỉ ở nhíp lá mà còn ở các khớp trượt và khớp quay của ổ kim loại, ổ cao su Để đảm bảo quá trình tiêu hao động năng diễn ra nhanh chóng và có thể kiểm soát, giảm chấn được lắp đặt trên các bánh xe sẽ thực hiện chức năng này một cách hiệu quả.
Vấu hạn chế hành trình trong hệ thống treo
1.4.1 Nhiệm vụ của vấu hạn chế hành trình
Chuyển động của xe bị ảnh hưởng bởi độ cứng của phần tử đàn hồi và thanh ổn định trong điều kiện hoạt động bình thường Khi khối lượng treo và không treo di chuyển tương đối tối đa, các vấu hạn chế hành trình giúp tăng độ cứng cho hệ treo cả theo phương thẳng đứng và lắc ngang Vấu hạn chế phương thẳng đứng cải thiện độ cứng gần đến mức va đập cứng, giảm chấn động và bảo vệ hệ thống treo, đồng thời hạn chế truyền dao động và âm thanh lên thân xe Việc sử dụng vấu hạn chế và thanh ổn định cho phép giảm độ cứng thiết kế của hệ treo mà chỉ gây ra một chút lắc ngang.
1.4.2.Cấu tạo vấu hạn chế
Vấu hạn chế được làm từ cao su đàn hồi, có thể là đặc hoặc rỗng Đặc tính biến dạng của các vấu cao su phụ thuộc vào tỷ lệ carbon và sulfur trong thành phần Hầu hết các ụ cao su có độ cứng khoảng 65, nằm trong khoảng 45-75 Một vấu hình trụ đặc có khả năng biến dạng tối đa 20% ở chiều nén, trong khi vấu rỗng có thể đạt đến 50% biến dạng.
75 % Biến dạng đó phụ thuộc nhiều yếu tố như độ lớn, hình dạng ngoài, độ dày, cạnh vát, độ cứng thành phần
1.4.3 Đặc tính vấu cao su
Hình 16: Đặc tính treo với các loại vấu hạn chế hành trình
1 Vấu đơn; 2 Vấu kép; 3 Vấu ba; 4 Hành trình nén; 5 Hành trình trả
Cấu tạo, phân loại hệ thống treo cho xe tải, bán mooc
Hiện nay, xe tải đang phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa trên nhiều loại địa hình khác nhau Do đó, hệ thống treo xe tải cũng rất đa dạng, được thiết kế phù hợp với các yêu cầu cụ thể của từng loại xe Trong hệ thống treo xe tải, nhíp phải chịu hai loại tải cơ bản: tải trọng tĩnh và tải trọng động theo phương thẳng đứng, cùng với mô men xoắn khi hai bánh xe hoạt động khác pha.
Một số hệ thống treo
1.5.1 Hệ thống treo cân bằng không thường trực
Với xe nhiều cầu, khi không tải cần treo một cầu ở các hệ cầu tandem
Hình 17: hệ thống treo cân bằng không thường trực
1.5.2 Hệ thống treo tích cực
Hệ thống treo lý tưởng cần đạt được nhiều tiêu chí quan trọng, bao gồm khả năng hấp thụ các lồi lõm trên đường, kiểm soát góc lắc ngang khi xe quay vòng, và duy trì độ cao ổn định khi tải trọng thay đổi Ngoài ra, hệ thống cũng phải kiểm soát góc lắc dọc khi phanh hoặc tăng tốc, mang lại độ êm ái trên các bề mặt đường gồ ghề mà không làm mất lực bám của bánh xe Cuối cùng, hệ thống treo cần có khả năng tách biệt các mấp mô khỏi thân xe ở nhiều tốc độ khác nhau.
Trong cấu trúc truyền thống, người ta chỉ có thể đạt được một trong các chỉ tiêu mà không thể thỏa mãn tất cả Tuy nhiên, với hệ thống treo tích cực, các tham số này có thể được điều khiển linh hoạt theo các điều kiện khác nhau nhờ vào hệ thống cảm biến đa dạng, bao gồm cảm biến độ cao, cảm biến góc lái, cảm biến gia tốc dọc, gia tốc ngang, cảm biến áp suất phanh, cảm biến pedal phanh, cảm biến mức tải, cảm biến vận tốc xe và mô đun chọn.
1.5.3 Hệ thống treo tích cực kiểu lò xo- thuỷ lực
Hệ thống treo tích cực bao gồm nhiều chế độ điều khiển khác nhau: (a) không điều khiển độ cao; (b) có điều khiển độ cao; (c) không điều khiển lắc ngang; (d) có điều khiển lắc ngang; (e) không điều khiển lắc dọc khi phanh; (f) điều khiển lắc dọc khi phanh; (g) không điều khiển lắc dọc khi tăng tốc; và (h) điều khiển góc lắc dọc khi tăng tốc.
Hình 18 : hệ thống treo tích cực kiểu lò xo – thủy lực
Hình 19: hệ thống treo tích cực
1.5.4 Cầu kép Để giảm tải cho cầu và gảim áp suất nền, các xe tải nặng thường có cầu sau là kép (tandem) Theo đó hệ treo cũng có kết cấu đặc biệt để các cầu tự cân bằng Các hình sau là phương án bố trí các loại treo ở cầu tandem
Hình 20: một số phương án bố trí các loại treo ở cầu tandem
1.5.5 Hệ treo đàn hồi cao su
Hệ thống treo có phần tử đàn hồi là cao su phù hợp cho các cầu bị động tandem xe moóc, cầu chủ động tandem xe kéo, xe téc
Hình 21: bố trí chung hệ treo đàn hồi cao su
Hệ treo khí xe tải ba cầu bao gồm máy nén khí được dẫn động bởi động cơ đốt trong, kết nối với van không tải, bộ điều chỉnh áp suất, bình chứa và bộ lọc, cung cấp khí nén cho các balon khí Van không tải ngắt động lực máy nén khi áp suất đạt 8 - 8,5 bar, trong khi áp suất cấp cho bình nén khí là 7,25 bar Hệ thống phanh cần nhiều khí hơn so với hệ thống treo, với áp suất làm việc của hệ treo là 5,5 bar Các cụm cơ bản của hệ thống bao gồm bình chứa khí, balon khí, van điều khiển độ cao và van chia Chuyển động tương đối giữa khối lượng được treo và không treo là tín hiệu điều khiển cho hệ thống.
Hình 22a: hai dạng treo khí điển hình
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Phân tích, lựa chọn phương pháp bố trí hệ thống treo
Trong nghiên cứu thiết kế hệ thống treo cho xe bán mooc (xe HUYNDAI/TANTHANH), chúng tôi đã phân tích các ưu nhược điểm của các loại hệ thống treo khác nhau Dựa trên những đánh giá này, quyết định chọn hệ thống treo phụ thuộc, liên động cầu cân bằng để tối ưu hóa hiệu suất và độ ổn định của xe.
Hình 23: Phương án thiết kế( treo phụ thuộc,liên động cầu cân bằng)
Phân tích ưu nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc
Khi bánh xe di chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách giữa hai bánh xe cố định không thay đổi, giúp giảm mòn lốp trong trường hợp treo độc lập Sự kết nối cứng giữa hai bánh xe cho phép lực bên tác động được phân chia đều, từ đó nâng cao khả năng truyền lực và cải thiện khả năng chống trượt bên cho xe.
Hệ treo phụ thuộc được dùng cho cầu bị động có cấu tạo đơn giản
Giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng
Hệ thống treo có đặc điểm kết cấu phụ thuộc vào khối lượng không được treo lớn, bao gồm khối lượng rầm thép, cụm bánh xe, nhíp hoặc lò xo và giảm chấn ở cầu bị động Đối với cầu chủ động, khối lượng này bao gồm vỏ cầu, phần truyền lực bên trong và một nửa khối lượng đoạn các đăng Nếu là cầu dẫn hướng, còn có thêm khối lượng của các đòn kéo ngang và dọc của hệ thống lái Khối lượng không được treo lớn làm giảm độ êm dịu khi di chuyển, gây ra va đập lớn trên đường gồ ghề và làm giảm khả năng bám của bánh xe.
Kết cấu hệ treo của ô tô khá cồng kềnh và chiếm nhiều không gian dưới gầm xe, do đó cần có khoảng trống đủ lớn để cho phép sự dao động của dầm cầu Việc này dẫn đến việc thùng xe phải được nâng cao, làm tăng trọng tâm của xe, điều này không có lợi cho sự ổn định trong quá trình chuyển động của ô tô.
Hệ treo phụ thuộc có một nhược điểm đáng kể trong động học, đó là khi một bánh xe dao động, bánh xe bên kia cũng sẽ chịu tác động tương tự Sự chuyển dịch của bánh này phụ thuộc vào bánh kia và ngược lại, dẫn đến tình trạng mất ổn định khi xe thực hiện các vòng quay.
Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi
2.2.1.Bộ phận đần hồi kim loại:
Bộ phận đàn hồi kim loại thường có 3 dạng chính để lựa chọn: nhíp lá, lò xo xoắn và thanh xoắn
Nhíp lá là một bộ phận quan trọng trong hệ thống treo phụ thuộc và thăng bằng, thường được sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe, bao gồm cả xe du lịch Khi được thiết kế và lắp ghép hợp lý, nhíp lá không chỉ đảm nhận chức năng đàn hồi mà còn có thể thực hiện nhiệm vụ định hướng, giúp đơn giản hóa cấu trúc và dễ dàng lắp đặt Tuy nhiên, nhíp lá cũng có nhược điểm là khối lượng lớn, bên cạnh những hạn chế chung của các bộ phận đàn hồi kim loại.
Lò xo xoắn thường được áp dụng trong các hệ thống treo độc lập nhờ vào khả năng chịu lực thẳng đứng Để đảm bảo hiệu quả, hệ thống treo sử dụng lò xo xoắn cần có bộ phận hướng riêng biệt So với nhíp lá, lò xo xoắn có trọng lượng nhẹ hơn, mang lại lợi thế trong thiết kế và hiệu suất.
Bộ phận đàn hồi trong hệ thống treo ô tô thường sử dụng thanh xoắn, mang lại nhiều lợi ích so với nhíp lá Lò xo xoắn có thế năng đàn hồi lớn hơn, trọng lượng nhẹ hơn và dễ dàng lắp đặt, giúp cải thiện hiệu suất và tính năng của hệ thống treo độc lập.
Bộ phận đàn hồi kim loại nổi bật với kết cấu đơn giản và giá thành thấp, nhưng có nhược điểm là độ cứng không thay đổi (C=const) Điều này khiến độ êm dịu của xe chỉ được đảm bảo trong một vùng tải trọng nhất định, không phù hợp cho những xe có tải trọng thường xuyên thay đổi Dù vậy, bộ phận đàn hồi kim loại vẫn được sử dụng phổ biến trên nhiều loại xe hiện nay.
2.2.2 Bộ phận đàn hồi bằng khí
Hệ thống treo bằng lò xo khí có ưu điểm nổi bật là độ cứng không cố định, cho phép điều chỉnh linh hoạt theo tải trọng, tạo ra đường đặc tính đàn hồi phi tuyến phù hợp cho ô tô Điều này mang lại cảm giác êm dịu cao cho người sử dụng Tuy nhiên, cấu trúc phức tạp, giá thành cao và trọng lượng lớn do cần thêm nguồn cung cấp khí và các van điều khiển khiến loại hệ thống này thường chỉ được trang bị cho xe du lịch cao cấp và xe tải có tải trọng lớn Ngoài ra, trong các loại xe đua, hệ thống treo thủy khí điều khiển được cũng được áp dụng rộng rãi.
Trong bối cảnh phát triển kinh tế hiện nay, nhu cầu nội địa hóa ngành ôtô ngày càng gia tăng, đặt ra yêu cầu cao cho các nhà thiết kế Mục tiêu chính là phát triển sản phẩm phù hợp với thị trường trong nước Bên cạnh đó, giá thành của xe cũng rất quan trọng; cần phải đảm bảo mức giá hợp lý mà vẫn tối ưu các yêu cầu kỹ thuật.
2 tiêu chí cơ bản cho việc tính chọn và thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô
Bài viết phân tích ưu nhược điểm của các loại bộ phận đàn hồi và lựa chọn thiết kế hệ thống treo cho xe bán mooc dựa trên xe HUYNDAI/TANTHANH Xe có khả năng di chuyển trên địa hình phức tạp, vì vậy nhíp được chọn làm bộ phận đàn hồi Nhíp không chỉ giảm thiểu hư hỏng và sửa chữa trong quá trình vận hành mà còn có tuổi thọ cao, rất phù hợp cho việc sử dụng ôtô trên các tuyến đường giao thông phức tạp tại Việt Nam hiện nay.
Tính toán thiết kế
Bảng 1:Các thông số kĩ thuật
Thông số Giá trị Đơn vị
Kích thước bao (DxRxC) 13960x2490x1500 mm
Chiều dài cơ sở 8370+1310+1310 mm
Chiều dài đuôi xe 2280 mm
Trọng lượng bản thân 6500 kg
Phân bố lên chốt kéo 1130 kg
Phân bố lên trục 1 1790 kg
Phân bố lên trục 2 1790 kg
Phân bố lên trục 3 1790 kg
Trọng lượng toàn bộ 36600 kg
Phân bố lên chố kéo 12600 kg
Phân bố lên trục 1 8000 kg
Phân bố lên trục 2 8000 kg
Phân bố lên trục 3 8000 kg
Trục 1 Phụ thuộc,nhíp lá
Trục 2 Phụ thuộc,nhíp lá
Trục 3 Phụ thuộc,nhíp lá
2.3.1.Tính toán và chọn các thông số chính
Hệ thống treo có cấu trúc đối xứng hai bên, với các thành phần giống nhau ở mỗi bên, do đó, chúng ta chỉ cần tính toán cho một phần tử thay vì toàn bộ hệ thống treo.
Hình 24: Sơ đồ hệ thống treo phụ thuộc Trọng lượng được treo (Gdt):
Trọng lượng không được treo (Gkt):
+ gc là trọng lượng cầu xe : gc = 4600 N
+gbx là trọng lượng bánh xe : gbx = 800 N
+ n bx là số bánh xe mỗi cầu : n bx = 4 bánh
Gs trọng lượng đầy tải tác dụng lên cầu : Gs = 80000 N
Khi chọn tần số dao động cho hệ thống treo, xe chở người nên được điều chỉnh trong khoảng 60 - 90 lần/phút, trong khi đó xe tải có thể chọn tần số dao động từ 90 đến 120 lần/phút.
( tính toán thiết kế ô tô)
Hệ thống treo cho xe bán mooc được thiết kế với vị trí không có người ngồi, do đó cần tập trung vào yêu cầu về độ cứng vững và khả năng chịu tải tốt Do đó, việc chọn tần số dao động sơ bộ của hệ thống treo n0 (lần/phút) là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và an toàn khi vận hành.
Vậy độ võng tĩnh tổng (ft): cm m f t n 2 ) 2 2,49 2,49.10 2
( = = = − Độ cứng của bộ phận đang hồi C t dt f
Chiều dài nhíp của ô tô được xác định dựa trên chiều dài cơ sở của xe Đối với ô tô du lịch, chiều dài nhíp (L) nằm trong khoảng từ 0,4 đến 0,55 lần chiều dài cơ sở (L0) Còn đối với ô tô tải, chiều dài nhíp trước (L) được tính trong khoảng từ 0,26 đến 0,35 lần L0, trong khi chiều dài nhíp sau (L) nằm trong khoảng từ 0,35 đến 0,45 lần L0.
Chiều dài lá nhíp cơ sở L = (0,35 0,45)L0
L0 là chiều dài cơ sở của xe L0 70mm
Do hệ treo 1 bên gồm có 3 nhíp giống nhau vây lên ta chon chiều dài lá nhíp cơ sở của 1 nhíp : L1 = 1200 mm
Sau khi xác định chiều dài nhíp cơ sở, cần tính toán số lượng và chiều dày lá nhíp dựa trên độ êm dịu của ôtô, điều này phụ thuộc vào độ võng tĩnh và động của nhíp Việc thiết kế hệ thống treo yêu cầu xác định kích thước chung của nhíp và các lá nhíp, đồng thời xem xét tần số dao động cần thiết Độ bền và chu kỳ bảo dưỡng của nhíp chủ yếu phụ thuộc vào chiều dài và bề dày nhíp, dựa trên tải trọng, ứng suất và độ võng tĩnh đã biết.
Ứng suất tỷ lệ nghịch với bình phương chiều dài nhíp, do đó khi tăng chiều dài nhíp, cần tăng đáng kể bề dày các lá nhíp Điều này đặc biệt quan trọng với lá nhíp gốc, vì nó phải chịu tải trọng ngang, dọc và mômen xoắn Nếu chiều dài nhíp quá ngắn, việc tăng bề dày lá nhíp gốc sẽ gặp khó khăn, mặc dù các yêu cầu về tỷ lệ tải trọng, độ võng và ứng suất đã được đáp ứng Ngược lại, nếu nhíp quá dài, độ cứng sẽ giảm, khiến nhíp làm việc nặng nhọc hơn và gây ra va đập giữa ụ nhíp và khung xe.
Tóm lại, khi xác định kích thước hình học của nhíp, cần chú ý không chỉ đến chiều dài mà còn phải kết hợp với bề dày và bề rộng của nhíp để đạt được sự cân đối tối ưu.
Chọn số lá nhíp : với xe tải (6 -14) lá Chọn số lá nhíp 7 lá
Với các lá nhíp chọn chiều dày h = 1,6 cm = 0,016 m
Chọn chiều rộng tất cả các lá là b = 9 cm = 0,09 m
Vậy chọn số lá nhíp là 7; chiều rộng b = 0,09m; chiều dày h = 0,016m
Xác định chiều dài các lá nhíp
Hệ phương trình dùng để xác định chiều dài nhíp có dạng:
Trong đó: li: chiều dài lá nhíp thứ i ji: mô men quán tính mặt cắt ngang của lá nhíp thứ i
Trong đó j i là momen quán tính của tiết diện của lá nhíp thứ i
3 i i j = bh b chiều rộng lá nhíp h i chiều dày lá nhíp thứ i do các lá nhíp có bề dày và rộng bằng nhau suy ra ji = ji+1 hay 1
1 i + i j j l i là chiều dài tính toán của lá nhíp thứ i được tính từ quang nhíp đến đầu mút của lá nhíp
Từ phương trình cuối ta có : 0.5 3 1 ( ) 1 1 0
Ta tiến hành thế lần lượt vào từng phương trình trong hệ, ta giải được l 7 = 0 6 l 6 ; l 6 = 0 73 l 5 ; l 5 = 0 79 l 4 ; l 4 = 0 83 l 3 ; l 3 = 0 85 l 2 ; l 2 = 0 87 l 1
Ta có L 1 = 1200 mm,chọn chiều dài quang nhíp a = 200m,
Bảng 2: Chiều dài lá nhíp
Tính độ cứng thực thế của nhíp
Theo phương pháp thế năng biến dạng đàn hồi độ cứng của nhíp được tính theo công theo công thức sau:
: hệ số thực nghiệm lấy trong khoảng (0,83 - 0,87) chọn =0,85 ai=(l1-li) li: chiều dài hiệu dụng lá nhíp thứ i i i I
I1=j1;I2=j1+j2;Ik=j1+j2+ +ji ji: tổng mô men quán tính của mặt cắt ngang từ lá nhíp thứ nhất đến lá nhíp thứ k là
Bảng 3: thống số tính toán của các lá nhíp
63714 N/m Độ võng tĩnh thực tế của nhíp:
C m f G n dt t = = Số lần dao động trong một phút:
Khi tính toán chỉ tính cho 1/2 lá nhíp nên có các giả thiết
- Coi nhíp là loại 1/4 elíp với 1 đầu được gắn chặt, một đầu chịu lực
- Bán kính cong của các lá nhíp bằng nhau, các lá nhíp chỉ tiếp xúc với nhau ở các đầu mút và lực chỉ truyền qua các đầu mút
- Biến dạng ở vị trí tiếp xúc giữa 2 lá nhíp cạnh nhau thì bằng nhau
Tại điểm B, độ biến dạng của lá thứ 2 và lá thứ 3 là tương đương, trong khi tại điểm S, độ biến dạng của lá thứ k-1 và lá thứ k cũng bằng nhau.
Biểu thức biến dạng của các lá nhíp khi chịu phản lực như sau :
Sử dụng công thức để tính biến dạng tại các điểm tiếp xúc giữa hai lá nhíp, ta thiết lập các phương trình bằng nhau cho từng cặp Kết quả sẽ dẫn đến một hệ n-1 phương trình với n-1 ẩn là các giá trị X2, …, Xn.
Hệ phương trình đó như sau :
( tính toán thiết kế oto)
Như trên ta có j k = 3.072 (cm 4 )
Thay các giá trị trên vào phương trình ta có:
Giải phương trình trên bằng phương pháp thế ta có bảng giá trị
Bảng 5: lực tác dụng lên các lá nhíp
Tính ứng suất nhíp như sau:
Hình 27: Sơ đồ tính ứng suất lá nhíp
Mômen tại điểm A: MA = Xi(li – li+1)
Mômen tại điểm B: MB = Xili –Xi+1li+1
Wu: môđun chống uốn tại điểm tiết diện tính toán
Bảng ứng suất sinh ra trong các lá nhíp
Bảng 6: ứng suất lá nhíp l i (m) Wu (m 3 ) Xi (N) MB (N.m) B
Chọn vật liệu làm nhíp là thép hợp kim có hàm lượng cacbon cao ( 55 - 65 ) ứng suất cho phép : Ở chế độ tải tĩnh: = 600 MN / m 2 Ở chế độ tải động: = 1000 MN / m 2
Như vậy các lá nhíp đủ bền
2.3.4.Tính toán, thiết kê, kiếm bền tai nhíp
D: đường kính trong của tai nhíp h0: chiều dầy lá nhíp chính (h0=1,6 cm) b: chiều rộng lá nhíp (bm)
Tai nhíp chịu tác dụng của lực kéo Pk hay lực phanh Pp Trị số của lực này được xác định theo công thức sau:
: hệ số bám của bánh xe với đất Lấy = 0,7
Zbx: phản lực của đất lên bánh xe
Theo phần trên ta có Zbx= 80000(N)
Tai nhíp làm việc theo uốn, nén (hoặc kéo) : Ứng suất uốn ở tai nhíp là:
= = + Ứng suất nén (hoặc kéo) ở tai nhíp là:
= bh Ứng suất tổng hợp ở tai nhíp được tính theo công thức:
= + + Ứng suất tổng hợp cho phép [th]50 MN/m 2
Như vậy đường kính trong lớn nhất của tai nhíp được xác định theo công thức:
Chọn đường kính trong tai nhíp D = 0,02m Ứng suất tổng hợp lớn nhất sinh ra ở tai nhíp:
126.10 6 N/ m 2 ta có th th như vậy tai nhíp đủ bền
2.3.5.Tính kiểm tra chốt nhíp Đường kính chốt nhíp được chọn
Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim hàm lượng cacbon thấp, ứng suất chèn dập cho phép [chèn dập ]= 7,59 MN/m 2
Chốt nhíp được kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập:
D: đường kính chốt nhíp D= 0,03m b: bề rộng của lá nhíp chính b=0,09m
Thay số ta có: chèn dập = 2
+Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim hàm lượng cacbon cao.ứng suất chèn dập cho phép [chèn dập ]= 500 MN/ m 2
Tính toán phần tử giảm chấn
Do đặc điểm riêng biệt của xe bán mooc, tải trọng lớn, vì vậy lựa chon phương án thiết kế 2 giảm chấn cho 1 hệ treo
Lực cản giảm chấn Zg do giảm chấn sinh ra phụ thuộc vào lực cản tương đối của các dao động thùng xe với các bánh xe
K: là hệ số cản của giảm chấn ; m: là số mũ giá trị m phụ thuộc vào giá trị của Zt, trong vùng vận tốc hiện nay của giảm chấn Zt=0,3(m/s) thì m nằm trong khoảng từ 12 khi tính toán ta thừa nhận m=1 Đường đặc tính của giảm chấn là đường không đối xứng tác dụng hai chiều
Ta sử dụng hệ số dập tắt của giảm chấn
(thiết kế tính toán oto)
C là độ cứng của hệ thống treo t dt f
M: là khối lượng tĩnh trên một bánh xe: g
: là hệ số dập tắt chấn động Đối với ô tô hiện nay = 0,15 0,3 ( càng lớn thì hệ thống treo càng cứng_thiết kế tính toán ô tô)
Gdt : Trọng lượng được treo tính trên một bánh xe ở trạng thái tĩnh( do có hai giảm chấn lên) ;
36100 = (N) g: gia tốc trọng trường g=9,8(m/s 2 ); ft: độ võng tĩnh của hệ thống treo ft=0,025(m) suy ra: 14586
Hệ số cản trung bình của giảm chấn:
Kgc=Ktr586 (N/(m/s)) Tính toán hệ số cản giảm chấn
Ta có phương trình: Kn+Ktr=2Kgc (1)
Kn, Ktr: hệ số cản giảm chấn với hành trình nén và trả
Ta có hệ phương trình: 2
2.4.2 Xác định kích thước ngoài của giảm chấn
Chế độ làm việc căng thẳng được xác định là: v=0,3(m/s)
Công suất tiêu thụ của giảm chấn được xác định:
N g = P tr + n g = tr + n g = + Công suất tỏa nhiệt của một vật thể kim loại có diện tích tỏa nhiệt là F được tính như sau:
Nt = 427..F.(Tmax–Tmin) Trong đó: α hệ số truyền nhiệt, 0 , 3
= (thiết kế tính toán ô tô) Để đơn giản trong tính toán chon α= 0,12 0,168
Nhiệt độ cho phép: Tmax0 0 ; Tmin 0
Chọn sơ bộ giảm chấn L=0,8 (m)
Chiều dài giảm chấn bao gồm các bộ phận chính như: Ld là chiều dài phần đầu giảm chấn, Lm là chiều dài bộ phận làm kín, và Lp là chiều dài pittông giảm chấn.
Lv là chiều dài phần đế của van giảm chấn, trong khi Lg đại diện cho hành trình làm việc cực đại của thiết bị này Để đảm bảo hoạt động hiệu quả, Lg cần phải lớn hơn khoảng dịch chuyển của bánh xe từ điểm hạn chế trên đến điểm hạn chế dưới.
Các thông số có thể được xác định như sau: dc = (0,2 0,3)d; dn = 1,1d;
Lp=0,05(m) ; Ld= 0,07(m) ; Lm= 0,05 (m) ; Lv=0,03(m) ; Lg=0,6(m) ; L=0,8(m)
2.4.3 Xác định kích thước các van
Khi giảm chấn làm việc có những trường hợp sau:
Trường hợp van trả nhẹ;
Trường hợp van trả mạnh;
Trường hợp van nén nhẹ;
Trường hợp van nén mạnh
Ta có phương trình Bécnuli cho toàn dòng chất lỏng thực (tại mặt cắt 1-1 và 2-2) không nén được, lực khối là trọng lực (trục oz hướng lên trên)
Trong đó: z: độ cao hình học của chất lỏng(m); p: áp suất(N);
: trọng lượng riêng của chất lỏng(N/m 3 ) Dầu 00(N/m 3 ); v: vận tốc trung bình dòng chất lỏng tại mặt cắt(m/s); g: gia tốc trọng trường(g=9,8m/s 2 );
: hệ số hiệu chỉnh động năng, phụ thuộc chế độ chảy;
=1: chảy rối hw1-2: tổn thất năng lượng trung bình (thế năng) dọc theo dòng chảy
Mặt cắt 1-1 đại diện cho dòng chất lỏng trong piston, với vận tốc dòng chất lỏng tại đây tương ứng với vận tốc tương đối của piston và xylanh Mặt cắt 2-2 là dòng chất lỏng tại đầu ra của lỗ van Hiệu độ cao hình học z giữa hai mặt cắt rất nhỏ, chỉ bằng chiều cao lỗ, vì vậy có thể bỏ qua khi tính toán Chất lỏng trong lỗ van chuyển động ở chế độ chảy rối, dẫn đến hệ số =1.
Tổn thất năng lượng trung bình dọc theo dòng chảy hw1-2 biểu thị sự biến đổi năng lượng chuyển động của chất lỏng thành nhiệt năng do ma sát giữa chất lỏng với van, giữa các chất lỏng và giữa chất lỏng với thành xylanh Khi tính toán giảm chấn, tổn thất năng lượng được đặc trưng bởi hệ số dập tắt dao động của giảm chấn, do đó, vế phải của phương trình Bécnuli sẽ không còn đại lượng hw1-2 mà thay vào đó là hệ số tắt chấn (với =0,2 theo phần trên).
• Phương trình Bécnuli trở thành:
• Như vậy vận tốc của dòng chất lỏng qua van được xác định theo công thức:
• Trong công thức trên, v1 và p2 rất nhỏ nên bỏ qua Vận tốc của dòng chất lỏng qua van được tính xấp xỉ theo biểu thức sau:
• Lưu lượng chất lỏng qua van trong một đơn vị thời gian được xác định theo công thức:
Q: lưu lượng chất lỏng qua van;
F: diện tích tiết diện cắt ngang của dòng chất lỏng; v: vận tốc trung bình của dòng chất lỏng tại mặt cắt;
fv: tổng diện tích các lỗ van;
: hệ số tổn thất lưu lượng của lỗ do dòng chảy bị đột thu, đột mở Hệ số tổn thất lưu lượng trung bình =0,5
Chất lỏng tiêu tốn trong một đơn vị thời gian được xác định theo công thức:
Q: lưu lượng mà piston đẩy đi trong một đơn vị thời gian;
F: diện tich làm việc hiệu dụng của piston; v1: vận tốc dịch chuyển tương đối của piston và xilanh
Vì lượng chất lỏng mà piston đẩy đi bằng lưu lượng chất lỏng qua van nên Q=Q’ Từ
(1) và (2) ta có phương trình:
2.4.3.1 Xác định kích thước van trả
• Xác định kích thước van trả nhẹ
Tổng diện tích van trả nhẹ: f vtn =
- Ft diện tích làm việc hiệu dụng của piston ở hành trình trả:
Trong đó: dp: đường kính piston dp=0,055(m); dt: đường kính thanh đẩy 0,015 (m)
- Lực cản của giảm chấn trong hành trình trả nhẹ:
Kt: hệ số cản trong hành trình trả nhẹ Kt!789(N/m/s) v: vận tốc tương đối piston và xilanh.v=0,3(m/s)
Ztn!879.0,3e64(N) Độ chênh áp suất của dòng chất lỏng là
Thay số ta có tổng diện tích van trả nhẹ
Chọn số lỗ van trả nhẹ là 4 lỗ Đường kính một lỗ là:
• Xác định kích thước van trả mạnh
Van trả hoạt động hiệu quả khi vận tốc piston vượt quá 0,3 m/s Trong điều kiện đường xá gồ ghề và mặt đường xấu, lực kích động lớn làm giảm chấn hoạt động ở chế độ tải nặng, dẫn đến áp suất dầu tăng đột ngột Khi vận tốc đạt trên 0,3 m/s, chất lỏng có áp suất cao khiến tất cả các van trả mở hoàn toàn, tối đa hóa diện tích lưu thông Ở vận tốc này, tiết diện lưu thông giữ nguyên, không thể mở rộng hơn nữa, tạo ra một diện tích lưu thông hằng số.
Giai đoạn van trả mạnh mở hoàn toàn được gọi là giai đoạn chuyển tiếp hay giai đoạn quá độ Do thời gian diễn ra giai đoạn này rất ngắn, nên thường không được xem xét trong các phân tích.
• Từ công thức (3.b.3) suy ra tổng diện tích van trả: t 1 v f F v p.2.g
: Tổng diện tích lỗ van trả nhẹ và trả mạnh
• Lực cản trong hành trình trả mạnh:
Lực cản trong trường hợp trả mạnh bằng lực cản trong hành trình trả nhẹ cộng thêm một lượng do sự gia tăng về diện tích và nó bằng:
Ztm=Ztn+k.Kt.(v2-v1) Trong đó:
Ztn: lực cản trong hành trình trả nhẹ Ztne64 (N); k: hệ số kể đến sự gia tăng về vận tốc:k=0,6;
Hệ số cản trong hành trình trả, ký hiệu là Kt, được xác định với giá trị Kt!879 (Ns/m) Trong quá trình hoạt động, vận tốc tương đối giữa piston và xilanh khi trả nhẹ là v1 = 0,3 m/s, trong khi vận tốc tương đối khi trả mạnh là v2 = 0,5 m/s.
• Độ chênh áp suất của dòng chất lỏng là:
• Thay số ta có tổng diện tích van trả:
Vậy tổng diện tích lỗ van trả mạnh là: vtm v vtn f = f − f
Chọn số lỗ van trả mạnh là 4 lỗ Đường kính một lỗ là: 1,5.10 ( )
2.4.3.2 Xác định kích thước van nén
• Xác định kích thước van nén nhẹ
Van nén nhẹ làm việc một mình khi vận tốc v0,3(m/s)
Tổng diện tích van nén nhẹ: n 1 vnn f F v p.2.g
- Diện tích làm việc hiệu dụng của piston ở hành trình nén:
Trong đó: dp: đường kính piston dp=0,055(m)
- Lực cản của giảm chấn trong hành trình nén nhẹ:
Kn: hệ số cản trong hành trình nén nhẹ Knr93(Ns/m); v: vận tốc tương đối piston và xilanh.v=0,3(m/s)
- Độ chênh áp suất của dòng chất lỏng là :
Thay số ta có tổng diện tích van nén nhẹ:
Chọn số lỗ van nén nhẹ là 4 lỗ Đường kính một lỗ là: 3,4.10 ( )
Xác định kích thước van nén mạnh
• Van nén mạnh làm việc khi vận tốc piston v>0,3(m/s)
• Tổng diện tích van nén: n 1 v f F v p.2.g
f v : Tổng diện tích lỗ van nén nhẹ và nén mạnh
• Lực cản trong hành trình nén mạnh:
Lực cản trong trường hợp nén mạnh bằng lực cản trong hành trình nén nhẹ cộng thêm một lượng do sự gia tăng về diện tích và nó bằng:
Znm=Znn+k.Kn.(v2-v1) Trong đó:
Znn: lực cản trong hành trình nén nhẹ Znn!88 (N); k: hệ số kể đến sự gia tăng về vận tốc.k=0,6;
Hệ số cản trong hành trình nén được ký hiệu là Kn và có giá trị Knr93 (Ns/m) Trong quá trình nén nhẹ, vận tốc tương đối giữa piston và xilanh được xác định là v1 = 0,3 m/s Ngược lại, khi nén mạnh, vận tốc tương đối này là v2 = 0,5 m/s.
• Độ chênh áp suất của dòng chất lỏng là:
• Thay số ta có tổng diện tích van nén:
Vậy tổng diện tích lỗ van nén mạnh là: vnm v vnn f = f − f
Chọn số lỗ van nén mạnh là 4 lỗ Đường kính một lỗ là:
Vậy van nén mạnh có 4 lỗ đường kính một lỗ là d= 2.10 − 3 (m)
2.4.4 Kiểm tra điều kiện bền
• Kiểm tra điều kiện bền của đường kính thanh đẩy:
Kiểm tra điều kiện bền của thanh đẩy dưới tải trọng lớn nhất tác động lên bánh xe là rất quan trọng Khi bánh xe hoạt động, nó phải chịu tải trọng động, với giá trị tối đa của tải trọng động khoảng gấp đôi tải trọng tĩnh Điều này xảy ra do có hai giảm chấn trong một hệ treo, dẫn đến tải trọng động được xác định như sau:
• Ứng suất kéo (nén) lớn nhất sinh ra trong thanh đẩy:
Chọn thép 45 với ứng suất cho phép []=6.10^8 (N/m²) làm vật liệu cho thanh đẩy Ứng suất lớn nhất trong thanh đẩy phải nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu, đảm bảo thanh đẩy giảm chấn đáp ứng tiêu chí bền vững.
2.4.5 Xác định một số chi tiết khác của giảm chấn lò xo a Lò xo van nén mạnh:
Van có kết cấu như hình vẽ:
- Lực tác dụng lên lò xo van khi van bắt đầu mở:
P: áp suất chất lỏng ở cuối thời kỳ nén nhẹ
D3, D4: Các kích thước như trên hình vẽ;
- Lực tác dụng lên lò xo van khi van mở hoàn toàn:
Pn - áp suất chất lỏng ở cuối thời kỳ nén mạnh với Vnm = 0,5m/s
- Ứng suất trong lò xo được tính theo công thức:
D: Đường kính vòng trung bình của vòng lò xo, D = 27 mm;
D : Đường kính dây lò xo ;
P2: Lực tác dụng lên lò xo khi van mở hoàn toàn;
- Ứng suất cho phép của vật liệu làm lò xo, [] = 500 700 MN/m 2
- Chọn số vòng làm việc n=4 vòng
- Chiều dài của lò xo khi van mở hoàn toàn được xác định như sau:
: Khoảng cách giữa các vòng dây, = 1 mm n0: Số vòng toàn bộ của lò xo, n0 = n+1 = 4 +1 = 5vòng
- Chiều dài của lò xo khi van ở trạng thái đóng:
Hd = Hm + h + 1,5 = 18,5mm = 0.0185m Dịch chuyển h của van giảm tải (khi mở hoàn toàn) được xác định theo công thức:
- Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:
Htd = Hd + = 18,5+0,3 ,8 mm = 0,0188m Trong đó:
: Biến dạng của lò xo ở trạng thái van mở;
C là độ cứng của lò xo được tính như sau: m n N D
- Bước của lò xo: n m n n d t H td 3
Lò xo van trả mạnh:
Van có kết cấu như hình vẽ:
- Lực tác dụng lên lò xo van khi van bắt đầu mở:
P : áp suất chất lỏng ở cuối thời kỳ trả nhẹ
D3, D4: Các kích thước như trên hình vẽ;
- Lực tác dụng lên lò xo van khi van mở hoàn toàn:
Pn: áp suất chất lỏng ở cuối thời kỳ trả mạnh với Vnm = 0,5 m/s, trn trm K
P K t trn trm trm trn trn n + − − = + −
- Ứng suất trong lò xo được tính theo công thức:
D: Đường kính vòng trung bình của vòng lò xo, D = 27 mm;
D : Đường kính dây lò xo ;
P2: Lực tác dụng lên lò xo khi van mở hoàn toàn
- Ứng suất cho phép của vật liệu làm lò xo, [] = 500 700 MN/m 2
- Chiều dài của lò xo khi van mở hoàn toàn được xác định như sau:
: Khoảng cách giữa các vòng dây, = 1 mm n0: Số vòng toàn bộ của lò xo, n0 = n+1 = 4 +1 = 5 vòng
- Chiều dài của lò xo khi van ở trạng thái đóng:
- Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:
Htd = Hd + = 26,5 + 0,1 &,6 mm=0,0266m Trong đó:
: Biến dạng của lò xo ở trạng thái van mở;
- Bước của lò xo: n m n n d t H td 3
Kiểm tra lại ứng suất cắt trong lò xo khi chiu lực nén p 2 :
Nhỏ hơn ứng suất cho phép: = 700( MN m / 2 )
Vậy thỏa mãn điều kiện bền.
CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA
HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP
Khi bộ phận đàn hồi bị hỏng, tần số dao động riêng của ô tô sẽ thay đổi, dẫn đến ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu đánh giá chất lượng như độ ồn và độ êm dịu Một số hư hỏng thường gặp trên hệ thống treo sử dụng nhíp lá có thể gây ra những vấn đề này.
Giảm độ cứng của thân xe dẫn đến việc giảm chiều cao, làm tăng khả năng va đập cứng khi phanh hoặc tăng tốc Điều này cũng làm gia tăng gia tốc của thân xe, gây ảnh hưởng xấu đến khả năng dao động êm dịu khi di chuyển trên những đoạn đường xấu.
Bó kẹt nhíp xảy ra khi hết mỡ bôi trơn, dẫn đến tăng độ cứng của hệ thống treo Hậu quả là ô tô sẽ rung động mạnh khi di chuyển trên đường xấu, mất đi sự êm dịu và làm tăng lực tác dụng lên thân xe Điều này không chỉ giảm khả năng bám dính mà còn làm giảm tuổi thọ của bộ giảm chấn.
Gãy nhíp xảy ra do quá tải trong quá trình làm việc hoặc do mỏi vật liệu Khi một số lá nhíp trung gian bị gãy, độ cứng của bộ nhíp sẽ tăng lên Tuy nhiên, nếu lá nhíp chính bị gãy, hệ thống treo sẽ mất khả năng dẫn hướng, ảnh hưởng đến hiệu suất của xe.
Vỡ ụ tì có thể hạn chế hành trình của hệ thống treo, dẫn đến việc tăng tải trọng tác động lên bộ phận dàn hồi Điều này gây ra va đập và làm tăng độ ồn trong hệ thống treo, khiến cho thân xe và vỏ xe phát ra tiếng ồn lớn, từ đó làm xấu đi môi trường hoạt động của ô tô.
Khi các liên kết như liên kết quang nhíp và đai kẹp bị rơ lỏng, chúng có thể gây ra tiếng ồn, làm xo lệch cầu ô tô, khó điều khiển và nặng tay lái, từ đó dễ dẫn đến tai nạn giao thông.
Bộ phận giảm chấn cần hoạt động với lực cản hợp lý để nhanh chóng dập tắt dao động của thân xe Khi giảm chấn hư hỏng, lực cản sẽ bị thay đổi, làm giảm khả năng kiểm soát dao động và gây ra sự giảm mạnh độ bám dính với mặt đường Những hư hỏng thường gặp ở bộ phận này cần được chú ý để đảm bảo hiệu suất lái xe an toàn.
Mòn bộ đôi xylanh và piston ảnh hưởng đến khả năng dẫn hướng và bao kín khoang dầu Trong quá trình làm việc, sự dịch chuyển tương đối giữa piston và xylanh dẫn đến mòn, làm giảm hiệu suất hoạt động Khi đó, thể tích khoang dầu thay đổi, dầu không chỉ lưu thông qua các lỗ tiết lưu mà còn chảy qua khe hở giữa piston và xylanh, dẫn đến giảm lực cản giảm chấn trong cả hai hành trình nén và trả, làm mất dần tác dụng dập tắt dao động nhanh.
Hở phớt bao kín và chảy dầu của giảm chấn là vấn đề thường gặp do điều kiện bôi trơn hạn chế, dẫn đến sự mòn không thể tránh khỏi sau thời gian dài sử dụng Kèm theo đó, cần piston có thể bị xước, làm dầu chảy ra ngoài và mất tác dụng của giảm chấn Việc thiếu dầu ở giảm chấn 2 lớp còn gây lọt khí vào buồng bù, giảm tính ổn định trong quá trình làm việc Hơn nữa, sự hở phớt còn tạo điều kiện cho bụi bẩn xâm nhập, làm tăng nhanh tốc độ mài mòn.
Dầu trong hệ thống giảm chấn có thể biến chất sau một thời gian sử dụng do sự pha trộn với nước hoặc tạp chất hóa học Mặc dù dầu được bổ sung phụ gia để tăng tuổi thọ và duy trì độ nhớt trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thay đổi, nhưng khi bị ô nhiễm, các tính chất cơ lý của dầu sẽ bị thay đổi, dẫn đến việc giảm hiệu quả của giảm chấn, thậm chí có thể gây bó kẹt trong hệ thống.
Kẹt van giảm chấn có thể xảy ra dưới hai dạng: luôn mở hoặc luôn đóng Khi van kẹt mở, lực giảm chấn sẽ bị giảm, trong khi nếu van kẹt đóng, lực cản giảm chấn không được điều chỉnh, dẫn đến việc tăng lực cản Hiện tượng này thường xảy ra do thiếu dầu, dầu bị bẩn hoặc phớt ba kín bị hở Các biểu hiện hư hỏng phụ thuộc vào trạng thái kẹt của hành trình trả hoặc van làm việc trong hành trình nén, cũng như van giảm tải.
Thiếu dầu hoặc hết dầu trong hệ thống giảm chấn thường xuất phát từ các hư hỏng của phớt bao kín Khi thiếu hoặc hết dầu, nhiệt độ trên vỏ giảm chấn tăng cao, dẫn đến sự thay đổi độ cứng và làm giảm hiệu suất hoạt động của nó Nhiều trường hợp thiếu dầu có thể gây ra tình trạng kẹt giảm chấn hoặc cong trục, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng của thiết bị.
• Cần piston giảm chấn bị cong: do quá tải trong làm việc, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn;
Nát cao su ở chỗ liên kết có thể được phát hiện qua việc quan sát các đầu liên kết Khi cao su bị vỡ do ô tô chạy trên đường xấu, điều này gây ra va chạm mạnh và kèm theo tiếng ồn lớn.
Các hư hỏng của giảm chấn có thể được phát hiện qua cảm nhận độ êm dịu của chuyển động, nhiệt độ bề mặt của giảm chấn, sự rò rỉ dầu, hoặc bằng cách đo lường trên bệ kiểm tra hệ thống treo.
KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG TREO
3.2.1 Kiểm tra hệ thống treo phụ thuộc
• Kiểm tra xem bán trục có bị cong, xoắn ra trước sau, hay cong lên xuống hay không, nếu có thì cần sửa chữa hoặc thay thế;
• Đo độ mòn của trụ quay đứng: đo đường kính ngoài trụ quay và lỗ bạc bằng thước cặp;
• Kiểm tra rạn nứt quanh lỗ bu long bắt trụ quay đứng: phương pháp thấm màu
→ Nếu khe hở lớn hơn giá trị cho phép hoặc có rạn nứt ở trụ quay đứng thì phải thay trụ quay đứng và bạc
3.2.2 Kiểm tra hệ thống treo độc lập
• Kiểm tra mòn, hư hỏng, cong vênh, kém đàn hồi của các chi tiết như giảm chấn, lò xo trụ, càng trên, càng dưới…
• Cách kiểm tra các càng và rôtuyn:
Kiểm tra tình trạng rạn nứt và biến dạng của các càng, nếu phát hiện dấu hiệu hư hỏng cần phải thay thế Đối với các chốt bắt càng, cần kiểm tra độ mòn của bạc, tình trạng hư hỏng ở phần ren và độ đàn hồi của cao su Nếu có vấn đề, tiến hành sửa chữa hoặc thay thế kịp thời.
Sau khi tháo rôtuyn khỏi giá moay ơ, hãy cầm đầu rôtuyn và thực hiện các động tác quay, lắc trái phải, và lên xuống để kiểm tra độ rơ Nếu phát hiện có độ rơ rão, cần tiến hành thay thế rôtuyn mới.
+ Kiểm tra rôtuyn càng dưới
Kết luận, đồ án tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống treo sau cho xe bán mooc” đã thành công trong việc giải quyết vấn đề cốt lõi của hệ thống treo, đặc biệt là cải thiện tính êm dịu cho xe.
Bài viết tập trung vào việc thiết kế bộ phận đàn hồi là nhíp trong ngành ôtô, với mục tiêu tăng tỷ lệ nội địa hóa Đặc trưng của nhíp bao gồm tần số dao động và khả năng dập tắt các dao động, thể hiện qua hệ số cản giảm chấn, đồng thời đảm bảo động học bánh xe trong hướng chuyển động.
Tính toán thiết kế được hệ thống treo sau cho xe bán mooc, tính và kiểm bền hệ nhíp,giảm chấn
Giải quyết các vấn đề hỏng hóc thường gặp ở hệ thống treo
Thông qua việc thực hiện đồ án tốt nghiệp, tôi đã nắm vững bản chất và hoạt động của hệ thống treo, đồng thời phát triển khả năng tư duy thiết kế cho các cụm chi tiết trên ô tô, từ đó trang bị thêm kiến thức quý báu cho sự nghiệp tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện Đỗ Văn Đức
