TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ
Công dụng yêu cầu và phân loại
Hệ thống treo là một liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe, có chức năng đàn hồi giúp cải thiện sự ổn định và thoải mái khi di chuyển.
- Tạo điều kiện cho bánh xe thực hiện chuyển động tương theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe theo yêu cầu dao động
“êm dịu”, hạn chế tới mức có thể chấp nhận những chuyển động không mong muốn có khác của bánh xe
Truyền lực và momen giữa bánh xe và khung xe bao gồm các loại lực khác nhau như lực thẳng đứng (tải trọng và phản lực), lực dọc (lực kéo, lực phanh, lực đẩy và lực kéo khung, vỏ), lực bên (lực ly tâm, lực gió bên và phản lực bên), cùng với mô men chủ động và mô men phanh.
Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần phải vừa mềm mại vừa đủ cứng để truyền lực hiệu quả Mối quan hệ này được thể hiện qua các yêu cầu cụ thể.
- Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe
- Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giớ hạn nhất định
Quan hệ động học của bánh xe cần được thiết lập hợp lý để đảm bảo mục tiêu chính của hệ thống treo là giảm chấn theo phương thẳng đứng, đồng thời không làm ảnh hưởng đến các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.
- Không gây nên tải trọng tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ
- Có độ tin cậy lớn, không gặp hư hỏng bất thường
1.1.2 Yêu cầu Đảm bảo cho ô tô có tính năng êm dịu tốt khi xe chạy trên đường cứng và bằng phẳng Đảm bảo cho ô tô chạy với tốc độ giới hạn khi xe chạy trên đường xấu mà không có các va đập lên các ụ đỡ Đảm bảo động học đúng của các bánh xe dẫn hướng khi chúng dao động trong mặt phẳng thẳng đứng
Dập tắt nhanh các dao động của thùng xe và vỏ xe
Giảm độ nghiêng bên của thùng xe khi xe quay vòng
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống treo
2 Bộ phận đàn hồi 5.các đòn liên kết hệ thống treo
Hệ thống treo phụ thuộc (Hình 1.1.A) có cấu trúc với các bánh xe gắn trên dầm cầu liền, trong đó bộ phận giảm chấn và bộ phận đàn hồi được lắp đặt giữa thùng xe và dầm cầu Cấu tạo này cho thấy rằng sự dịch chuyển thẳng đứng của một bánh xe sẽ ảnh hưởng đến chuyển vị của bánh xe còn lại.
Trong hệ thống treo độc lập, các bánh xe trên một dầm cầu có khả năng dao động độc lập với nhau, cho phép chúng di chuyển tương đối so với khung vỏ Điều này chỉ chính xác khi xem xét thùng hoặc vỏ xe đứng yên Hệ thống treo độc lập được phân loại dựa trên đặc tính động học và cấu trúc, tạo ra nhiều loại khác nhau.
- Treo đòn dọc có thanh ngang liên kết
1.1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc Đặc điểm:
Hệ thống treo phụ thuộc bao gồm các bánh xe được gắn trên một dầm cầu cứng Đối với cầu xe bị động, dầm này là một thanh thép định hình, trong khi đối với cầu chủ động, dầm là phần vỏ cầu tích hợp với một phần của hệ thống truyền lực.
Hệ thống treo có thể sử dụng bộ phận đàn hồi là nhíp lá hoặc lò xo xoắn ốc, trong khi bộ phận dập tắt dao động là giảm chấn Đối với nhíp lá, bộ nhíp bao gồm nhiều lá nhíp được ghép lại với nhau bằng các quang nhỏ và được gắn chặt với dầm cầu ở giữa nhíp.
Hai đầu nhíp được uốn tròn lại để một đầu bắt với thùng hoặc khung xe bằng khớp trụ còng
- Đầu kia bắt với thùng hoặc khung xe bằng quang treo để cho nhíp dễ dàng dao động
Hình 1.2: Hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo xoắn ốc
Bộ phận đàn hồi của xe sử dụng lò xo xoắn cần có hai đòn dọc dưới và một hoặc hai đòn dọc trên để đảm bảo tính ổn định Đòn dọc dưới được kết nối với cầu, trong khi đòn dọc trên gắn với khớp trụ (hình 1,2) Để truyền lực ngang hiệu quả và giữ vị trí thùng xe ổn định so với cầu, người ta sử dụng thêm "đòn Panhada".
Lò xo xoắn ốc có thể được lắp đặt trên đòn dọc hoặc trực tiếp trên cầu, với giảm chấn thường được đặt bên trong để tiết kiệm không gian Cấu trúc của hệ thống treo sẽ phụ thuộc vào những ưu điểm và nhược điểm nhất định.
Khối lượng phần liên kết bánh xe, đặc biệt là ở cầu chủ động, ảnh hưởng lớn đến sự êm dịu khi xe di chuyển trên đường không bằng phẳng Tải trọng động sinh ra khi xe chạy sẽ gây ra va chạm mạnh giữa phần không treo và phần treo, làm giảm độ êm ái của chuyển động Hơn nữa, sự va đập mạnh của mặt khắc bánh xe với bề mặt đường còn làm xấu đi sự tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.
Khoảng không gian dưới sàn xe cần đủ lớn để cho phép dầm cầu di chuyển, vì vậy cần lựa chọn giữa việc tăng chiều cao trọng tâm hoặc giảm thể tích chứa hàng hóa phía sau xe.
Hình 1.3: Sự thay đổi bánh xe và của xe khi xe trèo lên mô dốc
+ Sự nối cứng bánh xe hai bên bờ dầm liên kết gây nên hiện tượng xuất hiện chuyển vị phụ khi xe chuyển động
Trong quá trình di chuyển, vết bánh xe được cố định, giúp giảm thiểu hiện tượng mòn lốp nhanh chóng so với hệ thống treo độc lập Khi chịu tác động từ lực bên như lực ly tâm, lực gió và độ nghiêng của đường, hai bánh xe liên kết cứng lại, từ đó hạn chế hiện tượng trượt bên của bánh xe.
+ Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa
1.1.3.2 Hệ thống treo độc lập Đặc điểm của hệ thống treo độc lâp là hai bánh xe không lắp trên một dầm cứng mà là lắp trên loại cầu rời, sự chuyển dịch của hai bánh xe không phụ thuộc vào nhau (nếu như coi thùng xe đứng yên)
Cấu tạo hệ thống treo
Hệ thống treo gồm 3 bộ phận chính: bộ phận đàn hồi, bộ phân giảm chấn và bộ phận dẫn hướng
Hệ thống này được thiết kế để tiếp nhận và truyền tải các lực thẳng đứng, giúp giảm thiểu va đập và tải trọng tác động lên khung vỏ cùng hệ thống chuyển động, từ đó đảm bảo sự êm ái cần thiết cho ô tô trong quá trình di chuyển.
Trên ô tô bộ phận đàn hồi có thề dùng các loại: Nhíp, lò xo, thanh xoắn, cao su, khí nén hay thủy khí
Là loại đàn hồi dùng rất phổ biến
+ 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
+Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại
+ Thời gian phục vụ ngắn
Kết cấu của nhíp được thiết kế với kích thước nhỏ gọn và độ bền cao, giúp dễ dàng bố trí trên xe, tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu và giảm trọng lượng Nhíp có thể được chia thành hai loại: nhíp nhiều lá và nhíp ít lá, trong đó nhíp ít lá thường được biết đến là nhíp parabol.
Hình 1.9: Kết cấu nhíp ít lá a Nhíp trước, b nhíp sau
Nhíp thường có chiều dài lớn, gây khó khăn trong việc bố trí lên xe Tuy nhiên, nhíp có nhiều ưu điểm như hệ số sử dụng vật liệu cao, khối lượng nhẹ và tuổi thọ dài Để giảm chiều dài của nhíp, có thể tăng chiều rộng hoặc sử dụng các lá nhíp có chiều dài bằng nhau Nhíp nhiều lá cũng là một lựa chọn phổ biến.
Hình 1.10: Kết cấu bộ nhíp
Tiết diện lá nhíp: có thể hình chử nhật , hình thang, chử T hay có rãnh ở
Các loại tiết diện của lá nhíp bao gồm chữ nhật, hình thang và có khoét rảnh ở giữa Để lắp đặt nhíp lên khung xe, một hoặc hai lá nhíp ở phía trên cùng cần được uốn cong lại thành tai nhíp.
Hình 1.12: Các loại tai nhíp a Tai nhíp đơn b Tai nhíp uốn cong một lá nhíp
Tai nhíp uống cong hai lá nhip
Hình 1.12b: Lá thứ hai uốn ngắn hơn để làm giảm độ cứng, loại này chủ yếu dùng trên xe con
Cả hai lá nhíp được uốn cong hình vòng, với khoảng cách giữa chúng cho phép biến dạng Trong khi đó, lá nhíp chính không chịu uốn mà chỉ chịu kéo.
Dùng nhiều trên xe du lịch với cả hệ thống treo độc lập và phụ thuộc
+ Kết cấu và chế tạo đơn giản, trọng lượng nhỏ, kích thước gọn
Bộ phận chỉ có khả năng tiếp nhận tải trọng thẳng đứng mà không thể truyền các lực dọc ngang, do đó cần phải lắp đặt thêm bộ phận hướng riêng Phần tử đàn hồi chủ yếu sử dụng lò xo trụ chịu nén với đặc tính tuyến tính, và có thể chế tạo lò xo với bước thay đổi dạng côn hoặc parabol để đạt được đặc tính đàn hồi phi tuyến.
Hình 1.13: Một số lò xo đặc biệt
Thanh xoắn có thể có tiết diện tròn hay tấm dẹt, lắp đơn hay ghép chùm
Thanh xoắn ghép chùm thường sử dụng khi kết cấu bị hạn chế về chiều dài
Thanh xoắn được kết nối với khung và bánh xe thông qua các đầu then hoa Các đầu then hoa thường có hình dạng tam giác, với góc giữa các mặt then là 90 độ.
- Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ, tải trọng phân bố lên khung tốt hơn
- Nhược điểm : Chế tạo khó khăn , bố trí lên xe nhỏ hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn hơn
Hình 1.14: Các dạng kết cấu của thanh xoắn
1.2.1.3 Phần tử đàn hồi khí nén
Dùng trên một số xe du lịch cao cấp hoặc trên ôtô khách , tải cở lớn Ưu điểm :
+ Có thể tự động điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất khí
+ Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường
+ Khối lượng nhỏ , làm việc êm dịu
+Không có ma sát trong phần tử đàn hồi
+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền
+ Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập
Phần tử đàn hồi có hình dạng bầu tròn hoặc ống, được cấu tạo từ hai lớp sợi cao su Bên ngoài được phủ một lớp cao su bảo vệ, trong khi bên trong có lớp cao su làm kín Độ dày của thành vỏ dao động từ 3-5 mm.
Hình 1.15: Phần tử khí nén loại bầu
Hình 1.16: Phần tử đàn hồi khí nén loại ống
1 Pittong, 2.Ống lót, 3.Bu lông, 4 Bích kẹp 5.Ụ cao su 6.Vỏ bọc,8.đầu nối, 9.nắp
Hình 1.17: Phần tử đàn hổi thủy khí loại không có buồng đối áp
Khoang chính bao gồm các vị trí khí trơ, cụ thể là: khí trơ được bố trí trong xilanh, trong cần pittong, và trong bầu hình cầu Những vị trí này đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Hình 1.18: Phần tử đàn hồi thủy khí loại có buồng đối áp
I.Khoang chính II Buồng đối áp chứa khí trơ
Nhiệm vụ chính của hệ thống là tạo ra lực cản nhằm dập tắt các dao động của cả phần được treo và không được treo, đồng thời chuyển đổi cơ năng thành nhiệt năng, giúp tiêu tán năng lượng ra môi trường xung quanh.
Hiện nay, ô tô chủ yếu sử dụng giảm chấn thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý tiết lưu chất lỏng qua khe hẹp Nguyên lý này giúp chuyển đổi cơ năng dao động thành nhiệt năng, sau đó tỏa ra môi trường.
Giảm chấn được chia ra : loại đòn , loại ống, loại có hay không có van giảm tải, có hay không có buồng bù
Hình 1.19: Sơ đồ nguyên lý làm việc của giảm chấn a Giảm chấn đòn b Giảm chấn ống
Giảm chấn đòn không được kết nối trực tiếp mà thông qua các thanh đòn với cầu hoặc bánh xe, dẫn đến pittông giảm chấn phải chịu lực tác dụng lớn Nhược điểm này làm tăng trọng lượng và giảm hiệu quả làm mát của giảm chấn, vì vậy hiện nay loại giảm chấn này hầu như không còn được sử dụng trên ôtô.
Giảm chấn ống: Được sử dụng rộng rãi trên ô tô do lực tác dụng lên pittong giảm chấn nhỏ và điều kiện làm mát giảm chấn rất tốt
Bộ phận dẫn hướng có chức năng tiếp nhận và truyền tải các lực dọc, lực ngang, cũng như các mô men phản lực và mô men phanh lên khung xe Động học của bộ phận này xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe so với khung và vỏ xe.
Hướng thì người ta dùng cơ cấu đòn 4 thanh hay chử V
Nếu phần tử đàn hồi là nhíp, thì nhíp sẽ đảm nhận vai trò của bộ phận hướng Ngược lại, nếu phần tử đàn hồi không thực hiện chức năng này, sẽ cần xem xét các yếu tố khác trong hệ thống.
Hình 1.20: Sơ đồ bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc
Trong hệ thống treo độc lập, các bộ phận đàn hồi và bộ phận hướng được thiết kế tách biệt Bộ phận đàn hồi thường sử dụng lò xo trụ hoặc thanh xoắn, trong khi bộ phận hướng bao gồm các thanh đòn.
Hình 1.21: Sơ đồ bộ phận hướng hệ thống treo độc lập a Loại một đòn b Loại hai đòn chiều dài bằng nhau c Loại hai đòn chiều dài khác nhau.
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TREO TRÊN XE AUDI A3
Tổng quan về xe Audi A3
Cấu tạo của hệ thống treo trên Audi A3
2.2.1 Cấu tạo của hệ thống treo trước
Hệ thống treo trước độc lập Macpherson với thiết kế một càng chữ A, kết hợp lò xo cuộn, đòn kép và thanh cân bằng, không chỉ nâng cao khả năng an toàn cho xe mà còn mang lại cảm giác thoải mái tối đa cho hành khách trong những chuyến đi dài.
- Bộ phận đàn hồi: Gồm một lò xo trụ trái và một lò xo trụ phải
Hình 2.2: Bộ phận đàn hồi
- Bộ phận giảm chấn: Gồm hai giảm chấn thủy lực tác dụng hai chiều
Hình 2.3: Bộ phận giảm chấn
Bộ phận dẫn hướng của xe bao gồm đòn kép và các bánh xe, được kết nối với thân xe thông qua các đòn treo dưới và trên Đòn treo trên có chiều dài ngắn hơn đòn treo dưới, giúp giảm thiểu sự dao động khoảng cách giữa các bánh xe và độ quặp của bánh xe.
Hình 2.4: Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận thanh ổn định có tác dụng giảm độ nghiêng và dao động góc ngang của thùng xe, giúp cải thiện sự ổn định khi di chuyển Hệ thống treo Macpherson có nhiều ưu điểm như thiết kế đơn giản và trọng lượng nhẹ, nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm như khả năng hấp thụ sốc không tối ưu trong các tình huống khắc nghiệt.
Hệ thống treo mới đã giảm thiểu số điểm lắp với thân xe từ 4 điểm xuống còn 2 điểm nhờ vào việc tối giản thiết kế, chỉ sử dụng 2 điểm cho giảm chấn và 1 thanh dẫn hướng nằm phía dưới.
Cải thiện được tính năng lắp ráp
Giúp hệ thống treo đơn giản, giá thành rẻ
Hệ thống treo MacPherson giúp tiết kiệm không gian cho khoang động cơ của xe dẫn động cầu trước Tuy nhiên, nó vẫn tồn tại nhược điểm như hiện tượng bánh xe lắc ngang so với mặt đường và góc chụm không ổn định, chưa được khắc phục triệt để, dẫn đến tính năng ổn định thân xe chưa đạt yêu cầu cao.
2.2.2 Cấu tạo hệ thống treo sau
Hình 2.5: hệ thống treo sau Audi A3
Hệ thống treo đa liên kết mang lại cho xe sự êm ái vượt trội, khả năng xử lý xuất sắc và giảm thiểu tiếng ồn, tạo trải nghiệm lái xe thoải mái hơn.
Trong thiết kế này, các trục bánh xe được cố định bằng bốn đòn bẩy, cho phép điều chỉnh cả mặt phẳng dọc và mặt phẳng ngang Thiết kế đa liên kết bao gồm nhiều đơn vị và bộ phận khác nhau.
Hệ thống treo ô tô hiện đại chủ yếu dựa vào khung phụ và các đòn bẩy ngang được kết nối với giá đỡ trung tâm, giúp duy trì vị trí ngang ổn định Hệ thống treo đa liên kết phía sau thường được trang bị từ ba đến năm xương đòn, mang lại hiệu suất lái xe tối ưu.
- Ưu Nhược điểm của hệ thống treo đa liên kết
Hệ thống này có ưu điểm nổi bật là sự đa dạng trong thiết kế và khả năng điều chỉnh các liên kết, mang lại cảm giác kiểm soát và xử lý vượt trội so với kiểu tay đòn kép Tuy nhiên, nhược điểm của nó là quá trình phát triển và thiết kế rất phức tạp, dẫn đến chi phí cao cũng như độ khó trong việc sửa chữa và bảo dưỡng.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo trên Audi A3
Thay đổi chế độ giảm chấn
Người lái có thể dễ dàng chuyển đổi giữa chế độ bình thường và thể thao thông qua công tắc lựa chọn chế độ Khi xe hoạt động ở chế độ bình thường, ECU điều chỉnh lực giảm chấn ở mức mềm để duy trì sự êm ái trong chuyển động Ngược lại, ở chế độ thể thao, lực giảm chấn được thiết lập ở mức trung bình, giúp tăng cường khả năng kiểm soát và phản ứng của xe, đồng thời cải thiện khả năng chống chúi đuôi.
Hệ thống này giúp hạn chế hiện tượng đuôi xe chúi xuống khi khởi động hoặc tăng tốc đột ngột Khi đó, ECU điều chỉnh lực giảm chấn ở chế độ cứng để ổn định chuyển động của xe, đồng thời kiểm soát chống nghiêng ngang hiệu quả.
Hệ thống này giới hạn độ nghiêng ngang của thân xe khi vào cua, giúp duy trì sự ổn định trong chuyển động Khi đó, lực giảm chấn được điều chỉnh ở chế độ cứng, đảm bảo xe vận hành an toàn và hiệu quả.
Nó hạn chế chúi xuống khi phanh Lúc đó lực giảm chấn được đặt ở chế độ cứng , làm ổn định chuyển động của xe Điều khiển tốc độ cao
Khi xe chuyển động ở tốc độ cao lực giảm chấn được đặt ở chế độ trung bình, cải thiện khả năng điều khiển
Khi xe di chuyển trên những đoạn đường xấu với tốc độ cao, lực phản lực từ mặt đường tác động trực tiếp lên bánh xe, hệ thống treo và vỏ xe, ảnh hưởng đến sự thoải mái của hành khách ngồi trong xe.
Hệ thống treo đóng vai trò quan trọng trong việc mang lại cảm giác an toàn và thoải mái cho người lái và hành khách Lò xo trụ giúp giảm xóc, nhưng không thể tự giảm chu kỳ dao động sau mỗi va chạm Do đó, cần có bộ phận giảm chấn để hấp thụ các dao động này, đảm bảo hiệu suất tối ưu cho hệ thống treo.
Giảm chấn giúp hấp thụ năng lượng dao động từ mặt đường nhờ cấu trúc van và áp lực chất lỏng, biến năng lượng dao động thành nhiệt năng và tỏa ra môi trường Hệ thống treo kết hợp với các thanh cân bằng ngang và tay đòn biên, nâng cao tính ổn định và an toàn cho xe khi vào cua.
Hệ thống treo MacPherson sử dụng xương đòn hoặc lực nén từ liên kết thứ cấp để hoạt động Khi xe gặp phải chấn động, từng bộ phận trong hệ thống sẽ phối hợp với nhau, đảm bảo xe duy trì sự ổn định trên mọi loại địa hình.
Giá đỡ giữ cố định ổ trục phía trên, trong khi mô-đun ở dưới kết nối với đòn bẩy hoặc khớp tay lái Khi xảy ra va chạm, thiết bị giảm xóc sẽ giữ cho thân xe ổn định, ngăn không cho xe trượt.
Van điều tiết và lò xo trong hệ thống MacPherson giúp đưa bộ xóc về vị trí ban đầu khi bị lệch, duy trì tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường Nhờ vào cơ chế này, xe di chuyển ổn định và êm ái trên những đoạn đường xóc.
Hệ thống treo MacPherson giúp xe luôn xe chạy an toàn và êm ái trên những đoạn đường không bằng phẳng
Kết cấu các bộ phận treo Audi A3
Bộ phận đàn hồi của xe Audi A3 sử dụng lò xo trụ
2.4.1.1 Kết cấu của lò xo trụ
Hình 2.6: Kết cấu lò xo trụ a.Lò xo trụ phía trước b.Lò xo trụ phía sau
Các lò xo được chế tạo từ thép đặc biệt, có khả năng xoắn khi chịu tải trọng, giúp tích trữ năng lượng từ ngoại lực và giảm thiểu chấn động khi lò xo co lại.
- Đặc tính của lò xo:
+ Tỷ lệ hấp thu năng lượng tính cho một đơn vị khối lượng cao hơn so với loại lò xo lá ( nhíp)
+ Có thể chế tạo lò xo mềm
Do không có ma sát giữa các lá như ở nhíp, hệ thống này không thể tự khống chế dao động, vì vậy cần phải trang bị thêm bộ phận giảm chấn để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
+ Vì không chịu được lực theo phương ngang nên cần phải có các cơ cấu liên kết để đỡ trục bánh xe.( đòn tréo, thành giằng ngang )
Lò xo trụ làm từ thanh thép có đường kính đồng đều sẽ co lại đồng đều theo tải trọng, nhưng lò xo mềm không chịu được tải trọng nặng, trong khi lò xo cứng làm xe chạy không êm với tải trọng nhỏ Ngược lại, nếu sử dụng thanh thép có đường kính thay đổi, hai đầu lò xo sẽ có độ cứng thấp hơn phần giữa, cho phép hấp thụ chuyển động khi có tải trọng, trong khi phần giữa đủ cứng để chịu tải trọng nặng.
+ Các lò xo có bước không đều, lò xo hình nón cũng có tác dụng như vậy
+ Lò xo trụ có nhiệm vụ là bộ phận đàn hồi Lò xo trụ được chế tạo thừ thép có tiết diện vuông hoặc tròn
+ Nếu cùng độ cứng và độ bền so với nhíp thì lò xo có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp
+ Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có ma sát như nhíp
+ Kết cấu gọn gàng nhất khi được bố trí lồng vào giảm chấn
Hệ thống treo với lò xo trụ có cấu trúc phức tạp hơn do không chỉ có nhiệm vụ đàn hồi mà còn cần các bộ phận dẫn hướng và giảm chấn Điều này đòi hỏi phải thiết kế thêm hệ đòn dẫn hướng để dẫn hướng bánh xe và truyền lực đẩy hiệu quả.
Khi chịu tác động của tải trọng thẳng đứng, lò xo sẽ bị nén do tính đàn hồi của thép Khi tải trọng không còn tác dụng, lò xo sẽ giãn ra Quá trình nén và giãn này diễn ra liên tục trong suốt quá trình chuyển động của ô tô.
Lò xo trước có dạng hình côn điều này giúp nó có khả năng thay đổi độ cứng hợp lý tương ứng với tải trọng đặt lên nó
Xe Audi A3 sử dụng giảm chấn hai lớp tác dụng hai chiều
Hình 2.7: Giảm chấn hai lớp vỏ
1.Tai bắt giảm chấn; 2 Trục giảm chấn: 3 Gioăng làm kín; 4 Nắp có ren; 5 Vỏ che bụi; 6 Vỏ ngoài; 7 Xi lanh; 8 Pittong ; 9 Ecu ;
Van nén ;12, 13 Cụm van bù; 11, 12 Van trả ; 14 Bạc dẫn hướng;
15 Nắp trong; A Buồng trên; B Buồng dưới C Buồng bù
Hình 2.7 mô tả mặt cắt và cấu tạo của giảm chấn ống hai lớp vỏ (ống lồng), trong đó vỏ trong 7 là xilanh thủy lực bóng cao cho phép pittong 8 di chuyển Ở đuôi xilanh, có cụm van bù (van trả 12 và van nén 13) Vỏ ngoài 6 bao quanh vỏ trong, tạo thành buồng bù thể tích chất lỏng C giữa hai lớp vỏ Vỏ ngoài được ghép cứng với vỏ trong và có tai bắt dưới bánh xe Trục giảm chấn 2 gắn với pittong 8 và nối với thân xe qua tai bắt trên Pittong chia xi lanh thành hai buồng A và B, hoạt động trong chất lỏng (dầu) và cho phép dầu lưu thông giữa hai buồng nhờ van tiết lưu (van trả 11, van nén 10) Phía nắp giảm chấn có các vòng bao kín và ống dẫn hướng trục giảm chấn, với cấu tạo tiết diện của các lỗ nhỏ và van đẩy một chiều.
Trong trạng thái tĩnh ( pittong đứng yên), các van luôn mở tạo điều kiện cho chất lỏng lưu thông qua ngay từ khi mới làm việc
Khi pittong di chuyển, chất lỏng bị nén sẽ chảy từ buồng này sang buồng kia qua các van tiết lưu trong pittong giảm chấn Trong quá trình nén, các lỗ tiết lưu sẽ thay đổi kích thước để dầu có thể lưu thông một cách hiệu quả.
- Ở hành trình nén pittong 8 đi xâu vào xi lanh, khoang trên ( khoang A) thể tích tăng, áp suất giảm, khoang giữa ( khoang B) thể tích giảm, áp suất tăng
Trong trường hợp nén tùy thuộc vào vận tốc của pittong có thể chia ra làm hai giai đoạn: nén nhẹ và nén mạnh
Khi nén nhẹ với vận tốc pittong v < 0,3 m/s, dầu từ khoang B chảy qua các lỗ của van nén vào khoang A Trục giảm chấn chiếm một phần thể tích trong khoang A, trong khi một phần dầu thừa chảy xuống khoang bù C qua lỗ van nén phụ Dầu cũng đi vào khoang giữa vỏ ngoài 6 và xi lanh 7 của giảm chấn.
Khi dầu bị nén mạnh với vận tốc lớn hơn 0,3 m/s, nó sẽ chảy từ B vào A Áp suất tăng cao khiến dầu đẩy van nén 10, vượt qua lực của lò xo, mở rộng tiết diện lỗ lưu thông Điều này dẫn đến việc hệ số cán của giảm chấn giảm xuống.
Trong trường hợp trả, pittong 8 đi lên, khoang A giảm thể tích, áp suất tăng, khoang B thể tích tăng, áp suất giảm
Khi thực hiện quá trình trả nhẹ, dầu sẽ chảy từ khoang A qua lỗ van trên pittong 8 vào khoang B Đồng thời, dầu cũng chảy từ khoang bù C qua dãy lỗ van trả phụ và đi vào khoang B.
Khi bị trả mạnh, dầu vẫn di chuyển từ khoang A vào khoang B Tuy nhiên, do chênh lệch áp suất tăng, dầu từ khoang C sẽ tác động lên van trả 11, làm cho lò xo van bị thắng lực Kết quả là tiết diện lỗ van mở rộng, giảm lực cản trở của giảm chấn Một số cấu trúc khác đã được thiết kế với van giảm tải sẵn có.
Khi dầu chảy qua các lỗ tiết lưu nhỏ, sự ma sát giữa dầu và thành lỗ, cũng như giữa các lớp dầu, pittong và thành xi lanh, tạo ra lực cản giúp giảm chấn Năng lượng ma sát được hấp thụ và chuyển hóa thành nhiệt năng, làm nóng dầu và truyền ra môi trường không khí Qua đó, cơ năng được chuyển đổi thành nhiệt năng, giúp hấp thụ dao động của thân xe và bánh xe.
Hình 2.8 minh họa các đường đặc tính của giảm chấn hai lớp vỏ, cho thấy rằng kết quả thu được sẽ thay đổi tùy theo các hành trình làm việc khác nhau Đồ thị này giúp xác định chất lượng của giảm chấn trong quá trình chế tạo và sử dụng Biểu diễn qua hệ P-s, đặc tính của giảm chấn được rút ra từ đồ thị P-s, trong đó hành trình nén tương ứng với quan hệ Pn-v và hành trình trả tương ứng với Pt-v Tổng hợp hành trình nén và trả cho phép xác định đặc tính của giảm chấn Hệ số độ cứng của giảm chấn khi nén (Kn) và trả (Kt) được tính bằng công thức Kn=Pn/v và Kt=Pt/v Do các lỗ van trả có đường kính nhỏ, Kt > Kn, giúp bánh xe vận hành êm ái trên đường và hấp thụ dao động xảy ra trong hành trình trả lớn hơn.
Trong thực tế, quan hệ P – v được biểu diễn qua các đường cong, với đoạn OAB tương ứng với hành trình trả trung bình và đoạn OCD thể hiện hành trình nén Đồ thị cho thấy các mối quan hệ xảy ra trong quá trình nén nhẹ, nén mạnh, trả nhẹ và trả mạnh Đồ thị đặc tính thực tế giúp xác định công suất hấp thụ năng lượng dao động của giảm chấn thông qua phần diện tích gạch chéo.
Gồm các tay đòn và thanh ngang liên kết
2.4.4 Thanh ổn định Được làm bằng thép, khi xe chuyển động trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực li tâm hoặc độ nghiêng của khung xe, phản lực thẳng đứng của hai bánh xe trên một cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng của thùng xe và làm xấu khả năng truyền lực dọc bên của bánh xe với mặt đường Nhờ thanh ổn định sẽ san đều phản lực thẳng đứng ở hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định hơn Ngoài ra xe còn có phận đòn truyền lực có tác dụng truyền một phần tải trọng của khung xe xuống cầu.
Bộ điều khiển điện
2.5.1 sơ đồ mạch điện diều khiển của tems
Hình 2.10: Sơ đồ mạch điện điều khiển
Các chế độ giảm chấn
Lực giảm chấn trong quá trình di chuyển được xác định qua chế độ công tắc lựa chọn Khi công tắc ở chế độ bình thường, lực giảm chấn sẽ mềm, trong khi ở chế độ thể thao, lực giảm chấn trở nên trung bình.
Bảng 2.1: lực giảm chấn ở các chế độ
Lực giảm chấn Mềm Trung bình
2.5.2 nguyên lý hoạt động bộ điều khiển điện
Khi vô lăng quay, đĩa xẻ rãnh cũng quay theo, kích hoạt hai đèn LED phát sáng nhờ dòng điện từ cực Vs của ECU TEMS Ánh sáng từ đèn LED chiếu qua đĩa rãnh và bị chắn một cách gián đoạn bởi các lỗ trên đĩa, tạo ra hiệu ứng bật tắt liên tục cho các transistor.
Hình 2.11: Cảm biến tay lái kiểu quang
Các transistor Tr1 và Tr2 tạo ra tín hiệu tắt mở dựa trên tín hiệu từ transistor quang, khiến dòng điện từ cực SS1 và SS2 của TEMS ECU phụ thuộc vào tín hiệu này Nếu quy ước thời gian dòng điện chạy qua là 1 và không chạy qua là 0, các tín hiệu sẽ được thể hiện như hình 3.7 TEMS ECU sẽ nhận biết góc và hướng quay của vô lăng thông qua sự thay đổi của các tín hiệu này.
Hình 2.12 : Xung tín hiệu của cảm biến tay lái
Công tắc phanh được lắp đặt trên giá đỡ bàn đạp phanh, có nhiệm vụ cung cấp điện áp 12V cho cực STP của ECU TEMS khi phanh được đạp Tín hiệu này cho phép ECU nhận diện trạng thái hoạt động của hệ thống phanh Ngược lại, khi không đạp phanh, điện áp tại cực STP sẽ giảm xuống còn 0V.
Hình 2.13: Cấu tạo và sơ đồ mạch điện công tắc đèn phanh
Là 1 cảm biến dùng để đo tốc độ của xe từ đó đưa ra tín hiệu gửi về bộ sử lý.bọ sử lý sẽ lấy thông tin đó để hiển thị lên đồng hồ tốc độ
Cảm biến gắn trong công tơ mét gồm nam châm và công tắc lưỡi gà, gửi tín hiệu đến cực SPD của ECU TEMS, giúp ECU nhận biết tốc độ di chuyển của xe.
Hình 2.14: Cảm biến tốc độ xe
Cảm biến vị trí bướm ga
Hình 2.15: Cảm biến vị trí bướm ga có tiếp điểm cầm chừng
Cảm biến vị trí bướm ga được gắn ở họng hút, có nhiệm vụ cảm nhận độ mở của bướm ga và truyền tín hiệu điện áp đến ECU TEMS từ ECU động cơ Với điện áp ổn định 5V cấp từ ECU động cơ, khi độ mở bướm ga thay đổi, giá trị điện áp tại cực VTA cũng sẽ thay đổi theo Thiết bị này không chỉ xác định chính xác độ mở bướm ga mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho bộ xử lý trung tâm, từ đó tối ưu hóa các chế độ điều khiển trên các dòng xe sử dụng hộp số tự động, đồng thời kiểm soát quá trình sang số hiệu quả.
Hình 2.16: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga
ECU động cơ chuyển đổi điện áp VTA thành một trong tám tín hiệu bướm ga khác nhau, giúp TEMS ECU nhận biết độ mở bướm ga Hình 3.11 minh họa sự thay đổi điện áp của các cực L1, L2 và L3 theo góc mở bướm ga.
Công tắc khởi động số trung gian
Hình 2.17: Công tắc khởi động số trung gian
Công tắc gắn trên hộp số tự động giúp xác định vị trí cần số Khi cần số ở vị trí N hoặc P, công tắc sẽ cung cấp điện áp 0V tại cực NTR của ECU TEMS, cho phép ECU nhận biết chính xác vị trí cần số.
Bộ chấp hành
Bộ chấp hành nằm ở đỉnh mỗi xi lanh giảm chấn, có nhiệm vụ điều khiển van quay để điều chỉnh tiết diện các lỗ tiết lưu, từ đó thay đổi lực giảm chấn hiệu quả.
Bộ chấp hành điện tử cho phép phản ứng nhanh chóng và chính xác với các điều kiện hoạt động thay đổi liên tục.
Nam châm điện từ gồm 4 lõi stator và 2 cặp cuộn dây stator
Dòng điện qua mỗi cặp cuộn dây stator làm quay nam châm vĩnh cửu, nam châm gắn với cần điều khiển giảm chấn
TEMS ECU điều chỉnh cực của lõi stator từ N sang S hoặc ngược lại, hoặc có thể ở trạng thái không phân cực Nam châm vĩnh cửu quay nhờ lực điện từ do các cuộn dây stator sinh ra.
Hình 2.18: Cấu tạo của bộ chấp hành
Hình 2.19: Sơ đồ mạch điện của bộ chấp hành
F L : Phía trước bên trái F R : Phía trước bên phải R L : Phía sau bên trái R R: phía bên phải
Bốn bộ chấp hành được lắp đặt ở bốn giảm chấn, hoạt động song song và đồng thời Mỗi lần, nam châm điện được ECU kích thích trong khoảng 0,15 giây Hình 2.19 minh họa điện áp tại các cực ECU khi lực giảm chấn thay đổi.
Lực giảm chấn trung bình:
Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hoặc mềm sang trung bình, dòng điện từ cực S+ đến S- của ECU sẽ kích hoạt nam châm điện, khiến nam châm vĩnh cửu quay theo chiều kim đồng hồ đến vị trí trung bình Tại vị trí này, các lỗ tiết lưu giảm chấn tạo ra lực cản trung bình.
Bốn bộ chấp hành được lắp đặt ở bốn giảm chấn nối song song và hoạt động đồng thời Nam châm điện được kích thích bởi ECU trong khoảng 0,15 giây mỗi lần Hình 2.18 minh họa điện áp tại các cực ECU khi lực giảm chấn thay đổi.
Hình 2.20: Lực giảm chấn trung bình
Hình 2.21: Lực giảm chấn mềm
Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ cứng hoặc trung bình sang mềm, dòng điện từ cực S- qua S+ của ECU sẽ kích hoạt nam châm điện, khiến nam châm vĩnh cửu quay ngược chiều kim đồng hồ đến vị trí mềm Tại vị trí này, các lỗ tiết lưu giảm chấn sẽ tạo ra lực cản mềm, giúp cải thiện khả năng giảm chấn.
Khi lực giảm chấn chuyển từ chế độ mềm hoặc trung bình sang cứng, dòng điện từ cực SOL của ECU sẽ kích hoạt nam châm điện, khiến nam châm vĩnh cửu quay về vị trí cứng theo chiều ngược hoặc theo chiều kim đồng hồ Tại vị trí này, các lỗ tiết lưu giảm chấn sẽ tạo ra lực cản cứng.
Hình 2.22: Lực giảm chấn cứng
Hình 2.23: Cấu tạo của giảm chấn
Cấu tạo và hoạt động của giảm chấn tương tự như thông thường, nhưng điểm khác biệt là lực giảm chấn có thể điều chỉnh thông qua việc mở và đóng các lỗ tiết lưu phụ Piston và van quay được trang bị các lỗ tiết lưu để thực hiện điều này.
3 mức như hình vẽ dưới Khi van quay quay, các lỗ tiết lưu A,B,C được mở hoặc đóng làm lực giảm chấn thay đổi theo ba chế độ
Khi nam châm trở lại vị trí mềm, tất cả các lỗ tiết lưu A, B, C đều được mở, cho phép dòng dầu lưu thông qua các lỗ tiết lưu trong quá trình nén và giãn.
Hình 2.24: Lực giảm chấn nhẹ
Lực giảm chấn trung bình:
Khi nam châm quay về vị trí trung bình lỗ tiết lưu B mở, A và C đóng, dòng dầu qua các lỗ tiết lưu như hình 2.25
Hình 2.25: Lực giảm chấn trung bình
Khi nam châm quay về vị trí cứng tất cả các lỗ tiết lưu A,B,C đều đóng, dòng dầu dầu như hình 2.26
Hình 2.26: Lực giảm chấn cứng Đèn báo TEMS
Hình 2.27: Vị trí và sơ đồ đèn báo
Các đèn trên bảng đồng hồ cung cấp thông tin về lực giảm chấn hiện tại cho người lái TEMS ECU điều khiển dòng điện từ các cực SL, ML, hoặc FL để kích hoạt đèn báo tương ứng Ngoài ra, các đèn này cũng đóng vai trò trong chức năng chẩn đoán và dự phòng.
QUY TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO AUDI A3
Những chú ý khi sử dụng
3.1.1 Tiêu chuẩn về độ ồn Độ ồn trên ôtô do nhiều nguyên nhân 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
Theo bảng 3-1, các thông số độ ồn cho phép của ECE quy định như sau: Đối với ô tô con, mức độ ồn không vượt quá 80 dB; ô tô buýt có tải dưới 3,5 tấn là 81 dB; ô tô buýt có tải trên 3,5 tấn là 82 dB; ô tô buýt có động cơ trên 147 kW là 85 dB; và ô tô buýt thành phố cũng không vượt quá 80 dB Đối với ô tô tải, mức độ ồn cho phép là 81 dB cho tải dưới 3,5 tấn và 82 dB cho tải dưới 12 tấn Các thông số độ ồn này được quy định theo TCVN 5948-1999 khi thử nghiệm trên đường tốt ở tốc độ 50 km/h.
Trong lĩnh vực giao thông, có 86 loại ôtô tải với tải trọng trên 12 tấn và động cơ công suất trên 147 kW Đối với ôtô con, mức độ ồn được quy định theo tiêu chuẩn ECE R41 Ngoài ra, có 80 loại ôtô buýt có tải trọng lên đến 5 tấn và 82 loại ôtô buýt nặng hơn 5 tấn, tất cả đều tuân thủ các tiêu chuẩn quy định Các loại xe buýt khác cũng được phân loại và quản lý theo các tiêu chuẩn tương ứng.
Phương pháp và thiết bị chẩn đoán
Với các loại ôtô có khoảng không gian sàn xe có thể quan sát:
- 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
- Độ mất cân bằng bánh xe
Các thước đo thông thường được sử dụng để xác định độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi bao gồm việc đo chiều cao thân xe so với mặt đường và tâm trục bánh xe.
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 tiếng ồn là xác định nguồn gốc và mức độ ồn phát ra Trong quá trình khai thác và sửa chữa, việc phát hiện hư hỏng là cần thiết để đánh giá chất lượng tổng thể.
3.2.2.1 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 cho ôtô buýt được xác định bao gồm một điểm tại vị trí người lái ngang tầm đầu, hai điểm ở giữa khoang hành khách ngang tầm ghế ngồi, và hai điểm ở phía 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
Chọn mặt đường asfan hoặc bêtông có chiều dài khoảng 400 đến 500 mét, với cảm biến đo độ ồn được đặt trên đoạn đường này (hình 3.1) Xung quanh cảm biến, cần đảm bảo không có vật cản phản âm trong bán kính 30 mét và cường độ ồn nền không vượt quá 10dB Quảng đường đo được xác định trong đoạn đường AB dài 20 mét, trong đó cần giữ tốc độ ổn định.
Cho ôtô chuyển động thẳng tới với vận tốc thử (50 ÷ 80) km/h, và xác
Hình 3.1: Sơ đồ đo độ ồn ngoài
3.2.2.3 Đo trên mặt đường xấu
Chọn mặt đường có chiều cao mấp mô từ 1/30 đến 1/20 đường kính bánh xe, với khoảng cách giữa các mấp mô từ 0,5 đến 1,5 lần chiều dài cơ sở của xe Độ dài đường thử nên nằm trong khoảng 100 đến 300 mét, và vận tốc thử nghiệm từ 15 đến 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 quá trình thử nghiệm xe trên đường là sự kết hợp của tiếng ồn bên trong và bên ngoài xe, do đó, việc sử dụng kinh nghiệm là cần thiết để phát hiện các 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
3.2.3 Đo trên bệ chẩn đoán chuyên dụng
Bệ chẩn đoán hệ thống treo hỗ trợ kỹ thuật viên trong việc xác định các thông số tổng hợp của hệ thống treo, từ đó nâng cao hiệu quả kiểm tra và bảo trì.
- 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 là yếu tố quan trọng phản ánh chất lượng tổng thể của bộ phận giảm chấn và bộ phận đàn hồi Khi chất lượng của bánh xe và bộ phận đàn hồi được kiểm soát tốt, điều này sẽ thể hiện rõ ràng qua độ bám dính, từ đó cho thấy hiệu suất hoạt động của bộ phận giảm chấn.
Thiết bị đo là một loại thiết bị thuỷ lực điện tử, bao gồm bộ gây rung thuỷ lực, các thiết bị đo lực tại vị trí tiếp xúc của bánh xe với bệ đo, cùng với thiết bị đo tần số và chuyển vị.
Bộ gây rung thủy lực bao gồm các thành phần như nguồn cung cấp thủy lực, bơm, bình tích năng, van con trượt, bộ giảm chấn và xy lanh thủy lực Van thủy lực được điều khiển bằng van điện từ để điều chỉnh dòng dầu, tạo ra khả năng rung với các tần số khác nhau cho bệ Thiết bị đo của bệ sử dụng cảm biến, bộ vi xử lý và bộ điều khiển tần số rung, cho phép ghi lại và tính toán tín hiệu từ cảm biến để hiển thị các chỉ số cần thiết.
Hình 3.2: 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 được trang bị thiết bị đo tải trọng thẳng đứng cho từng bánh xe, giúp phát hiện tình trạng quá tải khi thiết bị rung không hoạt động Bộ chẩn đoán có thể bao gồm các thiết bị như cân, đo độ trượt ngang bánh xe, đo rung hệ thống treo, đo lực phanh và đo trạng thái làm việc của động cơ.
Trước khi đặt xe lên bệ rung, cần kiểm tra áp suất lốp theo tiêu chuẩn Lăn xe từ từ lên bệ cân trọng lượng và đặt các bánh xe vào bệ đo rung Khi bánh xe đã ổn định, điều chỉnh hướng xe và bánh xe để chạy thẳng Bệ rung hoạt động trong 2 đến 3 phút, sau đó chuyển sang đo các bánh xe ở cầu sau, tương tự như với cầu trước.
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 của bánh xe trên mặt đường G (GRIP) được xác định theo tần số rung của bệ, với giá trị 100% tại tần số 25 Hz Khi tần số kích động giảm, giá trị G cũng thay đổi Để đánh giá chất lượng hệ thống treo, giá trị độ bám dính nhỏ nhất trên đồ thị được ghi nhận Hệ thống treo được xem là tốt khi đảm bảo độ bám dính cao nhất cho bánh xe Sự kết hợp của giảm chấn, lốp và bộ phận đàn hồi tốt sẽ nâng cao khả năng bám dính Nếu giá trị độ bám dính thấp hơn mức cần thiết, cần xem xét thay đổi giảm chấn hoặc 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) được đo bằng N/mm dựa trên chuyển vị của hệ thống và lực động tại các tần số rung khác nhau Quá trình đo lường ghi lại các bộ số liệu và xử lý theo phương pháp thống kê để xác định giá trị trung bình Kết quả độ cứng động phản ánh trạng thái độ cứng của hệ thống treo tại vị trí bánh xe Độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi có ảnh hưởng lớn nhất đến giá trị này, từ đó cho phép đánh giá chất lượng của bộ phận đàn hồi.
Bệ chẩn đoán hệ thống treo được thiết kế để tích hợp trong thiết bị chẩn đoán và được phân loại dựa trên trọng lượng của ôtô Để đảm bảo độ chính xác trong các thông số chẩn đoán, việc lựa chọn bệ chẩn đoán phù hợp là rất quan trọng.
3.2.4 Chẩn đoán trạng thái giảm chấn khi đã tháo khỏi xe
Các hư hỏng, và phương pháp bảo dưỡng sửa chữa
3.3.1 Các hư hỏng thường gặp
3.3.1.1 Hư hỏng bộ phận giảm chấn
Bộ phận giảm chấn đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lực cản, giúp dập tắt nhanh chóng dao động của thân xe Khi giảm chấn bị hư hỏng, lực cản sẽ thay đổi, dẫn đến khả năng dập tắt dao động của thân xe bị suy giảm, đặc biệt làm giảm độ bám dính trên mặt đường.
Các hư hỏng thường gặp là:
Mòn bộ đôi xylanh và piston là hiện tượng phổ biến trong quá trình hoạt động của giảm chấn, khi piston và xylanh di chuyển tương đối với nhau Hiện tượng này dẫn đến sự mài mòn trên bề mặt piston, làm giảm khả năng dẫn hướng và khả năng kín khít của các khoang dầu Khi có sự thay đổi thể tích trong các khoang dầu, dầu không chỉ lưu thông qua lỗ tiết lưu mà còn chảy qua khe hở giữa piston và xylanh, dẫn đến giảm lực cản trong cả hai hành trình nén và trả Điều này làm mất dần hiệu quả trong việc dập tắt nhanh các dao động.
Hở phớt bao kín và chảy dầu là hư hỏng thường gặp ở giảm chấn dạng ống, đặc biệt là loại một lớp vỏ Do điều kiện bôi trơn hạn chế, sự mòn không thể tránh khỏi sau thời gian dài sử dụng dẫn đến dầu chảy qua khe phớt, làm giảm hiệu quả giảm chấn Thiếu dầu ở giảm chấn hai lớp vỏ gây lọt không khí vào buồng bù, làm giảm tính ổn định trong hoạt động Đối với giảm chấn một lớp vỏ, hở phớt bao kín không chỉ đẩy dầu ra ngoài nhanh chóng, giảm áp suất mà còn kéo theo bụi bẩn từ bên ngoài, tăng tốc độ mài mòn, do đó cần phải thay mới phớt bao kín.
Dầu giảm chấn có thể bị biến chất sau một thời gian sử dụng do sự xâm nhập của nước hoặc các tạp chất hóa học Mặc dù dầu được pha thêm phụ gia đặc biệt để tăng tuổi thọ và giữ 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 thay đổi Điều này không chỉ làm giảm hiệu quả hoạt động của giảm chấn mà còn có thể dẫn đến tình trạng kẹt giảm chấn.
Kẹt van giảm chấn có thể xảy ra ở hai trạng thái: mở hoặc đóng Khi van kẹt mở, lực cản giảm chấn sẽ giảm, trong khi nếu van kẹt đóng, lực cản sẽ không được điều chỉnh và tăng lên Hiện tượng này thường xảy ra do dầu thiếu, dầu bẩn hoặc phớt bao kín bị hở Các biểu hiện của hư hỏng phụ thuộc vào trạng thái kẹt của van trong hành trình trả hoặc hành trình nén, cũng như ở van giảm tải.
Thiếu dầu hoặc hết dầu thường do hư hỏng của phớt bao kín gây ra Khi giảm chấn thiếu dầu, nhiệt độ trên vỏ sẽ tăng cao, dẫn đến sự thay đổi độ cứng và làm giảm hiệu suất hoạt động Trong nhiều trường hợp, tình trạng hết dầu có thể gây ra kẹt giảm chấn và cong trục, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng của thiết bị.
- Đôi khi do sự qúa tải trong làm việc, cần piston giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn
Nát cao su ở các điểm liên kết có thể nhận biết qua việc quan sát các đầu liên kết Khi cao su bị nát vỡ, ô tô di chuyển trên những đoạn đường xấu sẽ gặp phải va chạm mạnh và phát ra tiếng ồn lớn.
Các hư hỏng của giảm chấn có thể được phát hiện qua cảm nhận độ êm dịu khi di chuyển, kiểm tra nhiệt độ vỏ ngoài, sự chảy dầu, hoặc đo trên bệ kiểm tra hệ thống treo Khi phát hiện sự cố, cần tháo rời các chi tiết, rửa sạch và kiểm tra độ cong, vênh, mài mòn, cũng như độ bóng của các bộ phận Dựa vào kết quả kiểm tra, quyết định có tiếp tục sử dụng hay thay mới, sau đó lắp ráp lại và đổ dầu giảm chấn mới vào.
3.3.1.2 Hư hỏng bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tần số dao động riêng của ôtô Khi bộ phận này bị hư hỏng, nó sẽ gây ảnh hưởng đáng kể đến các chỉ tiêu chất lượng của phương tiện.
Bộ phận đàn hồi dễ bị hư hỏng do điều kiện sử dụng, dẫn đến giảm độ cứng và chiều cao thân xe Hậu quả là tăng khả năng va đập cứng khi tăng tốc hoặc phanh, gây ra tiếng ồn và làm gia tăng dao động của thân xe, ảnh hưởng tiêu cực đến độ êm ái khi di chuyển trên đường xấu.
Bó kẹt nhíp do thiếu mỡ bôi trơn gây tăng độ cứng, dẫn đến ô tô bị rung xóc mạnh khi di chuyển trên đường xấu, làm mất êm dịu và tăng lực tác động lên thân xe Điều này không chỉ giảm khả năng bám dính mà còn làm giảm tuổi thọ của giảm chấn trên cầu xe Để khắc phục tình trạng này, cần bôi trơn nhíp thường xuyên.
Gãy bộ phận đàn hồi do quá tải hoặc do mỏi vật liệu có thể dẫn đến mất chức năng của bộ phận dẫn hướng và bộ phận đàn hồi Khi nhíp gãy, cần thay mới các chi tiết bị hỏng và kiểm tra các chi tiết khác để đảm bảo khả năng hoạt động.
Vỡ ụ tăng cứng của hệ thống treo làm mềm bộ phận đàn hồi và tăng tải trọng tác dụng lên nó Khi vỡ ụ tỳ, hành trình bị hạn chế, dẫn đến tăng tải trọng tác động lên bộ phận đàn hồi Cả hai trường hợp này gây ra va đập và tăng độ ồn trong hệ thống treo, do đó cần phải thay mới các bộ phận này Tiếng ồn trong hệ thống treo không chỉ làm tăng tiếng ồn của toàn bộ thân xe mà còn ảnh hưởng xấu đến môi trường hoạt động của ôtô.
Rơ lỏng các liên kết như quang nhíp, đai kẹp và giá đỡ lò xo có thể gây ra tiếng ồn, làm xô lệch cầu xe và khiến ôtô khó điều khiển, dẫn đến nặng tay lái và tăng độ ồn khi xe hoạt động, từ đó dễ gây tai nạn giao thông Do đó, việc kiểm tra định kỳ các mối liên kết và xiết chặt chúng trước khi đưa xe vào hoạt động là rất cần thiết.
3.3.1.3 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 có thể xảy ra ở các cấu kiện như đòn giằng, bệ đỡ, bệ xoay, dầm cầu, nhíp lá và quang treo Để khắc phục tình trạng này, cần nắn lại các cấu kiện về hình dạng ban đầu Trong trường hợp biến dạng quá lớn, việc thay mới là giải pháp tối ưu.
