ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khai thác kỹ thuật hệ thống treo trên xe toyota camry 2019 

LỜI NÓI ĐẦU.. 4

Chương I5

TỔNG QUAN CỦA HỆ THỐNG TREO.. 5

1.1. Công dụng yêu cầu phân loại về hệ thống treo. 5

1.1.1. Công dụng. 5

1.1.2. Yêu cầu. 5

1.1.3. Phân loại6

1.2. Cấu tạo chung hệ thống treo. 13

1.2.1. Bộ phận đàn hồi13

1.2.2. Bộ phận hướng. 20

1.2.3. Bộ phận giảm chấn. 21

1.2.4. Thanh ổn định ngang. 22

1.2.5. Các bộ phận khác. 23

1.3. Mục tiêu – phương pháp và nội dung nghiên cứu. 24

1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu. 24

1.3.2. Phương pháp nghiên cứu. 24

1.3.3. Nội dung nghiên cứu. 24

CHƯƠNG II25

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2019. 25

2.1.Giới thiệu chung về ô tô Toyota Camry 2019. 25

2.1.1. Giới thiệu về hệ thống treo xe Toyota Camry 2019. 25

Bảng 2-1: Thông số kĩ thuật xe Toyota Camry 2019. 27

2.2. Kết cấu các phần tử chủ yếu của xe Toyota Camry 2019. 28

2.2.1. Sơ đồ chi tiết hệ thống treo. 28

2.2.2. Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính. 31

2.3. Các thông số cơ bản của HTT. 37

2.3.1. Xác định độ cứng của lò xo. 39

2.3.2. Xác định hành trình tĩnh của bánh xe (Độ võng tĩnh của hệ treo)40

2.3.3. Xác định hành trình động của bánh xe (độ võng động của hệ treo )41

2.3.4. Kiểm tra hành trình động của bánh xe. 41

2.3.5. Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn : K_TB. 42

2.4. Động học hệ treo mc.pherson. 43

2.4.1. Xác định độ dài càng chữ A và vị trí các khớp (phương pháp đồ thị)43

2.4.2. Đồ thị động học để kiểm tra động học hệ treo. 48

2.4.3. Mối quan hệ hình học của  hệ treo Mc.Pherson. 48

2.4.4. Đồ thị động học hệ treo Mc.Pherson. 50

2.5. Động lực học hệ treo Mc.Pherson. 51

2.5.1. Các chế độ tải trọng tính toán. 51

2.5.2. Xác định độ cứng và chuyển vị của phần tử đàn hồi52

2.5.3. Xác định các phản lực và lực tác dụng lên hệ treo cầu trước dẫn hướng. 54

CHƯƠNG III61

CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2019. 61

3.1. Các dạng hư hỏng thường gặp của hệ thống treo. 61

3.1.1. Hư hỏng bộ phận giảm chấn. 61

3.1.2. Hư hỏng bộ phận đàn hồi63

3.1.3. Hư hỏng bộ phận dẫn hướng. 64

3.1.4. Hư hỏng đối với bánh xe. 65

3.1.5. Hư hỏng đối với thanh ổn định. 65

3.1.6. Nguyên nhân và hậu quả. 66

1. Hư hỏng ở bộ phận giảm chấn. 66
2. Hư hỏng của hệ thống treo độc lập. 67

3.2. Các phương pháp chẩn đoán. 68

3.2.1. Tiêu chí đánh giá. 68

3.2.2. Bằng quan sát72

3.2.3. Chẩn đoán trên đường. 72

3.2.4. Đo trên bệ chẩn đoán chuyên dụng. 74

3.2.5. Chẩn đoán trạng thái giảm chấn khi đã tháo khỏi xe. 76

3.2.6. Quy trình chẩn đoán hệ thống treo. 78

3.3.Bảo dưỡng và sửa chữa. 82

KẾT LUẬN.. 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 87

LỜI NÓI ĐẦU

Kể từ khi ra đời đến nay ngành cơ khí động lực không ngừng phát triển và đạt được nhiều thành tựu to lớn.Ngày nay cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ô tô đã chế tạo ra nhiều loại ô tô với hệ thống treo có tính năng kỹ thuật rất cao để đảm bảo vấn đề an toàn và tính cơ động của ô tô. Cóthểcoiđâylàngànhcôngnghiệpmũinhọngópphầnthúcđẩynềnkinh tế phát triển vượt bậc. Sẽ xét về tính năng êm dịu cho hành khách khi di chuyển hệ thống treo đóng vai trò quan trọng và quyết định đến tiêu chí đó. Các tiền đề của hệ thống treo phải kể đến sự phát minh của hệ thống treo MacPherson.

Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được giao đề tài “ Khai thác kỹ thuật hệ thống treo trên xe Toyota Camry 2019”. Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ô tô nói chung và hệ thống treo của ô tô Camry 2019 nói riêng, từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn.

Nội dung phần thuyết minh chuyên đề bao gồm:

CHƯƠNG  I : TỔNG QUAN CỦA HỆ THỐNG TREO.

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2019

CHƯƠNG III: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2019

Được sự  hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo, cùng với sự nổ lực của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đồ án này. Vì thời gian và kiến thức có hạn nên trong tập đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Vì vậy em mong các thầy, cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn.

 

Chương I

TỔNG QUAN CỦA HỆ THỐNG TREO

1.1. Công dụng yêu cầu phân loại về hệ thống treo

1.1.1. Công dụng

Hệ thống treo được hiểu ở đây là hệ thống liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Mối liên kết treo của xe là mối liên kết đàn hồi có chức năng chính sau đây:

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

+ Truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc và lực bên.

+ Xác định động học chuyển động của bánh xe, truyền lực kéo và lực phát sinh ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe, lực bên và các mômen phản lực đến gầm và thân xe.

+ Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đường không bằng phẳng.

+ Khi ô tô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các dao động và các va đập trên xe để bảo vệ hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định.

1.1.2. Yêu cầu

Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa khung xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng cũng phải đủ khả năng truyền lực, quan hệ này phải được thực hiện ở các yêu cầu chính sau đây:

+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe (xe chạy trên các loại đường khác nhau).

+ Bánh xe có thể dịch chuyển trong một thời hạn nhất định.

+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mền theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học chuyển động của bánh xe.

+ Không gây nên tải trọng lớn các mối liên kết với khung, vỏ.

+ Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gặp hư hỏng bất thường.

Đối với xe con (minibus) chúng ta cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau:

+ Giá thành thấp và độ phức tạp của hệ thống treo không quá lớn.

+ Có khả năng chống rung và chống ồn từ bánh xe lên khung, vỏ xe tốt.

+ Đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động của ô tô ở tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng.

1.1.3. Phân loại

Hiện nay có nhiều loại hệ thống treo khác nhau. Nếu phân loại theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng thì hệ thống treo được chia ra hai loại:  hệ thống treo độc lập và hệ thống treo phụ thuộc.

a. Hệ thống treo độc lập

Hệ thống treo độc lập là hệ thống treo được đặc trưng cho dầm cầu cắt không liền cho phép các bánh xe dịch chuyển độc lập.

Hình 1-1:  Cơ cấu treo độc lập loại hai đòn

1- Lò xo; 2- Tay đòn dưới; 3-Bản lề; 4- Trục; 5- Giảm xóc;

 6- Cân bằng ngang; 7,9- Đệm cao su; 8- Trụ của bộ cân bằng;

10- Ngõng quay; 11- Trục của cơ cấu treo phía trước.

- Ưu điểm :

+ Nó cho phép tăng độ võng tỉnh, độ võng động, do đó tăng độ êm dịu chuyển động của xe .

+ Nó cho phép giảm dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay.

+ Tăng khả năng bám đường, cho nên tăng được tính ổn định và điều khiển.

-Nhược điểm : Có kết cấu phức tạp, đắt tiền đặc biệt với cầu chủ động.

b. Hệ thống treo phụ thuộc

Là hệ thống đặc trưng dùng với dầm cầu liền. Bởi vậy, dịch chuyển của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau. Việc truyền lực và mô men từ bánh xe lên khung có thể thực hiện trực tiếp qua các phần tử đàn hồi dạng nhíp hay nhờ các thanh đòn.

- Ưu điểm :

+ Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ trong khi đảm bảo hầu hết các yêu cầu của hệ thống treo khi tốc độ không lớn.

-Nhược điểm :

+ khi tốc độ lớn không đảm bảo tính ổn định và điều khiển so với hệ thống treo độc lập.

Hình 1-2:  Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá

1- Nhíp lá; 2- Vòng kẹp; 3- Chốt nhíp; 4- Quang treo; 5- Giá đỡ;

6- Giảm chấn; 7- Ụ tỳ; 8- Khung xe; 9- Quang nhíp; 10- Dầm cầu.

Ngoài ra hệ thống treo còn phân loại theo phần tử đàn hồi và theo phương pháp dập tắt dao động.

 

Theo loại phần tử đàn hồi, chia ra:

+Loại kim loại, gồm: nhíp lá, lò xo xoắn, thanh xoắn.

+Loại cao su: chịu nén hoặc chịu xoắn.

+Loại khí nén và thuỷ khí.                                                               

Theo phương pháp dập tắt dao động:

+Loại giảm chấn thuỷ lực: Tác dụng một chiều và hai chiều.

+Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: Ma sát trong bộ phận đàn hồi và trong bộ phận dẫn hướng.

c. Hệ thống treo khí nén

Hệ thống treo khí nén, thuỷ lực – khí nén được sử dụng như một khả năng hoàn thiện kết cấu ôtô. Tuy vậy với các loại ôtô khác nhau: ôtô con, ôtô tải, ôtô buýt cũng được ứng dụng với những mức độ khác nhau. Phổ biến nhất trong các kết cấu là áp dụng cho ôtô buýt tiên tiến. Với hệ thống treo này cho phép giữ chiều cao thân xe ổn định so với mặt đường với các chế độ tải trọng khác nhau.

Hệ thống treo khí nén dùng trên ôtô được hình thành trên cơ sở khả năng điều chỉnh độ cứng của buồng đàn hồi khí nén (ballon) theo chuyển dịch của thân xe. Sơ đồ nguyên lý kết cấu của một hệ thống đơn giản được trình bày trên hình 1-3.

Sự hình thành bộ tự động điều chỉnh áp suất theo nguyên lý van trượt cơ khí. Các ballon khí nén 2 được bố trí nằm giữa thân xe 3 và bánh xe 1 thông qua giá đỡ bánh xe 4. Trên thân xe bố trí bộ van trượt cơ khí 5. Van trượt gắn liền với bộ chia khí nén (block). Khí nén được cung cấp từ hệ thống cung cấp khí nén tới block và cấp khí nén vào các ballon.

Khi tải trọng tăng lên, các ballon khí nén bị ép lại, dẫn tới thay đổi khoảng cách giữa thân xe và bánh xe. Van trượt cơ khí thông qua đòn nối dịch chuyển vị trí các con trượt chia khí trong block. Khí nén từ hệ thống cung cấp đi tới các ballon và cấp thêm khí nén. Hiện tượng cấp thêm khí nén kéo dài cho tới khi chiều cao thân xe với bánh xe trở về vị trí ban đầu.

Khi giảm tải trọng hiện tượng này xảy ra tương tự, và quá trình van trượt tạo nên sự thoát bớt khí nén ra khỏi ballon.

Bộ tự động điều chỉnh áp suất nhờ hệ thống điện tử (hình 1-3b) bao gồm: cảm biến xác định vị trí thân xe và bánh xe 6, bộ vi xử lý 7, block khí nén 8. Nguyên lý hoạt động cũng gần giống với bộ điều chỉnh bằng van trượt cơ khí. Cảm biến điện tử 6 đóng vai trò xác định vị trí của thân xe và bánh xe (hay giá đỡ bánh xe) bằng tín hiệu điện (thông số đầu vào). Tín hiệu được chuyển về bộ vi xử lý 7. Các chương trình trong bộ vi xử lý làm việc và thiết lập yêu cầu điều chỉnh bằng tín hiệu điện (thông số đầu ra). Các tín hiệu đầu ra được chuyển tới các van điện từ trong block chia khí nén, tiến hành điều chỉnh lượng cấp khí nén cho tới lúc hệ thống trở lại vị trí ban đầu.

Hình 1-3:  Sơ đồ nguyên lý kết cấu của hệ thống treo khí nén

1- Bánh xe; 2- Ballon khí; 3- Thân xe; 4- Giá đỡ; 5- Van trượt cơ khí; 6- Cảm biến vị trí; 7- Bộ vi xử lý; 8- Bộ chia khí nén; 9- Bình chứa khí nén.

d. Hệ thống treo tích cực

Các bộ phận đàn hồi truyền thống: nhíp lá, lò xo xoắn ốc, thanh xoắn, giảm chấn thuỷ lực có đặc tính tuyến tính và được coi là hệ thống đàn hồi “thụ động”. Xuất phát từ các yêu cầu hoàn thiện hệ thống treo ngày nay đã và đang hình thành các loại hệ thống treo có chất lượng cao hơn.

vHệ thống treo bán tích cực

Hệ thống treo bán tích cực là hệ thống có khả năng dập tắt nhanh dao động thẳng đứng trong khoảng làm việc rộng, được tạo nên bởi sự điều khiển thông qua núm chọn hay nhờ điều khiển điện tử.

Trên hình 1-4 là sơ đồ hệ thống treo có giảm chấn làm việc theo vị trí núm điều khiển. Tính chất điều chỉnh của dao động khi xe hoạt động được chọn theo các chế độ đường định trước theo ý đồ sử dụng của lái xe, có thể là: thành phố, xa lộ, liên tỉnh; đường ngắn, đường trường, đường đua. Ba chương trình hoạt động được thiết lập sẵn phụ thuộc vào trạng thái làm việc của giảm chấn thông qua núm chọn trên bảng điều khiển của xe. Lực cản của giảm chấn có thể tăng hay giảm tuỳ thuộc vào sự tăng hay giảm của tốc độ dịch chuyển piston giảm chấn thông qua việc thay đổi các lỗ van tiết lưu để thay đổi dòng chảy chất lỏng bên trong.

Hình 1-4: Sơ đồ hệ thống treo bán tích cực

1- Đồng hồ tốc độ; 2- Núm chọn; 3- Bộ điều khiển điện tử;

4- Giảm chấn; 5- Block van điều khiển; 6- Cảm biến mặt đường.

Trên xe còn sử dụng ba chế độ điều chỉnh khoảng sáng gầm xe chọn sẵn bằng núm chọn, bộ điều khiển điện tử 3 duy trì các khoảng làm việc trong vùng được thiết lập (hình 1-4b). Mục đích của hệ thống thiết lập và điều chỉnh chiều cao thân xe nhằm đảm bảo khả năng hoạt động ở tốc độ cao, duy trì ổn định góc nghiêng ngang bánh xe, tối ưu hệ số cản không khí, áp lực không khí tác dụng lên đầu xe.

Hệ thống là bán tích cực vì không thực hiện hoàn thiện các chế độ tự động:

- Không có cảm biến xác định lực trong giảm chấn.

- Không có khả năng tự chuyển sang chế độ làm việc khác, khi tốc độ dịch chuyển của các piston giảm chấn vượt quá giá trị cho phép.

- Không điều chỉnh chế độ làm việc theo các thông tin của trạng thái làm việc tức thời.

vHệ thống treo tích cực

Hệ thống treo tích cực là hệ thống treo có khả năng điều chỉnh theo từng biến động của trạng thái nhấp nhô nền đường và trạng thái chiều cao thân xe bằng các cảm biến và điều khiển nhạy bén các ảnh hưởng động xảy ra. Khi có các lực động sinh ra, thông qua các van điều chỉnh sẽ đáp ứng liên hệ nhanh với nguồn năng lượng tương thích, các môđun đàn hồi tạo nên phản ứng đúng nhằm đảm bảo các chế độ độ nghiêng thân xe theo yêu cầu. Các hệ thống treo tích cực cơ bản hiện đang sử dụng trên ôtô được trình bày trên hình 1-5.

Hình 1-5:  Sơ đồ nguyên lý các loại hệ thống treo tích cực

a- Hệ thống lutus; b- Hệ thống Wiliams; c- Hệ thống điều chỉnh với môđun đàn hồi thuỷ lực có điều chỉnh áp suất thuỷ lực bổ trợ và lò xo đàn hồi xoắn ốc; d- Hệ thống Horvat; 1- Thân xe; 2- Cảm biến lực; 3- Cảm biến hành trình; 4- Bình tích năng; 5- Bơm cấp; 6- Van điều khiển; 7- Xylanh dẫn hướng; 8- Cảm biến gia tốc; 9- Van tiết lưu; 10- Van tỷ lệ; 11- Nguồn cấp khí; 12- Van phân phối khí; 13- Van điều hoà; 14- Bình chứa dầu; 15- Piston van giảm chấn; 16- Lò xo xoắn ốc; 17- Môđun đàn hồi bổ sung.

Hệ thống đòi hỏi nhiều năng lượng nhất là kết cấu theo hệ thống Lotus (hình 1-5a). Phần chính của thiết bị là bốn môđun thuỷ lực, bình tích năng bổ trợ, các phần chính này luôn liên hệ với từng cảm biến tải trọng sinh ra giữa bánh xe và thân xe. Cảm biến tải trọng cung cấp thông tin cho mạch điều khiển và đưa tải trọng đặt lên bánh xe về giá trị tĩnh.

Nếu như một bánh xe vượt qua mô cao nằm trên mặt đường, tải trọng của bánh xe tăng lên và bánh xe có xu bị hướng nâng cao lên gần thân xe. Trên hệ thống treo tích cực khả năng tăng tải trọng cho bánh xe sẽ bị giảm bớt. Van tự động điều chỉnh trong môđun sẽ tháo bớt chất lỏng ra khỏi xylanh nhờ đó bánh xe có khả năng đảm bảo ở giá trị tải trọng tĩnh tức thời. Điều này có nghĩa là môđun đàn hồi của bánh xe không tác động thêm tải trọng do ảnh hưởng của sự không bằng phẳng của mặt đường. Như vậy có thể nói chỉ có bánh xe bị nâng cao để vượt qua mấp mô mà thân xe không bị gây nên tác động xấu. Để thân xe không bị dịch chuyển khi vượt qua chướng ngại tiếp theo cần thiết đưa thêm một mạch điều khiển phụ thuộc vào chiều cao hành trình bánh xe để giữ cho thân xe ở vị trí thiết kế. Việc này đề ra yêu cầu cho hệ thống treo tích cực phải có khả năng khắc phục chiều cao mấp mô bất kỳ theo thiết kế, với thời gian vô cùng ngắn (vài miligiây). Thực hiện được điều đó cần tiêu hao công suất chừng 10kW để nâng cao tính tiện nghi của ôtô con. Với ôtô tải nhỏ và ôtô buýt năng lượng tiêu thụ cho tự động điều chỉnh còn cao hơn rất nhiều.

Hệ thống treo như thế có yêu cầu rất cao về quan hệ động học của thân xe với bánh xe so với hệ thống treo thụ động truyền thống. Thân xe cần phải được giữ ổn định trong khoảng làm việc rộng của bánh xe và bánh xe cần phải lăn theo hình dạng hình học của mặt đường. Bởi vậy hành trình dịch chuyển của bánh xe đòi hỏi lớn hơn nhiều so với hệ thống treo thụ động. Việc này còn liên quan tới sự thay đổi rất lớn của độ chụm bánh xe xuất hiện ở hành trình nén và trả, đặc biệt là khi chuyển động thẳng.

Trên hình 1-5c là hệ thống tương tự hệ thống đàn hồi thuỷ khí nhưng chỉ điều chỉnh chuyển dịch thân xe xuất hiện khi vượt mấp mô liên tục.

Hệ thống sử dụng ballon khí làm bộ phận đàn hồi, vì không đòi hỏi nhiều năng lượng, được thể hiện trên hình 1-5d. Trên hệ thống đàn hồi thuỷ khí cần phải có bình tích năng phụ để chứa chất lỏng có áp suất dư thừa, đảm bảo sự chuyển dịch theo yêu cầu của thân xe. Lượng dầu này cũng nhận được từ bình tích năng chính với áp suất lớn nhất. Sự khác nhau về áp lực giữa hai bình được thực hiện nhờ van tiết lưu.

Trên hệ thống đàn hồi bằng khí nén. Khí nén được cung cấp vào môđun lấy từ bình chứa trung tâm (đảm bảo cả về thể tích và áp suất). Trong ballon khí nén, lượng khí tuy lớn nhưng áp suất thấp hơn bình chứa trung tâm, do vậy ở bình chứa trung tâm cần thể tích nhỏ và áp suất cao hơn, để có khả năng cấp khí vào các ballon tương ứng. So với loại sử dụng môđun thuỷ - khí thì tổn thất năng lượng nhỏ hơn nhiều. Ngoài ưu điểm tiêu thụ ít năng lượng, hệ thống này lại sử dụng hệ thống treo Mc.Pherson và còn có thể san đều tải trọng theo lực bên nếu bố trí hợp lý ballon khí nén và giảm chấn (vị trí ballon khí nén có thể nằm chéo hay giảm chấn nằm xiên đối xứng).

1.2. Cấu tạo chung hệ thống treo

Để đảm bảo công dụng như đã nêu ở trên hệ thống treo thường có 3 bộ phận chủ yếu:

- 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 nhi 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 nọ 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.

1.2.1. Bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi nằm giữa thân xe và bánh xe (nằm giữa phần được treo và không được treo). Với phương pháp bố trí như vậy, khi bánh xe chuyển động trên đường mấp mô, hạn chế được các lực động lớn tác dụng lên thân xe, và giảm được tải trọng động tác dụng từ thân xe xuống mặt đường.

Bộ phận đàn hồi có thể là loại nhíp lá, lò xo, thanh xoắn, buồng khí nén, buồng thuỷ lực....Đặc trưng cho bộ phận đàn hồi là độ cứng, độ cứng liên quan chặt chẽ với tần số dao động riêng (một thông số có tính quyết định đến độ êm dịu). Muốn có tần số dao động riêng phù hợp với sức khỏe của con người và an toàn của hàng hoá cần có độ cứng của hệ thống treo biến đổi theo tải trọng. Khi xe chạy ít tải độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, còn khi tăng tải cần phải có độ cứng lớn. Do vậy có thể có thêm các bộ phận đàn hồi phụ như: nhíp phụ, vấu tỳ bằng cao su biến dạng,...

a. Nhíp lá

Trên ôtô tải, ôtô buýt, rơmooc và bán rơmooc phần tử đàn hồi nhíp lá  thường được sử dụng.

Nếu coi bộ nhíp như là một dầm đàn hồi chịu tải ở giữa và tựa lên hai đầu, khi tác dụng tải trọng thẳng đứng lên bộ nhíp cả bộ nhíp sẽ biến dạng. Một số các lá nhíp có xu hướng bị căng ra, một số lá nhíp khác có xu hướng bị ép lại. Nhờ sự biến dạng của các lá nhíp cho phép các lá có thể trượt tương đối với nhau và toàn bộ nhíp biến dạng đàn hồi.

Tháo rời bộ nhíp lá này, nhận thấy bán kính cong của chúng có quy luật phổ biến: các lá dài có bán kính cong lớn hơn các lá ngắn. Khi liên kết chúng lại với nhau bằng bulông xiết trung tâm, hay bó lại bằng quang nhíp một số lá nhíp bị ép lại còn một số lá khác bị căng ra để tạo thành một bộ nhíp có bán kính cong gần đồng nhất. Điều này thực chất là đã làm cho các lá nhíp chịu tải ban đầu (được gọi là tạo ứng suất dư ban đầu cho các lá nhíp), cho phép giảm được ứng suất lớn nhất tác dụng lên các lá nhíp riêng rẽ và thu nhỏ kích thước bộ nhíp trên ôtô. Như vậy tính chất chịu tải và độ bền của lá nhíp được tối ưu theo xu hướng chịu tải của ôtô.

Hình 1-6:  Kết cấu bộ nhíp

1- Vòng kẹp; 2- Bulông trung tâm; 3- Lá nhíp; 4- Tai nhíp.

Một số bộ nhíp trên ôtô tải nhỏ có một số lá phía dưới có bán kính cong lớn hơn các lá trên. Kết cấu như vậy thực chất là tạo cho bộ nhíp hai phân khúc làm việc. Khi chịu tải nhỏ chỉ có một số lá trên chịu tải (giống như bộ nhíp chính). Khi bộ nhíp chính có bán kính cong bằng với các lá nhíp dưới thì toàn thể hai phần cùng chịu tải và độ cứng tăng lên. Như thế có thể coi các lá nhíp phía dưới có bán kính cong lớn hơn là bộ nhíp phụ cho các lá nhíp trên có bán kính cong nhỏ hơn.

Trên các xe có tải trọng tác dụng lên cầu thay đổi trong giới hạn lớn và đột ngột, thì để cho xe chạy êm dịu khi không hay non tải và nhíp đủ cứng khi đầy tải, người ta dùng nhíp kép gồm: một nhíp chính và một nhíp phụ. Khi xe không và non tải chỉ có một mình nhíp chính làm việc. Khi tải tăng đến một giá trị quy định thì nhíp phụ bắt đầu tham gia chịu tải cùng nhíp chính, làm tăng độ cứng của hệ thống treo cho phù hợp với tải.

Nhíp phụ có thể đặt trên hay dưới nhíp chính, tuỳ theo vị trí giữa cầu và khung cũng như kích thước và biến dạng yêu cầu của nhíp.

Khi nhíp phụ đặt dưới thì độ cứng của hệ thống treo thay đổi êm dịu hơn, vì nhíp phụ tham gia từ từ vào quá trình chịu tải, không đột ngột như khi đặt trên nhíp chính.

Hình 1-7:  Các phương án bố trí nhíp phụ

a- Phía trên nhíp chính; b- Phía dưới nhíp chính;

1,12- Giá treo; 2- Vòng kẹp; 3,11- Giá đỡ nhíp phụ; 4- Quang nhíp; 5, 8- Nhíp chính; 6,9- Nhíp phụ; 10- Khung xe; 13- Tai nhíp.

Nhíp là loại phần tử đàn hồi được dùng phổ biến nhất, nó có các ưu - nhược điểm:

- Kết cấu và chế tạo đơn giản.

- Sửa 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 hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác, do thế năng biến dạng đàn hồi riêng (của một đơn vị thể tích) nhỏ (nhỏ hơn của thanh xoắn 4 lần khi có cùng một giá trị ứng suất: σ = τ). Theo thống kê, trọng lượng của nhíp cộng giảm chấn thường chiếm từ (5,5 ÷ 8,0)% trọng lượng bản thân của ôtô.

- Thời hạn phục vụ ngắn: do ma sát giữa các lá nhíp lớn và trạng thái ứng suất phức tạp (Nhíp vừa chịu các tải trọng thẳng đứng vừa chịu mômen cũng như các lực dọc và ngang khác). Khi chạy trên đường tốt tuổi thọ của nhíp đạt khoảng (10 ÷ 15) vạn Km. Trên đường xấu nhiều ổ gà, tuổi thọ của nhíp giảm từ (10 ÷ 50) lần.

b. Lò xo trụ

Lò xo trụ là loại được dùng nhiều ở ô tô du lịch với cả hệ thống treo độc lập và phụ thuộc. So với nhíp lá, phần tử đàn hồi dạng lò xo trụ có những ưu - nhược điểm sau:

- Kết cấu và chế tạo đơn giản.

- Trọng lượng nhỏ.

- Kích thước gọn, nhất là khi bố trí giảm chấn và bộ phận hạn chế hành trình ngay bên trong lò xo.

- Nhược điểm của phần tử đàn hồi loại lò xo là chỉ tiếp nhận được tải trọng thẳng đứng mà không truyền được các lực dọc ngang và dẫn hướng bánh xe nên phải đặt thêm bộ phận hướng riêng.

Phần tử đàn hồi lò xo chủ yếu là loại lò xo trụ làm việc chịu nén với đặc tính tuyến tính. Có thể chế tạo lò xo với bước thay đổi, dạng côn hay parabol để nhận được đặc tính đàn hồi phi tuyến. Tuy vậy, do công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao nên ít dùng.

Có ba phương án lắp đặt lò xo lên ô tô là:

- Lắp không bản lề.

- Lắp bản lề một đầu.

- Lắp bản lề hai đầu.

Hình 1-8:  Các sơ đồ lắp đặt lò xo trong hệ thống treo

a- Không có bản lề; b- Bản lề một đầu; c- Bản lề hai đầu.

1 và 4- Thanh đòn; 2 và 5- Lò xo; 3 và 6- Bản lề.

Khi lắp không bản lề, lò xo sẽ bị cong khi biến dạng làm xuất hiện các lực bên và mô men uốn tác dụng lên lò xo, khi lắp bản lề một đầu thì mô men uốn sẽ triệt tiêu, khi lắp bản lề hai đầu thì cả mô men uốn và lực bên đều bằng không.

Vì thế trong hai trường hợp đầu, lò xo phải lắp đặt thế nào để ở trạng thái cân bằng tĩnh mômen uốn và lực bên đều bằng không. Khi lò xo bị biến dạng max, lực bên và mô men uốn sẽ làm tăng ứng suất lên khoảng 20% so với khi lò xo chỉ chịu lực nén max.

Lò xo được định tâm trong các gối đỡ bằng bề mặt trong. Giữa lò xo và bộ phận định tâm cần có khe hở khoảng (0,02÷0,025) đường kính định tâm để bù cho sai số do chế tạo không chính xác.

Để tránh tăng ma sát giữa các vòng lò xo và vành định tâm, chiều cao của nó cần phải lấy bằng 1÷1,5 đường kính sợi dây lò xo và các vòng lò xo không được chạm nhau ở tải trọng bất kỳ.

c. Thanh xoắn

- 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.

Thanh xoắn có thể có tiết diện tròn hay tấm dẹt, lắp đơn hay ghép chùm.

Hình 1-9: Các dạng kết cấu của thanh xoắn

a, b và e- Thanh xoắn tiết diện tròn loại đơn; d- Thanh xoắn tiết diện tròn ghép chum; c- Thanh xoắn dạng tấm dẹt ghép chùm.

Thanh xoắn ghép chùm thường sử dụng khi kết cấu bị hạn chế về chiều dài.

Thanh xoắn được lắp nối lên khung và với bánh xe ( qua các đầu dẫn hướng ) bằng các đầu then hoa, then hoa thường có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng 90⁰.

d. Phần tử đàn hồi loại khí nén

Được 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.

+ Tuổi thọ cao.

- Nhược điểm:

+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền.

+ Kích thước cồng kềnh.

+ Phải dùng bộ phận dẫn hướng và giảm chấn độc lập.

- Kết cấu : Phần tử đàn hồi có dạng bầu tròn hay dạng ống, vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su, mặt ngoài phủ một lớp cao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín, thành vỏ dày từ 3-5 mm.

Hình 1-10: Phần tử đàn hồi khí nén loại bầu

1- Vỏ bầu ; 2- Đai xiết ; 3- Vòng kẹp;4- Lõi thép tăng bền;5- Nắp; 6- Bu lông.

Hình 1-11: Phần tử đàn hồi khí nén loại ống

1- Piston ; 2- Ống lót; 3- Bu lông; 4,7- Bích kẹp; 5- Ụ cao su;

6- Vỏ bọc; 8- Đầu nối ; 9- Nắp.

e. Phần tử đàn hồi thuỷ khí

Được dùng trên các xe có tải trọng lớn hoặc rất lớn.

- Ưu điểm: Tương tự phần tử đàn hồi khí nén, ngoài ra còn có ưu điểm như:

+ Có đặc tính đàn hồi phi tuyến.

+ Đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn.

+ Kích thước nhỏ gọn hơn.

- Nhược điểm :

+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền.

+ Yêu cầu độ chính xác chế tạo cao.

+ Nhiều đệm làm kín.

- Kết cấu : Do áp suất làm việc cao nên phần tử đàn hồi thuỷ khí có kết cấu kiểu xi lanh kim loại và piston dịch chuyển trong đó . Xi lanh được nạp dầu như thế nào để không khí không trực tiếp tiếp xúc với pittông. Tức là áp suất được truyền giữa piston và khí nén thông qua môi trường trung gian là lớp dầu.

Dầu đồng thời có tác dụng giảm chấn khi tiết lưu qua các lỗ và van bố trí kết hợp trong kết cấu.

Phần tử đàn hồi thuỷ khí có các loại sau: Có khối lượng khí không đổi hay thay đổi; có hay không có buồng đối áp ; không điều chỉnh hay điều chỉnh được.

1.2.2. Bộ phận hướng

a. Bộ phận hướng của hệ thống treo phụ thuộc

Nếu phần tử đàn hồi là nhíp thì nhíp sẻ đảm nhận luôn vai trò của bộ phận hướng. Nếu phần tử đàn hồi không thực hiện chức năng của bộ phận hướng thì người ta dùng cơ cấu đòn 4 thanh hay chữ V.

b. Bộ phận hướng của hệ thống treo độc lập

Trong hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi và bộ phận hướng được làm riêng rẽ. Bộ phận đàn hồi thường là các lò xo trụ hay thanh xoắn, còn bộ phận hướng là các thanh đòn.

Ngoài ra còn có các loại :

- Loại đòn-ống hay Macpherson.

 

Hình 1-12:  Hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại đòn - ống

1,10- Lốp xe;2,6- Nối với khung xe;3,7- Xilanh thuỷ lực;4,8- Nối với gầm xe;5- Lò xo.

- Loại nến.

Hình 1-13:  Sơ đồ hệ thống treo độc lập có bộ phận hướng loại nến

1.Lốp xe;2 Lò xo;3 Ống dẫn hướng.

1.2.3. Bộ phận giảm chấn

Trên ôtô ngày nay thường sử dụng giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều (trả và nén). Ở hành trình bánh xe dịch chuyển đến gần khung vỏ gọi là hành trình nén của giảm chấn, giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung. Ở hành trình bánh xe đi xa khung vỏ gọi là hành trình trả của giảm chấn, giảm chấn giảm bớt xung lực va đập của bánh xe trên nền đường, tạo điều kiện đặt êm bánh xe trên nền và giảm bớt phản lực truyền ngược từ mặt đường tới thân xe. Các giảm chấn ống hiện đang dùng bao gồm:

- Theo kết cấu, có: giảm chấn loại đòn và loại ống.

- Theo tỷ số giữa các hệ số cản nén K_n và hệ số cản trả K_t, giảm chấn được chia ra các loại: tác dụng một chiều, tác dụng hai chiều đối xứng, tác dụng hai chiều không đối xứng.

Hiện nay phổ biến nhất là loại giảm chấn ống tác dụng hai chiều có đặc tính không đối xứng và có van giảm tải. Tỷ số K_t/K_n = 2÷5. Hệ số cản nén được làm nhỏ hơn nhằm mục đích giảm lực truyền qua giảm chấn lên khung khi bánh xe gặp chướng ngại vật.

Giảm chấn ống được bố trí trên ô tô như trên hình 1-14. Do được bố trí như vậy nên lực tác dụng lên piston giảm chấn nhỏ và điều kiện làm mát giảm chấn rất tốt.

1

2

3

4

5

Hình 1-14: Sơ đồ bố trí giảm chấn ống

1- Lốp xe; 2- Giảm chấn; 3- Lò xo; 4- Đòn ngang; 5- Bộ truyền lực.

Áp suất làm việc p_max của giảm chấn ống chỉ khoảng (6÷8) MPa, thành giảm chấn ống mỏng hơn nên nhẹ hơn giảm chấn đòn khoảng 2 lần.

Kết cấu và chế tạo giảm chấn ống cũng đơn giản hơn nên hiện nay giảm chấn ống được sử dụng rộng rãi trên tất cả các loại ô tô.

1.2.4. Thanh ổn định ngang

Thanh ổn định ngang có tác dụng làm giảm góc nghiêng ngang thân xe, tức là làm tăng tính chất chuyển động ổn định của ôtô. Trong ôtô, thanh ổn định ngang thường thấy trên cả hai cầu của ôtô buýt, cầu trước đôi khi cả trên cầu sau của ôtô tải.

Cấu tạo chung thanh ổn định có dạng chữ U, làm việc giống như một thanh xoắn đàn hồi. Có hai dạng bố trí:

- Các đầu chữ U nối với bánh xe dầm cầu, còn thân thanh ổn định nối với thân xe nhờ các ổ đỡ bằng cao su.

- Trên một số ôtô có dạng bắt ngược lại: hai đầu của chữ U nối với thân xe, thân thanh ổn định ngang nối với dầm cầu cứng.

Thanh ổn định ngang chỉ chịu xoắn khi có sự sai lệch lực tác dụng lên hai đầu gây xoắn của nó.

Khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực bên (lực ly tâm, gió bên,..), phản lực thẳng đứng của hai phần tử đàn hồi trên một cầu thay đổi, một bên tăng tải và một bên giảm tải gây nên sự nghiêng thân xe. Thanh ổn định ngang lắp trên ôtô được xem là bộ phận đàn hồi phụ với chức năng hạn chế sự nghiêng thân xe. Với các ôtô có yêu cầu cao về tiện nghi đòi hỏi bộ phận đàn hồi (nhíp lá, lò xo, thanh xoắn,...) có độ cứng nhỏ. Khả năng gây nên mômen chống lật của bộ phận đàn hồi chính nhỏ, vì vậy cần thiết thêm vào hệ thống treo thanh ổn định ngang. Khi làm việc ở các vùng góc nghiêng ngang thân xe gần giá trị giới hạn, mômen chống lật đảm bảo cân bằng với mômen gây lật thì hệ thống treo không có mặt phần tử đàn hồi phụ thuộc thanh ổn định.

1.2.5. Các bộ phận khác

Ngoài các bộ phận kể trên, hệ thống treo của ôtô còn có các bộ phận khác:

- Vấu cao su tăng cứng: thường đặt trên nhíp lá và tỳ vào phần biến dạng của nhíp lá, kết cấu này làm giảm chiều dài biến dạng của nhíp lá khi tăng tải. Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình làm việc của bánh xe được gọi là vấu hạn chế hành trình. Các vấu hạn chế hành trình trên thường được kết hợp với chức năng tăng cứng cho bộ phận đàn hồi. Các vấu hạn chế hành trình này có khi được đặt trong vỏ của giảm chấn.

- Các gối đỡ cao su: làm chức năng liên kết mềm. Nó có mặt ở hầu hết các mối ghép với khung vỏ. Ngoài chức năng liên kết, nó còn có tác dụng chống rung truyền từ bánh xe lên, giảm tiếng ồn cho khoang người ngồi.

1.3. Mục tiêu – phương pháp và nội dung nghiên cứu

1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu khai thác kỹ thuật hệ thống treo trên xe Toyota Camry 2019 với kết quả là phân tích kết cấu hệ thống treo, xác định được động học và động lực học hệ thống treo, xây dựng quy trình chẩn đoán, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống treo trên xe Toyota Camry 2019.

1.3.2. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết, thông qua việc sử dụng các công thức để tính toán các thông số cơ bản tham khảo từ các tài liệu có độ tin cậy cao. Nghiên cứu các thông số đo trực tiếp, quan sát trên xe thật và kinh nghiệm sủa chữa thực tế tại cơ sở sản xuất.

1.3.3. Nội dung nghiên cứu

Nội dung của đồ án tốt nghiệp bao gồm:

Chương I: Tổng quan của hệ thống treo

Chương II: Phân tích kết cấu hệ thống treo trên xe Toyota Camry 2019

Chương III: Chẩn đoán, bảo dưỡng hệ thống treo trên xe Toyota Camry 2019

CHƯƠNG II

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2019

2.1.Giới thiệu chung về ô tô Toyota Camry 2019

2.1.1. Giới thiệu về hệ thống treo xe Toyota Camry 2019

                   

Hình 2-1: Tổng quan hệ thống treo xe ToyotaCamry 2019

Hệ thống treo là bộ phận kết nối vỏ khung ô tô với các cầu xe, nó thường được đặt ở vị trí phía trên cầu trước và cầu sau của xe, có chức năng giúp xe vận hành êm ái và ổn định khi qua các địa hình không bằng phẳng. Song song đó, nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc truyền lực và mô-men từ bánh xe lên đến khung hoặc vỏ xe, giúp bánh xe đảm bảo hoạt động đúng quy trình.

Toyota Camry 2019 là một trong những mẫu xe của Toyota sử dụng hệ thống treo dạng độc lập ở cả hệ thống trước và sau. hệ thống treo độc lập giúp xe hập thụ rung động tốt hơn từ đó giúp xe vận hành luôn êm ái dù đi qua bất kỳ cung đường gồ ghề nào.

Hệ thống treo của Toyota Camry 2019 cũng làm việc khá tốt khi đánh giá Toyota Camry 2019 trong nội đô. Nó đủ êm ái và khả năng cách âm đã được tăng cường đáng kể nhờ thanh gia cố và lớp chống ồn ở trần xe, sàn xe và khung xe. Mỗi cú thốc ga, tăng tốc đột ngột khó có thể bị ức chế. Bởi những tiếng ồn lọt vào trong cabin của Toyota Camry 2019 là rất ít. Giúp cho tôi mạnh dạng đánh giá Toyota Camry 2019 vẫn là một mẫu xe nuột nhất phân khúc

Khi mang Toyota Camry 2019 đánh giá khả năng chạy xa lộ. Hãy tận hưởng đi là những gì tôi muốn nói. Ồn ư? Nó lại ở mức không đáng kể. Và 207 mã lực lại làm tốt những gì phải làm khi chạy xa lộ. Và tiếng gầm của động cơ sẽ rõ hơn từ khoảng 6000 vòng/phút. Và khả năng cách âm của Toyota Camry 2019 đủ tốt để không gây ra bất kỳ một sự khó chịu nào.

Chưa hết, lại phải nói tới hệ thống treo mới của Toyota Camry 2019. Sự êm ái thể hiện rõ ràng từ giải tốc độ 80 km/h. Và giữ vững khi chạy 100 km/h trên đường cao tốc. Bạn phải trải nghiệm ngay, những bài đánh giá Toyota Camry 2019. Nói về Toyota Camry 2019 như thế này sẽ còn rất nhiều hoài nghi. Hãy thử và tự đánh giá Toyota Camry 2019 theo sự khó tính của mình và nó là những gì đáng giá.

Toyota Camry 2019 được trang bị giảm sóc thế hệ mới và hiện đại:

- Hệ thống treo trước được trang bị hệ thống treo độc lập, thanh xoắn và thanh cân bằng. Với một loạt ưu điểm là tăng độ vững tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ êm dịu chuyển động. Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay. Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe.

- Hệ thống treo sau đòn kép thanh xoắn và thanh cân bằng. Với kết cấu này trọng lượng nhỏ, giá thành rẻ, dễ chế tạo. Kết cấu gọn, đơn giản. Chiếm ít không gian có thể bố trí chiều cao than xe. Mức độ hấp thụ năng lượng lơn so với các phần tử đàn hồi khác nên hệ thống treo có thể làm nhẹ hơn.Hệ thống treo sau của Camry bao gồm một số thành phần quan trọng như cánh tay điều chỉnh hướng, ống lót và giảm xóc, được định vị lại để cải thiện khả năng giảm rung chấn khi đi trên những đoạn đường gập ghềnh. Ống lót được đặt trên tất cả các khớp tay giúp chống ồn, giảm độ rung của xe. Hệ thống giảm xóc được đẩy ra phía ngoài, tạo không gian khoang hành lý rộng rãi và thân thiện hơn.

 

 

Bảng 2-1: Thông số kĩ thuật xe Toyota Camry 2019

STT	Thông số tham khảo		Giá trị	Đơn vị
1	Kích thước tổng thể ( Dài x rộng x cao)		4885 x 1840 x 1445	mm x mm x mm
2	Chiều dài cơ sở		2825	mm
3	Chiều rộng cơ sở	Trước/sau	1575 / 1565	mm
4	Loại động cơ		I4, 16 van, DOHC, VVT -i
5	Hộp số		Tự động 6 cấp
6	Dung tích công tác		2494	cc
7	Công suất tối đa (SAE Net)		132(178)/ 6000	KW(Mã lực)/(vòng/phút))
8	Mô men xoắn tối đa (SAE Net)		231/4100	Nm/(vòng/phút)
9	Hệ thống treo	Trước	McPherson với thanh xoắn và thanh cân bằng
		Sau	Đòn kép với thanh xoắn và thanh cân bằng
10	Hệ thống phanh	Trước	Đĩa thông gió 16inch
		Sau	Đĩa 15inch
11	Dung tích bình nhiên liệu		70	Lít
12	Kí hiệu lốp		215/55 R17 H

2. 2. Kết cấu các phần tử chủ yếu của xe Toyota Camry 2019

2.2.1. Sơ đồ chi tiết hệ thống treo

a. Hệ thống treo trước

Hình 2-2: Hình ảnh tổng quan hệ thống treo trước của xe Toyota Camry 2019

Xe Camry 2019 sở hữu hệ thống treo độc lập đưa đến sự trải nghiệm tốt hơn, ít tiếng ồn hơn. Hệ thống treo sử dụng ở Camry thế hệ mới là hệ thống độc lập Mc.pherson, đây được mệnh danh là tấm đệm êm ái, thư thái cho người ngồi trên ô tô. Nhờ vào chi tiết này mà chiếc xe mới có thể ổn định mà không bị xóc nảy khi di chuyển qua những đoạn đường xấu. Hệ thống treo trên xe được đặt phía trên cầu trước và cầu sau của xe và thuộc bộ phận khung gầm xe.

HTT Mc.Pherson là biến dạng của HTT hai đòn ngang với độ dài đòn ngang trên bằng 0. Cấu tạo HTT Mc. Pherson gồm: một đòn ngang, lò xo trụ, giảm chấn. Đòn ngang có đầu trong liên kết với thân xe bởi khớp trụ, đầu ngoài nối với đầu dưới của giảm chấn bởi khớp cầu. Đòn ngang có dạng hình chữ A để đảm bảo khả năng tiếp nhận lực ngang và dọc tác động lên HTT khi xe chuyển động. Trục của bánh xe được nối cứng với vỏ của giảm chấn. Đầu trên của giảm chấn liên kết với thân xe bằng khớp tự lựa, đầu dưới liên kết với đòn ngang bằng khớp cầu, như vậy giảm chấn đóng vai trò vừa là trụ xoay của bánh xe (dẫn hướng) và giảm chấn.

Trên hình vẽ, trụ xoay của bánh xe dẫn hướng là đường EG (là đường thẳng nối điểm liên kết trên của giảm chấn E với thân xe, điểm G là tâm của khớp cầu dưới). Lò xo có thể được lồng ra ngoài giảm chấn nhằm thu gọn kích thước của HTT. Phần tử đàn hồi của HTT thường là lò xo xoẵn. Khi bánh xe chuyển dịch theo phương thẳng đứng, các góc kết cấu của trụ xoay thay đổi. Chiều dài của đòn ngang dưới và các thông số kết cấu của HTT được thiết kế hợp lí để hạn chế sự thay đổi này. Khi bánh xe dao động, các chuyển vị HTT một đòn ngang này xảy ra tương tự như trên HTT hai đòn ngang.

Hình 2-3: Sơ đồ kết cấu hệ thống treo trước của xe Toyota Camry 2019

1- Cao su chắn bụi; 2- Lốp xe; 3- Vành lốp; 4- Đĩa phanh; 5- Moay ơ; 6- Nắp chụp; 7- Đai ốc; 8- Trục lắp; 9- Vòng phớt; 10- Ổ bi; 11- Vỏ moay ơ; 12- Chốt chẻ; 13- Đệm cao su; 14- Rô tuyn; 15- Vỏ rô tuyn; 16- Nắp rô tuyn; 17- Đai ốc; 18- Bát bèo giảm chấn; 19- Đệm cao su; 20- Ổ bi; 21- Chặn lò xo trên; 22- Lò xo; 23- Ụ hạn chế; 24- Ty đẩy; 25- Chặn lò xo dưới; 26- Cao su đệm lò xò dưới; 27- Bu long; 28- Chụp chắn bụi; 29- Thanh ổn định; 30- Càng chữ A; 31- Bulong.

HTT một đòn ngang có ưu việt là kết cấu đơn giản, gọn, giải phóng được không gian dành cho hệ thống truyền lực hoặc khoang hành lý của xe. Hiện nay HTT Mc.Pherson được sử dụng rộng rãi trên các xe con hiện đại, đặc biệt trên ô tô con cầu trước chủ động dẫn hướng, với không gian chật hẹp

Mc.Pherson có thể coi là hệ thống treo độc lập sơ khai và đơn giản nhất. Vì thế, lợi thế lớn nhất của hệ thống treo này là sử dụng ít linh kiện hơn, giúp cho việc sửa chữa bảo dưỡng đơn giản và tiết kiệm hơn. Với việc thường sử dụng cho các bánh trước, hệ thống treo này giúp giảm khối lượng phần đầu xe, giải phóng không gian cho khoang lái. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của MacPherson là bánh xe lắc ngang so với mặt đường. Độ chụm của xe dễ bị lệch hơn và chủ xe cần đi kiểm tra góc đặt bánh xe nhiều hơn.

b. Hệ thống treo sau xe

Hệ thống treo sau trên xe Toyota Camry 2019 là treo đa liên kế. Về bản chất, treo đa liên kết là loại treo độc lập. Cải tiến từ đòn đôi chữ A, treo đa liên kết sử dụng ít nhất ba cần ngang và một cần dọc. Những loại cần này không nhất thiết phải dài bằng nhau và có thể xoay theo các góc khác từ hướng ban đầu. Nhờ có một khớp nối cầu hoặc ống lót cao su ở cuối mỗi cần mà chúng luôn ở trong trạng thái căng, nén và không bị bẻ cong. Phần đầu của cần được nối với phần cuối của trục. Khi quay trục để bẻ lái, trục sẽ thay đổi hình dạng của hệ thống treo bằng cách xoẵn toàn bộ cần treo. Các trục xoay của hệ thống treo được thiết kế để có thể xoẵn toàn bộ. Bố cục đa liên kết được sử dụng cho hệ thống treo sau.

Hình 2-4: Sơ đồ kết cấu hệ thống treo sau của xe Toyota Camry 2019

1- Khớp cầu bên trên; 2- Lốp xe; 3- Vành lốp; 4- Đĩa phanh; 5- Moay ơ; 6- Nắp chụp; 7- Đai ốc; 8- Chốt chẻ; 9- Vòng phớt; 10- Ổ đũa côn; 11- Trục bánh xe; 12- Chốt chẻ rô tuyn; 13- Cao su chắn bụi; 14- Khớp cầu; 15- Vỏ rô tuyn; 16- Nắp rô tuyn; 17- Càng trên; 18- Đệm cao su; 19- Đai ốc; 20- Gân trợ lực; 21- Giảm chấn; 22- Chặn lò xo trên; 23- Lò xo; 24- Bu long; 25- Càng dưới; 26- Chặn lò xo dưới; 27- Khớp càng dưới.

Hệ thống treo sau của Camry mới bao gồm một số thành phần quan trọng như cánh tay điều chỉnh hướng, ống lót và giảm xóc, được định vị lại để cải thiện khả năng giảm rung chấn khi đi trên những đoạn đường gập ghềnh. Ống lót được đặt trên tất cả các khớp tay giúp chống ồn, giảm độ rung của xe. Hệ thống giảm xóc được đẩy ra phía ngoài, tạo không gian khoang hành lý rộng rãi và thân thiện hơn.

Cấu tạo của hệ thống treo này vẫn bao gồm ba bộ phận lò xo, giảm xóc giảm chấn và bộ phận điều hướng. Điểm khác biệt so với hệ thống treo MacPherson là bộ phận điều hướng bao gồm hai thanh dẫn hướng trong đó thanh ở trên thường có chiều dài ngắn hơn.

Treo sau sử dụng hai đòn ngang bằng nhau và có chiều dài khá lớn giữ vai trò của đòn ngang dưới. Chiều dài đòn ngang lớn để giảm ảnh dưởng của sự thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe. Khớp quay trong, ngoài dạng trụ được chế tạo bằng cao su để giảm rung động cho hệ thống. Các đòn ngang đặt hai bên giá treo.

Đòn dọc nằm nghiêng hỗ trợ khả năng truyền lực và mô men phanh. Thanh ổn định được bố trí sau cầu và nằm trên trục bánh xe để tạo nên cặp ngẫu lực cân bằng với mô men phanh.

Cầu sau cho phép điều chỉnh độ chụm bánh xe. Cấu trúc độ chụm dương và được điều chỉnh theo kết cấu kiểu tăng đơ (kéo dài thanh nhờ ốc điều chỉnh) trên đòn ngang sau.

2.2.2. Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính

a. Bộ phận đàn hồi

Do yêu cầu nâng cao chất lượng của HTT trên ô tô nhằm đảm bảo khả năng êm dịu và an toàn chuyển động ngày nay trên một số ô tô trang bị HTT điều khiển điện tử.

Mục đích của việc điều khiển là nhằm ổn định chiều cao thân xe, tự động thay đổi độ cứng của bộ phận đàn hồi và độ cứng của bộ phận giảm chấn, phù hợp với cấu trúc của ô tô và điều kiện chuyển động trên đường. HTT được hoàn thiện như vậy, được gắn liền với khái niệm HTT có điều khiển tích cực.

Tuy nhiên mức độ hoàn thiện như vậy cần tiêu thụ năng lượng lớn, trên một số ô tô khác sử dụng HTT có điều khiển bán tích cực. HTT bán tích cực cho phép thực hiện tự động điều khiển trong bộ phận giảm chấn, nhằm dập tắt nhanh dao động thẳng đứng trong khoảng làm việc. Bằng các thiết bị điện tử bố trí trên HTT, bộ  phận giảm chấn có thể thay đổi độ cứng phù hợp với các điều kiện chuyển động của ô tô.

Bộ phận đàn hồi trên xe Camry 2019  là thanh xoắn hệ thống treo sau và giảm chấn ở hệ thống treo trước

vKết cấu của thanh xoắn

Thanh xoẵn có dạng tiết diện đơn tròn hay tiết diện ghép hình lục lăng. Hai đầu thanh xoẵn có tiết diện lục giác hoặc then nhằm liên kết với các phần của HTT. Thanh xoẵn được chế tạo từ thép silic (thép hợp kim độ đàn hồi cao), có kích thước và khối lượng nhỏ, dễ dàng bố trí trong không gian dưới sàn xe.

Để tăng khả năng chịu tải hoặc thu nhỏ kích thước, thanh xoẵn được chế tạo với ứng suất dư khi nhiệt luyện. Ứng suất dư được hình thành theo ngược chiều chịu tải. Trên đầu thanh xoẵn, ở bên phải của ô tô thường có chữ "R", còn bên trái có chữ "L", nhằm tránh nhầm lẫn khi lắp ráp.

Các bộ phận đàn hồi bằng kim loại có đặc tính biến dạng (quan hệ lực P và biến dạng f) được coi là tuyến tính.

3

4

2

1

Hình 2-5: Vị trí của thanh xoắn trong hệ thống treo

1- Thanh xoẵn; 2- Khung xe; 3- Đòn ngang (càng A); 4- Bulong cố định.

- Thanh xoắn sử dụng trên xe có tiết diện tròn, loại đơn.

- Thanh xoắn được lắp nối lên khung và các bánh xe qua các đòn dẫn hướng bằng các đầu then hoa có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng 90⁰.

Hình 2-6: Kết cấu thanh xoắn

1- Dẫn hướng thanh xoắn trái; 2- Dẫn hướng thanh xoắn phải; 3- Vòng đệm định vị trái; 4- Vòng đệm định vị phải; 5- Điểm định vị thanh xoắn trái; 6- Điểm định vị thanh xoắn phải.

Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, có khả năng tăng độ bóng bề mặt để tăng độ bền.

- Tải trọng phân bố lên khung tốt hơn vì mô men của các lực tác dụng thẳng đứng tác dụng lên xe không nằm trong vùng chịu tải.

Nhược điểm:

- Chế tạo khó khăn hơn.

- Bố trí lên xe khó hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn

vBộ phận giảm chấn

Giảm chấn trên HTT là bộ phận được bố trí nằm giữa bánh xe và thân xe dùng để hấp thụ nhanh năng lượng dao động (cơ năng) của thân xe. Các loại giảm chấn sử dụng trên xe: giảm chấn đòn, giảm chấn ống. Ngày nay thường dùng là giảm chấn ống. Giảm chấn làm việc với hai hành trình nén và trả.

Khi bánh xe đi lại gần thân xe được gọi là hành trình nén, còn ngược lại là hành trình trả. Giảm chấn có thể tác dụng một chiều hay hai chiều. Phổ biến gặp ở ô tô là giảm chấn có tác dụng hai chiều cả ở hành trình trả và hành trình nén.

Giảm chấn sử dụng trên xe là loại giảm chấn ống.

Cấu tạo:

- Trên piston có hai dãy lỗ khoan theo các vòng tròn đồng tâm. Dãy lỗ ngoài được đậy phía trên bởi đĩa của van thông 9. Dãy lỗ trong - đậy phía dưới bởi van trả 10. Trên piston có một lỗ tiết lưu 17 thường xuyên mở.

- Trên đáy xi lanh cũng được làm các dãy lỗ: dãy lỗ ngoài được che phía trên bởi đĩa của van hút 12, dãy lỗ trong - che phía dưới bởi van nén 13.

- Giữa hai ống của giảm chấn có khe hở tạo nên một buồng chứa phụ còn gọi là buồng bù, để chứa dầu khi giảm chấn làm việc.

Nguyên lý làm việc:

+ Hành trình nén:

- Nén nhẹ: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ. Dầu được ép từ khoang dưới, qua các lỗ tiết lưu 16 và van thông 9 đi lên khoang trên. Do thể tích piston giải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống dưới (do ở khoang trên có thêm cần piston). Nên một phần dầu phải chảy qua khe tiết lưu 15 trên van nén 13, đi sang buồng bù của giảm chấn.

- Nén mạnh: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ lớn. áp suất trong khoang dưới piston tăng cao, ép lò xo mở to van nén 13 ra cho dầu đi qua sang buồng bù. Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảm chấn

+ Hành trình trả:

- Trả nhẹ: Piston dich chuyển lên trên với tốc độ nhỏ. Dầu được ép từ khoang trên, qua các lỗ tiết lưu 17 đi xuống khoang dưới. Do thể tích piston giải phóng ở khoang dưói lớn hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển lên trên (do ở khoang trên có thêm cần piston). Nên dầu từ khoang trên chảy xuống không đủ bù cho thể tích giải piston phóng ở khoang dưới. Lúc này giữa khoang dưói và buồng bù có độ chênh áp. Vì thế dầu từ buồng bù chảy qua van hút 12 vào khoang dưới piston để bù cho lượng dầu còn thiếu.

- Trả mạnh: Piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn. áp suất trong khoang trên piston tăng cao ép lò xo mở van trả 10 ra cho dầu đi qua dãy lỗ trong xuống khoang dưới. Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảm chấn.

Các van dạng đĩa - lò xo có quán tính rất nhỏ, nên đảm bảo cho dầu lưu thông kịp thời từ khoang này sang khoang kia.

Hình 2-7: Hình ảnh thực tế kết cấu giảm chấn của xe Toyota Camry 2019

Hình 2-8: Kết cấu giảm chấn

1-Tai giảm chấn; 2- Vòng làm kín; 3- Vòng cao su làm kín; 4- Ống dẫn hướng; 5-Cần piston; 6- Vỏ chắn bụi; 7- Ống bên ngoài; 8- Ống bên trong; 9- Đĩa van thông; 10- Van trả; 11- Piston; 12- Van hút; 13- Van nén; 14- Đế giảm chấn; 15- Khe tiết lưu; 16- Lỗ tiết lưu; 17- Đai ốc.

Sự làm việc ổn định của giảm chấn phụ thuộc nhiều vào độ kín khít của mối ghép giữa cần và nắp giảm chấn. Kết cấu bộ phận làm kín này rất đa dạng. Tuy vậy, phổ biến nhất là dùng các vòng làm kín mà bề mặt làm việc của chúng có các gân vòng. Các vòng làm kín được lắp lên cần với độ căng 0,4...0,9 mm và được ép chặt bằng lò xo. Vòng đệm thứ hai dùng để chắn bụi và nước. Các vòng đệm làm việc trong vùng nhiệt độ từ -50^o đến +160^o, vì thế chúng cần được chế tạo bằng các vật liệu chịu dầu, chịu nhiệt. Ví dụ: cao su hay cao su chứa flo.

Cần được chế tạo từ thép 45. Bề mặt cần tiếp xúc với các vòng làm kín và ống lót dẫn hướng được tôi cao tần và mạ crôm. Trước và sau khi mạ cần được mài bóng. Piston được chế tạo từ gang xám hay hợp kim kễm đặc biệt. Các ống lót dẫn hướng được chế tạo từ đồng đỏ. Trong một số kết cấu, trên piston có lắp các vòng bằng gang hay chất dẻo thấm flo, còn ống dẫn hướng - bằng chất dẻo thẫm flo hay cao su để giảm sự dò rỉ dầu khi bị đốt nóng. Vật liệu có nhiều triển vọng để chế tạo piston và các ống lót là kim loại gốm được tẩm chất dẻo chứa flo để giảm ma sát và mài mòn.

Giảm chấn được đổ đầy dầu có tính chống ôxy hóa và tạo bọt cao, có khả năng bôi trơn tốt và đặc tính nhớt thích hợp. Độ nhớt động khi nhiệt độ thay đổi từ +100^o đến -40^o C.       

vThanh ổn định

Thanh ổn định ngang có tác dụng san tải cho hai bên HTT, giảm góc nghiêng ngang thân xe, làm tăng tính ổn định chuyển động của ô tô.

Thanh ổn định thường thấy ở cả hai cầu ô tô con. Với mục đích hạn chế độ nghiêng ngang thân xe, ô tô con: (4÷6)̊.

Có tác dụng khi xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhám sau bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịu tải ít hơn. Cấu tạo chung của thanh ôn định bố trí trên ô tô có dạng chữ U. Các đầu chữ U nối với bánh xe còn thân thanh ổn định nối với thân xe nhờ các ổ đỡ bằng cao su, hay ngược lại.   

Hình 2-9: Các kiểu thanh ổn định

2.3. Các thông số cơ bản của HTT

Bảng 2-2: Nhóm các thông số tải trọng

STT	Thông số tham khảo	Giá trị	Đơn vị
1	Tải trọng toàn xe khi không tải (G0)	12800	N
2	Tải trọng toàn xe khi đầy tải (GT)	17300	N
3	Tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải (G10)	7000	N
4	Tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải (G1T)	8500	N
5	Tải trọng đặt lên cầu sau khi không tải (G20)	5800	N
6	Tải trọng đặt lên cầu sau khi đầy tải (G2T)	8800	N
7	Khối lượng phần không treo (mkt = 11x2 = 22)	22	Kg
8	Khối lượng phần bánh xe (mbx = 16x2=32)	32	Kg

Bảng 2-3: Nhóm các thông số kích thước bánh xe

STT	Thông số tham khảo		Giá trị	Đơn vị
1	Chiều dài cơ sở		2825	mm
2	Chiều rộng cơ sở		1575	mm
3	Dài´Rộng´Cao		4885´1840´1445	mm ´ mm ´ mm
4	Kích thước bánh xe (Kí hiệu lốp)		215/55 R17 H
5	Khoảng sáng gầm xe khi đầy tải		140	mm
6	Vết bánh xe	Trước	1300	mm
		Sau	1310	mm
7	Công suất cực đại		178/6000	Mã lực/(v/ph)
8	Mômen cực đại		231/4100	N.m/(v/ph)
9	Vận tốc cực đại		195	Km/h

Có rất nhiều các thông số đánh giá độ êm dịu của ôtô khi chuyển động như tần số dao động , gia tốc dao động và vận tốc dao động.

Trong đồ án này ta đánh giá độ êm dịu của ôtô thông qua tần số dao động của HTT.

Đối với ôtô con tần số dao động  n = 60 ¸ 90 lần/ph  để đảm bảo phù hợp với dao động của con người .

2.3.1. Xác định độ cứng của lò xo

Độ cứng của lò xo C_t  được tính toán theo điều kiện kết quả tính được phải phù hợp với tần số dao động trong khoảng  n = 60 ¸ 90 l/ph.

Độ cứng của hệ thống treo được tính toán theo công thức :

C_t  =   .w²            với   w = ()²

Ta tính theo công thức sau:

w =  =  = 7,45 (rad/s).

Khối lượng phần không treo : m_kt  = 22 kg .

Khối lượng phần treo ở trạng thái không tải :  M_T0  =  m₁₀ - m_kt  - m_bx

Û  M_T0 =  700 -22 - 16x2  = 646 Kg.

m₁₀ _ tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải   m₁₀  =  700 Kg.

Khối lượng phần treo ở trạng thái đầy tải :  M_T1  =  m_1T  - m_kt  - m_bx

Û  M_T1 =  850 - 22 - 16x2 = 796 Kg.

m_1T : tải trọng đặt lên cầu trước khi đầy tải   m_1T  =  850 Kg.

Độ cứng của một bên hệ treo ở trạng thái không tải :

C =  .w² = .7,45²=  17927  N/m  = 17,927 (N/mm). (*)

Độ cứng của một bên hệ treo ở trạng thái đầy tải :

C =  .w² = .7,45²=  22090  N/m  = 22,09 (N/mm). (**)

 

Từ (*) và (**) ta có độ cứng của một bên hệ treo lấy giá trị trung bình :

C =  = .(17927 + 22090) = 20008,5 N/m = 20,008 (N/mm).    (2.1)

2.3.2. Xác định hành trình tĩnh của bánh xe (Độ võng tĩnh của hệ treo)

Độ võng tĩnh của hệ treo (khi đầy tải) :

           f_t  = . =  = 0,195 (m).                                   (2.2)

Kiểm nghiệm lại độ võng tĩnh vói C = 20008 N/m.

Từ công thức :   f =

+ ở chế độ không tải : f =  =  = 0,158 (m)

Mà :   f = Þ=  = 62,08

Þ =  = 7,88 (rad/s).

Từ  công thức    :   n =  =  = 75,2 (l/ph) .        

+ ở chế độ đầy tải : f =  =  = 0,195 (m).

Mà :   f = Þ=  =50,3.

Þ =  = 7,09 (rad/s).

Từ  công thức    :   n =  =  = 67,7 (l/ph) .

Qua kiểm nghiệm ta thấy ở cả hai chế độ không tải và đầy tải tần số dao động đều nằm trong khoảng  60 ¸ 90 (l/ph) đảm bảo được yêu cầu đặt ra . Do đó với bộ phận đàn hồi có độ cứng  C = 20.008 (N/mm) thoả mãn được yêu cầu tính toán thiết kế.

 

 

• Xác định hành trình tĩnh của bánh xe: hay chính là độ võng tĩnh của hệ treo.

                            f_t=  = = 0,18 (m).                                                   (2.3)

2.3.3. Xác định hành trình động của bánh xe (độ võng động của hệ treo )

Ta có:               f_đ = (0,7 ¸1,0).f_t

Chọn:               f_đ = 0,8.f_t =  0,8.180 = 144 (mm).

èTổng hành trình của bánh xe (tính từ vị trí bánh xe bắt đầu chịu tải đến lúc chạm vào vấu tỳ hạn chế):

                             f_Tổng = f_đ + f_t =144 + 180 = 324 (mm).                                      (2.4)

Sử dụng  kết quả này để đặt cao su hạn chế hành trình trên và dưới của bánh xe. Với  hạn chế bằng cao su lấy đoạn biến dạng bằng 0,1 ¸ 0,2 của toàn bộ chiều dài.

2.3.4. Kiểm tra hành trình động của bánh xe

Theo điều kiện : f_đ£ H₀  - H_min .  

Trong đó :

H₀  : khoảng sáng gầm xe ở trạng thái chịu tải tĩnh.

H_min : khoảng sáng gầm xe tối thiểu  = 140 mm

Þ H₀ ³ f_đ + H_min = 144 + 140 = 284 mm.

Þ H₀³  284 mm.

* Đối với cầu trước cần kiểm tra hành trình động để không xẩy ra va đập cứng vào tì trước khi phanh :

Khi phanh dưới tác dụng của lực quán tính , trọng tâm của xe sẽ dịch chuyển và đầu xe sẽ bị dìm xuống , lúc này f_đ sẽ thay đổi.

Từ công thức :     f_đ³ f_t . j_max.  .

Trong đó :

Hệ số bám  . j_max  = 0,75.

Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau b =L.55% =2825.55% =1553(mm) .

Chiều dài cơ sở xe L = 2825 mm.

Chiều cao cơ sở xe h_g  = 500 mm.

Hình 2-10: Khoảng cách cơ sở của xe

Þ f_đ  ³ 180 . 0,7.= 40,56 mm.

èThỏa mãn.

* Xác định độ võng tĩnh của hệ treo ở trạng thái không tải tĩnh :

f_0T =  = .180  = 146(mm).                                                (2.5)

2.3.5. Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn : K_TB

Hệ số dập tắt dao động của hệ treo :

 D = 2 . y . w (rad/s).

 Trong đó :

y : Hệ số cản tương đối y = 0,2.  (y = 0,15 : 0,3).

w = 7,45 (rad/s).

ÞD = 2 .0,2 .7,45 = 2,98 (rad/s).

Hệ số cản trung bình của giảm chấn quy dẫn về bánh xe :

   K_TB  =  . D .  = . 2,98 .  = 120,9 (Ns/m).         (2.6)

Bảng 2-4: Số liệu cơ sở để tính toán

STT	Thông số tham khảo	Giá trị	Đơn vị
1	Chiều rộng cơ sở của xe ở cầu trước (BT)	1575	mm
2	Bán kính bánh xe (Rbx)	298	mm
3	Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng(góc Kingpin) ( d0)	10o
4	Sự thay đổi góc nghiêng ngang trụ đứng (Dd)	2o
5	Góc nghiêng ngang bánh xe(góc Camber) (go)	0o
6	Bán kính bánh xe quay quanh trụ đứng (ro)	-15	mm
7	Khoảng sáng gầm xe (Hmin)	140	mm
8	Độ võng tĩnh (fT)	180	mm
9	Độ võng động (fđ)	144	mm
10	Độ võng của hệ treo ở trạng thái không tải (f0T)	146	mm
11	Chiều dài trụ đứng (Kr)	150	mm
12	Chiều cao tai xe lớn nhất (Ht max)	800	mm
13	Tâm quay tức thời của thùng xe nằm dưới mặt đường  (hs)	50	mm

2.4. Động học hệ treo mc.pherson

2.4.1. Xác định độ dài càng chữ A và vị trí các khớp (phương pháp đồ thị)

Các bước cụ thể như sau : (Vẽ với tỉ lệ 1: 2 ).

Kẻ đường nằm ngang biểu diễn mặt phẳng đường : dd .

Vẽ đường trục đối xứng ngang của xe A_om: A_om vuông góc với dd.

Trên A_om đặt :

A_oA₁ = H_min = 140 mm.

A₁A₂ = f_đ = 144 mm.

A₂A₃ = f_T = 180 mm.

A₃A₄ = f_0T = 146 mm.

A_oA₅ = h_s = 50 mm.

Trên A_od đặt A_oB_o = B/2 = 740 mm.

B_o là điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường .

Tại B_o dựng B_oz vuông góc với dd.

Trên đoạn A_oB_o đặt B_oC_o = |r_o|=15 mm.

Tại C_o dựng C_on tạo với phương thẳng đứng một góc d_o=10^o .

Trên B_oz đặt B_oB=r_bx=298 mm.

Tại B dựng đường vuông góc với B_oz cắt C_on tại C₂ . C₂là điểm nối cứng của trụ bánh xe với trụ xoay đứng .

Trên C_on từ  C₂ đặt về phía trên và phía dưới các đoạn :

C₂C₁ =  =  = 75 mm.

C₁, C₂ là tâm quay ngoài của hai đòn ngang ở vị trí không tải

Bằng cách tương tự ta sẽ tìm được vị trí khớp ngoài của đòn ngang ở vị trí đầy tải như sau : Khi hệ treo biến dạng lớn nhất , nếu coi thùng xe đứng yên thì bánh xe sẽ dịch chuyển tịnh tiến lên tới điểm B₁.

Hình 2-11: Đồ thị xác định chiều dài đòn ngang

Nếu coi khảng cách giữa hai vết bánh xe ở trạng thái này là không đổi so với trạng thái khi không tải.                           

Khi đó B_oB₁ = f_đ + f_t - f_ot.

Từ B₁ kẻ đường B₁q //dd.

Trên B₁q đặt B₁D₁ = B_oC₀ = |r_o|. 

Nối D₁O₂ thì D₁O₂ là đường tâm trụ xoay đứng ở vị trí hệ treo biến dạng lớn nhất.Trong quá trình chuyển dịch bánh xe,k/c C_oC₁ không thay đổi,do đó trên D₁O₂ ta lấy D₁D₂ = C_oC₁.D₂ là vị trí khớp cầu ngoài của đòn ngang ứng với trạng thái hệ treo biến dạng lớn nhất.

Như vậy C₁ và D₂  sẽ cùng nằm trên một cung tròn có tâm là khớp trong của đòn dưới.

Kẻ đường trung trực kk của C₁D₂.

Từ A₄ kẻ đường tt // dd.

Xác định giao điểm O₁ của tt với kk. O₁ chính là tâm khớp trụ trong của đòn ngang.

Khoảng cách từ  O₁ tới đường đối xứng của xe phải sao cho có thể bố trí khoang chứa hàng hoặc cụm máy . Nếu nó không phù hợp thì có thể cho phép thay đổi khoảng sáng gầm xe trong giới hạn cho phép.

Nếu kéo dài O₁C₁ và kẻ đường vuông góc với O₂C_o thì chúng gặp nhau tại P ( tâm quay tức thời của bánh xe ).

Nối PB_o và kéo dài cắt A_om tại S(S là tâm quay tức thời của cầu xe cũng như là thùng xe trong mặt phẳng ngang cầu xe ).

Đo khoảng cách O₁C₁ rồi nhân tỉ lệ ta đựơc độ dài đòn chữ ‘A’ của hệ treo:

-L_d = 370 mm.

*Phương pháp tính chiều dài đòn ngang L_d.

Theo phương pháp giải tích.

Xét trong hệ tọa độ Đề-Các (XOY), cho 2 điểm A và B đã biết:

A (x_A , y_A)

B  (x_B , y_B)

Hình 2-12: Đồ thị tính chiều dài đòn ngang

Ta có: xem  hình (2-12) dưới đây. 

+₁ Phương trình đường thẳng AB là:

        y = .                                                   (2.7)

+₂ Khoảng cách giữa hai điểm A và B là:

         l_AB = .                                                 (2.8)

+₃ Phương trình đường thẳng (d) vuông góc với (AB) tại điểm C là:

               y= .       với điều kiện: y_C = .             (2.9)

Trình tự xác định kích thước đòn ngang bằng phương pháp giải tích:

• ₁ Trước hết coi mặt phẳng [zB­₀d_d] như là hai trục tọa độ của hệ tọa độ

 Đề-Các:

 _ trục hoành.

 _ trục tung.

B₀ _ gốc tọa độ.

• ₂ Xác định được tọa độ điểm B:  B₀B = r_bx

                                                                B  B₀z.                                         (2.10)

• ₃ Xác định được tọa độ điểm C₀: B₀C₀ = r₀

                                                                 C₀ dd.                                          (2.11)

• ₄ Xác định được phương trình đường thẳng C₀n

hệ số góc là (90⁰ - ) đi qua điểm C₀.

• ₅ Xác định được tọa độ điểm O₂: O₂ C₀n                                          (2.12)

                        k/cách từ O₂ tới dd là:750(đơn vị).   

• ₆  Xác định được phương trình đường thẳng BC­₂

BC₂ B₀z

đi qua điểm B.

è Xác định được tọa độ điểm C₂, là giao điểm của hai đường thẳng

                    BC₂ và C₀n.

● Xác định được tọa độ điểm C₁:         C₂C₁ = K_r/2

                                                                         C₁ C₀n.                     (*).           

● Xác định được tọa độ điểm B₁:         B₀B₁ = f_đ + f_t + f_ot

                                                                B₁ B₀z.                                         (2.13)

● Xác định được tọa độ điểm D₁:         B₁D₁ B₀z

                                                               B₁D₁ = r₀.                                          (2.14)

● Khi đó xây dung được phương trình đường thẳng D₁O₂

è Vì lúc này đã biết tọa độ của hai điểm D₁ và O₂.      

● Xác định được tọa độ điểm D₂:        D₂ D₁O­₂

                                                              D₁D₂ = C₀C₁ (tính được).                   (2.15)

● Xác định được phương trình đường trung trực của đoạn thẳng C₁D₂

                ( gọi là đường thẳng: l)                     biết điểm C₁

                                                                          biết điểm D₂.

• Xác định được phương trình đường thẳng p: p // dd

            đường thẳng p cách gốc tọa độ B₀ một đoạn là: ( h_g + f_đ + f_t - f_ot ).

● Giao điểm của hai đường thẳng: l và p lúc này sẽ là:

                                 l giao p tại điểm O₁.

à Xác định được tọa độ điểm O₁.                    (**).   

è Từ (*) và (**), tính ra được khoảng cách:

L_d = O₁C₁ = 370 (mm).

2.4.2. Đồ thị động học để kiểm tra động học hệ treo

Hình 2-13: Đồ thị động học

Khi hệ treo biến dạng thì các góc nghiêng ngang trụ đứng, khoảng cách giữa hai vết lốp sẽ thay đổi.

Các điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường là: 0, 1, 2, 3, 4.

Các góc nghiêng ngang trụ đứng lần lượt là: d₀, d₁, d₂, d₃, d₄.        

2.4.3. Mối quan hệ hình học của  hệ treo Mc.Pherson

Ta có sơ đồ hình học của hệ thống treo:

Hình 2-14: Mối quan hệ hình học giữa các góc đặt

Từ đồ thị động học đã xây dựng ở trên ta có độ dài các đoạn:

l_d = O₁C = 297,88 (mm).

O₁O = 192,65 (mm).

O₂O = 596 (mm).

+ Ở trạng thái tĩnh, ta có:

                            CC₂ = l_d.sing .                                                             (2.16)

+ Khi bánh xe chuyển vị lên một đoạn là: ∆H, thì điểm C sẽ dịch chuyển trên cung tròn tâm O₁ bán kính là l_d một đoạn là: CC’ và đòn ngang sẽ quay đi một góc làÄO.

Lúc này góc giữa đòn ngang và phương ngang ban đầu sẽ là: g  – ∆g.

+ Khi đó ta có thể coi điểm C’ gần như thẳng đứng nằm trên phương CC₂.

Do đó: C’C₂ = l_d.sin(g  – ∆g) .                                                                                                           (2.17)

Hình 2-15: Đồ thị động lực học

+ Và ta có C’C₂ chính là đoạn chuyển vị của bánh xe theo phương thẳng đứng.Tức là: C’C₂ = ∆H.

Suy ra, ta có:

∆H = l_d. sin(g  – ∆g) ;

sin(g  – ∆g) =  ;

g  – ∆g  = arcsin() ;

∆g  = g - arcsin()                                               

+ Ta lại có:

                   CC’ = l_d.tg ∆g  ;

Và:

                   C’C’’ = CC’.sin ∆g ;

Mà độ sai lệch vết lốp xe ÄB chính bằng:

                  ∆B = 2. C’C’’ = 2.ld. tg ∆g . sin∆g                                              (2.18)

+Ta xét mối quan hệ giữa g  và α:

Từ hình vẽ trên ta có độ dài của các đoạn:

            OC₁ = ld.sin           

Và:       OC₂ = O2C1.tgα = (OO₂ + OC₁).tgα                                       (2.19)

Mặt khác thì ta có:

                                     OC₂ = O₁C2 - OO₁ = l_d.cosg - OO₁ .                        (2.20)

Vậy ta suy ra: 

OC₂ = l_d.cosg  - OO₁ = (OO₂ + OC₁).tgα ;

                           =>l_d.cosg - OO₁ = (OO₂ + l_d.sing)tgα .                                (2.21)

Suy ra:           

tgα = l_d.cosg - OO₁/(OO₂ + l_d.sing)

              Vậy:   α = arctang .                                     (2.22)

2.4.4. Đồ thị động học hệ treo Mc.Pherson

Bằng cách xây dựng đồ thị động học của hệ treo (hình 2.7) với các thông số đã tính toán ở phần trên ta xác định được sự thay đổi chiều rộng cơ sở B và góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng .Kết quả đưa ra trên đồ thị quan hệ giữa chúng với sự biến dạng của hệ treo như sau :

Hình 2-16: Đồ thị độnghọc hệ thống treo Mc.Pherson

Tại đồ thị này ta có được các chuyển vị AB, Δδ theo dịch chuyển bánh xe (phương thẳng đứng) ΔB =f(S), Δδ = f(S). Từ đó ta có đồ thị của hệ treo.

2.5. Động lực học hệ treo Mc.Pherson

2.5.1. Các chế độ tải trọng tính toán

1. Trường hợp lực kéo và lực phanh cực đại

Trên sơ đồ phân tích lực tồn tại lực Z,X nhưng tính với giá trị cực đại (vắng mặt lực Y).

Tính trong trường hợp chỉ chịu lực phanh cực đại:

                 + Z = Z_tt =  =  = 510 (N).                                     (2.23)

Trong đó: 

                            Z_tt - tải trọng thẳng đứng tính toán cho một bên bánh xe.

                            m_p - hệ số phân bố tải trọng khi phanh gấp, m_p = 1,2.

                            G₁ - trọng lượng tĩnh đặt trên cầu trước (khi đầy tải).

                  + X = X_max = Z_tt.φ = 510.0,75 = 382 (N).                                  (2.24)

Trong đó:

                            X_max - lực dọc lớn nhất tác dụng tại điểm tiếp xúc của 

                                              bánh xe với mặt đường.

                             φ    - hệ số bám dọc lấy bằng 0,75.

                             G_bx  - khối lượng cụm bánh xe (gồm bánh xe,larăng và cơ

                                              cấu phanh), G_bx = 270(N).

b. Trường hợp lực ngang cực đại

Trên sơ đồ có mặt lực Z và Y (vắng mặt X).

Các lực được tính toán như sau:

                 + Z =  = . - G_bx ;

                                 = .- 27 = 19840 (N).                 (2.25)

Trong đó:

                                B - chiều rộng vết bánh xe, B = 1,575 (m).

                                h_g - chiều cao trọng tâm xe, h_g = 0,5 (m).

φ^*_y- hệ số gia tốc ngang, lấy bằng 0,6g.

φ_y- hệ số bám ngang, lấy bằng 1.

                  + Y = Y_tt = ..φ_y = 7120 (N);

                                    = ..1 = 20110 (N).                  (2.26)

1. Trường hợp chịu tải trọng động

Trên sơ đồ chỉ có lực Z (vắng mặt X,Y).

               Ta có:

                          Z = Z_t.k_d =  = 8500 (N).                                           (2.27)

Trong đó:

                          G₁- tải trọng đặt trên cầu trước.

                          k_d-  hệ số tải trọng động, k_d = 1,8 – 2,5 với xe du lịch

                                     chạy trên đường tốt.  

2.5.2. Xác định độ cứng và chuyển vị của phần tử đàn hồi

Các phần tử đàn hồi có thể ở dạng lò xo trụ,lò xo côn,thanh xoắn.Trong mục này chỉ đề cập tới việc tính lực và chọn cách bố trí lò xo trụ.

 Các góc bố trí trong không gian có thể gặp là: góc nghiêng dọc ổ và góc nghiêng ngang α.Các góc này được bố trí tùy thuộc vào không gian cho phép trên xe.

a. Độ cứng và chuyển vị của lò xo

Hình 2-17:khoảng cách xác định độ cứng và chuyển vị của lò xo

Hành trình làm việc:

                     f_lx = .cos.cos .

Độ cứng theo trục tâm:

                    C_lx = . .                                                           (2.28)

Trong đó:          

                             f = f_t + f_đ  tổng hành trình làm việc của bánh xe.

                             C_lx - độ cứng phần tử đàn hồi.

                             F_lx - hành trình làm việc của lò xo.

b. Độ cứng và hành trình giảm chấn

Kết cấu bố trí giảm chấn thường gặp như hình vẽ dưới đây.

Trục của giảm chấn không trùng với đường tâm trụ đứng thường gặp trên xe có: r_o (bán kính quay bánh xe dẫn hướng)âm và góc nghiêng ngang trụ đứng ọ khá lớn.

Hình 2-18: Đồ thị xác định độ cứng và hành trình của giảm chấn

Hành trình làm việc:

f_gc = . cos.cos .

Hệ số cản theo tâm trục:

              K_gc=. .                                                              (2.29)                       

2.5.3. Xác định các phản lực và lực tác dụng lên hệ treo cầu trước dẫn hướng

a. Trường hợp chỉ có lực Z (vắng lực X,Y )

Hình 2-19: Đồ thị xác định các phản lực và lực tác dụng lên hệ treo cầu trước

Phản lực tại Z đặt tại bánh xe gây nên đối với trục đứng AB:

 và mômen M_z(yoz).

Z_AB cân bằng với Z_lx:

          Z_lx = Z.cosα =  = .cos10⁰ = 4185 (N).                                (2.30)

Tại đầu A lực dọc theo phương giảm chấn tác dụng:

             Z_A =  Z_AB = Z_lx = 4185 (N).                                                                    (2.31)

Lực Z gây ra lực ngang Z_Y và mômen M_Z:

             + Z_Y= Z.sinα = .sin = .sin10^o = 738 (N).                                (2.32)

             + M_Z= Z.r_o.cosα = . r_o .cosα = .cos10^o.0,015 = 62,78 (N.m).     (2.33)

Trong đó:

                           Z - tải trọng thẳng đứng tác dụng lên một bánh xe,

Z = 0,5.G₁ = 0,5.8500 = 4250 (N).

r_o - là bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng: 0,015(m).

                            Z_AB - lực dọc theo phương trụ đứng.

                            Z_Y - lực ngang tác động lên bánh xe.

∆ - góc nghiêng ngang trụ đứng,  α = 10^o.

Và có M_Z tạo nên hai phản lực tại A và B là   A_MZ , B_MZ .

    A_MZ = B_MZ =  =  =  = 117 (N).                 (2.34)

Trong đó:

                                       m = C₂O₂ = 462 (mm).

                                       n = C₁C₂ =K_r/2 = 75 (mm).

                                       r_bx : bán kính bánh xe = 298 (mm).               

Còn Z_Y gây ra hai phản lực A_ZY và B_ZY:

              A_ZY =  =  = 306 (N).                                         (2.35)

              B_ZY =   =  = 1044 (N).                                   (2.36)

+ Khi tính toán thì cánh tay đòn m thay đổi, nên có thể lấy ở trạng thái chịu tải trọng tĩnh lớn nhất.

+ Khi góc α bé có thể bỏ qua :  cos α = 1 và sin α = 0.

Như vậy tổng lực tác dụng lên đầu A và B là:

Đầu A:

                           Z_A = 4185 (N).

                           A_MZ + A_ZY = 117 + 306 = 423 (N).                                             (2.37)

Đầu B:

                           B_MZ + B_ZY = 117 + 1044 = 1161 (N).                                          (2.38)

Trên đòn ngang tại điểm C có lực liên kết:

                           C_Y = B_MZ + B_ZY = 1161 (N).

Các phản lực tại gối tựa D và E là:

                       D_Y = C_Y. = 1161. = 705 (N).                              (2.39)

                       E_Y = C_Y. = 1161. = 456 (N).                               (2.40)

Trong đó:d₁ ,d₂ - là khoảng cách từ hai đầu khớp bản lề trong của càng A tới

....

CHƯƠNG III

CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2019

3.1. Các dạng hư hỏng thường gặp của hệ thống treo

3.1.1. Hư hỏng bộ phận giảm chấn

Bộ phận giảm chấn cần thiết làm việc với lực cản hợp lý nhằm dập tắt nhanh chóng dao động thân xe. Hư hỏng giảm chấn dẫn tới thay đổi lực cản này, tức là giảm chấn mất khả năng dập tắt dao động của thân xe, đặc biệt gây nên giảm mạnh độ bám dính trên nền đường.

Hình 3-1: Hình ảnh thực tế hư hỏng bộ phận giảm chấn

Các hư hỏng thường gặp là:

- Mòn bộ đôi xylanh, piston. Piston và xylanh đóng vai trò dẫn hướng và cùng với vòng găng hay phớt làm nhiệm vụ bao kín các khoang dầu. Trong qúa trình làm việc của giảm chấn piston và xylanh dịch chuyển tương đối, gây mòn nhiều trên piston, làm xấu khả năng dẫn hướng và bao kín. Khi đó sự thay đổi thể tích các khoang dầu, ngoài việc dầu có thể lưu thông qua lỗ tiết lưu, còn chảy qua giữa khe hở của piston với xylanh gây giảm lực cản trong cả hai hành trình nén và trả, mất dần tác dụng dập tắt nhanh dao động.

- Hở phớt bao kín và chảy dầu của giảm chấn. Hư hỏng này hay xảy ra đối với giảm chấn dạng ống, đặc biệt ở trên giảm chấn dạng ống một lớp vỏ. Do điều kiện bôi trơn của phớt bao kín và cần piston hạn chế, nên sự mòn là không thể tránh được sau thời gian dài sử dụng, dầu có thể chảy qua khe phớt làm mất dần tác dụng giảm chấn. Sự thiếu dầu ở giảm chấn hai lớp vỏ dẫn tới lọt không khí vào buồng bù giảm tính chất ổn định làm việc. Ở giảm chấn một lớp vỏ, sự hở phớt bao kín dẫn tới đẩy hết dầu ra ngoài và giảm nhanh áp suất. Ngoài ra sự hở phớt còn kéo theo bụi bẩn bên ngoài vào trong và tăng nhanh tốc độ mài mòn do đó phải thay mới phớt bao kín.

- Dầu bị biến chất sau một thời gian sử dụng. Thông thường dầu trong giảm chấn được pha thêm các phụ gia đặc biệt để tăng tuổi thọ khi làm việc ở nhiệt độ và áp suất thay đổi, giữ được độ nhớt trong khoảng thời gian dài. Khi có nước hay các tạp chất hóa học lẫn vào dễ làm dầu bị biến chất. Các tính chất cơ lý thay đổi là cho tác dụng của giảm chấn mất đi, có khi làm bó kẹt giảm chấn.

- Kẹt van giảm chấn có thể xảy ra ở hai trạng thái: luôn mở, luôn đóng. Nếu các van kẹt mở thì dẫn tới lực cản giảm chấn bị giảm nhỏ. Nếu các van giảm chấn kẹt đóng thì lực cản giảm chấn không được điều chỉnh, làm tăng lực cản giảm chấn. Sự kẹt van giảm chấn chỉ xảy ra khi dầu thiếu, hay dầu bị bẩn, phớt bao kín bị hở. Các biểu hiện của hư hỏng này phụ thuộc vào các trạng thái kẹt của van ở hành trình trả hay van làm việc ở hành trình nén, van giảm tải...

- Thiếu dầu, hết dầu đều xuất phát từ các hư hỏng của phớt bao kín. Khi bị thiếu dầu hay hết dầu giảm chấn vẫn còn khả năng dịch chuyển thì nhiệt phát sinh trên vỏ lớn, tuy nhiên khi đó độ cứng giảm chấn thay đổi, làm xấu chức năng của nó. Có nhiều trường hợp khi hết dầu có thể gây kẹt giảm chấn, cong trục.

- Đôi khi do sự qúa tải trong làm việc, cần piston giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn.

- Nát cao su các chỗ liên kết có thể phát hiện thông qua quan sát các đầu liên kết. Khi bị nát vỡ, ôtô chạy trên đường xấu gây nên va chạm mạnh kèm theo tiếng ồn.

Các hư hỏng của giảm chấn kể trên có thể phát hiện thông qua cảm nhận về độ êm dịu chuyển động, nhiệt độ vỏ ngoài giảm chấn, sự chảy dầu hay đo trên bệ kiểm tra hệ thống treo. Khi có sự cố xảy ra, ta tiến hành tháo rời các chi tiết và rửa sạch, kiểm tra độ cong, vênh, độ mài mòn, độ bóng của các chi tiết để quyết định tiếp tục sử dụng hay thay mới, sau đó ráp lại và đổ dầu giảm chấn mới vào.   

3.1.2. Hư hỏng bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi quyết định tần số dao động riêng của ôtô, do vậy khi hư hỏng sẽ ảnh hưởng nhiều tới các chỉ tiêu chất lượng.

Hình 3-2: Hình ảnh thực tế hư hỏng bộ phận đàn hồi

Bộ phận đàn hồi là bộ phận dễ hư hỏng do điều kiện sử dụng như:

- Giảm độ cứng, hậu quả của nó là giảm chiều cao thân xe, tăng khả năng va đập cứng khi tăng tốc hay phanh, gây ồn, đồng thời dẫn tới tăng gia tốc dao động thân xe, làm xấu độ êm dịu khi xe đi trên nền đường xấu.

- Gãy bộ phận đàn hồi do quá tải khi làm việc, hay do mỏi của vật liệu. Khi gãy lò xo, thanh xoắn sẽ dẫn tới mất vai trò của bộ phận dẫn hướng và mất tác dụng của bộ phận đàn hồi. Để khắc phục phải thay mới các chi tiết bị gãy và kiểm tra lại các chi tiết khác có còn khả năng làm việc không.

- Vỡ ụ tăng cứng của hệ thống treo làm mềm bộ phận đàn hồi, tăng tải trọng tác dụng lên bộ phận đàn hồi. Vỡ ụ tỳ hạn chế hành trình sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên bộ phận đàn hồi. Cả hai trường hợp này đều gây nên va đập, tăng ồn trong hệ thống treo do đó phải thay mới chúng. Các tiếng ồn trong hệ thống treo sẽ làm cho toàn bộ thân xe hay vỏ xe phát ra tiếng ồn lớn, làm xấu môi trường hoạt động của ôtô.

- Rơ lỏng các liên kết như: quang nhíp, đai kẹp, giá đỡ lò xo..., đều gây nên tiếng ồn, xô lệch cầu xe, ôtô khó điều khiển, gây nặng tay lái, tăng độ ồn khi xe hoạt động, dễ gây tai nạn giao thông. Vì vậy phải kiểm tra định kỳ các mối liên kết và xiết chặt lại trước khi đưa xe vào hoạt động.

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: đòn giằng, bệ đỡ, bệ xoay, dầm cầu, nhíp lá, quang treo. Khắc phục bằng cách nắn lại cho đúng hình dạng ban đầu. Nếu biến dạng quá lớn ta có thể thay mới.

- Sai lệch các thông số cấu trúc, các chỗ điều chỉnh, vấu giảm va, vấu tăng cứng, phải tiến hành điều chỉnh lại cho đúng vị trí các chi tiết.

Các hư hỏng này sẽ làm cho bánh xe mất quan hệ động học, động lực học đúng,  gây nên mài mòn nhanh lốp xe, mất khả năng ổn định chuyển động, mất tính dẫn hướng của xe.... Tuỳ theo mức độ hư hỏng mà biểu hiện của nó rõ nét hay mờ.

3.1.4. Hư hỏng đối với bánh xe

Bánh xe có thể được coi là một phần trong hệ thống treo, các hư hỏng thường gặp đối với bánh xe là: áp suất lốp không đúng quy định, khi lốp quá mềm sẽ lăm tăng sức cản chuyển động và mau mòn lốp, còn khi lốp quá cứng dễ gây ra hiện tượng trượt bánh xe khi chịu tác động của lực dọc hoặc lực ngang lớn do diện tích tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường giảm gây mất tính ổn định của ôtô. Lốp bị mòn dễ gây ra hiện tượng trượt quay khi xe tăng tốc, giảm khả năng vượt lầy làm giảm tính cơ động của ôtô,...Khi áp suất lốp không đúng quy định ta tiến hành điều chỉnh bằng cách xả bớt hoặc bơm thêm không khí, khi lốp bị mòn ta tiến hành thay mới.

3.1.5. Hư hỏng đối với thanh ổn định

Hư hỏng của thanh ổn định chủ yếu là: nát các gối tựa cao su, giảm độ cứng, hư hỏng các đòn liên kết. Hậu quả của các hư hỏng này cũng tương tự như của bộ phận đàn hồi, nhưng xảy ra khi ôtô bị nghiêng hay xe chạy trên đường có dạng “sóng ghềnh”. Để khắc phục ta phải thay mới các chi tiết khi xảy ra hư hỏng.

                     

Hình 3-3: Hình ảnh hư hỏng thanh ổn định và hư hỏng cao su của thanh ổn định

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

Trong các biểu hiện trên, biểu hiện có thể dùng làm thông số chẩn đoán hay dùng là:

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

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

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

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

- Giảm khả năng bám dính trên đường.

- Tăng mài mòn lốp, hoặc mài mòn lốp không đều.

- Không có khả năng ổn định hướng chuyển động, lái nặng.

- Quá nóng ở vỏ giảm chấn.

- Có dầu chảy trên vỏ giảm chấn.

3.1.6. Nguyên nhân và hậu quả

1. Hư hỏng ở bộ phận giảm chấn

TT	Hư hỏng	Nguyên nhân	Hậu quả
1	Vòng chắn dầu bị hỏng.	Do làm việc lâu ngày.	Bộ giảm chấn làm việc kém đi. Ớ giảm chấn một lớp vỏ, sự hở phớt bao kín dẫn tới đẩy hết dầu ra ngoài. Ngoài ra sự hớ phớt kéo theo bụi bân bên ngoài vào trong và tăng thêm tốc độ mài mòn.
2	Hết dầu ở giảm chấn.	Phớt chắn dầu bị hỏng.	Hệ thống treo lầm việc có tiếng kêu, sự thiếu dầu còn dẫn tới lọt không khí vào buồng khí giảm tính chất ổn định (đổi với giảm chấn hai lóp vỏ).
3	Kẹt van giảm chấn ở trạng thái luôn mở.	Do thiếu dầu hay dầu bấn, do phớt dầu bị hở.	Dần tới lực giảm chấn giảm.
4	Kẹt van giảm chấn ở trạng thái luôn đóng.	Do thiếu dầu hay dầu bẩn, do phớt bao bị hở.	Làm tăng lực cản giảm chấn, làm giảm chân không được điều chỉnh.
5	Dầu bị biến chất 1 thời gian sử dụng.	Do có nước hay các tạp chât hoá học lân vào dầu.	Làm dầu bị biến chất làm tác dụng của giảm chất mất đi có khi làm bó kẹt giảm.
6	Mòn bộ đôi xilanh pitông.	Do làm việc lâu ngày, do ma sát.	Làm xấu khả năng dẫn hướng và bao kín, gây giảm lực cản trong cả hai quá trình nén và trả.
7	Trục giảm chấn bị cong.	Do quá tải.	Gây kẹt hoàn toàn giảm chấn.
8	Nát cao su ở chỗ liên kết.	Do va đập khi ôtô chạy vào đường xấu.	Làm tăng tiếng ồn gây nên va đập mạnh.
9	Máng che bụi bị rách.	Do sử dụng lâu ngày các chất hoá học, vật cứng bắn vào.	Làm bụi vào trong bộ giảm chấn.

1. Hư hỏng của hệ thống treo độc lập

Bộ phận đàn hồi

TT	Hư hỏng	Nguyên nhân	Hậu Quả
1	Lò xo xoắn trụ bị giảm cứng.	Do làm việc lâu ngày nên vật liệu bị mỏi.	Làm giảm chiều cao thân xe, tăng khả năng va đập cứng khi phanh hoặc tăng tốc. Gây ra các tiếng ồn khi xe chuyển động tăng gia tốc dao động của thân xe.
2	Thanh xoăn, thanh giằng bị cong.	Do thường xuyên chịu quá tải khi làm việc, do mỏi vật liệu.	Làm mất tác dụng của bộ phận đàn hồi Gây rung lắc khi xe chuyển động.
3	Nứt vờ các vấu cao su tăng cứng, Các vấu hạn chế hành trình.	Do làm việc lâu ngày. Tháo lắp không đúng kỹ thuật.	Làm tăng tải trọng tác dụng lên bộ phận đàn hồi. Tăng độ ồn khi làm việc của hệ thống treo. Kéo dài hành trình dập tắt dao động.

Bộ phận dẫn hướng

TT	Hư hỏng	Nguyên nhân	Hậu quả
1	Mòn các khớp cầu.	Do làm việc lâu ngày, điều kiện bôi trơn kém hoặc chất bôi trơn có lẫn tạp chất cơ học.	Làm mất tính dẫn hướng.
2	Sai lệch các thông số có cấu trúc ớ các chồ điều chỉnh các vấu giảm ra các vấu tăng cứng.	Do điều chỉnh sai kỳ thuật, tháo lắp không đúng kỹ thuật.	Làm cho các bánh xe mất quan hệ động học, gây mòn nhanh lốp xe, làm mất tính dẫn hướng của xe.

3.2.Các phương pháp chẩn đoán

3.2.1. Tiêu chí đánh giá

- Chỉ tiêu về độ êm dịu ( độ ồn, độ rung và độ xóc) là chỉ tiêu nhằm đảm bảo tính tiện nghi của người, hàng hóa trên xe và độ bền của ôtô được đánh giá qua chỉ số gia tốc dao động thẳng đứng của thân xe khi sử dụng trên các loại đường có các loại mấp mô khác nhau. Chỉ tiêu này bị thay đổi trong sử dụng là do sự hư hỏng của các bộ phận trong hệ thống treo.

- Chỉ tiêu về độ bám dính đường là chỉ tiêu nhằm đảm bảo về khả năng động lực học và tính an toàn giao thông của ôtô và được đánh giá qua chỉ số độ bám dính của bánh xe trên nền đường khi sử dụng trên các loại đường có các loại mấp mô khác nhau. Nhờ chỉ tiêu này mà có thể xác định chất lượng của các bộ phận trong hệ thống treo: phần tử đàn hồi, giảm chấn và các liên kết của hệ thống.

a. Tiêu chuẩn về độ bám đường của ECE

Trong khoảng tần số kích động từ thiết bị gây rung, giá trị độ bám dính bánh xe trên nền không nhỏ hơn 70%(hình 3-1).

Hình 3-4: Tiêu chuẩn về độ bám đường

b. Đánh giá chất lượng hệ thống treo

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

c. Chất lượng của hệ thống treo

Chất lượng của hệ thống treo được quyết định bởi hai chỉ tiêu quan trọng:

- Chỉ tiêu về độ êm dịu là chỉ tiêu nhằm đảm bảo tính tiện nghi của người, hàng hóa trên xe và độ bền của ôtô được đánh giá qua chỉ số gia tốc dao động thẳng đứng của thân xe khi sử dụng trên các loại đường có các loại mấp mô khác nhau. Chỉ tiêu này được các nhà sản xuất quan tâm, chỉ tiêu này bị thay đổi trong sử dụng là do sự hư hỏng của các bộ phận trong hệ thống treo, do vậy trong khai thác cần quan tâm.

- Chỉ tiêu về độ bám dính đường là chỉ tiu nhằm đảm bảo về khả năng động lực học và tính an toàn giao thông của ôtô và được đánh giá qua chỉ số độ bám dính của bánh xe trên nền đường khi sử dụng trên các loại đường có các loại mấp mô khác nhau. Chỉ tiêu này được xác định nhờ việc đo đạc độ cứng động của hệ thống treo và độ bám dính khi tần số kích động thay đổi (chủ yếu do mặt đường tác động vào hệ thống treo và xe). Nhờ chỉ tiêu này mà có thể xác định chất lượng của các bộ phận trong hệ thống treo: phần tử đàn hồi, giảm chấn và các liên kết của hệ thống.

d. Độ bám dính bánh xe trên nền đường

Chung ta khảo sát lực tác dụng thẳng đứng lên bánh xe ôtô. Khi đứng yên bánh chịu tác dụng lực tĩnh của Z_t. Khi bánh xe lăn trên đường mấp mô, lực thẳng đứng Z_đ (gọi là lực động) chịu tác động của nhiều thông số. Trong chẩn đoán thông số có nhiều biến đổi được quan tâm tới là thông số lực động. Thông số này sẽ thay đổi do sự thay đổi chất lượng các bộ phận của hệ thống treo gây nên trong sử dụng.

Quá trình biến đổi Z_đ là quá trình ngẫu nhiên, có thể mô tả trên (hình 3-2), bao gồm: qúa trình thay đổi theo thời gian t và mật độ xác suất của nó, khi bánh xe dao động giá trị Z_đ thay đổi xung quanh giá trị Z_t. Hiển nhiên có khi bánh xe bị nhấc khỏi mặt đường (khi đó Z_đ <0), tức là bánh xe bị tách khỏi mặt đường hay bánh xe không bám dính trên nền đường. Từ khái niệm này có thể tính thời gian bám dính bánh xe trên nền thông qua trị số %, và được gọi là “hệ số thời gian bám dính G”.

Hình 3-5: Qúa trình biến đổi Z_đ theo t, và mật độ sác xuất.

Hệ số G được tính theo công thức sau:

                                          G =

Trong đó:: là tổng số thời gian lăn của bánh xe.

                                               : là tổng thời gian bánh xe bám dính trên nền đường.

                                               : là tổng thời gian bánh xe không bám dính trên nền đường.

Trong một số tài liệu chuyên ngành có thể dùng ký hiệu bằng chữ “EUSAMA” thay cho G.

Như vậy nếu G=100% thì bánh xe lăn trên nền toàn bộ thời gian, điều này là mong muốn, nhưng thực tế rất khó thực hiện.

Thông thường giá trị G < 100%. Trong trường hợp G < 100%, có nghĩa là có lúc bánh xe không tiếp đất. Tại thời điểm đó bánh xe mất hết khả năng truyền phản lực của đường và đồng nghĩa với sự mất khả năng điều khiển bánh xe. Điều này là bất lợi trong chuyển động của ôtô.

Trong kiểm tra chất lượng giới hạn nhỏ nhất của G phải lớn hơn 70%.

Giá trị G phụ thuộc vào qúa trình biến đổi của Z_đ theo thời gian, nhưng Z_đ lại phụ thuộc chính vào độ cứng lốp, bộ phận đàn hồi, giá trị hệ số cản của giảm chấn, tần số kích thích của mặt đường.

Trong thực tế khi chuyển động trên đường dải tần số có thể rộng trong khoảng từ 0 Hz đến . Các tài liệu công bố đều cho rằng: khi tần số kích động của mặt đường tăng từ 15 Hz trở lên, với chiều cao mấp mô của mặt đường không đổi, giá trị Z_đ sẽ dần tiến tới một giá trị nhất định và có thể coi là ít thay đổi trong vùng tần số lớn hơn 25 Hz hoặc 30 Hz.

Trên bệ thử dùng cho chẩn đoán chất lượng hệ thống treo, người ta tạo nên một bệ rung có khả năng tạo nên tần số kích động tương tự như trong thực tế với khoảng giá trị từ 5 Hz đến 25 Hz (có thể tới 30 Hz) có biên độ dao động không đổi trong khoảng tần số rung. Các bánh xe được quản lý chặt chẽ trong việc kiểm tra chất lượng bánh xe và áp suất khí trong lốp.

Như vậy khi đo, giá trị lực động phụ thuộc vào độ cứng của bộ phận đàn hồi và lực cản của giảm chấn. Qua các chuyển đổi tính toán của thiết bị chúng ta sẽ thu được quan hệ của tần số kích thiisch với giá trị G, độ cứng động trung bình của hệ thống treo C_đ. Nhờ kết quả này có thể tiến hành chẩn đoán chất lượng hệ thống treo trên các bệ thử chuyên dụng, tức là quản lý độ bám dính của bánh xe trên nền khi ôtô chuyển động.

3.2.2. Bằng quan sát

Với các loại ôtô có khoảng không gian sàn xe có thể quan sát:

- Chảy dầu giảm chấn.

- Gãy nhíp, lò xo.

- Rơ lỏng xô lệch các bộ phận.

- Biến dạng lớn ở các chỗ liên kết.

- Nứt vỡ gối tỳ, ụ giảm va đập, ổ bắt cao su.

- Mài mòn lốp xe.

- Độ mất cân bằng bánh xe.

Ngoài ra, còn sử dụng các thước đo thông thường đo chiều cao thân xe so với mặt đường hay tâm trục bánh xe để xác định độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi.

3.2.3. Chẩn đoán trên đường

Chọn thử và các điều kiện thử ôtô trên đường phụ thuộc vào chủng loại, kết cấu như: ôtô tải, ôtô buýt, ôtô con, ôtô thân ngắn, thân dài...

Mục đích của chẩn đoán dạng này là xác định nơi phát ra tiếng ồn và mức độ ồn. Trong khai thác sửa chữa có thể chỉ cần phát hiện ra chỗ hư hỏng trong đánh giá chất lượng tổng thể.

a. Độ ồn trong

Độ ồn bên trong được đo từ buồng lái của ôtô tải, bên trong của ôtô con và ôtô buýt.

Các điểm đo độ ồn trong được xác định đối với ôtô buýt là: một điểm tại chỗ người lái ngang tầm đầu lái xe, hai điểm tại giữa khoang hành khách ngang tầm ghế ngồi, hai điểm ở sau xe ngang tầm đầu hành khách.

Khi đo, ôtô chuyển động với vận tốc quy định 50 km/h hoặc 80 km/h trên đường thẳng tốt.

Việc đo độ ồn trong chủ yếu xác định chất lượng môi trường bên trong của ôtô.

b. Độ ồn ngoài

Chọn mặt đường asfan – bêtông hay đường bêtông có chiều dài khoảng (400 ÷ 500) m. Trên đoạn đường này đặt cảm biến đo độ ồn như trên (hình 3-3), và xung quanh khoảng 30m không có vật cản phản âm, cường độ ồn của môi trường (độ ồn nền) không qúa 10dB. Quảng đường đo được xác định trong đoạn đường AB (20m) trong đoạn này giữ đều tốc độ.

Cho ôtô chuyển động thẳng tới với vận tốc thử (50 ÷ 80) km/h, và xác định:

- Độ ồn dB.

- Âm thanh đặc trưng tiếng ồn.

- Chỗ phát tiếng ồn.            

Hình 3-6: Sơ đồ đo độ ồn ngoài     

c. Đo trên mặt đường xấu

Chọn mặt đường có chiều cao mấp mô bằng 1/30 ÷ 1/20 đường kính bánh xe, khoảng cách giữa các mấp mô 0,5 ÷ 1,5 chiều dài cơ sở xe, chiều dài đường thử (100  ÷ 300) m, vận tốc (15 ÷ 20) Km/h.

Các thông số cần xác định: âm thanh đặc trưng tiếng ồn, vị trí phát tiếng ồn, cường độ ồn nhờ thính giác của con người.

Tiếng ồn trong thử nghiệm xe trên đường là tiếng ồn tổng hợp, bao gồm tiếng ồn trong và ngoài xe, vì vậy cần sử dụng kinh nghiệm để xác định hư hỏng trong hệ thống treo.

Việc xác định như vậy chỉ có thể biết chỗ hư hỏng và khó có thể xác định mức độ hư hỏng.

3.2.4. Đo trên bệ chẩn đoán chuyên dụng

a. Mục đích

Bệ chẩn đoán dùng trên hệ thống treo giúp cho cán bộ kỹ thuật chuyên ngành có thể xác định được một số thông số tổng hợp hệ thống treo bao gồm:

- Độ cứng động của hệ treo đo ở từng bánh xe, thể hiện chất lượng tổng hợp của bộ phận đàn hồi ở trạng thái lắp ráp mà không tháo rời.

- Độ bám dính của bánh xe trên đường, thể hiện chất lượng tổng hợp của bộ phận giảm chấn, bộ phận đàn hồi. Khi chất lượng của bánh xe và bộ phận đàn hồi  đã được quản lý thì thể hiện chất lượng của bộ phận giảm chấn thông qua độ bám dinh.

b. Sơ đồ nguyên lý

Thiết bị đo là loại thiết bị thuỷ lực điện tử (hình 3-4), bao gồm: bộ gây rung thuỷ lực, các thiết bị đo lực tại chỗ tiếp xúc của bánh xe với bệ đo, thiết bị đo tần số và chuyển vị.

Bộ gây rung thuỷ lực có nguồn cung cấp thuỷ lực, bơm, bình tích năng, van con trượt, bộ giảm chấn, xylanh thuỷ lực. Van thuỷ lực được điều khiển bởi một van điện từ nhằm đóng mở đường dầu tạo nên khả năng rung cho bệ với các tần số rung khác nhau.Thiết bị đo của bệ là các cảm biến, bộ vi xử lý và bộ điều khiển tần số rung. Tín hiệu từ các cảm biến ghi lại và tính toán đưa ra các chỉ số hiển thị.

Hình 3-7:  Sơ đồ nguyên lý bộ gây rung thuỷ lực

1- Cảm biến đo lực; 2- Cảm biến đo tần số chuyển vị; 3- Bộ gây rung thuỷ lực.

Biên độ rung của ôtô con nằm trong khoảng (15 ÷ 20) mm, tần số rung thay đổi liên tục từ 4 Hz đến 30 Hz.

Hiển thị trên màn hình và lưu trữ số liệu: độ cứng động, độ bám đường từng bánh xe.

Bệ đo kèm theo một thiết bị đo tải trọng thẳng đứng cho từng bánh xe, khi bị qúa tải thiết bị rung không làm việc. Bộ tổ hợp thiết bị chẩn đoán có thể bao gồm: thiết bị cân, bộ đo độ trượt ngang bánh xe, bộ đo rung cho hệ thống treo, bộ đo lực phanh và bộ đo trạng thái làm việc của động cơ.

c. Phương pháp đo

Trước khi đưa xe lên bệ rung, nhất thiết phải đảm bảo áp suất khí nén trong lốp theo tiêu chuẩn. Cho xe lăn từ từ lên bệ cân trọng lượng và chuyển các bánh xe của từng cầu vào bệ đo rung. Khi bánh xe nằm yên trên bệ rung, hiệu chỉnh cho hướng xe và bánh xe chạy thẳng. Cho bệ rung làm việc, khoảng thời gian làm việc trên bệ rung là 2 ÷ 3 phút sau đó chuyển sang đo cho các bánh xe ở cầu sau, tương tự như bánh xe cầu trước.

d. Kết quả đo.

Thiết bị đo ghi và cho phép xác định các thông số chẩn đoán đối với từng bánh xe, đó là:

- Tải trọng tĩnh trên các bánh xe, cầu xe, toàn bộ xe (N).

- Độ cứng động của hệ thống treo đo tại các bánh xe (N/mm).

- Độ bám dính của bánh xe trên đường (%).

Dạng đồ thị kết quả hiển thị hoặc in trên giấy, kết quả các số liệu bao gồm các giá trị:

+ Khả năng bám dính bánh xe trên mặt đường G (GRIP) cho từng bánh xe trên cùng một cầu theo tần số rung của bệ, tại tần số 25 Hz giá trị độ bám dính lấy bằng 100%. Khi giảm nhỏ tần số kích động ( biểu thị mặt đường tác động) giá trị G thay đổi. Khi đánh giá tổng quát chất lượng hệ thống treo, kết quả ghi trên giấy lấy giá trị độ bám dính nhỏ nhất trên đồ thị. Hệ thống treo được coi là tốt khi đảm bảo độ bám dính bánh xe trên mặt đường cao nhất. Nếu giảm chấn, lốp, bộ phận đàn hồi tốt khả năng bám dính của bánh xe trên đường cao. Khi giá trị độ bám dính nhỏ hơn cần thiết phải thay đổi giảm chấn hay cả bộ phận đàn hồi.

+ Giá trị sai lệch tương đối của độ bám dính cho bằng sai lệch của hai giá trị độ bám dính của các bánh xe trên cùng một cầu.

+ Trọng lượng đặt trên các bánh xe.

+ Độ cứng động (RIGIDITY) (N/mm) cho trên bảng kết quả được đo trên cơ sở đo chuyển vị của hệ (đồng thời là bánh xe), lực động tại các giá trị tương ứng khi tần số rung thay đổi. Qúa trình đo các bộ số liệu được ghi lại và xử lý theo bài toán thống kê để tìm giá trị trung bình. Kết quả của độ cứng động cho biết trạng thái độ cứng của hệ thống treo tính theo chuyển vị dài tại vị trí đặt bánh xe. Ảnh hưởng lớn nhất đến giá trị độ cứng động là độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi. Do vậy qua kết quả có thể đánh giá chất lượng của bộ phận đàn hồi.

Các bệ chẩn đoán hệ thống treo được thiết kế tổ hợp trong thiết bị chẩn đoán và được phân loại theo trọng lượng ôtô. Vì vậy để đảm bảo độ chính xác của thông số chẩn đoán cần chọn loại bệ chẩn đoán phù hợp.

3.2.5. Chẩn đoán trạng thái giảm chấn khi đã tháo khỏi xe

Giảm chấn là chi tiết quan trọng, nhiều khi cần thiết phải tìm hư hỏng, do vậy có thể tháo dễ dàng ra để kiểm tra, khi đó có thể dùng bệ thử với sơ đồ nguỷn lý chỉ ra trên (hình 3-5).

Nén (N)

Bệ thử bao gồm: giá của bệ, cơ cấu tay quay thanh truyền, giá trượt. Trên bệ có lắp cảm biến đo lực và cảm biến đo hành trình. Các đầu của giảm chấn là các khớp trụ, có lắp các đệm bằng cao su giảm va đập.

Trả (N)

Hình 3-8: Sơ đồ nguyên lý bệ thử giảm chấn và đồ thị kết quả

a- Sơ đồ nguyên lý; b- Đồ thị đặc tính chuyển dịch và tốc độ;

1- Cảm biến đo lực; 2- Giảm chấn; 3- Cảm biến đo hành trình;

 4- Giá trượt; 5- Cơ cấu quay.

Cảm biến đo lực có tác dụng đo theo hai hành trình nén và trả. Hành trình dịch chuyển được điều chỉnh tại tay quay của cơ cấu tay quay thanh truyền tương ứng với các giá trị (100, 75, 50, 25)mm.

Khi đó, cho động cơ điện quay và tạo nên tốc độ 100 (1/min). Kết quả đo với các trục (lực cản nén và trả, với hành trình) cho có dạng gần giống quả lê, khi giảm chấn còn tốt.

Hình dạng đồ thị quả lê tuỳ thuộc vào kết cấu giảm chấn. Khi giảm chấn có hư hỏng hình dạng này sẽ thay đổi, một số đặc trưng hư hỏng cho trên (hình 3-6).

Trả (N)

Hình 3-9: Các khả năng hư hỏng trong giảm chấn

a- Mòn piston, mòn lỗ van; b- Mòn lỗ van trả và nén; c- Kẹt, tắc van trả và van nén, dầu bẩn; d- Kẹt tắc van nén; e- Kẹt tắc van trả.

Bằng kết quả đo được lực (nén, trả) và hành trình dịch chuyển, so sánh với các trạng thái tiêu chuẩn có thể rút ra các hư hỏng về mòn piston, xylanh, hỏng van, dầubẩn...

3.2.6. Quy trình chẩn đoán hệ thống treo

Quy trình		Nội dung
Công tác chuẩn bị.	Chuẩn bị dụng cụ cần thiết.	Chuẩn bị: bộ cờ lê, cầu nâng, dụng cụ típ, búa, tua vít 4 cạnh, 2 cạnh, đèn pin, vòng và còng chẻ,…
Kiểm tra tổng quát hệ thống treo.	Bước 1: Kiểm tra khi vận hành.	- Hãy lái xe và cố gắng hết sức để loại bỏ tất cả các phiền nhiễu và tiếng ồn xung quanh. Kéo cửa sổ ô tô xuống và cố gắng ghi lại bất kỳ tiếng động nào bạn nghe thấy từ xe khi lái xe. - Nếu gầm xe có tiếng kêu cọc cọc thì có thể thanh chống, đinh tán thanh chống hay khớp bị gặp trục trặc. Nếu có tiếng leng keng như âm thanh kim loại va chạm thì có thể bu lông hay các chi tiết đầu nối bị hư hỏng. Nếu có tiếng ồn liên tục, xe chạy càng nhanh càng ồn thì có thể do vòng bi bánh xe hay lốp xe có vấn đề.
	Bước 2: Kiểm tra bằng quan sát.	- Dùng mắt quan sát phát hiện: + Chảy dầu giảm chấn. + Gãy nhíp, lò xo. + Rơ lỏng xô lệch các bộ phận. + Biến dạng lớn ở các chỗ liên kết, thanh đòn giằng. + Nát vỡ gối tì, ụ giảm va đập, ổ bắt cao su. + Mòn lốp xe. + Độ mất cân bằng của bánh xe. Ngoài ra, sử dụng thước đo chiều cao thân xe so với mặt đường hay tâm trục bánh xe đề xác định độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi.
	Bước 3: Kiểm tra độ ồn trong/ ngoài và trên bề mặt đường xấu.	- Độ ồn trong: + Đo tại buồng lái ô tô (chỗ người lái, khoang hành khách,..). + Khi xe di chuyển với tốc độ quy định, kiểm tra độ ồn. trong để xác định chất lượng môi trường bên trong ô tô. -Độ ồn ngoài: + Đo trên đường bê tông ~500m có đặt cảm biến đo độ. ồn và xung quanh không có vật cản âm thanh. + Cường độ ồn của môi trường không quá 10dB. -Trên mặt đường xấu: + Đo trên mặt đường mấp mô bằng 1/30-1/20 đường kính. bánh xe, khoảng cách mấp mô 0,5-1,5 chiều dài cơ sở xe với vận tốc ~20km/h. + Tiếng ồn trong thử nghiệm xe trên đường là tiếng ồn tổng hợp.
	Bước 4: Kiểm tra bằng cách đưa xe lên bệ trên đường.	-Phương pháp: Cho xe lăn từ từ trên bệ cân trọng lượng và chuyển các bánh xe của từng cầu vào bệ đo chuyên dung. Khi bánh xe nằm trên bệ đo, hiệu chỉnh cho hướng xe và bánh xe chạy thẳng trong 2-3 phút (Đảm bảo khí nén trong lốp theo tiêu chuẩn). Sau đó chuyển sang đo bánh xe cầu khác tương tự. - Kết quả: Đo và ghi chép thông số chẩn đoán: + Tải trọng tính trên các bánh xe, cầu xe, toàn bộ xe. + Độ cứng động của hệ treo đo tại bánh xe. + Độ bám dính của bánh xe trên đường. - Khi giá trị bộ bám dính nhỏ hơn cần thiết phải thay thế giảm chấn hoặc cả bộ phận đàn hồi.
	Bước 5: Kiểm tra độ rung bánh xe.	- Dùng kích nâng góc bánh xe lên cao vừa tầm để bánh xe không còn chạm đất nhưng vẫn đảm bảo an toàn. Giữ chặt và lắc mạnh bánh xe theo hướng 12h – 6h và 9h – 3h. Nếu thấy có chuyển động bất thường nào thì khả năng có chi tiết nào đó trong hệ thống treo đã bị trục trặc. - Để kiểm tra chính xác lỗi hệ thống treo cần có kiến thức và kinh nghiệm nhất định. Do đó nếu thấy có dấu hiệu trục trặc nào trong hệ thống treo nên đưa xe đến garage để được thợ kỹ thuật chuyên nghiệp kiểm tra. - Hệ thống treo đóng vai trò rất quan trọng. Khi hệ thống treo bị trục trặc không chỉ ảnh hưởng đến độ ổn định và êm ái của xe mà còn ảnh hưởng cả đến độ an toàn. Vì thế nếu phát hiện hệ thống treo bị trục trặc nên kiểm tra và xử lý càng sớm càng tốt
Kiểm tra hệ thống treo trước và sau.	Bước 1: Kiểm tra bộ giảm chấn.	- Quan sát hiện tượng chảy dầu. - Quan sát hiện tượng mòn xước ở thân pít tông. - Dùng tay kéo, đẩy cần pít tông của giảm chấn để kiểm tra tình trang kỹ thuật. Khi kéo để giãn dài hoặc đẩy thu ngắn, thì đều phải có cảm giác nặng của chất lỏng hoắc khi chuyển động qua van. Nếu kéo mà thấy nhẹ có nghĩa là giảm chấn hư hỏng.
	Bước 2: Kiểm tra thanh giằng, thanh ổn định	- Kiểm tra độ cong của thanh giằng, giá trị chuẩn 3mm. Nếu cong có thể nắn lại, cong nhiều thì phải thay mới. - Để thanh cân bằng lên sàn và kiểm tra độ biến dạng. - Kiểm tra khoảng cách giữa 2 thanh giằng, nếu không đúng thì điều chỉnh lại. - Kiểm tra mối ren thanh rang, mối nối thanh giằng đòn ngang bị nứt, cong, nếu hỏng thì thay thế. - Kiểm tra sự nứt hỏng và biến dạng gối đỡ thanh giằng.
	Bước 3: Kiểm tra thanh ngang.	- Kiểm tra xem thanh ngang có bị  rạn nứt, cong gãy, lõm và sai kích thước lắp ghép không. Nếu thanh ngang bị cong hoặc biến dạng khác, điều chỉnh cho phù hợp với kích thước cho phép.
	Bước 4: Kiểm tra độ đàn hồi.	- Thử nhấn mạnh các góc xe để xem hệ thống treo có còn độ nảy không. Nếu phuộc nhún còn nảy tốt thì đây là dấu hiệu cho thấy phuộc nhún vẫn còn tốt.
	Bước 5: Kiểm tra càng chữ A	- Quan sát xem các cao su có bị nứt vỡ không , càng có bị cong vênh không.

3.3.Bảo dưỡng và sửa chữa

Bảo dưỡng định kỳ là việc bảo dưỡng xe theo một chu kỳ nhất định (được quy định bằng quãng đường hay thời gian sử dụng).

Việc không chú ý đến lịch bảo dưỡng xe định kỳ hay liên tục sử dụng ô tô trong thời gian dài sẽ khiến một số bộ phận của xe bị hao mòn. Nếu chúng không được kiểm tra, thay thế và bảo dưỡng định kỳ, các tính năng hoạt động sẽ giảm đi, dẫn đến hư hỏng nặng thậm chí gây mất an toàn trong quá trình sử dụng.

Kiểm tra, xiết bu lông, đai ốc gầm. Kiểm tra xem bulông và đai ốc trên các vị trí lắp ráp của gầm xe như sau có bị lỏng không. Nếu bị lỏng ra thì thực hiện xiết lại các bu lông gầm xe đảm bảo tiêu chuẩn. ...

Tra mỡ gầm xe. - Bổ sung mỡ: Bạc đòn treo trước và treo sau.

TT	Nội dung	Hình vẽ	Dụng cụ
1	Kích xe lên.	Cầu nâng.
2	Tháo bánh xe 2 bên.	Súng hơi, khẩu tháo bánh.
3	Tháo ống dẫn dầu xi lanh bánh xe, chú ý bịt đầu ống dẫn dầu và đầu xilanh bằng giẻ chống bụi bẩn lọt vào bên trong.	Clê , giẻ sạch.
4	Kích xe lên,đảm bảo chắc chắn.	Cầu nâng.
5	Tháo moay ơ ,xi lanh phanh, mâm phanh.	Khẩu, tuýp.
6	Tháo thanh rằng dọc, ,thanh ôn định khỏi thân xe và đòn ngang dưới.		Chòng, clê.
7	Tháo phần đòn ngang dưới, chú ý kê kích thật chắc chắn để tháo khớp cầu.		Clê, búa.
8	Tháo đai ốc phần trên giữa cụm giảm chấn và thân xe	Clê.
9	Nới lỏng đai ốc phần giảm chấn, nhấc cụm giảm chấn ra.
10	Sử dụng dụng cụ chuyên dung để tháo( ST-2401) khóp cầu nối cam quay và đòn dưới.	Clê.
11	Cậy đều xung quanh phanh hãm và tháo lắp chắn bụi của khớp cầu.	Tuốc lơ vít.
12	Mở phanh để tháo hãm.	Kìm.
13	Tháo khớp cầu, ấn mạnh khớp cầu tụt khỏi đòn dưới.	ST – 1405.

 

KẾT LUẬN

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nước ta hiện nay với chủ trương“Công nghiệp hoá - hiện đại hoá” đã có nhiều loại ô tô được nhập và lắp ráp tại ViệtNam. Ở nước ta, mục tiêu của ngành Công nghiệp ô tô trong những năm tới là nội địa từng phần và tiến tới nội địa toàn phần sản phẩm ô tô. Không chỉ dừng lại ở đó, chúng ta đã bắt đầu quan tâm đến tính êm dịu chuyển động, hay nói cách khác là tính năng động lực học ôtô, từ đó có những cải tiến hợp lý với điều kiện sử dụng của nước ta. Để hoàn thành được mục tiêu này, chúng ta phải thiết kế các cụm, các chi tiết sao cho phù hợp với điều kiện sử dụng mặt khác còn phải đảm bảo tính công nghệ tại Việt Nam.

Quá trình tính toán lựa chọn các thông số, kích thước và kiểm nghiệm độ bền các chi tiết của hệ thống treo được em tiến hành một cách chính xác và đảm bảo độ tin cậy cao, cho những kết quả nằm trong giới hạn an toàn cho phép. Đồ án của e đã làm được:

- Khái quát một cách có hệ thống về hệ thống treo và đưa ra phương án thiết kế

- Kiểm nghiệm được các chi tiết xác định độ cứng lò xo, xác định độ dài càng chữ A và vị trí các khớp, xác định các phản lực và lực tác dụng lên hệ treo cầu trước dẫn hướng…

- Đưa ra các dạng hư hỏng, phương pháp chẩn đoán và xây dựng quy trình sửa chữa bảo dưỡng hệ thống treo cho xe cơ sở.

Từ đó em có thể kết luận hệ thống treo của em đã thiết kế hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu cơ bản đối với một hệ thống treo. Như vậy đồ án của em đã giải quyết được các yêu cầu đề ra, cả về mặt lý thuyết cũng như khả năng ứng dụng vào thực tế. Em mong với nội dung đề tài thực hiện được sẽ góp phần làm phong phú tài liệu tham khảo thiết kế ô tô, tài liệu học tập, hoặc từ đó có thể mở rộng nghiên cứu chuyên sâu. Giúp nâng cao trình độ chuyên môn, giúp đất nước phát triển hơn trong ngành công nghiệp thiết kế, sản xuất ô tô.

 

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]	Lê Văn Anh, Nguyễn Huy Chiến, Phạm Việt Thành and Hoàng Quang Tuấn, Giáo trình kết cấu ô tô, Hà Nội: Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ, 2019.
[2]	Nguyễn Tiễn Dũng, https://news.oto-hui.com/tim-hieu-ve-giam-chan-don-va- giam-chan-kep/, TP.HCM, 2018.
[3]	Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng and Trịnh Minh Hoàng, Giáo trình Kết cấu ô tô, Hà Nội: Nhà xuất bản Bách Khoa - Hà Nội, 2015.
[4]	Lê Văn Anh (chủ biên), Nguyễn Huy Chiến and Phạm Việt Thành, Giáo trình kỹ thuật bảo dưỡng và sửa chữa ô tô, Hà Nội: Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
[5]	Nguyễn Văn Hồi, Nguyễn Doanh Phương and Phạm Văn Khải, Giáo trình Sửa chữa gàm ô tô, Hà Nội: Nhà xuất bản Lao Động - Xã Hội, 2015.
[6]	PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, Giáo trình kỹ thuật chấn đoán ô tô, Hà Nội: Nhà Xuất bản giao thông vận tải.
[7]	Lê Văn Tuấn, Kết cấu ô tô Đại Học Bách Khoa, Hà Nội: Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.
[8]	T.S Hoàng Đình Long, Giáo trình Kỹ thuật sữa chữa ô tô, Nhà xuấtbản giáo dục, 2007.
[9]	Tài liệu Toyota\Camry\repair\html\index.html

     [10]  Tài liệu Toyota\TEAM 21-Training Document\Diag Chasiss_VNese\program             files\TEAM21TOOLS\HTMLEXPORT\common\menu.htm

     [11] Tài liệu Toyota\TEAM 21-Training Document\Master Diag\MASTER DIAG1V\program files\TEAM21TOOLS\HTMLEXPORT\common\menu.htm