Giáo trình hệ thống di chuyển

Lời nói đầu Giáo trình sửa chữa bảo dỡng hệ thống di chuyển đợc biên soạn theo đề cơng chơng trình đào tạo Trung cấp nghề Công nghệ ôtô HiƯu tr−ëng Tr−êng Trung cÊp nghỊ sè 17- BQP ban hành ngày 07 tháng 10 năm 2008 Sửa chữa bảo dỡng hệ thống di chuyển môn học chuyên ngành, nhằm cung cấp cho ngời học kiến thức cấu tạo nguyên tắc hoạt động phận hệ thống Nội dung giáo trình đợc biên soạn trình bày ngắn gọn, dễ hiểu sát với kết cấu đặc trng thông dụng đợc áp dụng loại xe ôtô tải, xe Các kiến thức toàn giáo trình có mối liên hệ chặt chẽ lôgíc, gắn lý thuyết với thực tế trình sửa chữa ôtô Tuy nhiên giới hạn chơng trình nên giáo trình cha thể sâu vào số kết cấu xe ôto đời Vì ngời dạy, ngời học cần tham khảo giáo trình có liên quan ngành học để việc sử dụng giáo trình cách hiệu tốt Nội dung giáo trình đợc biên soạn gồm Bài Sửa chữa bảo dỡng hệ thống treo phụ thuộc Bài Sửa chữa bảo dỡng hệ thống treo độc lập Bài Sửa chữa bảo dỡng giảm xóc Bài Sửa chữa bảo dỡng khung xe Bài Sửa chữa bảo dỡng vỏ xe Trong trình biên soạn đ cố gắng, nhng chắn không tránh khỏi thiếu sót thời gian biên soạn ngắn trình độ hạn chế Rất mong đợc góp ý ngời sử dụng để giáo trình đợc hoàn thiện Tác giả KS Đỗ Văn Quyết Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP sửa chữa bảo dỡng hệ thống treo phụ thuộc Trong trình sử dụng ôtô vận chuyển Chuyển động bánh xe đòi hỏi tơng hỗ bánh xe thân xe phải có khả truyền lực mômen theo quy luật định Trong chức phẩn chuyển động nên bị phần hay thay đổi khả truyền lực mômen làm phá hỏng chức chuyển động Sự chuyển động ôtô phụ thuộc vào nhiều khả lăn bánh êm dịu bánh xe đờng hạn chế tối đa rung động truyền từ bánh xe lên thân xe Vì bánh xe khung vỏ cần thiết có liên kết mền Trong khuôn khổ chơng trình ta nghiên cứu số hệ thống treo thờng gặp I- Công dụng, yêu cầu phân loại cđa hƯ thèng treo 1) C«ng dơng cđa hƯ thèng treo - Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung, gầm xe với hệ thống chuyển động nh: cầu trớc, cầu sau bánh xe Tạo điều kiện cho bánh xe thực chuyển động tơng đối theo phơng thẳng đứng khung xe vỏ xe theo yêu cầu dao động êm dịu - Làm giảm lực va đập sinh ôtô chuyển động đờng không phẳng ôtô chuyển động đợc êm dịu - Truyền lực mômen bánh xe khung xe bao gồm: Lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực), lực dọc (lực kéo lực phanh), lực bên (lực ly tâm, gió bên ), mômen chủ động, mômen phanh 2) Yêu cầu hệ thống treo - Phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thuật xe chạy địa hình khác - Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý phải thoả m n mục ®Ých lµ lµm “mỊm” - Cã ®é bỊn cao - Cã ®é tin cËy lín, ®iỊu kiƯn sư dơng phù hợp với tính kỹ thuật, không gặp h hỏng bất thờng 3) Phân loại hệ thống treo - Theo kÕt cÊu cđa hƯ thèng treo, ng−êi ta chia ra: Khoa C«ng nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP + HƯ thèng treo ®éc lËp + HƯ thống treo phụ thuộc - Theo phần tử đàn hồi cđa hƯ thèng treo, ng−êi ta chia ra: + Lo¹i nhíp + Loại lò xo + Loại đàn hồi II- Cấu tạo nguyên tắc hoạt động cấu treo phụ thuộc(nhíp xe) 1) Các loại hệ thống treo phụ thuộc Loại có kết cấu dầm cầu cứng liên kết hai bánh xe Hệ thống treo phụ thuộc có dạng sau: - Treo phụ thuộc có phận đàn hồi nhíp - Treo phụ thuộc có lò xo xoắn ốc nhiều đòn liên kết - Treo phụ thuộc có cấu trúc dạng đòn dọc a) Hệ thống treo phụ thuộc có phận đàn hồi nhíp Kết cấu loại gồm: dầm cầu, nhíp giảm chấn Giảm chấn Quang treo Đòn truyền lực bên Vấu hạn chế Dầm cầu Khớp quay Nhíp Hình Hệ thống treo phụ thuộc có phận đàn hồi nhíp Một đầu nhíp cố định khung xe quay tơng đối nhờ cao su Một đầu di động theo kết cấu quang treo, tạo điều kiện cho nhíp biến dạng chịu Khoa C«ng nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP tải Ngoài có vấu hạn chế cao su đợc đặt nhíp khung xe nhằm tránh tải cho nhíp b) Hệ thống treo phụ thuộc có lò xo xoắn ốc Loại có u điểm chiếm chỗ không gian Do lò xo xoắn ốc khả truyền lực dọc ngang nên phận dẫn hớng đảm nhận chức nhờ đòn liên kết Giảm chấn Lò xo trụ Cơ cấu Watta Dầm cầu Đòn dọc Cơ cấu phanh Thanh ổn định Đòn dọc dới Vỏ cầu Hình Hệ thống treo phụ thuộc có lò xo xoắn ốc - Ưu điểm loại này: + Trong trình chuyển động vết bánh xe đợc cố định không xảy mòn lốp nhanh nh treo độc lập + Khi chịu lực bên hai bánh xe liên kết cứng nên hạn chế tợng trợt bên bánh xe + Chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp sửa chữa, giá thành thấp - Nhợc điểm loại này: + Khối lợng phần không đợc treo lớn đặc biệt cầu chủ động, nên xe chạy đờng không phẳng, tải trọng động sinh gây nên va đập mạnh phần không treo phần treo làm giảm độ êm dịu, làm xấu tiếp xúc bánh xe đờng Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP + Khoảng không gian phía dới sàn xe phải lớn để đủ đảm bảo cho dầm cầu thay đổi vị trí chiều cao trọng tâm lớn 2) Cấu tạo hoạt động hƯ thèng treo phơ thc (NhÝp L¸) 11 B A a b 10 Gèi ®ì tr−íc 2.Chèt nhÝp Bulông quang nhíp Khung xe giá đỡ nhíp phụ 4;5 Lá nhíp Dầm xe Gối ®ì sau; 10 cao su chÝnh 11 Bé gi¶m chấn Hình Cấu tạo nhíp a) Nhíp nhíp phụ b) Bộ nhíp có lắp thêm giảm chấn Kết cấu nhíp gồm nhiều nhíp hợp thành đợc liên kết với bu lông định vị Các nhíp đợc chế tạo từ thép Để nhíp không dịch chuyển theo chiều ngang ngời ta dùng đai ôm lấy nhíp Khi nhíp biến dạng, đai cho phép nhíp đợc di chuyển với theo chiều dọc nhờ di chuyển mà sinh ma sát chúng Do làm giảm chấn động xuất ôtô chuyển động Nhíp đợc nèi víi khung xe nhê mâ nhÝp vµ quang treo Quang treo cho phép nhíp biến dạng tự do, có tải trọng bên tác dụng nh trọng lợng hàng hoá lực va đập mặt đờng gây nên Nhíp đợc bắt lên dầm cầu nhờ bu lông quang nhíp Với xe tải, tải trọng ôtô thay đổi phạm vi lớn (khi có tải tải) nhíp A bố trí thêm nhíp phơ B Khi «t« kh«ng chë Khoa C«ng nghƯ «t« - Trờng trung cấp nghề 17/BQP hàng nhíp làm việc nhíp phụ trạng thái tự do, lúc nhíp phụ cha tỳ vào giá Khi ôtô chở hàng nhíp nhíp phụ làm việc, độ cứng nhíp tăng lên Để đảm bảo độ cứng cho nhíp chính, hai đầu nhíp uốn tròn ®Ĩ cho chèt nhÝp n»m vµo mâ nhÝp, ®ã nhíp phải chịu tải trọng lớn, nên nhíp thứ hai, hai đầu uốn cong để đỡ thêm cho nhíp Riêng xe ba cầu, có hai cầu sau chủ động nhíp phụ mà nhíp đợc bố trí ngợc lại, nhíp hai đầu nhíp đợc bố trí ngợc lại, làm việc hai đầu nhíp trợt tự lên giá đỡ nhíp bắt dầm cầu chủ động Để đảm bảo cho nhíp trình làm việc độ biến dạng đàn hồi không bị ảnh hởng ghép nhíp với phải dùng mỡ phấn chì để bôi qua lần bảo dỡng phải dùng dầu đặc bôi trơn cho chúng III- H hỏng nguyên nhân phơng pháp kiểm tra sửa chữa cấu treo phụ thuộc(nhíp xe) 1) H hỏng, nguyên nhân nhíp xe a) Các nhíp tính đàn hồi, thiếu mỡ bôi trơn - Nguyên nhân: Do Làm việc lâu ngày - Tác hại: Nếu chạy ẩu nhíp gẫy dẫn tới cầu xe bị lệch b Nhíp bị gẫy hỏng - Nguyên nhân: Do xe tải vào đờng xấu - Tác hại: Thùng xe nghiêng, xe chạy không an toàn Có thể làm gẫy nhíp c) Chốt bạc nhíp bị mòn - Nguyên nhân: Khi xe chạy chốt nhíp bị bẩn nhiều gây mòn nhanh - Tác hại: Sinh tiếng kêu d) Quai nhíp bị lỏng, đệm cao su gối đầu nhíp bị mòn - Nguyên nhân: Làm việc lâu ngày - Tác hại: Gây tiếng kêu, gây xô lệch nhíp Khoa Công nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP e) Đai nhíp bị hỏng - Nguyên nhân: Làm việc lâu ngày - Tác hại: Gây tiếng kêu, làm g y bulông trung tâm nhíp bị dịch theo chiều dọc 2) Phơng pháp kiểm tra bảo dỡng cấu treo phụ thuộc(nhíp xe) - Thờng xuyên kiểm tra làm bên nhíp, kiểm tra tình trạng làm việc bình thờng nhíp - Kiểm tra, vặn chặt gối đỡ nhíp, ốc chốt nhíp, ốc quang nhíp phụ, kiểm tra, xiết chặt ốc quang nhíp đủ mô men quy định - Bơm mỡ vào vú mỡ chốt nhíp - Khi tiến hành bảo dỡng cấp 2, tháo rời toàn nhíp, làm gỉ bẩn chổi sắt giẻ lau, sau bôi lớp mỡ chì lên bề mặt nhíp lắp lại * Chú ý: - Dùng chổi lông rộng để bôi lớp mỡ mỏng lên bề mặt nhíp, không để mỡ thừa thừa hai bên nhíp vừa gây l ng phí vừa làm cho nhíp bám bụi bẩn nhiều trình làm việc Khi lắp nhíp không đợc dùng ngón tay để lựa để kiểm tra trùng khít lỗ quang treo - Sau b¶o d−ìng nhÝp xong, cho xe chë đủ tải vận hành đờng từ 7- 10km, thiết phải kiểm tra, xiết lại ốc quang nhíp đủ mômen quy định IV- Bảo dỡng sửa chữa Cấu treo phụ thuộc(nhíp xe) 1) Quy trình tháo, lắp cấu treo phụ thuộc a) Quy trình tháo - Bớc 1: Trớc tiên phải kích dầm dọc vị trÝ d−íi khung xe th¸o b¸nh xe ra, Dơng Kích, - Bớc 2: Tháo ống dẫn dầu từ xy lanh bánh xe , ý bịt đầu ống dẫn dầu đầu xi lanh giẻ Dụng cụ cờ lê giẻ - Bớc 3: Tháo giằng Dụng cụ clê, - Bớc 4: Tháo cân Dụng cụ clê choòng - Bớc 5: Tháo đai ốc bắt giảm chấn Chú ý tháo đai ốc phía trớc sau tháo đai ốc bắt giá quay nhíp Dụng cụ khẩu, clê Khoa Công nghệ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP - B−íc 6: Tháo bu lông chữ u khỏi xe, kích khung xe lên chút để nhíp tách khỏi giá bắt nhíp cầu xe Dụng cụ tay vặn, khẩu, tay nối - Bớc 7: Tháo đai ốc trung tâm nhíp, tháo quang nhíp phụ đa nhíp b) Quy trình lắp: Quy trình lắp làm thứ tự bớc ngợc lại trình tháo Cần ý: - Khi lắp gối đỡ từ hai phía mặt bích gối đỡ quay từ xe - Khi đặt ụ cao xu hạn chế hành trình lên gối đỡ cầu xe cho vÊu khÝt víi nhau, cao su hớng vào xe 2) Phơng pháp kiểm tra sửa chữa cấu treo phụ thuộc - Kiểm tra nhíp có bị rạn nứt, g y hay không quan sát Nếu hỏng thay - Kiểm tra chờn cháy ren bulông quang nhíp quan sát, yêu cầu không bị chờn cháy ren, không cong bulông - Kiểm tra độ mòn chốt nhíp, dụng cụ thớc cặp, panme, yêu cầu Độ mòn không 0,75mm Nếu mòn thay - Kiểm tra khe hở chốt nhíp bạc lót, dụng cụ lá, yêu cầu Khe hở cho phép: 0,06 0,1mm Tối đa: 0,75mm Nếu vợt điều chỉnh lại khe hở, giới hạn cho phép phải thay - Kiểm tra bạc lót đóng vào tai đầu nhíp phải chặt, có độ găng 0,05 - 0,25mm, dụng cụ đồng hồ so, pan me NÕu háng thay b¹c lãt míi - KiĨm tra bỊ réng cđa c¸c l¸ nhÝp, dơng th−íc cặp, yêu cầu kỹ thuật chênh lệch tối đa cho phép mm Có thể mài thay nhíp khác vợt tiêu chuẩn - Kiểm tra độ sai lệch bề dài nhíp bên trái bên phải, dụng cụ thớc dài, yêu cầu kỹ thuật cho phép tối đa 2,5 mm Nếu sai lệch qúa giới hạn cho phép thay Câu hỏi ôn tập H y nêu cấu tạo nhíp kết hợp với giảm chấn? Trình bày u nhợc điểm Cấu treo phụ thuộc(nhíp xe)? Trình bày phơng pháp kiểm tra, sửa chữa nhíp xe? Khoa C«ng nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP sửa chữa bảo dỡng Hệ thống treo độc lập Ngoài phơng pháp treo nhíp xe ôtô xe con, bố trí hệ thống treo độc lập bốn bánh xe làm tăng khả giảm chấn động độ nghiêng xe chuyển động Tạo thoải mái an toµn cho ng−êi sư dơng, cã rÊt nhiỊu hƯ thèng treo ®éc lËp, nh− hƯ thèng treo ®éc lËp dïng lò xo trụ, kết hợp với nhíp xe I- phân LOạI cấu treo độc lập (lò xo) HƯ thèng treo ®éc lËp sư dơng réng r i xe du lịch, bao gồm dạng sau: - Đối với cầu trớc + Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang + Hệ thống treo độc lập đòn ngang trục dẫn hớng giảm chấn - Đối với cầu sau + Sử dụng hai hệ treo + Hệ thống treo độc lập đòn dọc + Hệ thống treo độc lập đòn chéo II- Cấu tạo loại hệ thống treo độc lập 1) Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang Khung xe Các đệm điều chỉnh Giá đòn dới Giảm chấn Vấu hạn chế Khớp cầu Đòn ngang Phanh đĩa Khớp cầu dới 10 Lò xo trụ 11 Đòn ngang dới Hình Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang 12 Thanh ổn định Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP Loại có kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian lớn Nhng có u điểm trọng tâm xe thấp, độ nghiêng thùng xe chịu lực ly tâm nhỏ, ổn định chuyển động với tốc độ cao độ mài mòn lốp nhỏ 2) Hệ thống treo độc lập đòn ngang trục dẫn hớng giảm chấn Gối đỡ cao su Đòn dới Vấu hạn chế Vỏ bọc cao su Giảm chấn Đòn ngang quay Giá đỡ phụ Giá đỡ trục bánh xe Thanh chéo 10 Lỗ đặt trục bánh xe 11 Khớp cầu Hình Hệ thống treo độc lập đòn ngang trục dẫn hớng giảm chấn Loại kết cấu chi tiết hơn, không chiếm nhiều không gian giảm nhẹ trọng lợng 3) Hệ thống treo độc lập đòn dọc Giá treo sau Giá đỡ đòn dọc Trục bánh xe Vấu hạn chế Giảm chấn Lò xo trụ Hình Hệ thống treo độc lập đòn dọc Khoa Công nghệ ôtô - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP 10 H×nh 21 HƯ thèng treo có phận đàn hồi khí, cấu trúc chung không khác biệt với ôtô tải, ôtô buýt chi tiết đợc xác định với tính tiện nghi ổn định tốt thông số cụ thể khác ôtô tải Đặc biệt kết cấu sử dụng nhíp có số lợng nhíp nhỏ ôtô tải, nhng thoả m n góc nghiêng ngang ôtô mà không cần dùng ổn định Giảm chấn đợc lựa chọn tối u, bố trí góc nghiêng nhỏ(gần nh nằm thẳng đứng) tạo điều kiện có khả dập tắt trực tiếp dao động theo phơng thẳng đứng Trong kết cấu bố trí đặt góc nghiêng dọc trục đứng nhờ việc bố trí đầu trớc sau nhíp không song song với mặt đờng, điều cho phép công nghệ chế tạo dầm cầu đơn giản rÊt nhiỊu b) HƯ thèng treo sau HƯ thèng treo sau có cấu tạo loại treo đơn Các thông số treo sau là: - Chiều dài nhíp 1700mm, tổng số nhíp bên - Độ cứng tĩnh nhíp sau lắp ráp lầ 447N/mm - Giảm chấn ống tác dụng hai chiều với hệ số cản trả lµ 3260Ns/m, nÐn lµ 1330Ns/m, chiỊu dµi lín nhÊt 640mm, chiều dài nhỏ 415mm, đờng kính xilanh giảm chấn 76,3mm Kết cấu treo đợc trình bày nh hình 22 Hệ thống treo sau ôtô buýt có bố trí giảm chấn ống, nhằm tăng cờng khả dập tắt dao động cho ôtô chở ngời Giảm chấn có đờng kính xilanh nh hệ thống treo trớc, hành trình làm việc gần nh gấp đôi,phù hợp với khả chịu tải trọng lớn cầu sau đầy tải Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP 35 Hình 22 NhÝp treo trªn khung cã gãc nghiªng vỊ tr−íc nhỏ, tơng thích với góc bố trí cácđăng trờng lực, nhờ việc bố trí lệch điểm treo trớc sau nhíp Ôtô buýt có chiều dài lớn, góc nghiêng thân cácđăng nhỏ Kết cấu sử dụng đầu treo treo trớc nhíp đặt quang treo, hạn chế đợc dịch chuyển cầu xe phanh, đảm bảo giảm tối đa xô dọc hành khách phanh gấp Nhíp bố trí nằm dới cầu xe giúp cho chiều cao thân xe thấp tăng khả ổ định ngang ôtô Các cấu trúc hệ thống treo trớc ôtô buýt Mercedes-Benz Trên hình 23 hệ thống treo trớc ôtô buýt tiêu chuẩn Mercedes-Benz CÊu tróc hƯ thèng treo phơ thc bao gåm: dÇm cầu cứng(8), kết hợp với phận đàn hồi khí nén(2), hệ thống treo sử dụng ba đòn giằng dẫn hớng(5), (6) truyền lực dọc, đòn Panhard(7) truyền lực bên thân xe cầu, ổn định ngang giúp hạn chế góc nghiêng ngang thân xe Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP 36 Hình 23 Các bầu khí nén đặt dầm cầu thân xe đảm nhận truyền tải trọng đứng, áp suất khí nén đợc tự động điều chỉnh Hình 24 Trên hình 24 hệ thống treo sau ôtô buýt tiêu chn Mercedes-Benz CÊu tróc hƯ thèng treo theo lo¹i phơ thuộc dầm cầu liền(3),cầu sử dụng bốn đòn giằng: hai bên trên(4) đặt thẳng, hai đòn dới (2) đặt nghiêng đảm bảo khả truyền lực dọc lực ngang Khoa C«ng nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP 37 HƯ thèng treo sư dơng bÇu khÝ nén(5) bốn giảm chấn(1), đảm bảo thuận lợi cho việc lựa chọn kích thớc đặc tính bầu khí theo tiêu chuẩn nhà sản xuất khác Việc bố trí bầu khí nén yêu cầu phải có treo(6) cứng, chế tạo từ loại thép cứng đúc dày Các giá treo bắt với dầm cầu thông qua bé quang dÇm gièng nh− quang nhÝp CÇu sau chủ động liên kết với động đặt phía sau xe nhằm tối u khả truyền lực kéo Với kết cấu ôtô buýt tiêu chuẩn, hệ thống treo Mercedes-Benz có tính tiện nghi cao, phụ hợp với việc vận chuyển hành khách đờng dài, liên tỉnh hay chuyên dùng du lịch Để phục vụ vận tải hành khách thành phố, ôtô buýt tiêu chuẩn đ đợc thay đổi kết cấu hệ thống treo cầu trớc sang loại hai đòn ngang Nhờ đó, ôtô hạ thấp đáng kể chiều cao trọng tâm, chiều cao sàn xe phù hợp với việc lên xuống hành khách Hệ thống treo trớc sau ôtô buýt thành phố loại tiêu chuẩn sau thay đổi h ng Mercedes-Benz thể hình 25 Hình 25 Đặc điểm nỉi bËt cđa xe lµ sư dơng hƯ thèng treo trớc hai đòn ngang với phận đàn hồi khí nén Bộ phận đàn hồi khí nén đợc đặt giá đỡ cụm bánh xe, phía bầ khí(4) đặt trực tiếp lên thân xe Tải trọng thẳng đứng truyền qua bầu khí xuống giá đỡ tới bánh xe, giảm tải cho đòng ngang dới Các đòn (1) đòn dới (5) cấu tạo từ thép ống tròn đặc làm nhiệm vụ dẫn hớng(xác định vị trí bánh xe), cấu tạo nhỏ gọn dành không gian cho việc bố trí bầu khí cụm hệ Khoa Công nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP 38 thèng lái Các đòn giằng dới đầu bố trí theo dạng chữ V thông qua khớp cầu Thân xe ổn định ngang(3) bắt khung xe, cá đầu dới bắt với bánh xe Giảm chấn bố trí giá bắt cụm bánh xe gọn Ngoài ra, để tăng cờng khả truyền lực dọc lực bên hệ thống treo bố trí thêm hai đòn chéo(2) Với cấu trục nh đòn ngang dới đợc giảm tải tối đa träng l−ỵng kÕt cÊu nhá HƯ thèng treo kÕt hỵp với cấu trúc khung xơng dạng khung dàn, cho phép giảm thấp chiều cao phía đầu xe, trọng lợng bán thân ôtô nhỏ Tuy cấu trúc hệ thống treo cầu trớc xe phức tạp, khớp cầu(rôtuyn) cần thờng xuyên kiểm tra để tránh rơ lỏng mức ảnh hởng tới động học hệ thống treo Khoa C«ng nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP 39 Bµi HƯ thèng treo tÝch cùc vµ ứng dụng Các phận đàn hồi truyền thống: nhíp lá, lò xo xoắn ốc, xoắn giảm chấn thuỷ lực có đặc tính tuyến tính đợc coi hệ thống đàn hồi Thụ động Xuất phát từ yêu cầu hoàn thiện hệ thống treo ngày đ hình thành có loại hệ thống treo có chất lợng cao Yêu cầu Các hệ thống treo ôtô đại cần thiết phải đáp ứng yêu cầu: a) Tính tiện nghi hoạt động cao, hay cụ thể ổn định sàn xe: - Gia tốc dao động thân xe nhỏ - Tần số dao động riêng nhỏ, không phụ thuộc vào tải trọng đặt lên - Đặc tính giảm chấn phụ thuộc vào tải trọng trạng thái hoạt động b) Tính an toàn chuyển động cao, cân ổn định chiều cao sàn xe: - Biến động giá trị tải sinh phải nhỏ - Động học chuyển vị cầu xe không phụ thuộc tải trọng - Có khả điều chỉnh cao thân xe - Chuyển vị biến dạng đàn hồi giảm chấn phải thích hợp - Đảm bảo khoảng sáng gầm xe c) Không gian bố trí phận hệ thèng treo nhá gän: - Cã kÝch th−íc bao nhá gọn - Chiều dài kết cấu ngắn, hay sử dụng truyền dẫn dây điện d) Có khả thay đổi chiều cao thân xe: - Hạ thấp trọng tâm chuyển động tốc độ cao - Nâng cao khoảng sáng gầm xe chuyển động đờng xấu - Có khả điều chỉnh độ nghiêng ngang thân xe - Có khả điều chỉnh độ nghiêng dọc thân xe giảm lực cản không khí ổn định chuyển động e) Có khả loại trừ khả điều khiển sai ngời lái(điều khiển thông minh) mét sè tr−êng hỵp: - Khi kÝch xe thay bánh xe đờng - Khi có cố phận đàn hồi, giảm chấn, đờng dẫn - Khi cã sù cè cđa hƯ thèng ®iỊu khiĨn ®iƯn tử Các kết cấu truyền thống không thực đợc yêu cầu này, cần thiết phải sử dụng hệ thống treo có khả tự điều chỉnh Phân loại Hiện hệ thống điều chỉnh đợc chia làm: - Theo mức độ hoàn thiện: + Bán tích cực + Tích cực - Theo dạng cung cấp lợng điều chỉnh: + Hệ thống hở + Hệ thống kín - Theo đặc tính điều khiển cđa hƯ thèng treo tÝch cùc: + §iỊu khiĨn nhanh 40 Khoa C«ng nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP + Điều khiển trình(chậm) Việc hoàn thiện hệ thống treo liên quan tới: giá thành thiết bị, tiêu hao lợng trình điều chỉnh, không gian bố trí thiết bị Do việc thoả m n yêu cầu mức độ khác Các sơ đồ đặc tính kỹ thuật hình 26 cho phép phân biệt tổng quát hệ thống thụ động, tích cực bán tích cực Hình 26 A Hệ thống treo bán tích cực Hệ thống treo bán tích cực hệ thống có khả dập tắt nhanh dao động thẳng đứng khoảng làm việc rộng Khoảng làm việc dập tắt dao động tạo lên điều khiển thông qua núm chọn hay nhờ điều khiển điện tử Trên hình 26 hệ thống treo có giảm chấn làm việc theo vị trí núm điều khiển ôtô Porsche 959 TÝnh chÊt ®iỊu chØnh cđa dao ®éng xe hoạt động đợc chọn theo chế độ đờng định trớc theo ý đồ sử dụng lái xe là: - Thành phố, xa lộ, liên tỉnh - Đơng ngắn, đơng trờng, đờng đua Ba chơng trình hoạt động đợc thiết lập sẵn phụ thuộc trạng thái làm việc giảm chấn thông qua núm chọn bảng điều khiển xe Khoa Công nghệ ôtô - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP 41 Lùc c©n b»ng cđa giảm chấn tăng hay giảm phụ thuộc vào tăng hay giảm tốc độ dịch chuyển piston giảm chấn thông qua việc thay đổi lỗ van tiết lu để thay đổi dòng chảy chất lỏng bên Trên xe sử dụng chế độ điều chỉnh khoảng sáng gầm xe chọn sẵn bàng núm chọn, điều khiển tử (3) trì khoảng làm việc vùng đợc thiết lập (hình 27) Mục ®Ých cđa hƯ thèng thiÕt lËp vµ ®iỊu chØnh chiỊu cao thân xe nhằm đảm bảo khả làm việc tốc độ cao Hình 27 - Duy trì ổn định góc nghiêng ngang bánh xe - Tối u hệ số cản không khí tác dụng lên đầu xe Dập tắt nhanh dao động nhờ giảm chấn đợc điều chỉnh giải pháp hiệu việc hoàn thiện tính tiện nghi chuyển động ôtô Giải pháp hoàn thiện hệ thống thiết lập sẵn đơn giản mà sau sử dụng hệ thống tự động điều chỉnh khả dập tắt dao động loại bán tích cực khác ôtô Hệ thống tự động bán tích cực có tác động tực thời theo trạng thái thực chuyển động, có tên lµ EDC cđa h ng BMW hay ADS cđa h ng Mercedes- Benz Sơ đồ chung hệ thống điện tử điều khiển giảm chấn trình bày hình 28 thuộc loại bán tích cực Các cảm biến bao gồm: gia tốc chuyển dịch thân xe(1), góc quay vành tay lái(2), độ mở bớm ga(3), áp lực dầu phanh(4), áp lực chất lỏng môđun giảm chấn(5), tốc độ ôtô(6), chơng trình lựa chọn(7) Các cảm biến cung cấp tín hiệu sở chơng trình phân tích dao động thẳng đứng, xác định giá trị trung bình gia tốc chuyển vị thân xe chỗ bố trí môđun giảm chấn Hệ thống bán tích cực không thực hoàn thiện chế độ tự động: - Không có cảm biến xác định lực giảm chấn 42 Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP - Không có khả tự chuyển sang chế độ làm việc khác, tốc độ dịch chuyển piston giảm chấn vợt giới hạn cho phép Hình 28 - Không điều chỉnh chế độ làm việc theo thông tin trạng thái làm việc tức thời Các hệ thống điều khiển điện tử không bố trí ôtô mà bắt đầu sử dụng ôtô buýt tải Hình 29 Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP 43 Trên hình 29a sơ đồ đàn hồi bán tích cực ôtô buýt, bao gồm: giảm chấn có khả linh hoạt thay đổi đặc tÝnh nhê van tù ®éng ®iỊu chØnh Van tù ®éng điều chỉnh có khả thay đổi nhanh dòng chất lỏng chảy hai khoang làm việc giảm chấn Van nhạy cảm, dới tác dụng chuyển dịch nhanh cầu xe, tạo lên lực mở rộng hay đóng hẹp van để đảm bảo thân xe đợc chuyển động êm dịu Do lực đóng mở van chịu ảnh hởng trực tiếp dao động bánh xe nên không cần nguồn lợng cung cấp Khả tự điều chỉnh giống nh trình tiếp nhận tín hiệu số, đặc biệt khả xử lý nhanh biến đổi khoảng cách cầu xe thân xe Hệ thống không giúp cho ôto có khả êm dịu chuyển động mà có hiệu cho việc giảm góc nghiêng dọc nghiêng ngang thân xe Trong trơng hợp cần trang bị thêm hệ thống điều khiển điện tử theo yêu cầu hoàn thiện trạng thái ổn định Kết kiểm định đo góc nghiêng ngang thân xe cho đồ thị hình 29b - Khi vợt qua chớng ngại vật đơn điệu - Với hai loại giảm chấn thụ động truyền thống giảm chấn bán tích cực Sự thay đổi cứng phận đàn hồi «t« cho phÐp hoµn thiƯn tÝnh tiƯn nghi sư dụng Cũng cần phân biệt hai phơng pháp: ảnh hởng dịch chuyển thân xe thay đổi tức thời ®éc cøng vµ sư dơng bé phËn ®µn håi mỊm Giải pháp ôtô thờng gặp là: - Dùng giảm chấn tự động điều chỉnh với phận đàn hồi mềm - Dùng phân đàn hồi mềm cho phép tiến hành điều chỉnh chiều cao thân xe kể cầu sau Dùng phận đàn hồi thuỷ khí có nhợc điểm giá thành cao trọng lợng lớn áp lực thuỷ lực yêu cầu tới 10Mpa Với phận đàn hồi khí nén có vấn đề giải cố định ballon (bầu khí) (vật liƯu lµm b»ng chÊt liƯu cao su hay nylon) VÊn đề đợc giải trớc hết thay đổi kết cấu, chẳng hạn nh phận dẫn hớng bên cạnh bầu khí Lúc lại đặt vấn đề không gian cho chi tiết cầu xe khung vỏ Hiên lựa chọn hệ thống phận đàn hồi khí nén thuỷ lực dùng hai hệ thống kết hợp với điều khiển điện tử tơng lai Trong tình cần trang bị: cảm biến đo chiều cao, van điện từ, máy nén khí hay bơm thuỷ lực ECU Trên phận đàn hồi khí nén (hình 30) lại quan tâm tiÕp tíi trang bÞ hƯ thèng hë hay hƯ thèng kín cho việc cung cấp lợng Với hệ thống hở hình 30a lấy từ môi trờng xung quanh nén khí máy nén chuyển tới bầu khí Hệ thống yêu cầu không khí phải khô để bổ xung khí nén hạ thấp sàn xe Việc phân phối khí nén cần có van cung cÊp ®iƯn tõ ®iỊu khiĨn trùc tiÕp cho bầu khí Nh hệ thống hở cần thờng xuyên bổ xung khí nén Để tiết kiệm lợng cho m¸y nÐn khÝ víi hƯ thèng hë, khÝ nÐn ngừng cung cấp cho bầu khí phanh Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP 44 Hình 30 Sự khác biệt hệ thống hở hệ thống kín, qua sơ đồ, nhận thấy phần cung cấp khí nén khác Trên hình 30b hệ thống h ng bosch có áp suất trung bình, không khí đợc luân chuyển từ bình chứa (7) tới bầu khí sấy khô áp suất bình chứa (7) dự trữ nằm giá trị ¸p st lín nhÊt vµ ¸p st nhá nhÊt lµm việc bầu khí Sau hạ thấp sàn xe, máy nén khí cần chuyển khí nén từ bình chứa sang bầu khí để nâng cao sàn xe Trên hệ thống nh thế, áp suất bình chứa phải nhỏ bầu khí, máy nén khí có công suất cao bình chứa tích lớn Từ lý trên, ôtô Mercedes- Benz dùng hệ thống treo lò xo xoắn ốc, bầu khí nén giảm chấn đảm bảo tốt tính tiện nghi an toàn chuyển động Hệ thống có tên AIRmatic gồm: phận đàn hồi khí nén giảm chấn bán tích cực ADS Một hệ thống phận đàn hồi khí nén đợc tạo nên bëi mét sè chi tiÕt liªn kÕt víi trun dÉn khí nén thu thập liệu, phận đàn hồi cho cầu trớc, cầu sau, máy nén khí, van ph©n phèi khÝ trung t©m, van cÊp khÝ cho bầu khí, ECU cảm biến yêu cầu Hệ thống thuộc loại hệ thống hở không tải không gây lên ép cỡng bầu khí Việc điều chỉnh chiều cao thân xe đợc tiến hành nhanh chóng theo yêu cầu cách thêm hay thoát bớt khí nén bánh xe cách độc lập qua viƯc ®iỊu khiĨn van ®iƯn tõ B- HƯ thèng treo tÝch cùc HƯ thèng treo tÝch cùc lµ hƯ thống cần có lợng bổ sung cho phận bánh xe thân xe nhằm đáp ứng kịp quan hệ lực tác dụng thông tin Các trạng thái tải trọng thẳng đứng tác dụng lên ôtô chia thành: tải động, nghiêng dọc, nghiêng ngang Hệ thống treo tích cực điều khiển theo biến động trạng thái nhấp nhô đờng trạng thái chiều cao thân xe cảm biến điều khiển nhạy bén ảnh hởng động xảy Khi có lực động sinh ra, thông qua van điều chỉnh đáp ứng liên hệ nhanh(với nguồn lợng tơng thích) phần tử đàn hồi tạo Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP 45 lên phản ứng nhằm đảm bảo chế độ nghiêng thân xe yêu cầu Các hệ thống nh đợc gọi §iỊu khiĨn tÝch cùc” C¸c hƯ thèng treo tÝch cùc sử dụng ôtô nh hình 31 H×nh 31 a) HƯ thèng Lotus b) HƯ thèng Williams c) Hệ thống điều chỉnh với phần tử đàn hồi thuỷ lực có điều chỉnh áp suất thuỷ lực bổ trợ lò xo đàn hồi xoắn ốc d) Hệ thống Horvat Hệ thống đòi hỏi nhiều lợng kết cấu theo hệ thống Lotus (hình 31a) Phần thiết bị bốn phần tử thuỷ lực, bình tích bổ trợ, phần liên hệ với cảm biến tải trọng sinh bánh xe thân xe Cảm biến tải trọng cung cấp thông tin cho mạch điều khiển đa tải trọng đặt lên bánh xe giá trị tĩnh Nếu nh bánh xe vợt qua mấp mô cao nằm mặt đờng, tải trọng bánh xe tăng lên cầu xe có xu hớng nâng cao lên gần thân xe Trên hệ thống treo tịc cực khả tải trọng cho bánh xe bị giảm bớt Van tự động điều chỉnh phần tử xả bớt chất lỏng khỏi xilanh, nhờ bánh xe có khả đảm bảo giá trị tải trọng tĩnh tực thời Điều có nghĩa phần tử đàn hồi bánh xe không tác động thêm tải trọng ảnh hởng không phẳng mặt đờng Nh nói có bánh xe bị nâng cao để vợt qua mấp mô mà thân xe không bị gây nên tác động xấu Để thân xe 46 Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP không bị dịch chuyển vợt qua chớng ngại vật cần thiết đa thêm mạch điều khiển phụ thuộc chiều cao hành trình bánh xe để giữ cho thân xe vị trí thiết kế Việc để cho việc hệ thống treo tích cực phải có khả khắc phục chiều cao mÊp m« bÊt kú theo thiÕt kÕ, víi thêi gian vô ngắn(vài mili giây) Thực đợc điều cần thiết phải tiêu hao công suất chừng 10kW để nâng cao tính tiện nghi ôtô con.Với ôtô tải nhỏ ôtô buýt lợng tiêu thụ cho tự động điều chỉnh chiều cao nhiều Hệ thống treo nh có yêu cầu cao quan hệ động học thân xe với bánh xe so với hệ thống thụ động truyền thống Thân xe phải đợc giữ ổn định khoảng làm việc rộng bánh xe bánh xe cần phải lăn theo hình dạng mặt đờng Bởi hành trình dịch chuyển bánh xe đòi hỏi phải lớn nhiều so với hệ thống treo thụ động Việc liên quan tới thay đổi lớn độ chụm bánh xe xuất hành trình nén trả, đặc biệt chuyển động thẳng Quan hệ động học tốt có khả thực đợc hệ thống treo hai đòn ngang Việc sử dụng hệ thống treo nhiều khâu thành phần dẫn hớng thuận lợi, phần tử treo tích cực thành phần đòn dẫn hớng Bằng cách này, phần tử lực ngang đợc triệt tiêu bớt việc tăng ma sát bố trí đòn nghiêng hợp lý đòn dẫn hớng khâu liên kết ảnh hởng ma sát trình làm việc hệ thống điều chỉnh tự động làm xấu chất lợng làm việc hệ thống Nh có khả sử dụng cầu trớc cầu sau loại hệ thống treo hai đòn ngang Để hạn chế bớt lợng dùng cho hƯ thèng tÝch cùc, ®É xt hiƯn mét sè phơng án thiết kế Xuất phát phơng án không đáp ứng mấp mô mặt đờng b»ng hƯ thèng treo tÝch cùc mµ dïng xilanh bỉ trợ để điều chỉnh chuyển dịch thân xe xuất hiên đoạn đờng có mấp mô liên tục, hệ thống đàn hồi thuỷ lực có khả đẩy nhanh bù vào phần thể tích cần bổ sung từ bình tích lợng, tháo bớt dÇu khái hƯ thèng KÕt cÊu cđa bé phÇn xilanh bổ trợ liên hệ với bình tích gần giống phần tử đàn hồi Trên hình 31c hệ thống tơng tự hệ thống đàn hồi thuỷ khí nhng điều chỉnh chuyển dịch thân xe xuất vợt mấp mô liên tục Hệ thống sử dụng bầu khí làm phân đàn hồi, không đòi hỏi nhiều lợn, đợc thể hình 31d Trên hệ thống đàn hồi thuỷ khí cần thiết có bình tích phụ để chứa chất lỏng có áp suất d thừa, đàm bảo chuyển dịch theo yêu cầu thân xe Lờng dầu nhận từ bình tích với áp suất lớn Sự khác biệt áp suất hai bình đợc thực nhờ van tiết lu Trên hệ thống đàn hồi khí nén Khí nén đợc cung cấp vào phần tử lấy từ bình chứa trung tâm(đảm bảo thể tích áp suất) Trong bầu khí nén, lợng khí lớn nhng áp suất thấp bình chứa trung tâm, bình chứa trung tâm cần thể tích nhỏ áp suất cao hơn, để khả cung cấp khí vào bầu khí tơng ứng So sánh với loại sử dụng phần tử thuỷ khí tổn thất lợng nhỏ nhiều Ngoài u điểm tiêu thụ lợng san tải trọng theo lực bên bố trí hợp lý bầu khí nén giảm chấn(vị trí bầu khí nén nằm chéo hay giảm chấn nằm xiên đối xứng) Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghề 17/BQP 47 Tài liệu tham khảo ôtô- V.X KALIXKI , A/I.MANDÔN, G.E.NAGULA - NXB MIR MAXCƠVA Bảo dỡng kỹ thuật ôtô- NXB Quân đội nhân dân giáo trình kỹ thuật sửa chữa ôtô, máy nổ- GS.TS Nguyễn Tất Tiến, Đỗ Xuân Kính NXB giáo dục Kỹ thuật sửa chữa ôtô động máy nổ đại- Nguyễn Oanh- NXB tổng hợp TPHCM Sửa chữa gầm ôtô- Nguyễn Văn Hồi, Nguyễn Doanh Phơng, Phạm Văn KháiNXB Lao động- x hội Khoa Công nghƯ «t« - Tr−êng trung cÊp nghỊ 17/BQP 48 Mơc lục Trang Lời nói đầu Bài Sửa chữa bảo dỡng hệ thống treo phụ thuộc Bài Sửa chữa bảo dỡng hệ thống treo độc lập Bài Sửa chữa bảo dỡng giảm xóc 15 Bài Sửa chữa bảo dỡng khung xe 20 Bài Sửa chữa bảo dỡng vỏ xe 24 Bài tham khảo 34 Tài liệu tham khảo 48 Khoa Công nghệ ôtô - Trờng trung cấp nghÒ 17/BQP 49 ... chấn - Đối với cầu sau + Sử dụng hai hệ treo + Hệ thống treo độc lập đòn dọc + Hệ thống treo độc lập đòn chéo II- Cấu tạo loại hệ thống treo độc lập 1) Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang Khung... ma sát trình làm việc hệ thống điều chỉnh tự động làm xấu chất lợng làm việc hệ thống Nh có khả sử dụng cầu trớc cầu sau loại hệ thống treo hai đòn ngang Để hạn chế bớt lợng dùng cho hệ thống. .. Câu hỏi ôn tập Trình bày cấu tạo hệ thống treo độc lập u nhớc điểm cấu? Nêu h hỏng, nguyên nhân hệ thống treo độc lập? Nêu phơng pháp kiểm tra hệ thống treo độc lập Khoa Công nghệ ôtô - Trờng