Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học giao thông vận tải Nguyễn anh hiệp Chẩn đoán tình trạng kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng thiết bị kiểm tra độ trượt ngang Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật Hà nội - 2005 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học giao thông vận tải Chẩn đoán tình trạng kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng thiết bị kiểm tra độ trượt ngang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành : Cơ khí ô t« M· sè : 2.01.39 Híng dÉn khoa häc : TS Nguyễn Văn Bang Học viên : Nguyễn Anh Hiệp Hà nội - 2005 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Giải thích ký hiệu sử dụng luận văn Ký hiệu Đơn vị Diễn giải rb m Bán kính làm việc bánh xe rđ m Bán kính động lực học bánh xe Zb N Phản lực thẳng đứng mặt đường tác dụng lên bánh xe Yb N Phản lực bên mặt đường tác dụng lên bánh xe M z Nm Mô men ổn định tạo phản lực thẳng đứng mặt đường tác dụng lên bánh xe góc nghiêng ngang trụ đứng M v Nm Mô men ổn định tạo phản lực bên mặt đường tác dụng lên bánh xe góc nghiêng dọc trụ đứng P ij N Lực quán tính thành phần đặt trọng tâm xe L m Khoảng cách từ tâm bề mặt tựa bánh xe tới đường tâm trụ đứng mf đứng c m Khoảng cách từ điểm tiếp xúc bánh xe với mặt đường tới đường tâm trụ đứng k độ Góc lệch bên lốp đàn hồi độ Góc nghiêng ngang trụ đứng độ Góc nghiêng dọc trụ đứng độ Góc nghiêng ngang bánh xe dẫn hướng độ Góc chụm bánh xe dẫn hướng Pf N Lực cản lăn Pi N Lực cản dốc Pw N Lực cản không khí Pj N Lực cản quán tính Py N Phản lực ngang tác dụng lên bánh xe dẫn hướng Ghi Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Lời nói đầu Vận tải ô tô có vai trò quan trọng phát triển kinh tế, xà hội phục vụ nhu cầu người Ô tô loại phương tiện vận tải thiếu đà có đóng góp to lớn cho ph¸t triĨn cđa x· héi Cïng víi sù ph¸t triĨn khoa học công nghệ, nghành công nghiệp ô tô không ngừng phát triển, ngày đáp ứng tốt yêu cầu vận tải nhu cầu người Đó yêu cầu độ tin cậy khai thác sử dụng, tốc độ chuyển động mong muốn, độ bền lâu, bảo vệ môi trường, tiƯn nghi sư dơng tèt, chi phÝ nhiªn liƯu thÊp, giá thành hạ Do tính thông dụng tiện lợi phương tiện, ngày ngành công nghiệp ô tô không ngừng phát triển, khoa học tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện ô tô Các hướng nghiên cứu ưu tiên giải vấn đề là: Đảm bảo an toàn khai thác sử dụng, bảo vệ môi trường, tiện nghi, độ tin cậy sử dụng Để đảm bảo an toàn khai thác sử dụng ô tô hệ thống lái có vai trò quan trọng, giúp cho việc điều khiển ô tô quỹ đạo an toàn, chuyển hướng, quay vòng xe theo ý muốn Ngày nhờ vào phát triển khoa học công nghệ, nhà nghiên cứu sản xuất đà chế tạo ô tô có hệ thống lái đáp ứng yêu cầu đặt Để kiểm tra đánh giá chất lượng hệ thống lái sử dụng nhiều phương pháp kiểm tra đường kiểm tra thiết bị cho phần tử : Độ dơ vành lái, độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng, kiểm tra thông số điều khiển lái: Bán kính quay vòng, góc quay phải, góc quay trái, lực tác dụng lên vành tay lái quay vòng v.v Phương pháp kiểm tra cụm bánh xe dẫn hướng ô tô thiết bị kiểm tra độ trượt ngang phương pháp đảm bảo độ xác, an toàn nhanh chóng Các thiết bị kiểm tra ngày đà ứng dụng thành tựu khoa học đại, không ngừng hoàn thiện nhằm đưa kết kiểm tra xác, tin cậy Đảm bảo an toàn cho ô tô khai thác sử dụng Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Với ý nghĩa đà nêu trên, đề tài : Chẩn đoán tình trạng kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng thiết bị kiểm tra độ trượt ngang nhằm góp phần hoàn thiện thêm việc khai thác sử dụng thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng ô tô Trung tâm đăng kiểm xe giới Việt Nam Trong trình thực hiện, tác giả đà giúp đỡ môn Cơ khí ô tô - Đại học giao thông vận tải, Tiến sỹ Nguyễn Văn Bang giáo viên môn ô tô, xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tập thể giáo viên môn Mong hợp tác giúp đỡ lĩnh vực chuyên môn ô tô, kiểm định an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trường Góp phần vào việc bảo vệ an toàn sinh mạng người, vật chất xà hội môi trường tự nhiên Hà nội, ngày 15 tháng 10 năm 2005 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Chương I Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Nền kinh tế nước ta năm gần có tăng trưởng nhanh, sản xuất dịch vụ phát triển mạnh Cùng với phát triển số lượng ô tô không ngừng tăng Theo tổng hợp số liệu phương tiện giao thông lưu hành nước Cục Đăng Kiểm Việt Nam, đến 31/12/2004 có 531.632 ô tô loại lưu hành Riêng tháng 12 năm 2004 tăng 5311 Dự báo tăng trưởng ô tô nước ta bình quân hàng năm tăng 10 - 20% Đến năm 2020 có khoảng triệu ô tô loại Cùng với phát triển số lượng ô tô, số vụ tai nạn tăng theo Theo số liệu thống kê tai nạn Cục cảnh sát giao thông đường sắt đường bộ, Năm 2000 có 22.486 vụ , năm 2001 có 25.040 vụ 2002 có 27.134 vụ, năm 2003 có 20.675 vụ Năm 2004 nước xảy 17.532 vụ tai nạn giao thông, làm chết 12.096 người (tăng 232 người - 1,9% so với năm 2003 ) bị thương 15.633 người (giảm 5.071 người - 24% so với năm 2003) Có nhiều nguyên nhân gây ra, có nguyên nhân phương tiện ô tô không đảm bảo an toàn kỹ thuật (từ năm 2002 đến năm 2004 1,2-1,7% ) Tai nạn giao thông có ảnh hưởng lớn đến xà hội, kìm hÃm phát triển kinh tế, gây thiệt hại tài sản, người để lại nhiều hậu mà xà hội phải giải Để hạn chế tai nạn giao thông ô tô gây nên có nhiều biện pháp : Đào tạo, híng dÉn lt ®êng bé ®èi víi ngêi tham gia giao thông; quản lý an toàn, trật tự giao thông đường; quản lý tình trạng kỹ thuật phương tiện lưu hành, v.v Việc kiểm soát tình trạng kỹ thuật ô tô lưu hành thực Trung tâm đăng kiểm xe giới Hệ thống Trung tâm đăng kiểm đà hình thành nước từ năm 1995 Hiện nước ta với 64 tỉnh thành đà bố trí 84 Trung tâm đăng kiểm, tất Trung tâm giới hoá Điều kiện hoạt động mặt bằng, trang thiết bị nhân lực, quy trình kiểm tra, quy trình Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp kiểm định PTCGĐB quy định theo tiêu chuẩn hành Các tiêu chuẩn quy định chặt chẽ tiêu chuẩn Trung tâm đăng kiểm xe giới, tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trường quy trình kiểm định đà giúp kiểm soát tình trạng kỹ thuật ô tô lưu hành tốt, hạn chế bớt tai nạn giao thông Theo số liệu thống kê Cục Đăng kiểm Việt nam kết kiểm định nước ta năm 2004 cho thấy: Hư hỏng cđa c¸c hƯ thèng tỉng sè c¸c h háng dẫn đến xe không đạt kết công tác kiểm định an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trêng: - HÖ thèng phanh : 54,43% - HÖ thèng lái : 36,66% - Lốp bánh xe : 14,98% - Khí xả ( xăng điezen ) : 7,28% Các số liệu cho thấy hư hỏng hệ thống phanh hệ thống lái chiếm tỷ lệ cao nguyên nhân gây tai nạn nhiều tổng số tai nạn tình trạng kỹ thuật ô tô không đảm bảo Từ cho thấy việc kiểm soát tình trạng kỹ thuật ô tô thông qua thiết bị kiểm tra việc làm cần thiết, hệ thống phanh hệ thống lái Đối với việc kiĨm tra kÕt cÊu cđa hƯ thèng l¸i bao gåm phần tử vành lái, trụ lái, cấu lái, ( ) trợ lực lái, dẫn động lái, bánh xe dẫn hướng, bánh xe dẫn hướng phần tử quan trọng ảnh hưởng đến làm việc hệ thống lái cần phải trọng Do đó, công tác kiểm định kỹ thuật, nội dung kiểm tra hệ thống lái từ vành tay lái đến dẫn động lái ( trợ lực lái ), có nội dung kiĨm tra cơm b¸nh xe dÉn híng ViƯc kiĨm tra thực thiết bị kiểm tra chuyên dùng - Thiết bị kiểm tra trượt ngang bánh xe dẫn hướng ( Side slip tester ) - Là loại thiết bị kiểm tra bắt buộc phải có dây chuyền kiểm định giới hoá Trung tâm đăng kiểm xe giới Thông qua kết kiểm tra thiết bị kiểm tra trượt ngang bánh xe dẫn hướng ta chẩn đoán tình trạng kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Các thông số kết cấu trình chẩn đoán : Các góc đặt bánh xe dẫn hướng, độ dơ moay bánh xe độ dơ trụ đứng, áp suất lốp tình trạng kỹ thuật lốp Thông số chẩn đoán khoảng dịch chuyển theo phương ngang bàn trượt thiết bị, theo nguyên lý : Bàn trượt tiếp nhận lực tác dụng ngang từ phía bánh xe dịch chuyển Giá trị lực ngang định thông số kết cấu nêu 1.2 Các nghiên cứu nước 1.2.1 Tình hình nghiên cứu bánh xe dẫn hướng giới Tính đặc thù động lực học xe bánh xe đàn hồi Bánh xe đàn hồi đời Michelin thành công việc chế tạo cao su Năm 1845 R.W.Thomson phát bánh đàn hồi bị lÃng quên Năm 1888 Dunlop đăng ký quyền bánh đàn hồi Do đó, vào năm 1904, xe bánh lốp đạt vận tốc 170km/h Khi xe cao tốc đời làm xuất mối lo âu giới chuyên môn : Sự trượt ngang xe ( dao ®éng ngang ) Trong thêi gian nµy, ®· cã nhiỊu tác giả tham gia nghiên cứu vấn đề E.Rumpler, B.Sternberg, F.J.Kelvin, C.Eberhardt G.Weiss Họ đà đặt vấn đề nghiên cứu mối quan hệ ma sát - tải trọng với cặp lốp - loại đường khác nhau, nhằm mục đích tối ưu đặc tính động lực học Năm 1907 Lanchester đà đưa khái niệm quay vòng đủ, quay vòng thiếu Cũng vào thời gian người ta đà đưa sử dụng loại lốp áp suất thấp nhằm nâng cao đặc tính êm dịu Điều làm ảnh hưởng xấu đến tính dẫn hướng Dao động ngang lốp xuất hiện, làm cho lắc ngang tăng thêm Các chuyên gia lại tìm cách hạ thấp trọng tâm, dùng hệ treo độc lập để giảm lắc ngang Tính đàn hồi ngang dọc hệ treo làm xấu tính dẫn hướng Vào năm 1930 người ta đà tiến hành thí nghiệm động lực học , đà phát mối quan hệ lực ngang Fy góc lệch bên Khi ô tô quay vòng, hướng vận tốc không trùng với trục dọc xe mà quay góc - gọi góc bơi Maurice Olley đà phát mối liên quan góc quay bánh xe góc lệch bên cầu trước, cầu sau Ông đà đưa khái niệm Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp quay vòng thiếu Những phát Lanchester/Olley giữ nguyên giá trị ngày Năm 1940 Riekert / Schunck đà công bố công trình lý thuyết "động lực học xe bánh lốp", nghiên cứu quay thân xe xung quanh trục z trượt bên Những công trình Stronex Riekert / Schunck sở nghiên cứu nhóm chuyên gia Mỹ vào năm 1956 với công trình "Nghiên cứu tính quay vòng" ''tính ổn định đặc tính bánh xe đàn hồi" Từ nhiều tác giả đà tìm cách hoàn thiện mô hình phương pháp thí nghiệm, Bergmann, Bundorf, Hales, Segel, Erwin, Fancher Dugoff Những công trình nghiên cứu đến thời gian đà Mitschke tập hợp công trình "Động lực học ô tô" Trong năm 1970, nghành tin học điện tử đà phát triển mạnh mẽ cho phép nghành động lực học ô tô mở rộng khả tiếp cận Những thiết bị thí nghiệm, sử lý đại đời, cho phép nhiều nhà khoa học nghiên cứu sâu ảnh hưởng góc đặt bánh xe dẫn hướng đến ổn định chuyển động thẳng ô tô, đến lực tác dụng người lái lên vành tay lái quay vòng Nhiều tác giả nghiên cứu tượng đàn hồi ngang lốp ảnh hưởng đến tính điều khiển lái ô tô chuyển động tốc độ cao Các tiêu chuẩn cho phép sai lệch góc đặt độ dơ moay bánh xe dẫn hướng độ dơ trụ đứng đà ban hành Đà có thiết bị đại xác định từ xa góc đặt bánh xe dẫn hướng, áp suất lốp, v.v Tuy nhiên tác giả luận văn chưa đọc tài liệu nghiên cứu liên quan đến thiết bị đo độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng cụm bánh xe dẫn hướng 1.2.2 Tình hình nghiên cứu bánh xe dẫn hướng Việt nam Những kết nghiên cứu động lực học Việt nam đến hạn chế Trong giáo trình giảng dạy trường đại học đề cập sâu vào hai lĩnh vực Động lực học phương dọc ( Phanh, tăng tốc ) Động lực học phương thẳng đứng ( Dao động ô tô ) Các công trình nghiên cứu tác giả người Việt nam, thực nước Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp nước, chủ yếu giải hai lĩnh vực Còn lĩnh vực thứ Động lực học phương ngang, có công trình PGS-TS Nguyễn Khắc Trai thực Tiệp Khắc năm 1982, tiền đề nghiên cứu luận văn Lĩnh vực nhiều điều bí ẩn mà cần phải khám phá khai thác nước ta, dây chuyền thiết bị kiểm định phương tiện giới đường trang bị cho Trung tâm Đăng kiểm, có thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng bắt đầu đưa vào sử dụng từ năm 1995 Cho đến 100% Trung tâm Đăng kiểm nước đà trang bị dây chuyền thiết bị Ngoài ra, thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng trang bị sở sản xuất, lắp ráp xe, ga sửa chữa, bảo hành, sở đào tạo dạy nghề Các nghiên cứu điều kiện sử dụng ứng dụng thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng điều kiện khai thác nước ta đà số trường đại học, quan chuyên ngành liên quan đề cập tới Đà có số nhà khoa học, nhà nghiên cứu tiến hành nghiên cứu thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng trường Đại học Bách Khoa HN, trường Đại học giao thông vận tải, Học viện kỹ thuật quân sự, Cục Đăng kiểm Việt nam số nghiên cứu kết cấu, ảnh hưởng trình kiểm tra trượt ngang bệ thử, ứng dụng tin học kiểm tra đánh giá kết kiểm tra Các công trình nghiên cứu đà góp phần quan trọng bỉ sung cho lý thut vµ thùc nghiƯm vỊ hƯ thống lái ô tô, kiểm tra hệ thống lái Tuy nhiên nghiên cứu liên quan đến kiểm tra bánh xe dẫn hướng chưa có nghiên cứu sâu, đặc biệt việc đánh giá thông số kết cấu cụm bánh xe dẫn hướng thông qua kết đo kiểm tra thiết bị Nhiều người sử dụng, kể kỹ sư Đăng kiểm viên bậc cao chưa giải thích cách rõ ràng nội dung công việc kiểm tra, chưa chẩn đoán tình trạng kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng Vì vậy, mặt Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp - Độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng phụ thuộc vào nhiều yếu tố ảnh hưởng, có yếu tố góc đặt bánh xe, độ dơ mayơ, áp suất lốp - Các kết thử nghiệm chịu ảnh hưởng yếu tố độ xác thiết bị phương pháp đo, đà thể quy luật yếu tố ảnh hưởng đến độ trượt ngang cđa b¸nh xe dÉn híng 3.9.2 ThÝ nghiƯm kiĨm tra độ lệch hướng chuyển động đường 3.9.2.1 Mục ®Ých thÝ nghiƯm: - ThÝ nghiƯm kiĨm tra ®é lƯch hướng chuyển động đường thẳng, bằng, để xác định tiêu đánh giá lực tác dụng ngang - Kiểm tra tính đắn việc tính toán lực tác dụng ngang với độ lệch hướng chuyển động xe chuyển động thẳng - So sánh kết kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng cho xe thiết bị kiểm tra với độ lệch hướng chuyển động đường thẳng 3.9.2.2 Nội dung thí nghiệm + Đối tượng thí nghiệm: - Ô tô chuyên dùng Ford Ranger; Loại xe bán tải ( biển số: 31A-5389 ) - Động hệ thống lái kiểm tra, hiệu chỉnh đảm bảo làm viƯc tèt + ThiÕt bÞ thÝ nghiƯm - ThiÕt bÞ đo : Kính ngắm tọa độ, thước dây, thiết bị đo góc đặt bánh xe dẫn hướng, thước đo độ chụm chuyên dùng, đồng hồ đo áp suất lốp - Đường thử: Mặt đường bê tông nhựa, khô ráo, sẽ, đường thẳng, phẳng, có đủ chiều dài, rộng để thử - Điều kiện môi trường: Gió nhẹ (nhỏ 5m/s); Nhiệt độ không khí nơi thí nghiệm khoảng 280c 51 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp + Chuẩn bị thí nghiệm: Xác định chiều dài quÃng đường thẳng thí nghiệm định cho xe chuyển động thước dây, đánh dấu vị trí đường kẻ ngang vuông góc với đường tâm đường thí nghiệm Tại cuối đường thí nghiệm đặt thiết bị kính ngắm chuyển động ngang ray chn Trªn xe thÝ nghiƯm ta dùng cét täa độ tai vị trí đầu cuối xe Hai cột vuông góc với mặt phẳng đường nằm mặt phẳng tâm dọc xe Kính ngắm quang học Thanh ray Xe thư nghiƯm + Tr×nh tù thÝ nghiƯm: Đường thử nghiệm 18.7m Cột tọa độ Hình 21 : Sơ đồ mặt thí nghiệm độ lệch hướng chuyển động ô tô - Cho xe vào vị trí vạch xuất phát đường thí nghiệm ( bánh dẫn hướng tiếp xúc với vạch ) Xe phải vị trí thẳng, mặt phẳng dọc xe phải 52 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp song song với đường tâm chuyển động Dịch chỉnh ngang kính ngắm, điều chỉnh cho nhìn thấy cột tọa độ trùng với Đánh dấu vị trí kính ngắm điểm chân giá thiết bị - Cho xe chuyển động thẳng đều, tốc độ chậm ( 5km/h), bỏ tay khỏi vô lăng lái, đến vạch cuối đường thí nghiệm dừng xe lại Dịch chỉnh kính ngắm để nhìn thấy cột tọa độ trùng Đánh dấu vị trí thiết bị kính ngắm, đo khoảng dịch ngang thiết bị kính ngắm ghi lại kết - Thực thí nghiệm nhiều lần với thay đổi thông số : Độ chụm bánh xe, áp suất lốp, độ dơ mayơ + Kết thí nghiệm Bảng 11 Lần TN Độ chụm bánhx e áp suất lốp (KG/cm2 ) Trái Phải 1,8 1,8 Độ dơ mayơ Kết đo đường ( mm ) Khoảng dịch ngang (mm) QuÃng đường CĐ (m) 30 18,7 Lùi 10 - TiÕn 50 - Lïi 30 - TiÕn 80 - Lïi 60 - TiÕn 100 - Lïi 90 - 50 18,7 Lïi 30 - TiÕn 80 - Lïi 60 - TiÕn 120 - Lïi 90 - 170 18,70 Lïi 110 - TiÕn 230 - B-A (mm) TiÕn TiÕn TiÕn 3 1,0 1,8 D¬ däc: 1,8 1,8 53 Ghi chó - Xe tiÕn dịch chuyển sang phải , lùi dịch sang trái ( theo vị trí người lái ) Xe tiến dịch chuyển sang trái, lùi dịch sang phải Xe tiến dịch chuyển sang trái, lùi dịch sang phải Luận văn Thạc sỹ kü tht αk Ngun anh hiƯp Lïi 150 TiÕn 290 Lïi 200 TiÕn 200 18,70 Lïi 80 - TiÕn 290 - Lïi 110 - TiÕn 370 - Lïi 150 - 30 18,70 Lïi 10 - TiÕn 80 - Lïi 30 - TiÕn 110 - Lïi 50 - TiÕn 150 - Lïi 100 - 80 18,70 Lïi 30 - TiÕn 130 - Lïi 50 - TiÕn 200 - Lïi 90 - TiÕn TiÕn 6 1,0 1,8 1,0 1,8 - 1,8 1,8 Xe tiÕn dÞch chun sang trái, lùi dịch sang phải Xe tiến dịch chuyển sang trái, lùi dịch sang phải Xe tiến dịch chuyển sang trái, lùi dịch sang phải 3.9.2.3 Kết luận - Thử nghiệm xe đường cho thấy yếu tố áp suất lốp ảnh hưởng nhiều đến độ lệch hướng chuyển động xe, số yếu tố khác góc đặt bánh xe, độ dơ moay chưa thể rõ ảnh hëng ®Õn ®é lƯch híng chun ®éng cđa xe - Kết kiểm tra độ trượt ngang thiết bị chưa xác định rõ lệch hướng chuyển động xe chạy đường Do đó, để đánh giá hệ thống lái, cần kết hợp hai phương pháp kiểm tra 54 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Chương IV Chẩn đoán tình trạng kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng thiết bị kiểm tra trượt ngang Thông qua kết kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng thiết bị, ta chẩn đoán yếu tố ảnh hưởng gây sai lệch Từ chi tiết, cụm chi tiết hư hỏng sai lệch thông số kỹ thuật - nêu lên biện pháp khắc phục hư hỏng Theo tiêu chuẩn kỹ thuật nhà sản xuất thiết bị Nhật, giá trị đo độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng đánh sau : - Giá trị đo < [ ] : Tốt - Giá trị đo từ [ ] đến [ ] : Đạt - Giá trị đo > [ ] : Phải sửa chữa- điều chỉnh Khi giá trị đo nằm giới hạn cho phép, tức cụm bánh xe dẫn hướng bị sai lệch, chi tiết, cụm chi tiết bị sai lệch hư hỏng, cần phải sửa chữa thay Để phát nguyên nhân gây sai lệch cách nhanh chóng xác, ta dựa việc chẩn đoán hư hỏng sau : 4.1 Đối với bánh xe dẫn hướng bánh bị động Theo công thức (4) tính tổng phản lực ngang tác dụng : Py1 = Pyf1t - Py1z = Z1 ( f Sin1 - 1/2 Sin21.Cos1 ) 4.1.1 Bàn trượt dịch chuyển : ((Giá trị đo mang dấu âm (- ) Theo quy ước nhà sản xuất) Có nghĩa bàn trượt ngang thiết bị kiểm tra bị đẩy phía so với đường tâm dọc xe Phản lực ngang tác dụng lên bánh xe dẫn hướng có chiều từ phía hướng vào đường tâm dọc xe Lúc phản lực ngang tác dụng tải trọng gây lớn lực kéo gây ( Py1z > Pyf1t ) 55 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp + Độ chụm bánh xe : * mang giá trị dương ( B - A > ) - Khi gãc chôm tăng ( ) phản lực ngang tải trọng gây giảm (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây tăng (Pyf1t ) giá trị truyệt đối độ trượt giảm đổi dÊu - Khi gãc chơm gi¶m ( γ1 ↓ ) phản lực ngang tải trọng gây tăng (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây giảm (Pyf1t ) giá trị truyệt đối độ trượt tăng * mang giá trị âm ( B - A < ) - Khi gãc chôm tăng ( ) phản lực ngang tải trọng gây giảm (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây tăng (Pyf1t ) giá trị truyệt đối độ trượt tăng - Khi gãc chơm gi¶m ( γ1 ↓ ) → ph¶n lùc ngang tải trọng gây tăng (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây giảm (Pyf1t ) giá trị truyệt đối độ trượt giảm + Gãc do·ng b¸nh xe : - Khi gãc do·ng tăng (1 ) phản lực ngang tải trọng gây tăng (Py1z ) giá trị truyệt đối độ trượt tăng - Khi góc doÃng giảm (θ1 ↓ ) → ph¶n lùc ngang t¶i träng gây giảm (Py1z ) giá trị truyệt đối độ trượt giảm + áp suất lốp (PL ) : Khi áp suất lốp giảm, bề mặt tiếp xúc bánh xe mặt đường tăng lên làm cho lực cản lăn Pf bánh xe tăng, phản lùc ngang lùc kÐo g©y ( Pyf ) tác dụng lên bánh xe dẫn hướng tăng.Vậy trường hợp ta có: 56 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp - Khi áp suất lốp giảm (PL↓ ) ) → ph¶n lùc ngang lùc kÐo gây tăng (Pyf1t ) giá trị truyệt đối độ trượt giảm đổi dấu - Khi áp suất lốp tăng (PL ) ) phản lực ngang lực kéo gây giảm (Pyf1t ) giá trị truyệt đối độ trượt tăng 4.1.2 Bàn trượt dịch chuyển vào : ((Giá trị đo mang dấu dương (+ ) Theo quy ước nhà sản xuất) Có nghĩa bàn trượt ngang thiết bị kiểm tra bị đẩy vào phía hướng tới đường tâm dọc xe Phản lực ngang tác dụng lên bánh xe dẫn hướng có chiều từ đường tâm dọc xe hướng phía Lúc phản lực ngang tác dụng tải trọng gây nhỏ lùc kÐo g©y ( Py1z < Pyf1t ) + Độ chụm bánh xe : mang giá trị dương ( B - A > ) - Khi gãc chụm tăng ( ) phản lực ngang tải trọng gây giảm (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây tăng (Pyf1t ) Độ trượt tăng - Khi góc chụm giảm ( γ1 ↓ ) → ph¶n lùc ngang t¶i trọng gây tăng (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây giảm (Pyf1t ) Độ trượt giảm đổi dấu + Góc doÃng bánh xe : - Khi góc doÃng tăng (1 ) phản lực ngang tải trọng gây tăng (Py1z ) Độ trượt giảm đổi dấu - Khi gãc do·ng gi¶m (θ1 ↓ ) → ph¶n lực ngang tải trọng gây giảm (Py1z ) Độ trượt tăng + áp suất lốp : - Khi áp suất lốp giảm (PL ) ) phản lực ngang lực kéo gây tăng (Pyf1t ) Độ trượt tăng 57 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp - Khi áp suất lốp tăng (PL ) ) phản lực ngang lực kéo gây giảm (Pyf1t ) Độ trượt giảm đổi dấu 4.2 Đối với bánh xe dẫn hướng bánh chủ động Theo công thức (6) tính tổng phản lực ngang tác dụng : Py1 = - ( Pyf1t + Py1z ) = - ( Z2 f Sinγ1 + 1/2.Z1.Sin2θ1.Cosγ1 ) 4.2.1 Bàn trượt dịch chuyển + Độ chụm bánh xe : * Nếu mang giá trị dương ( B - A > ) bàn trượt dịch chuyển phía so với đường tâm dọc xe Lúc phản lực ngang tác dụng tổng phản lực ngang thành phần [Py1 =- (Pyf1t + Py1z )] - Khi góc chụm tăng ( ) phản lực ngang tải trọng gây giảm (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây tăng (Pyf1t ) Nhưng tốc độ tăng Pyf1t lớn nhiều so với giảm Py1z giá trị truyệt đối độ trượt tăng * Nếu mang giá trị âm ( B - A Pyf1t ) - Khi góc chụm tăng ( ) phản lực ngang tải trọng gây giảm (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây tăng (Pyf1t ) giá trị truyệt đối độ trượt giảm đổi dấu - Khi góc chụm giảm ( ) phản lực ngang tải trọng gây tăng (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây giảm (Pyf1t ) giá trị truyệt đối độ trượt tăng + Góc doÃng bánh xe : * Khi độ chụm dương 58 Luận văn Thạc sü kü tht Ngun anh hiƯp - Khi gãc do·ng tăng (1 ) phản lực ngang tải trọng gây tăng (Py1z ) giá trị truyệt đối độ trượt tăng - Khi góc doÃng giảm (θ1 ↓ ) → ph¶n lùc ngang t¶i träng gây giảm (Py1z ) giá trị truyệt đối độ trượt giảm * Khi độ chụm âm : Thì phản lực ngang tác dụng tải trọng gây lớn lực kéo gây ( Py1z > Pyf1t ) - Khi góc doÃng tăng (1 ) phản lực ngang tải trọng gây tăng (Py1z ) giá trị truyệt đối độ trượt tăng - Khi góc doÃng giảm (1 ) phản lực ngang tải trọng gây giảm (Py1z ) giá trị truyệt đối độ trượt giảm đổi dấu 4.2.2 Bàn trượt dịch chuyển vào : + Độ chụm bánh xe : ( với độ chụm âm ) Phản lực ngang tác dụng tải trọng gây nhỏ lực kéo gây ( Py1z < Pyf1t ) - Khi góc chụm tăng ( γ1 ↑ ) → ph¶n lùc ngang t¶i trọng gây giảm (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây tăng (Pyf1t ) Độ trượt tăng - Khi góc chụm giảm ( ) phản lực ngang tải trọng gây tăng (Py1z ), phản lực ngang lực kéo gây giảm (Pyf1t ) Độ trượt giảm đổi dấu + Góc doÃng bánh xe : - Khi góc doÃng tăng (1 ) phản lực ngang tải trọng gây tăng (Py1z ) Độ trượt giảm đổi dấu - Khi gãc do·ng gi¶m (θ1 ↓ ) → ph¶n lùc ngang tải trọng gây giảm (Py1z ) Độ trượt tăng Dựa vào kết luận trên, ta lập thành bảng chẩn đoán 59 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp 4.3 Bảng chẩn đoán kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng T/ hợp Hướng trượt Các yếu tố Chẩn đoán Biện pháp (+ ): nhỏ Tăng - Các khớp cầu, khớp trụ dẫn động lái mòn, dơ lỏng - Các đòn ngang lái, liên kết ( bố trí phía sau cầu trước đường tâm trục bánh xe dẫn hướng) bị biến dạng cong, vênh , sai lệch kích thước hình học - Các mối liên kết bulông-êcu có tượng tự nới lỏng - Điều chØnh sai - KiĨm tra, ®iỊu chØnh-thay thÕ - KiĨm tra, sửa chữathay - Điều chỉnh lại (- ): lớn Giảm Giống trường hợp (1) lớn Giảm - Điều chỉnh sai PL Lớn Giảm PL - áp suất lốp cao so với quy định γ (+): γ Lín Gi¶m γ γ Khắc phục Dịch chuyển Dịch chuyển vào Bánh dẫn hướng bị động Nguyên nhân - Điều chỉnh lại -Kiểm tra điều chỉnh - Các đòn ngang lái, liên kết (bố trí phía - Kiểm tra, sửa chữatrước cầu trước đường tâm trục bánh xe thay dẫn hướng) bị biến dạng cong, vênh, sai lệch kích thước hình học - Điều chỉnh lại - Điều chỉnh sai (-): 60 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp nhỏ Tăng - Dơ mayơ bánh xe : Mòn ổ bi - gối đỡ, mối lắp - Kiểm tra, điều ghép lỏng chỉnh-thay - Khớp cầu, khớp trụ trụ đứng mòn, dơ lỏng - Điều chỉnh sai - Điều chỉnh lại PL nhỏ Tăng PL - áp suất lốp thấp so với quy định (+) : lớn Giảm Giống trường hợp (5) (- ) : nhỏ Tăng Giống trường hợp (5) lớn Giảm Giống trường hợp (3) (- ) : Lớn Giảm Giống trêng hỵp (1) θ nhá Gièng trêng hỵp (7) 11 12 13 14 15 16 Dịch chuyển vào 10 Dịch chuyển Bánh dẫn hướng chủ động PL Tăng PL 61 -Kiểm tra điều chỉnh Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp 4.4.Kết luận kiến nghị 4.4.1 Kết luận : - Kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng thực chất đánh giá phản lực ngang tác dụng từ mặt đường lên bánh xe dẫn hướng trường hợp xe chuyển động thẳng - ảnh hưởng độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng tổng hợp nhiều yếu tố kết hợp lại, có yếu tố đà xét : góc đặt bánh xe, độ dơ moay bánh xe áp suất lốp - Qua so sánh kết tính toán thử nghiệm, ta thấy độ sai lệch không lớn, chấp nhận - Thông qua kết kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng thiết bị, ta hoàn toàn chẩn đoán sai hỏng xảy đưa biện pháp khắc phục cụm bánh xe dẫn hướng 4.4.2 Kiến nghị : - Khi kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng thiết bị cần phải thực theo quy định nhà sản xuất : + Phải kiểm tra áp suất lốp trước đưa xe vào bệ kiểm tra + Phải đưa xe vào vị trí thẳng với hướng chuyển động, chuyển động thẳng không tác động lên vành tay lái + Tốc độ chuyển động chậm ( < 5Km/h ), gia tốc + Không đạp phanh, dừng đột ngột trượt thiết bị kiểm tra - Ngoài việc kiểm tra thiết bị độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng, cần thiết phải kết hợp với việc kiểm tra độ dơ moay bánh xe độ dơ trụ đứng tay thiết bị chuyên dùng - Đưa kết chẩn đoán cụm bánh xe dẫn hướng vào tài liệu hướng dẫn, đào tạo cho cán kiểm tra áp dụng công tác kiểm định xe giới - Đối với thiết bị kiểm tra : việc hiệu chuẩn khoảng dịch chuyển ngang mặt trượt, cần phải kiểm tra chất lượng, yêu cầu kỹ thuật làm việc lò xo hồi vị ( độ cứng, độ đàn hồi ) 62 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Tài liệu tham khảo Lý thuyết ô tô máy kéo - Các tác giả - NXB khoa häc kü thuËt Hµ néi - 2003 Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động « t« - Ngun Kh¾c Trai - NXB GTVT - 1997 Kỹ thuật chuẩn đoán ô tô - Nguyễn Khắc Trai - NXB GTVT-2004 Hệ thống lái bánh xe - Nguyễn Khắc Trai - Giáo trình đào tạo Đăng kiểm viên hạng II - Cục Đăng kiểm Việt nam Kết cấu tính toán ô tô máy kÐo - Trêng §HGTVT - NXBGTVT ThiÕt kÕ tÝnh toán ô tô máy kéo - Nguyễn Hữu Cẩn - NXBĐH THCN - 1985 Thí nghiệm ô tô - Cao Trọng Hiền; Nguyễn Văn Bang; Trịnh Chí Thiện - Trường ĐHGTVT - 1995 Giáo trình chẩn đoán kỹ thuật ô tô - Tô Đức Long; Trịnh Chí Thiện Trường ĐHGTVT - 1997 Sử Dụng -Lắp đặt - Điều chỉnh thiết bị kiểm tra trượt ngang Banzai TOKYO 1994 10 Side slip tester - BeissBarth Automobil service equipment - 1996 11 Tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trường PTCGĐB 22TCN-224-2001 63 Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Nguyễn anh hiệp Mục lục Giải thích ký hiệu sử dụng luận văn Lời nói đầu Chương I : Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu 1.2 Các nghiên cứu nước 1.2.1.Tình hình nghiên cứu bánh xe dẫn hướng giới 1.2.2 Tình hình nghiên cøu b¸nh xe dÉn híng ë ViƯt nam 1.3 Xác định đối tượng,mục đích, nội dung phương pháp nghiên cứu 10 Chương II : Thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng 12 2.1 Thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng BeissBarth 12 MSS8300 (CHLB Đức ) 2.2.Thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng Banzai WG- 150- 14 WG- 500-3 ( Nhật ) 2.3 Thiết bị kiểm tra độ trượt ngang bánh xe dẫn hướng MAHA-MINC II 17 ( CHLB Đức ) Chương III : Các yếu tố ảnh hưởng đến lực ngang tác dụng lên bánh xe 19 dẫn hướng ô tô chuyển động thẳng 3.1 Các góc đặt bánh xe dẫn hướng 19 3.1.1 Góc nghiêng ngang trụ đứng 19 3.1.2 Gãc nghiªng däc phÝa sau cđa trơ đứng 20 3.1.3 Góc nghiêng ngang bánh xe dẫn hướng mặt phẳng đứng 21 3.1.4 Góc chụm bánh xe dẫn hướng mặt phẳng ngang 22 3.2 23 Lốp bánh xe dẫn hướng 3.3 Độ dơ mayơ bánh xe dẫn hướng độ dơ trụ đứng 25 3.4 Tính toán lực ngang tác dụng lên b¸nh xe dÉn híng 26 3.4.1 C¸c lùc t¸c dơng xe chuyển động thẳng 26 3.4.2 Lực ngang xuất tác dụng tải trọng xe 27 3.4.3 Lùc ngang xt hiƯn díi t¸c dơng cđa lùc kÐo 29 3.5.Lực ngang tác dụng lên bàn trượt kiểm tra thiết bị 33 64 Luận văn Thạc sỹ kü tht Ngun anh hiƯp 3.5.1 ThiÕt bÞ h·ng Banzai 33 3.5.2 Thiết bị HÃng Beissbarth MaHa 34 3.6 Kết luận yếu tố ảnh hưởng đến lực ngang 35 3.7 Lực đẩy bàn trượt ngang ( Lò xo ) 36 3.8 Tính toán lực ngang tác dụng lên trượt 37 3.8.1 Độ trượt bánh xe dẫn hướng bị động 37 3.8.2 Độ trượt bánh xe dẫn hướng chủ ®éng 39 3.9 ThÝ nghiÖm 41 3.9.1 ThÝ nghiÖm ®é trượt ngang thiết bị 41 3.9.2.Thí nghiệm kiểm tra độ lệch hướng chuyển động đường 51 Chương IV : Chuẩn đoán tình trạng kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng 55 thiết bị kiểm tra trượt ngang 4.1 Đối với bánh xe dẫn hướng bánh bị động 55 4.2 Đối với bánh xe dẫn hướng bánh chủ động 58 4.3 Bảng chẩn đoán kỹ thuật cụm bánh xe dẫn hướng 60 4.4 Kết luận kiến nghị 62 Tài liệu tham khảo 63 Phụ lục : Các phiếu kết kiểm định độ trượt ngang thiết bị Các biểu đồ thử nghiệm quỹ đạo chuyển động xe Các ảnh thí nghiệm Mà nguồn chạy chương trình 65