Công dụng của hệ thống treo- Hệ thống treo tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phương thẳng đứng với thân xe một cách êm dịu, giảm cái cảm giác "cưỡi ngựa" khi đi trên ô tô.- Truyền
Công dụng của hệ thống treo
Hệ thống treo giúp bánh xe di chuyển theo phương thẳng đứng một cách mượt mà, tạo cảm giác êm ái cho hành khách và giảm thiểu hiện tượng "cưỡi ngựa" khi di chuyển trên ô tô.
- Truyền lực giữa bánh xe và khung xe.
- Dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đường không bằng phẳng.
Xác định động học chuyển động của bánh xe là rất quan trọng để hiểu rõ về lực kéo và lực ma sát phát sinh giữa mặt đường và các bánh xe Đồng thời, cần phân tích các lực bên và mômen phản lực tác động lên gầm và thân xe để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong quá trình vận hành.
Cấu tạo cơ bản của hệ thống treo
Bộ phận dẫn hướng
Bộ phận dẫn hướng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tính chất chuyển động của bánh xe so với khung vỏ xe Nó không chỉ tiếp nhận và truyền lực, momen giữa bánh xe và khung vỏ mà còn góp phần truyền lực và momen giữa bánh xe và vỏ, đảm bảo sự ổn định và hiệu suất của hệ thống.
Bộ phận dẫn hướng đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh khoảng cách giữa các phần tử đàn hồi, hay còn gọi là khoảng cách nhíp Sự ảnh hưởng của bộ phận dẫn hướng quyết định việc khoảng cách này có lớn hay nhỏ.
Giảm trọng lượng bộ phận dẫn hướng, đặc biệt là phần không được treo, sẽ góp phần tăng cường độ êm dịu cho xe Việc tối ưu hóa trọng lượng này là yếu tố quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và trải nghiệm lái.
Bộ phận dẫn hướng trên ô tô cần được thiết kế để tối ưu hóa không gian trong khoang xe, đồng thời đảm bảo sự thuận tiện trong việc sử dụng Việc bố trí hợp lý các thành phần của hệ thống dẫn hướng có thể cải thiện độ êm ái trong chuyển động, đồng thời tăng mô men quán tính đối với trục ngang đi qua trọng tâm của phần được treo.
Bộ phận dẫn hướng cần có cấu trúc đơn giản và dễ sử dụng, điều này phụ thuộc vào số lượng khớp, số điểm cần bôi trơn của hệ thống treo và số lượng các đăng cho bánh xe chủ động.
Bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi bao gồm 1 hay 1 số phần tử đàn hồi và được chia:
- Loại phần tử đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo trụ, thanh xoắn)
- Loại phần tử đàn hồi phi kim loại (vấu cao su, khí nén, thuỷ khí…). a Bộ lá nhíp:
Bộ nhíp lá là một thành phần quan trọng và phổ biến trên nhiều loại ô tô tải và xe du lịch, đặc biệt là những xe có dầm cầu liền Nhíp được chế tạo từ các lá thép cong, được gọi là lá nhíp, giúp tăng cường khả năng chịu tải và ổn định cho phương tiện.
Bộ nhíp được kết nối bằng bulong hình chữ U, liên kết với khung xe qua chốt nhíp ở phần treo trước và quang treo hoặc quang tì ở phần treo sau Các bộ phận treo trước và sau được gắn chặt vào khung xe bằng đinh tán hoặc bulong.
Nhíp dài hơn thường có độ mềm mại cao hơn Số lượng lá nhíp nhiều giúp tăng khả năng chịu tải, nhưng đồng thời cũng làm cho nhíp trở nên cứng hơn, dẫn đến việc giảm tính êm dịu trong chuyển động.
Bộ đàn hồi loại nhíp được sử dụng để đảm bảo khả năng làm êm dịu cho ô tô khi chuyển động với các chế độ tải trọng khác nhau Các bộ phận đàn hồi này có khả năng thay đổi độ cứng trong giới hạn rộng, với độ cứng nhỏ khi xe chạy với tải nhẹ và độ cứng lớn hơn khi tải trọng tăng Ngoài bộ phận đàn hồi chính, có thể bố trí thêm các bộ phận đàn hồi phụ như nhíp phụ và vấu tì bằng cao su biến dạng để cải thiện hiệu suất.
Hình 1 2: Bộ phận đàn hồi có nhíp chính và nhíp phụ
Cấu tạo đơn giản và chắc chắn của sản phẩm giúp việc lắp ráp và sửa chữa trở nên dễ dàng Giá thành rẻ nhưng vẫn đảm bảo độ vững chắc, giữ cầu xe ở vị trí chính xác mà không cần sử dụng các thanh nối.
Lò xo trụ có nhược điểm là khó hấp thụ dao động nhỏ, dẫn đến độ êm dịu kém, do đó chỉ phù hợp với các xe có trọng tải lớn, yêu cầu độ cứng và độ bền cao Hơn nữa, tuổi thọ của lò xo trụ cũng tương đối thấp.
Lò xo trụ chủ yếu sử dụng trong ô tô du lịch làm bộ phận đàn hồi Lò xo trụ có thể có tiết diện tròn hay vuông.
Lò xo trụ được chế tạo từ dây thép lò xo đặc biệt, được quấn thành hình ống Khi chịu tải, dây lò xo sẽ xoắn lại do bị nén, giúp dự trữ năng lượng ngoại lực và giảm thiểu va đập.
Lò xo được dùng nhiều ở xe du lịch với hệ thống treo độc lập.
Lò xo trụ nổi bật với kết cấu đơn giản và kích thước gọn gàng So với nhíp, lò xo trụ có khối lượng nhẹ hơn, nhưng vẫn đảm bảo độ cứng và độ bền tương đương, đồng thời có tuổi thọ cao hơn Khi lắp đặt, hệ thống giảm chấn có thể nằm lồng trong lò xo, giúp giảm ma sát giữa các vành lò xo trong quá trình làm việc Hơn nữa, lò xo trụ không yêu cầu bảo trì và chăm sóc như nhíp, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
Lò xo trụ chỉ có khả năng chịu lực thẳng đứng, không thể chịu lực ngang hay dọc, do đó lò xo xoắn được sử dụng trong hệ thống treo ô tô chỉ đảm nhận vai trò đàn hồi Để đảm bảo hiệu quả, hệ thống treo cần có bộ phận hướng riêng biệt.
Hình 1 4: Thanh xoắn và các lực tác dụng của mô men
Thanh xoắn là một bộ phận quan trọng trong một số ô tô du lịch, có cấu trúc đơn giản nhưng lắp đặt khó khăn do chiều dài lớn Được làm từ thép lò xo, thanh
Thanh xoắn cũng có thể được dùng làm thanh ổn định.
- Trọng lượng nhỏ, giá thành rẻ, dễ chế tạo.
- Chiếm ít không gian có thể bố trí chiều cao thân xe.
- Ổn định bánh xe, đảm bảo sự chuyển động êm dịu của ô tô.
- Hấp thụ các rung động từ bánh xe và thùng xe
Việc điều khiển xe trong những góc cua hẹp đòi hỏi sự chú ý cao độ và kinh nghiệm của người lái, vì không thể kiểm soát hoàn toàn dao động Do đó, việc sử dụng hệ thống giảm chấn là cần thiết để đảm bảo an toàn và ổn định khi lái xe.
Rung động bổ sung xảy ra khi ô tô dừng lại, với cường độ mạnh mẽ ở phía sau xe, gây khó chịu cho hành khách ngồi ở đó Những rung động này không chỉ ảnh hưởng đến sự thoải mái mà còn làm giảm trải nghiệm lái xe.
Loại khí được sử dụng tốt ở các loại ô tô có trọng lượng treo thay đổi khá lớn như xe tải, xe khách, đoàn xe.
Hình 1 5: Bộ phận đàn hồi loại khí
Bộ phận đàn hồi loại khí được thiết kế theo kiểu bình cao xu, với khí nén bên trong Độ cứng của bộ phận này phụ thuộc vào áp suất khí nén, cho phép điều chỉnh độ cứng bằng cách thay đổi áp suất Ưu điểm nổi bật này giúp linh hoạt điều chỉnh độ cứng khi điều kiện vận hành thay đổi, chẳng hạn như khi tải trọng thay đổi.
Bộ phận giảm chấn
Trên xe ô tô giảm chấn được dùng với mục đích sau:
Dập tắt dao động của xò lò giảm xóc nhanh chóng giúp tạo cảm giác êm dịu cho người ngồi trong xe, đồng thời duy trì sự tiếp xúc liên tục giữa bánh xe và mặt đường.
- Đảm bảo phần dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sự tiếp xúc của bánh xe lên mặt đường;
Nâng cao các tính chất chuyển động của xe là rất quan trọng, bao gồm khả năng thay đổi tốc độ linh hoạt, cải thiện khả năng điều chỉnh các lực mô men tác dụng và nâng cao khả năng điều khiển chuyển động một cách chính xác.
Quá trình làm việc của giảm chấn là tiêu hao động năng, chuyển đổi động năng thành nhiệt năng thông qua ma sát giữa chất lỏng và các van tiết lưu Điều này cũng xảy ra ở các bộ phận như ma sát của nhíp lá, khớp trượt và khớp quay của ổ kim loại, ổ cao su Để hiệu quả, quá trình tiêu hao động năng cần diễn ra nhanh chóng và có thể kiểm soát, vì vậy giảm chấn được lắp đặt trên các bánh xe để thực hiện chức năng này.
- Phân loại theo vận hành
- Phân loại theo cấu tạo
- Phân loại theo môi chất làm việc
Các bộ giảm chấn sử dụng cho các kiểu xe hiện nay có cấu tạo ống đơn, ống kép và đa tác dụng a Giảm chấn kiểu ống đơn
Bộ giảm chấn kiểu ống đơn được nạp khí nito áp suất cao
Hình 1 7 Sơ đồ cấu tạo ống giảm chấn thủy lực một lớp vỏ có tác dụng 2 chiều
1 Van một chiều; 2 Đũa đẩy; 3 Vùng làm kín; 4 Xy lanh; 5 Buồng chứa dầu; 6 Piston; 7 Van một chiều; 8 Khoang chứa khí
Trong xylanh buồng nạp khí và buồng chất lỏng được được ngăn với nhau bởi một pittong tự do
- Tỏa nhiệt tốt vì ống đơn tiếp xúc trực tiếp với không khí
Một đầu ống được nạp khí áp suất cao và cách ly hoàn toàn với chất lỏng nhờ pittong tự do, giúp ngăn chặn sự xuất hiện của lỗ xâm thực và bọt khí Kết cấu này đảm bảo hoạt động ổn định, hiệu quả và giảm thiểu tiếng ồn trong quá trình vận hành.
Trong quá trình nén, pittong di chuyển xuống, tạo ra áp suất cao hơn trong buồng dưới so với buồng trên Do đó, chất lỏng trong buồng dưới được ép lên buồng trên qua van pittong Lực này sinh ra do sức cản dòng chảy của van, tạo ra lực giảm chấn.
Khi cao áp tạo ra sức ép lớn, nó buộc phải chảy nhanh và êm vào buồng trên trong quá trình nén, giúp duy trì ổn định lực giảm chấn.
Trong quá trình di chuyển của pittong, áp suất trong buồng trên tăng cao hơn so với buồng dưới Kết quả là, chất lỏng trong buồng được đẩy xuống buồng dưới qua van pittong, trong khi sức cản của dòng chảy qua van hoạt động như một lực giảm chấn.
Khi pittong chuyển động lên, một phần của nó cần phải dịch chuyển ra khỏi, dẫn đến sự giảm thể tích trong chất lỏng Để bù đắp cho khoảng trống này, pittong tự do sẽ được đẩy lên.
Các bộ giảm chấn kiểu ống đơn được thiết kế để ngăn chặn biến dạng, đảm bảo pittong và pittong tự do có thể di chuyển lên xuống một cách tự do Đồng thời, bộ phận giảm chấn thường được trang bị một vỏ bảo vệ để ngăn chặn tác động từ bên ngoài, giúp duy trì hiệu suất hoạt động ổn định.
Bên trong vỏ ngoài của bộ giảm chấn, có một xy lanh chứa pittong di chuyển lên xuống Van ở đầu dưới của cần pittong tạo ra lực cản khi bộ giảm chấn giãn ra, trong khi van đáy của xy lanh cung cấp lực cản khi bộ giảm chấn nén lại.
Bên trong xy-lanh, chất lỏng được nạp để hấp thu chấn động, nhưng buồng chứa chỉ được nạp đầy đến 2/3 thể tích, phần còn lại được nạp không khí với áp suất thấp Buồng chứa đóng vai trò quan trọng trong việc tiếp nhận chất lỏng vào và ra khỏi xy-lanh, trong khi buồng khí duy trì áp suất thấp cho quá trình hoạt động hiệu quả.
Việc giảm thiểu hiện tượng tạo bọt khí và xâm thực ở các bộ giảm chấn khi sử dụng chất lỏng sẽ giúp chống lại tiếng ồn và tăng cường sự ổn định trong hoạt động của bộ giảm chấn Điều này không chỉ nâng cao độ êm ái cho xe mà còn đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu.
Hình 1 8: Sơ đồ cấu tạo giảm chấn 2 lớp vỏ có tác dụng 2 chiều
1 Khoang vỏ trong; 2 Phớt làm kín; 3 Bạc dẫn hướng; 4 Vỏ chắn bụi;
Khi chất lỏng di chuyển nhanh trong bộ giảm chấn, áp suất ở một số khu vực giảm, dẫn đến sự hình thành các túi khí hoặc bọt rỗng trong chất lỏng.
Hiện tượng xâm thực xảy ra khi các bọt khí bị vỡ khi di chuyển đến vùng có áp suất cao, tạo ra áp suất va đập Hiện tượng này không chỉ gây ra tiếng ồn mà còn làm tăng áp suất dao động, có thể dẫn đến việc phá hủy bộ giảm chấn.
Quá trình tạo bọt khí xảy ra khi không khí và chất lỏng được trộn lẫn trong bộ giảm chấn, dẫn đến việc phát ra tiếng ồn, gia tăng áp suất dao động và gây ra tổn thất áp suất.
- Quá trình làm việc + Hành trình nén( ép )
Phân loại hệ thống treo
Theo bộ phận dẫn hướng
Bánh xe và cách bố trí các bộ phận có thể được phân loại thành hai nhóm chính: hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.
Hình 1 9: Sơ đồ hệ thống treo a) Hệ thống treo phụ thuộc b) Hệ thống treo độc lập
1.Thùng xe; 2 Bộ phận đàn hồi; 3 Bộ phận giảm chấn; 4 Dầm cầu
5 Các đòn liên kết của hệ treo a Hệ thống treo phụ thuộc Ở hệ thống này, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc trên 1 dầm cầu liền, các chi tiết hệ thống treo sẽ nối dầm cầu với thân xe Cái tên “phụ thuộc” cũng xuất phát từ đó, vì ở hệ thống này, dao động của hai bánh xe ảnh hưởng và phụ thuộc lẫn nhau Các kiểu hệ thống treo phụ thuộc có thể kể đến là treo liên kết Satchell, liên kết Watt, nhíp lá,…
Hệ thống treo phụ thuộc có cấu trúc đơn giản và độ bền cao, thích hợp cho ô tô tải và ô tô con với khung vỏ rời Mặc dù chịu tải tốt, nhưng khối lượng phần không được treo lớn khiến hệ thống này kém êm dịu và ổn định, dễ gây rung động cho xe.
Hai bánh xe bên trái và bên phải được kết nối thông qua một dầm cầu cứng, tạo nên sự ổn định cho hệ thống Hệ thống treo phụ thuộc có thể sử dụng nhíp hoặc lò xo làm bộ phận đàn hồi, giúp cải thiện khả năng hấp thụ chấn động và tăng cường hiệu suất vận hành của xe.
Bộ phận giảm chấn chủ yếu là ống giảm chấn, trong khi nhíp không chỉ làm nhiệm vụ giảm chấn mà còn đóng vai trò dẫn hướng và đàn hồi Nếu sử dụng lò xo làm bộ phận đàn hồi, cần thêm một bộ phận dẫn hướng riêng biệt.
Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp thì các lá nhíp được bó lại và có thể đặt trên hay dưới cầu xe.
Hình 1 10: Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc
1 Bánh xe; 2 Giảm chấn; 3 Thanh ổn định; 4 Giá đỡ thân xe; 5 Đầu quay sau; 6 Dầm; 7 Đòn truyền lực; 8 Lá nhíp; 9 Đầu quay trước; 10 Giá đỡ thân xe
Khi xe di chuyển ổn định trên đường, sự không bằng phẳng của mặt đường khiến khung xe dao động theo phương thẳng đứng thông qua bộ phận dẫn hướng Các bộ phận đàn hồi như nhíp lá và bộ phận giảm chấn như giảm xóc gắn liền với khung xe sẽ dao động theo, dẫn đến sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng sang nhiệt năng, làm cho dao động dần tắt.
Khi xe di chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách giữa hai bánh xe trái và phải không thay đổi do chúng được nối cứng, dẫn đến hiện tượng mài mòn lốp ít hơn so với hệ thống treo độc lập.
Khả năng truyền lực giữa hai bánh xe được cải thiện đáng kể nhờ vào lực ly tâm trong quá trình quay vòng, đặc biệt khi di chuyển trên đường nghiêng hoặc gặp gió bên Việc các bánh xe cùng chịu tải trọng giúp nâng cao khả năng chống trượt bên, đảm bảo an toàn và ổn định khi lái xe.
Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ, tháo lắp dễ.
Hệ thống treo của ô tô chịu ảnh hưởng lớn từ khối lượng của phần không được treo, dẫn đến lực quán tính cao Điều này gây ra những bất lợi khi xe di chuyển trên đường xấu, làm tăng lực va đập lên bánh xe và giảm khả năng bám đường Kết quả là sự êm dịu của xe trong quá trình di chuyển bị ảnh hưởng đáng kể.
Hình 1 11: Cấu tạo hệ thống treo độc lập
1 Giảm chấn; 2 Đòn ngang bên; 3 Thanh ổn định; 4 Giá đỡ hệ treo; 5 Cơ cấu lái; 6 Vấu hạn chế; 7 Bánh xe; 8 Đòn ngang dưới; 9 Khớp quay
Khi xe di chuyển trên mặt đường không bằng phẳng, khung xe sẽ dao động theo phương thẳng đứng Sự dao động này được kiểm soát nhờ vào hệ thống giảm chấn và các bộ phận đàn hồi, giúp năng lượng dao động nhanh chóng được chuyển hóa từ thế năng thành nhiệt năng, từ đó dập tắt sự rung lắc.
Thanh ổn định cũng có tác dụng như hệ thống treo phụ thuộc.
Khối lượng phần không được treo nhỏ, đặc tính bám đường tốt của bánh xe tốt nên chuyển động êm dịu;
Các lò xo không liên quan tới việc định vị bánh xe, vì thế có thể sử dụng các loại lò xo mềm;
Do không có trục nối giữa các bánh xe bên trái và bên phải, sàn xe và động cơ có thể được hạ thấp, dẫn đến việc trọng tâm của xe giảm xuống, từ đó tăng cường vận tốc của xe.
Cấu tạo khá phức tạp, giá thành cao.
Khoảng cách và vị trí của bánh xe thay đổi theo chuyển động lên xuống, do đó, nhiều xe được trang bị thanh ổn định Điều này giúp giảm hiện tượng xoay đứng khi xe quay vòng và tăng cường độ êm ái cho xe.
Việc bảo trì, bảo dưỡng khó khăn.
Yêu cầu
Bánh xe cần được thiết kế để chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với khung xe hoặc vỏ xe, nhằm đảm bảo sự êm ái trong quá trình dao động Điều này giúp hạn chế tối đa những chuyển động không mong muốn khác của bánh xe, như lắc ngang và lắc dọc, mang lại trải nghiệm lái xe mượt mà hơn.
Hệ thống treo của xe cần được thiết kế phù hợp với điều kiện sử dụng, dựa trên tính năng kỹ thuật của xe, cho phép hoạt động hiệu quả trên cả những con đường tốt và các địa hình khác nhau.
- Bánh xe có thể chuyển động trong một giới hạn nhất định.
- Có độ bền cao, không gặp hư hỏng bất thường.
- Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung và vỏ.
Quan hệ động học của bánh xe cần được thiết lập hợp lý để đạt được mục tiêu chính của hệ thống treo, đó là làm mềm theo phương thẳng đứng mà không làm ảnh hưởng đến các quan hệ động lực học và động học của chuyển động bánh xe Hệ thống treo cũng phải đáp ứng các yêu cầu đặc biệt khác để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
- Có tần số dao động riêng của vỏ thích hợp, tần số dao động này được xác định bằng độ võng tĩnh(ft).
- Có độ võng động (fđ) đủ để cho không sinh ra va đập lên các ụ đỡ cao su.
- Có độ dập tắt dao động của vỏ và bánh xe thích hợp.
- Khi quay vòng hoặc phanh ôtô không bị nghiêng trục đứng của các bánh dẫn hướng không đổi.
- Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trục đứng của các bánh xe dẫn hướng không đổi.
- Đảm bảo sự tương ứng giữa động học các bánh xe và động học của truyền độn lái.
HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TOYOTA VIOS 2015
Giới thiệu toyota vios 2015
Thông số kỹ thuật xe VIOS 1.5G
Hộp số Hộp số tự động vô cấp / CVT
Kích thước và trọng lượng Kích thước tổng thể bên ngoài ( Dài x rộng x cao) mm 4410 x 1700 x 1475
Chiều dài cơ sở mm 2550
Chiều rộng cơ sở Trước/sau mm 1475 / 1460
Khoảng sáng gầm xe mm 145
Bán kính vòng quay tối thiểu m 5.1
Trọng lượng không tải kg 1110
Trọng lượng toàn tải kg 1550 Động cơ: 2NR-FE(1.5L)
Kiểu Số xi lanh 4 Thẳng hàng
Dung tích công tác cc 1496
Công suất tối đa kW (Mã lực) vòng/phút 107Hp/6000v
Mô men xoắn tối đa Nm vòng/phút) 140Nm/4200v Khung xe
Hệ thống treo Trước Độc lập Macpherson /
Hệ thống phanh Trước Đĩa thông gióVentilated disc15″
Dung tích bình nhiên liệu lít 42
Vỏ và mâm xe 185/60R15, mâm đúc
Cụm đèn trước Đèn chiếu gần Đèn chiếu xa
Halogen kiểu đèn chiếu Halogen phản xạ đa hướng
Hệ thống đèn tự động điều chỉnh góc chiếu
Hệ thống tự động mở góc chiếu Không có
Chế độ điều khiển tự động bật/tắt
Có Đèn sương mù Có viền mã Crôm
Kính chiếu hậu ngoài Gập điện Có Đèn báo rẽ tích hợp Có
Khóa cửa điều khiển từ xa Có
Gạt nước đoạn gián Điều chỉnh thời gian
Tay lái Điều chỉnh 4 hướng Có (chỉnh tay)
Các nút điều khiển tích hợp Âm thanh, hệ thống điều hòa, màn hình hiện thi đa thông tin
Thiết kế 4 chấu, bọc da
Bảng đồng Optitron hồ Có
Màn hình hiện thi đa thông tin Hiển thị 6 loại thông tin
Cửa sổ điều chỉnh điện
Có chức năng chống kẹt
Hệ thống thanh âm AM/FM, CD 6
Hệ thống hòa điều Bộ lọc khí sử dụng công nghệ Plasma Cluster
Tự động, 2 vùng độc lập(người lái và hành khách phía trước)
Trượt ngả, đệm đỡ lưng, điều chỉnh độ cao
Chỉnh điện, có them nút điều chỉnh bên hông ghế hành khách
Các nút điều khiển tích hợp trên tựa tay phía sau Âm thanh Không Điều hòa Không
Rèm che nắng Không Điều chỉnh ghế Không Rèm che nắng phái sau Chỉnh tay
Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)
Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (BA) Có
Hệ thống phân phối lực phanh điện tử
Hệ thống điều khiển ổn định xe(VSC)
Hệ thống chống trộm báo động + mã hóa khóa khởi động Có
Túi khí phía trước Người lái và hành khách phía trước Có
Bảng 2 1: Thông số kĩ thuật xe Toyota Vios 1.5G
2.1.2 Hệ thống treo của toyota vios 2015
Hệ thống treo trên xe ô tô Toyota Vios sử dụng là: Trước độc lập Macpherson, sau phụ thuộc kiểu dầm xoắn
Hệ thống treo độc lập Macpherson bao gồm ba phần tử chính: phần tử dẫn hướng, phần tử đàn hồi và phần tử giảm chấn Trong đó, phần tử đàn hồi đóng vai trò quan trọng nhất, quyết định đến sự êm ái của chiếc xe.
Hệ thống treo độc lập được cấu tạo với mỗi bánh xe lắp trên một tay đỡ riêng, gắn vào thân xe, mang lại sự linh hoạt cho từng bánh Điều này cho phép bánh xe bên trái và bên phải chuyển động độc lập Hệ thống treo độc lập thường sử dụng phần tử đàn hồi lò xo loại Macpherson Dưới đây là những ưu nhược điểm của hệ thống treo độc lập.
Khối lượng không treo nhỏ giúp xe vận hành êm ái hơn Các lò xo mềm có thể được sử dụng vì chúng không ảnh hưởng đến việc định vị bánh xe Việc không có trục nối giữa các bánh xe bên phải và bên trái cho phép sàn xe và động cơ được hạ thấp, dẫn đến việc trọng tâm của xe cũng thấp hơn.
Hệ thống treo Macpherson là một cấu trúc độc đáo trong thiết kế treo xe, giúp giảm hiện tượng xoay đứng khi xe quay vòng và tăng độ êm ái Tuy nhiên, bánh xe lắc ngang so với mặt đường do cấu tạo phức tạp Nhiều loại xe hiện đại được trang bị thanh ổn định nhằm cải thiện tính ổn định và giảm thiểu sự lắc lư của bánh xe.
Hình 2 1: Hệ thống treo MacPherson
1: giảm chấn thủy lực; 2: lò xo trụ; 3: rotuyn cân bằng; 4: thanh cân bằng; 5: đòn ngang( càng chữ A); 6: cao su giảm chấn; 7: rotuyn đứng dưới; 8: khớp tự lựa(bát bèo); 9: moay ơ.
Hệ thống treo MacPherson bao gồm đòn ngang, lò xo trụ và giảm chấn Đòn ngang kết nối với thân xe qua hai khớp trụ và với giảm chấn bằng khớp cầu, có hình dạng chữ A giúp tiếp nhận lực tác động hiệu quả Trục bánh xe gắn liền với vỏ giảm chấn, trong khi đầu trên của giảm chấn kết nối với thân xe qua khớp tự lựa Giảm chấn vừa là trụ xoay cho bánh xe dẫn hướng, vừa có chức năng giảm chấn Lò xo có thể được đặt ngoài giảm chấn để tiết kiệm không gian Các thanh và rotuyn cân bằng tăng cường độ cứng vững và giảm momen lật cho xe.
* Hệ thống treo sau phụ thuộc loại thanh xoắn
Hai bánh sau được kết nối chắc chắn, tạo nên khung gầm vững chãi và khả năng chịu lực tốt Hệ thống treo phụ thuộc dạng dầm xoắn với lò xo trụ hình ống giúp xe vận hành êm ái.
Hình 2 2: Hệ thống treo phụ thuộc loại thanh xoắn
2.2 Cấu tạo, kết cấu các bộ phận chính của hệ thống treo trên toyota vios
Toyota Vios sử dụng hệ thống dẫn hướng với cơ cấu tay đòn thiết kế theo kiểu MacPherson, nổi bật với cấu trúc đơn giản, dễ sửa chữa và độ bền cao.
Cấu tạo chung của thanh ổn định thường có dạng chữ U, hoạt động dựa trên nguyên tắc giống như một thanh xoắn đàn hồi Các đầu của thanh ổn định dạng chữ U được nối trực tiếp với bánh xe (dầm cầu), trong khi thân của thanh ổn định được kết nối với thân xe thông qua các ổ đỡ bằng cao su, giúp tăng cường độ ổn định và giảm rung lắc khi di chuyển.
Khi xe quay vòng, lực ly tâm khiến xe nghiêng ra ngoài, nhưng thanh ổn định giúp kiểm soát điều này bằng cách sử dụng lực xoắn từ lò xo, giữ cho lốp xe bám chặt xuống mặt đường Thanh ổn định cũng hoạt động hiệu quả khi các lốp xe ở một bên di chuyển qua những bề mặt có độ cao khác nhau.
Khi xe bị nghiêng và lốp xe bị chìm xuống một phía, thanh ổn định đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng xe Nó hoạt động như một lò xo, xoắn lại và nâng lốp xe (thân xe) ở phía bị chìm lên phía trên, giúp ổn định xe và ngăn chặn tình trạng lật xe Tuy nhiên, trong trường hợp các lốp xe bị chìm cả hai bên bằng nhau, thanh ổn định không thể thực hiện chức năng của lò xo do không bị xoắn.
Lò xo trụ được chế tạo từ dây thép lò xo đặc biệt với hình dạng ống, cho phép chịu tải hiệu quả Khi có tải trọng tác động, dây lò xo sẽ xoắn lại do lực nén, giúp lưu trữ năng lượng ngoại lực và giảm thiểu va đập.
Lò xo trụ là bộ phận đàn hồi quan trọng trong hệ thống treo độc lập của xe du lịch, được chế tạo từ thép với tiết diện vuông hoặc tròn.
Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp và tuổi thọ cao hơn nhíp;
Khi làm việc ở giữa các vòng lò xo không có ma sát như nhíp;
Kết cấu rất gọn gàng nhất là khi được bố trí lồng vào giảm chấn;
Không phảu bảo dưỡng và chăm sóc như nhíp.
Khi làm việc, lò xo không có nội ma sát như nhíp, nên cần bố trí thêm giảm chấn để dập tắt dao động Lò xo chỉ đảm nhận chức năng đàn hồi, trong khi bộ phận dẫn hướng và giảm chấn thuộc về các bộ phận khác Do đó, hệ thống treo với lò xo trụ có cấu trúc phức tạp hơn, yêu cầu thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng bánh xe và truyền lực kéo hoặc lực phanh.
Hình 2.5 mô tả các dạng kết cấu của thanh xoắn, bao gồm thanh xoắn tiết diện tròn loại đơn (a, b, e), thanh xoắn tiết diện tròn ghép chum (d), và thanh xoắn dạng tấm dẹt ghép chùm (c).
Hình 2 6: Thanh xoắn và lực tác dụng của mô men
CHUẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO TRÊN
Các hư hỏng thường gặp và nguyên nhân
3.1.1 Sai hỏng với bộ phận dẫn hướng
- Mòn các khớp trụ, khớp cầu;
- Biến dạng khâu: Đòn giằng, bệ đỡ, bệ xoay, dầm cầu, nhíp, quang treo;
- Sai lệch các thông số cấu trúc, các chỗ điều chỉnh, vấu giảm, vấu tăng;
- Góc caster quá nhỏ dẫn đến vô lăng bị rung khi xe chuyển động;
- Góc đặt bánh xe dẫn hướng sai;
- Độ chụm của bánh xe không đúng;
- Góc doãng quá lớn hoặc quá nhỏ.
3.1.2 Sai hỏng với bộ phận đàn hồi
Giảm độ cứng của xe dẫn đến chiều cao thân xe thấp hơn, làm tăng khả năng va đập cứng khi tăng tốc hoặc phanh, gây ra tiếng ồn và gia tăng gia tốc dao động của thân xe Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến độ êm dịu khi xe di chuyển trên nền đường xấu.
- Bó kẹt nhíp do hết mỡ bôi trơn làm tăng độ cứng;
Vỡ ụ tăng cứng của hệ thống treo làm giảm độ cứng của bộ phận đàn hồi, dẫn đến việc tăng tải trọng tác động lên bộ phận này Ngoài ra, vỡ ụ tỳ cũng sẽ hạn chế hành trình, từ đó gia tăng tải trọng tác động lên bộ phận đàn hồi.
3.1.3 Sai hỏng với bộ phận giảm chấn
Mòn bộ đôi xi lanh và piston xảy ra trong quá trình hoạt động của giảm chấn, khi piston và xy lanh di chuyển tương đối với nhau Hiện tượng này dẫn đến sự mòn đáng kể trên piston, làm giảm khả năng dẫn hướng và khả năng kín của hệ thống.
Hở phớt bao kín và hiện tượng chảy dầu của giảm chấn thường gặp ở các loại giảm chấn dạng ống, đặc biệt là ở những giảm chấn có một lớp vỏ Hư hỏng này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của thiết bị.
Do sự hạn chế trong điều kiện bôi trơn của phớt bao kín và cần piston, mòn là điều không thể tránh khỏi sau thời gian dài sử dụng Dầu có thể chảy qua khe phớt, dẫn đến việc giảm dần hiệu quả của hệ thống giảm chấn.
Dầu có thể bị biến chất sau một thời gian sử dụng, đặc biệt khi có nước hoặc các tạp chất hóa học lẫn vào Sự biến đổi này dẫn đến thay đổi các tính chất cơ lý của dầu, làm giảm hiệu quả của hệ thống giảm chấn và thậm chí có thể gây bó kẹt thiết bị giảm chấn.
- Kẹt van giảm chấn: khi dầu bị thiếu;
- Thiếu dầu, hết dầu đều xuất phát từ các hư hỏng của phớt bao kín;
- Đôi khi do sự quá tải trong làm việc, cần piston giảm chấn bị cong, gây kẹt hoàn toàn giảm chấn.
Quy trình kiểm tra chuẩn đoán
Bước 1: Kiểm tra và chẩn đoán giảm chấn.
- Kiểm tra hệ số cản;
- Kiểm tra sự chảy dầu của giảm chấn;
- Kiểm tra độ cong cần piston;
- Kiểm tra piston, xi lanh có bị cào xước không;
- Kiểm tra dầu trong xi lanh.
- Dụng cụ: Bệ thử, đồng hồ đo, bộ clê, tuýp, khay để đồ, dẻ lau, dầu, mỡ bôi trơn.
Khi thực hiện kiểm tra bằng tay, cần chú ý quan sát chính xác vị trí rò rỉ dầu, cũng như các vết xước trên xi lanh và piston Sử dụng các dụng cụ đo, như đồng hồ đo và bể thử hệ số cản, một cách chính xác và khoa học để đảm bảo kết quả kiểm tra đáng tin cậy.
Bước 2: Kiểm tra và chẩn đoán thanh ngang
- Kiểm tra thanh ngang có bị cong không, nếu cong ít thì nắn lại, cong nhiều thì thay, nứt nhỏ thì hàn đắp;
- Kiểm tra mối bắt gen với giảm sóc nếu trờn thì taro lại;
- Kiểm tra bu lông đai ốc có trờn hay hỏng ren không.
Bước 3: Kiểm tra và chẩn đoán đòn dưới và cam quay.
- Kiểm tra bạc cao su mòn vỡ không, nếu hỏng thì thay;
- Kiểm tra độ biến dạng và rạn nứt của đòn dưới;
- Kiểm tra độ biến dạng và rạn nứt của cam quay;
- Kiểm tra ren của khớp cầu.
Bước 4: Kiểm tra và chẩn đoán thanh giằng và thanh ổn định.
- Kiểm tra độ cong của thanh giằng Giá trị chuẩn 3mm;
- Kiểm tra khoảng cách giữa hai thanh giằng nếu không đúng điều chỉnh lại;
- Kiểm tra ren nối thanh giằng, mối nối thanh giằng và đòn ngang bị nứt;
- Kiểm tra sự nứt hỏng và biến dạng gối đỡ thanh giằng.
Bước 5: Kiểm tra điều chỉnh độ chụm
- Công việc kiểm tra và điều chỉnh độ chụm thực hiện sau khi đã sửa chữa cơ cấu lái, chốt chuyển hướng và chỉnh moay ơ;
- Trước khi kiểm tra điều chỉnh cần kiểm tra bánh xe có rơ hay không;
- Kiểm tra áp suất không khí trong lốp xe Nếu đúng yêu cầu kĩ thuật mới;
- Tiến hành công việc trên. a Kiểm tra điều chỉnh Theo hai cách sau:
- Để ô tô trên đường phẳng, hai bánh xe ở vị trí chạy thẳng;
- Để thước tì vào 2 má lốp sao cho các đầu dây xích chớm chạm nền;
- Đọc kích thước và đánh dấu vào vị trí vừa đo của hai má lốp;
- Dịch ô tô về phía trước sao cho hai bánh xe quay 180 0
- Đặt thước vào hai vị trí đã dánh dấu và đọc kích thước;
- Lấy hiệu hai kích thước vừa đo được là độ chụm bánh xe.
Tùy theo loại xe mà có yêu cầu về độ chụm khác nhau Độ chụm quy định thông thường là 2 ÷ 6mm.
Trên xe con độ chụm thông thường có giá trị 2 ÷ 3 mm, đối với xe có cầu trước chủ động dẫn hướng là -3mm ÷ -2mm.
Khi điều chỉnh cho phép sai lệch ±1mm Độ chụm của một số xe hiện nay là:
Loại xe Độ chụm ( mm ) Dung sai cho phép
Bảng 3 1: Độ chụm của một số xe
- Để ô tô đứng trên đường thẳng, hai bánh xe ở vị trí chảy thẳng;
- Đo khoảng cách từ nền đến hai má lốp của hai bánh xe dẫn hướng sao cho khoảng cách bằng nhau;
- Đánh dấu phấn vào hai vị trí cần đo;
- Quay hai bánh dẫn hướng 180 0 , đo khoảng cách giữa hai bánh xe dẫn hướng ở vị trí vừa đánh dấu và đọc kích thước;
Độ chụm của bánh xe dẫn hướng là hai kích thước vừa đo được và cần phải nằm trong phạm vi cho phép Nếu độ chụm không đạt yêu cầu, cần tiến hành điều chỉnh kịp thời.
Tùy từng loại xe mà trình tự điều chỉnh khác nhau.
Đối với các loại xe có hệ thống treo phụ thuộc thì trình tự điều chỉnh như
- Để bánh xe trên nền phẳng, giữ bánh xe dẫn hướng ở vị trí chạy thẳng;
- Nới ê cu hai đầu thanh kéo ngang, rồi xoay thanh kéo ngang để điều chỉnh sau đó hãm ê cu lại;
- Kiểm tra lại độ chụm đến khi nào được mới thôi.
Hình 3 1: Điều chỉnh độ chụm
Đối với các xe con có hệ thống treo độc lập thì điều chỉnh như sau:
- Điều chỉnh phải tiến hành khi ô tô đấy tải;
- Để ô tô ở vị trí chạy thẳng trên nền phẳng.
Hình 3 2: Điều chỉnh độ chụm ô tô khi đầy tải
Kích bánh lên, nới lỏng đai ốc siết các bu lông của thanh ngang của cơ cấu hình thang lái;
- Dùng clê ống để xoay thanh ngang hình thang lái cho đến khi đảm bảo độ chụm quy định của bánh;
- Vặn chặt các đai ốc của các bu lông lại.
Khi ô tô được đưa vào sửa chữa hoặc sau khi tháo các đòn dẫn động lái, việc điều chỉnh độ chụm của các bánh xe dẫn hướng có thể thực hiện theo các bước sau.
- Lúc đó đặt ô tô ở vị trí ứng với chuyển động thật thẳng của ô tô;
Để điều chỉnh bánh xe dẫn hướng bên trái, hãy sử dụng đòn kéo bên trái của vận động lái, đảm bảo rằng mặt phẳng phía trước và phía sau của bánh xe dẫn hướng bên trái tiếp xúc với sợi dây căng từ phía sau ra bánh trước, ở độ cao tương ứng với tâm bánh xe.
- Tiếp đó điều chỉnh độ chụm bằng cách thay đổi chiều dài của đòn kéo bên phải;
Chú ý: Do góc đặt các bánh xe dẫn hướng có liên quan với nhau Bởi vậy khi điều chỉnh độ chụm phải chắc chắn rằng độ doãng đã chuẩn.
Bước 6: Điều chỉnh góc doãng
- Góc doãng của bánh xe là góc tạo bởi đường tâm của bánh xe và đường thẳng vuông góc với mặt đường;
- Góc doãng dương khi bánh xe nghiêng ra ngoài và âm khi bánh xe nghiêng vào trong; Điều chỉnh góc doãng bánh xe:
- Kích hai bánh xe trước lên;
- Nới lỏng đai ốc và xoay cam lệch tâm;
Góc caster có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi khoảng cách giữa các đòn treo dưới và thanh giằng, sử dụng đai ốc và vòng đệm của thanh giằng Phương pháp này áp dụng cho các kiểu treo hình thang trạc kép, với thanh giằng có thể được đặt ở phía trước hoặc phía sau đòn dưới.
Bước 7: Điều chỉnh đồng thời góc doãng và góc nghiêng trụ đứng.
- Điều chỉnh bằng cam lệch tâm.
Bạc gối trục ở hai đầu tay đòn được gắn vào giá đỡ bằng hai bu lông cam Khi xoay hai cam chỉnh 1 theo cùng một góc độ và hướng, góc doãng sẽ thay đổi.
Còn chỉ xoay một cam chỉnh hoặc xoay hai cam chỉnh theo hai chiều khác nhau thì góc nghiêng dọc trụ đứng sẽ thay đổi.
Hình 3 3: Điều chỉnh góc doãng và góc nghiêng dọc trụ đứng bằng cam lệch tâm
Ngoài hai loại điều chỉnh trên còn có loại điều chỉnh bằng đệm (shim) thêm vào hoặc bớt ra.
Cách chêm đệm này được bố trí nơi trục bản lề của tay đòn trên.
Đệm có thể được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài giá đỡ của khung xe Khi các đệm được đặt bên trong giá đỡ, việc thêm đệm sẽ kéo tay đòn trên xe vào trong, từ đó giảm góc doãng dương.
Khi đệm và trục xoay bản lề của tay đòn được bố trí ngoài giá đỡ, việc thêm đệm sẽ dẫn đến việc tay đòn dịch chuyển ra ngoài, từ đó làm tăng góc doãng dương.
Còn nếu ta thêm đệm ở đầu kia thì sẽ làm tăng hoặc giảm góc nghiêng dọc của trụ đứng.
Các xe sử dụng hệ thống treo độc lập trụ McPherson thường không có khả năng điều chỉnh góc camber và caster Đây là đặc điểm phổ biến ở các mẫu xe hơi đời mới và hiện đại.
Ngoài hai loại điều chỉnh trên còn có loại điều chỉnh bằng đệm (shim) thêm vào hoặc bớt ra.
Cách chêm đệm này được bố trí nơi trục bản lề của tay đòn trên.
Các đệm có thể được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài giá đỡ của khung xe Khi các đệm nằm bên trong giá đỡ, việc thêm đệm sẽ kéo tay đòn trên xe vào, dẫn đến việc giảm góc doãng dương.
Ngược lại nếu đệm và trục xoay bản lề của tay đòn trên bố trí ngoài giá đỡ khi
Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa giảm chấn
STT CÔNG VIỆC NỘI DUNG DỤNG CỤ,
Chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị cần thiết.
Phải chuẩn bị đầy đủ
- Đồng hồ đo. đựng cụ trước khi tháo giảm chấn
2 Tháo giảm chấn trên xe xuống
- Quan sát tỉ mỉ trước khi tháo.
- Nới lỏng các ốc khi bánh xe vẫn chạm nhât.
- Nâng xe lên cao sao cho bánh xe không chạm đất tháo rời.
Khi tháo phải chú ý để đúng thứ tự chi tiết.
Kiểm tra sự chảy dầu của giảm chấn
Nếu thấy dầu chảy thì phải thay phớt chắn dầu.
Quan sát bằng mắt thường.
Quan sát đúng vị trí chảy dầu.
4 Kiểm tra hệ số cản
Nếu hệ số cản yếu thì thay dầu hoặc thay piston.
Có thể kiểm tra bằng tay hoặc cho lên bệ thử.
5 Kiểm tra độ cong cần piston
Nếu piston cong nhẹ thì nắn lại, cong quá phải thay mới.
Quan sát bằng mắt hoặc dùng đồng hồ đo.
Dùng đồng hồ đo 1 cách chính xác, khoa học.
6 Kiểm tra dầu trong xi lanh
Nếu có cặn bận thì thay mới Nếu thiếu dầu thì đổ thêm.
Kiểm tra piston, xi lanh có bị cào xước không
Nếu piston , xi lanh bị cào xước nhiều thì thay thế.
Quan sát kĩ các bề mặt làm việc.
8 Kiểm tra các van nén
Nếu kẹt van thì sửa chữa hoặc thay thế.
Quan sát các van có bị kẹt không.
9 Lắp giảm chấn Lắp đúng như ban đầu.
Kiểm tra tổng thể giảm chấn sau khi lắp
Vệ sinh sạch sẽ bên ngoài giảm chấn.
11 Lắp giảm chấn lên xe Lắp đúng - Clê, tuýp
Lắp đúng như ban đầu
Bảng 3 2: Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa giảm chấn
[1] Nguyễn Huy Chiến, Lê Văn Anh, Hoàng Quang Tuấn, Phạm Việt Thành
(2016), Giáo trình Kết cấu ô tô, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật.
[2] Phạm Việt Thành, Lê Văn Anh, Lê Hồng Quân (2015), Giáo trình thực hành cơ bản gầm ô tô, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật.
[3] Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Trưởng, Trịnh Minh Hoàng (2010), Kết cấu ô tô, Nhà xuất bản Bách khoa.
[4] Lê Hồng Quân, Nguyễn Can, Lê Văn Anh, Trần Phúc Hòa (2015), Giáo trình Thí nghiệm gầm ô tô, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội.
[5] Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Hữu Nam (2004), Thí nghiệm ô tô, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội.
[6] Cao Trọng Hiền, Nguyễn Văn Bang, Trịnh Chí Thiện (1995), Thí nghiệm ô tô, Đại học Giao thông Vận tải, Hà Nội.