Trong các năm qua, ô tô là một trong những ngành công nghiệp phát triển nhất do xã hội ngày một đi lên và đời sống con người ngày được nâng cao, nhu cầu đi lại và sử dụng xe ô tô rất lớn nên các nhà máy sản xuất cũng phải đẩy nhanh tốc độ để có thể đáp ứng được mong muốn của khách hàng. Vì tiến độ sản xuất đẩy mạnh, không thể tránh được các lỗi phát sinh không mong muốn của chiếc xe ở từng khâu lắp ráp. Vì thế luận văn này tập trung khảo sát quy trình kiểm định và vận hành trạm thử phanh của dòng xe Mazda CX5 – dòng xe được cho là bán chạy nhất phân khúc của hãng Mazda; quy trình này được xem là một trong những khâu quan trọng trước khi giao xe đến tay của khách hàng. Bố cục luận văn được chia thành 3 chương chính:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT Ô TÔ
Nền công nghiệp ô tô Việt Nam
1.1.1 Thực trạng công nghiệp ô tô Việt Nam
Việt Nam bắt bắt đầu lắp ráp với các liên doanh ô tô đầu tiên có vốn nước ngoài từ năm 1992, tính đến nay đã trải qua 30 năm nhưng vẫn chưa tự chủ và đáp ứng đủ nhu cầu thi trường Công nghiệp ô tô đóng góp mỗi năm vào GDP đất nước là khoảng 3%, trong khi tỷ lệ đóng góp này tại các nước ASEAN là khoảng 10% Sản lượng ô tô đtạ gần 400.000 xe/năm nhưng vẫn chưa tương ứng với quy mô sản xuất và nhu cầu thị trường
Hình 1.1: Doanh số bán xe ô tô tại Việt Nam qua các năm Hiện tại nước ta có hơn 20 doanh nghiệp sản xuất lắp ráp ô tô, nhưng chỉ có 3 doanh nghiệp có thị phần lớn là Công ty cổ phần ô tô Trường Hải (Thaco), Công ty Toyota Việt Nam, Tập đoàn Thành Công Ngoài ra phải kể đến Vinfast của Tập đoàn Vingroup là công ty sản xuất ô tô quy mô lớn cũng đang phát triển ở thị trường nước nhà với các mẫu xe động cơ đốt trong và xe điện
Việt Nam có tiềm năng rất lớn trong nền công nghiệp ô tô cho tương lai Nước ta đang trong giai đoạn “dân số vàng”, với dân số hiện tai khoảng 100 triệu dân trong đó 99% biết
Trang 4 chữ, tỷ lệ người dân trong độ tuổi lao động (15 - 64 tuổi) rất cao khoảng 70% đã nói lên tiềm năng cho nền công nghiệp ô tô Việt Nam Mặt khác mức thu nhập bình quân đầu người chưa cao nên giá nhân công ở Việt nam khá thấp so với các nước phát triển Để nền công nghiệp ô tô nước nhà phát triển nhanh chóng hơn nữa, ngoài những tiềm năng thuận lợi có sẵn, cần phải cố sự đồng điệu giữa các nhà cung cấp sản phẩm, giữa các cơ qua có thẩm quyền và khách hàng tiêu thụ
- Đối với nhà cung ứng sản phẩm: Phải có sự cam kết hợp tác đầu tư dài hạn được thể hiện qua chất lượng sản phẩm, giá cả, chính sách bán hàng, dịch vụ khuyến mãi,… và chiến lược tiếp thị khách hàng
- Cơ quan điều tiết (các cơ quan có thẩm quyền): Có sự bảo hộ ổn định về các chính sách trong thời gian dài Các chính sách này sẽ tác động lớn lên 3 mảng chính là:
+ Tác động lên nhà sản xuất thể hiện qua các loại thuế phí chuyển giao công nghệ, các chính sách quản lý tài chính, quản lý giá cả, luật vật tư - linh kiện,…
+ Tác động đến khách mua hàng: Qua các loại thuế phí giao thông trước bạ, quản lý đăng ký, phương pháp định giá tài sản, tài sản bị khấu hao,…
+ Tác động đến các mối quan hệ xã hội: Luật giao thông, môi trường giao thông an toàn, văn hóa khi điều khiển ô tô,…
- Khách hàng tiêu thụ: Sự hiểu biết về các giá trị của sản phẩm, tâm lý tiêu dùng, văn hóa cư xử, văn minh công nghiệp,…
1.1.2 Các loại hình thức lắp ráp ô tô tại Việt Nam a Lắp ráp CBU (Completely Body Unit) Ở hình thức này ô tô được sản xuất ở nước ngoài và được nhập khẩu về nước ta ở dạng nguyên chiếc, có khung vỏ, động cơ, hệ thông tuyền động,… được lắp ráp và sơn hoàn chỉnh tại ngước ngoài
Trang 5 b Lắp ráp SKD (Semi Knock Down) Ở hình thức này nhà máy sản xuất ô tô từ các linh kiện là các chi tiết rời hoặc cụm - tổng thành bán hoàn chỉnh được nhập khẩu từ nước ngoài và sẽ được lắp thành cụm - tổng thành và ô tô hoàn thiện với một vài linh kiện có thể được nội địa hóa sản xuất trong nước c Lắp CKD (Completely Knock Down) Ở hình thức này các linh kiện được nhập khẩu về có mức độ tháo rời cao hơn ở hình thức lắp ráp SKD và khung vỏ chưa được sơn Cho nên tại các nhà máy sản xuất ô tô phải trang bị các dây chuyền hàn và sơn CKD1 và CKD2 với quy trình công nghệ tăng dần
Tuy phương pháp lắp ráp CKD1 và CKD2 đều thuộc hình thức lắp ráp dạng CKD, nhưng CKD2 là một dạng riêng có mức độ cao hơn CKD1 Ở phương pháp lắp ráp CKD1 các chi tiết được cung cấp ở dạng tháo rời nhửng vẫn ở điều kiện không cần phải lắp ráp thêm trước khi tiến hành lắp ráp hoàn thiện Còn ở phương pháp CKD2, các chi tiết sẽ được tiếp tục tháo nhỏ, do đó cần phải có bước lắp ráp thêm trước khi tiến hành lắp ráp hoàn thiện Điểm đặc biệt của phương pháp lắp ráp CKD2 là kỹ thuật công nghệ lắp ráp và sơn cao cấp hơn nhiều so với phương pháp CKD1 Ở các nước đang phát triển như Việt Nam muốn sản xuất chế tạo được ô tô thì bước đầu phải thực hiện việc liên doanh với các quốc gia có các hãng sản xuất ô tô lớn trên thế giới, để có thể mở các nhà máy tại nước mình để hập khẩu những tổng thành và các cụm chi tiết đã được sản xuất tại nước chính hãng để về lắp ráp lại với nhau tạo thành một chiếc ô tô hoàn thiện, sau đó cải tiến nền nông nghiệp nội địa để đủ năng lực hợp tác nhận chuyển giao công nghệ sản xuất những chi tiết từ mức độ dễ đến khó trên ô tô Và ở nước ta cũng đang xây dựng nền công nghiệp ô tô nước nhà theo hướng phát triển như vậy d Lắp ráp IKD (Incompletely Knock Down) Ở hình thức này các doanh nghiệp sản xuất lắp ráp ô tô sẽ nhập khẩu các linh kiện từ nước ngoài và với số lượng khá nhiều các linh kiện được nội địa háo sản xuất trong nước Mức độ lắp ráp IKD thường được áp dụng khi chuẩn bị cho quá trình nội địa hóa sản phẩm với các bản quyền kỹ thuật được chuyển giao từ nhà sản sản xuất ô tô chính hãng
1.1.3 Những cơ hội và thách thức đối với nền công nghiệp ô tô Việt Nam a Các vấn đề nền công nghiệp ô tô Việt Nam đang gặp phải
Thị trường nước ta có nhiều tiềm năng nhưng khá nhỏ, điều này là do thị trường chưa được kích cầu đúng đắn với chính sách hợp lý của Nhà nước, xây dựng cơ sở hạ tầng còn yếu
Giá xe ô tô ở Việt Nam còn cao hơn so với các nước trên thế giới, điều này là do thuế phí còn cao, khó thể cạnh tranh với xe nhập khẩu Áp lực cạnh tranh ở các nước trong khu vực ASEAN còn lớn kể từ sau khi Việt Nam gia nhập vào năm 2018, việc này làm xóa bỏ hàng rào thếu quan giữa các nước trong ASEAN
Ngành công nghiệp hỗ trợ (CNHT) vẫn chưa phát triển, hiện tại chưa đáp ứng được nhu cầu sản xuất ô tô và tuy được Nhà nước hỗ trợ nhưng chính sách còn yếu nên hiệu quả mang lại rất thấp
Các chính sách phát triển công nghiệp ô tô thiếu đồng bộ lại ngắn hạn, điều này gây khó khăn cho các doanh nghiệp sản xuất, dẫn đến việc lập kế hoạch sản xuất dài hạn của các doanh nghiệp khó thực hiện b Thị trường đầy tiềm năng
Thực trạng nền công nghiệp ô tô thế giới
Chiếc ô tô đầu tiên được chế tạo năm 1893, đến nay đã trải 40 năm, theo Hiệp hội Các nhà sản xuất ô tô thế giới, tính đến năm 2018 thế giới có 1,8 tỷ xe ô tô các loại đang lưu hành, trong đó nước Mỹ có khoảng 320 triệu xe và châu Âu có khoảng 415 triệu xe
Công nghiệp sản xuất ô tô đang bước vào thời kỳ tăng trưởng mạnh, tỷ lệ tăng trưởng trung bình trong những năm gần đây là vào khoảng 8,2% Trong lúc sản lượng xe du lịch của Mỹ, Đức, Nhật chững lại, đôi khi có giai đoạn giảm nhẹ, thì Trung Quốc được ví như công xưởng ô tô của thế giới, với sự tăng vọt liên tục từ vài triệu xe mỗi năm lên hơn 28 triệu xe, được ghi nhận vào năm 2018
Hình 1.3: Sản lượng ô tô thế giới qua các năm
Các hãng ô tô hàng đầu thế giới như: Volkswagen Group, Toyota Group, Mitsubishi, General Motors (GM), Huyndai-Kia, Peugeot, Ngoài những cái tên quen thuộc, là “cây đa cây đề” trong ngành ô tô thế giới thì còn xuất hiện những cái tên mới đến từ Trung Quốc như: Changan, Dongfeng Motor,
Thách thức lớn nhất của nền công nghiệp ô tô là nguồn năng lượng dùng trên ô tô Nguồn năng lượng từ dầu khí như xăng, dầu, khí đốt, đang dần cạn kiệt (còn khoảng 40 năm) và đang gây ô nhiễm môi trường rất nặng nề (khoảng 80% ô nhiễm khí thải trên toàn cầu là do khí thải từ các phương tiện giao thông gây ra), ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống của con người Các nguồn năng lượng sạch như sinh học (bio-fuels), điện (thủy điện, mặt trời, ) cũng chưa giải quyết được những mặt còn hạn chế của loại năng lượng này: đắt tiền, kinh phí đầu tư lớn, tính khả thi chưa cao,
Tuy nhiên, việc duy chuyển bằng ô tô vẫn là lựa chọn tối ưu trong giao thông vận tải
Vì vậy, cơ hội phát triển ngành công nghiệp ô tô là vẫn còn rất lớn và khả năng phát triển công nghiệp ô tô là thiết yếu khi con người vẫn chưa phát minh ra phương thức di chuyển mới tiện lợi và thích hợp hơn.
Xu hướng phát triển công nghiệp ô tô hiện nay
Xu hướng phát triển công nghiệp ô tô trong 10 năm trở lại đây đã bắt đầu có những sự thay đổi lớn về tư duy công nghệ và xu hướng thị trường bởi các cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 Cuộc cách mạng số hóa này sẽ đưa các giá trị công nghệ trên toàn thế giới tới một định nghĩa mới Và đây cũng chính là lúc nên đại công nghiệp ô tô lâu đời sẽ phải “xóa đi chơi lại từ đầu” bới các xu hướng của thời đại: công nghiệp xe điện, công nghiệp xe tự lái, công nghệ chia sẻ xe, công nghệ sản xuất thông minh và liên tục cải tiến đổi mới Ô tô điện Ô tô điện đang dần trở thành lựa chọn ưu việt của toàn nhân loại nói chung Không tiếng ồn, không khói thải, động cơ điện mạnh mẽ, đặc biệt là không phụ thuộc vào nguồn lăng lượng dầu mỏ và chi phí nhiên liệu xe điện chỉ bằng khoảng 10% chi phí ô tô truyền thống khiến cho xe điện đang là xu hướng đổi thay tiềm năng của ngành xe hơi ngày nay
Theo dự kiến của các nhà nghiên cứu, vào giai đoạn năm 2025- 2030, những chiếc xe điện chạy bằng pin lithium-ion sẽ cạnh tranh với những chiếc xe phổ thông về giá cả và lẫn hiệu suất
Tính đến năm 2018, trên thế giới có gần 5 triệu xe điện Trung Quốc là nước có nhiều xe điện nhất Na Uy có doanh số tiêu thụ ô tô điện chiếm 49% doanh số xe bán ra và tỷ lệ này được dự kiến sẽ còn tăng nhanh trong tương lai không xa
Hình 1.4: Tỷ lệ ô tô điện trên tổng doanh số xe năm 2018 ở các nước trên thế giới Tuy nhiên trở ngại rất lớn cho công nghiệp xe điện là hơn 66% số trạm sạc điện trên toàn thế giới hiện nay có tốc độ sạc khá chậm, quãng đường di chuyển ngắn 400km Các trạm sạc chỉ tập trung ở thành phố, khu vực đông dân cư và giá pin vẫn còn khá cao, dẫn đến giá điện vẫn còn cao hơn xe truyền thống
Hình 1.5: Thứ tự các nước có nhiều trạm sạc điện trên thế giới Ô tô tự lái
Hiện nay có rất nhiều tập đoàn sản xuất xe hơi và công nghệ lớn trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu phát triển xe hơi côn nghệ tự vận hành hay tự lái thông minh (hay tự lái) không cần đến sự can thiệp của con người, trong đó có những cái tên nổi tiếng như Tesla, Daimler, Google Theo báo cáo từ các cuộc thử nghiệm cho thấy, xe tự lái có thể giảm tới 90% các vụ tai nạn như hiện nay
Với xu thế phát triển công nghiệp hiện nay, chuyên gia dự đoán trong khoảng 15 đến
20 năm nữa, sẽ tự lái sẽ áp đảo các phương tiện phổ biến hiện nay Cấu trúc của một chiếc xe tự lái như hình 1.6
Xe tự lái nhìn đường ra sao: Xe tự hành dựa vào nhiều bộ cảm biến để vạch đường đi của mình và tránh tai nạn
- Bộ điều khiển đa miền: Quản lí các nhập liệu cho camera, radar và LiDAR Voiws dữ liệu bản đồ va dẫn đường, nó có thể khẳng định các quyết đinh heo nhiều cách
- Camera: Chụp ảnh con dường và những hình ảnh nay được một computer diễn giải
Bị hạn chế bởi những gì camera có thể “thấy”
- Radar: Sóng radio được phát ra va dội ngược lại từ các vật thể Có thể hoạt động trong mọi tời tiết nhưng không thể phân biệt các vật thể
- LiDAR: Các xung ánh sáng được phát ra và phản chiếu từ các vật thể Có thể xác đinh được các đường vạch trên đường và hoạt động trong buổi tối
Hình 1.6 Cấu trúc của một chiếc xe tự lái
Công nghệ sản xuất thông minh
Sản xuất thông minh là quá trình sản xuất dựa trên sự tích hợp giữa tự động hóa công nghiệp, kết nội vạn vật công nghiệp và công nghệ thông tin IT, gồm dịch vụ đám mây, mô hình 3D, trí tuệ nhân tạo và tích hợp đa nên tảng
Các nhà máy sản xuất ô tô sẽ được số hóa hoàn toàn Từ đó, bằng cách phân tích dữ liệu phát trực tiếp toàn bộ giá trị máy móc của nhà máy, các kỹ sư nhà máy có thể tìm kiếm các dấu hiệu cho thấy các bộ phận cụ thể bị hư hỏng, cho phép bảo trì phòng ngừa để tránh thời gian phải ngưng hoạt động ngoài dự kiến trên thiết bị
Các nhà sản xuất có thể phân tích xu hướng trong dữ liệu để phát hiện các bước trong quy trình của họ, vị trí sản xuất chậm lại hoặc không hiệu quả trong việc sử dụng vật liệu của họ Trong tương lai, sản xuất thông minh sẽ trở nên phổ biến hơn và nhiều máy móc hơn được kết nối thông qua Internet of Things, điều này làm chúng có khả năng giao tiếp với nhau tốt hơn và có khả năng hổ trợ mức độ tự động hóa cao
QUY TRÌNH SẢN XUẤT Ô TÔ TẠI NHÀ MÁY THACO MAZDA
Dây chuyền hàn
Dây chuyền hàn gồm 87 robot thế hệ mới nhất của Kawasaki (Nhật Bản), vận hành hoàn toàn tự động, sử dụng công nghệ hàn cùng với hệ thống định vị hiện đại nhất trong công nghiệp ô tô hiện nay, đảm bảo tính ổn định và độ cứng vững của thân xe.
Hình 2.1 Quy trình hàn mảng sàn
Robot hàn do Kawasaki sản xuất, tên mã Series B Đây là thế hệ robot mới nhất trên thế giới, quay được tất cả các góc, đáp ứng yêu cầu công nghệ của từng vị trí điểm hàn
• SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN HÀN
Quy trình hàn thời gian ước tính khoảng 2 tiếng cho một body thân xe Sơ đồ dây chuyền hàn gồm nhiều công đoạn khác nhau gồm hàn mảng sàn và mảng hông cho công nhân thực hiện, chuyền hàn chính là chuyền hàn robot Sau khi các mảng sàn và mảng hông được bấm xong, các robot AVG sẽ vận chuyển các vật tư này tới chuyền hàn robot để tiến hành bấm thành body hoàn thiện Sau khi hoàn thiện body sẽ chuyển tới chuyền MENTAL FINISH để lắp thêm cửa, cốp,… Sau khi hoàn thiện sẽ chuyển đến xưởng sơn để tiếp tục quy trình sản xuất
Dây chuyền sơn
• Dây chuyền sơn tĩnh điện ED
Dây chuyền sơn tĩnh điện ED với công nghệ nhúng liên tục (body khi di chuyển ngập lặn trong bể) đảm bảo được thời gian tiếp xúc giữa hóa chất và bề mặt body tốt hơn, làm cho chất lượng bề mặt mặt ED cao Cùng với đó, công nghệ phốt phát và định hình bề mặt trước khi nhúng ED là công nghệ thế hệ mới nhất trên thế giới hiện nay, đảm bảo lượng muối (cặn) phát sinh rất ít, đáp ứng yêu cầu bề mặt không bụi sau khi nhúng ED
Việc sơn tĩnh điện được thực hiện trong bể ED và có thời gian sơn tới 4 phút, cao hơn so với công nghệ hiện nay (từ 3,3 đến 3,5 phút), giúp đảm bảo bám dính đồng đều trên toàn bộ bề mặt body và chiều dày của lớp sơn ED cao hơn so với công nghệ hiện nay là 3 lần (12 đến 15 micromet)
Hình 2.3 Quy trình sơn tĩnh điện
Dây chuyền sơn màu sử dụng công nghệ “Wet on Wet” (Sơn ướt 2 lớp), đảm bảo yêu cầu khắt khe của thế hệ sơn mới của Mazda và các dòng xe sử dụng tại thị trường châu Âu Trong các phòng sơn màu lắp đặt các robot sơn Tốc độ của robot và lưu lượng phun sơn được kiểm soát bằng hệ thống điều khiển thông minh, đảm bảo độ che phủ bề mặt tại mọi vị trí đều như nhau cũng như độ đồng màu Bên cạnh đó, công nghệ này cũng cho phép thời gian thay màu sơn nhanh chóng (45 giây) giúp đáp ứng theo yêu cầu của khách hàng
Sau khi sơn màu, body đã phủ sơn được đưa đến phòng sấy có thiết kế đặc biệt riêng cho thế hệ sơn mới, được chia làm 3 vùng nhiệt độ và điều khiển thông qua hệ thống kiểm soát thông minh, đảm bảo độ cứng bề mặt lớp sơn mà không làm thay đổi màu sắc
Hình 2.4 Sơn màu thực hiện bằng robot
• SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN SƠN
Dây chuyền sơn tĩnh điện và sơn màu thời gian ước tính khoảng 2 tiếng Trước khi sơn tĩnh điện ED, thân xe sẽ lần lượt được chuyển qua các bể chứa hóa chất để tẩy dầu mỡ, gỉ sét Sau đó tiếp tục qua bể chứa phốt phát nhằm xử lý bề mặt và tăng độ bám của màng sơn sau này
Các robot tự động sẽ lần lượt nhúng ngập hoàn toàn thân xe trong các bể chứa hóa chất, phốt phát Thân xe sau khi trải qua công đoạn sơn nhúng tĩnh điện sẽ được chuyển vào phòng kín để các kỹ sư kiểm tra, thẩm định chất lượng của bề mặt sơn trước khi chuyển sang dây chuyền sơn màu
Dây chuyền sơn màu với công nghệ wet on wet - sơn ướt hai lớp, đảm bảo yêu cầu khắt khe của thế hệ sơn mới của Mazda và các dòng xe sử dụng tại thị trường Châu Âu
Sau khi thực hiện quá trình sơn, các body thân xe được chuyển đến các trạm láp ráp để láp ráp các chi tiết vào xe.
Dây chuyền láp ráp
Quá trình vận chuyển body giữa các xưởng được vận chuyển bằng hệ thống nâng hạ tự động hoàn toàn, đảm bảo không biến dạng body so với vận chuyển bằng cầu trục Dây chuyền lắp ráp được tự động hóa đến 80%.
Toàn bộ cụm chi tiết lớn được hỗ trợ bởi các tay máy robot (hệ thống cấp lốp, ghế được cấp tự động đến dây chuyền, vv…), đặc biệt tổng thành cụm (động cơ, hộp số, cầu trước, cầu sau…) được lắp ráp và kiểm tra đồng bộ trước khi kết nối vào body đảm bảo yêu cầu khắt khe trong quá trình lắp ráp hệ thống truyền động của xe
Dây chuyền cũng bao gồm các Robot bắn keo dán kính đảm bảo được yêu cầu về biên dạng của đường keo, đáp ứng yêu cầu khí động học gây tiếng ồn (nếu kính bị xô lệch) và đảm bảo 100% không vào nước Các chi tiết lắp ráp chính xác đảm bảo yêu cầu về khe hở, độ phẳng, hạn chế tiếng ồn do khí động học khi xe di chuyển gây ra
Hình 2.5 Dây chuyền láp ráp nội thất
• SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN LÁP RÁP
Thời gian ước tính của quá trình láp ráp khoảng 3 tiếng bao gồm các quy trình như láp ráp nội thất, láp ráp khung gầm, các linh kiện điện tử trên xe,… Quy trình láp ráp tại Thaco Mazda chủ yếu do con người thực hiện
Dây chuyền kiểm định
Dây chuyền kiểm định gồm đầy đủ các thiết bị chỉnh góc lái, chỉnh đèn, thử phanh, hệ thống kiểm tra chức năng, tốc độ, độ trượt ngang,… theo tiêu chuẩn kỹ thuật của Cục Đăng kiểm Việt Nam và Mazda toàn cầu, được kết nối trực tiếp với hệ thống kiểm soát chất lượng (End Of Line) của Mazda Nhật Bản để đảm bảo mỗi chiếc xe Mazda trước khi đến tay khách hàng đều trải qua quá trình kiểm định nghiêm ngặt
Quan trọng nhất, toàn bộ xe xuất xưởng phải được kích hoạt và kiểm soát bằng hệ thống EOL Đây là hệ thống kết nối trực tiếp với Mazda Nhật Bản nhằm xác nhận tình trạng chất lượng của mỗi mẫu Mazda ở Việt Nam phải giống với xe sản xuất tại nhà máy ở Nhật Bản
Hình 2.6 Kiểm tra góc đặt bánh xe
• SƠ ĐỒ QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH
Mỗi chiếc Mazda CX-5 sau khi được lắp ráp hoàn chỉnh sẽ trải qua dây chuyền kiểm định trước khi xuất xưởng Tại đây, hệ thống máy móc tự động sẽ kiểm tra góc đặt bánh xe, đèn chiếu sang, tốc độ quay, phanh xe…Trong đó, mỗi bánh xe được kiểm tra bằng công nghệ 3D laser với 36 camera để đảm bảo các thông số kỹ thuật chính xác trong quá trình lắp ráp
Sau khi đã vượt qua tất cả các bài thử nghiệm bên trong nhà máy, mỗi chiếc Mazda lăn bánh ra khỏi dây chuyền sản xuất sẽ được thử nghiệm trên đường thử có chiều dài 2,4
Km mô phỏng đầy đủ các địa hình thực tế, đạt đủ các yêu cầu ở công đoạn này thì những chiếc Mazda mới đủ tiêu chuẩn để đưa tới tay khách hàng.
Giới thiệu các mẫu xe sản xuất tại nhà máy
Với sự đầu tư bài bản đáp ứng đầy đủ yêu cầu công nghệ của tập đoàn Mazda Nhật Bản, nhà máy tiến hành sản xuất đầy đủ các phân khúc xe du lịch Mazda, đặc biệt là các mẫu xe mới với các màu sơn cao cấp áp dụng công nghệ sơn mới hiện nay và các sản phẩm theo yêu cầu đặt riêng lẻ từ khách hàng, các xe xuất xưởng luôn có chất lượng tương đương với sản phẩm xe Mazda được sản xuất tại nước Nhật, nhà máy đặt mục tiêu sản xuất đáp ứng nhu cầu tại thị trường trong nước và hướng đến việc xuất khẩu ra thị trường nước ngoài Trong thời gian tiến hành sản xuất, nhà máy Thaco Mazda sẽ tập trung sản xuất các mẫu sẽ du lịch mới của hãng Mazda gồm các mẫu xe như: Mazda 3, Mazda 3 Hatchback, Mazda 6, Mazda CX-5 và Mazda CX-8
Bảng 2.1.Các mẫu xe được lắp ráp tại nhà máy Thaco Mazda
MẪU XE PHIÊN BẢN HÌNH ẢNH
2.5L LUXURY 2.5L PREMIUM 2.5L PREMIUM AWD 2.5 PREMIUM AWD (6S)
Giới thiệu sơ lược về dòng xe Mazda CX-5
Hình 2.7 Kích thước tổng thể của dòng xe CX-5
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật ô tô Mazda CX-5
Kích thước tổng thể (mm) 4.550 x 1.840 x 1.680
Chiều dài cơ sở (mm) 2.700
Khoảng sáng gầm xe (mm) 200
Bán kính quay vòng tối thiểu (mm) 5.46
Dung tích thùng nhiên liệu (L) 56
Dung tích xy lanh 1.998cc
Công suất cực đại (hp tại rpm) 154 hp tại 6.000 rpm
Moment xoắn cực đại (Nm tại rpm) 200 Nm tại 4.000 rpm
Hộp số Tự động 6 cấp/ 6AT
Dẫn động Cầu trước FWD
Mức tiêu thụ nhiên liệu (L/100 km)
Trước Độc lập kiểu McPherson Sau Liên kết đa điểm/ Multi-link
Hệ thống phanh Đĩa x Đĩa
Trợ lực lái Trợ lực điện
Mâm xe Mâm hợp kim 19-inch
TÌM HIỂU VỀ BĂNG THỬ PHANH VÀ TRẠM KIỂM TRA LỰC
Layout khâu kiểm định nhà máy Thaco Mazda
3.1.1 Tổ kiểm tra thiết bị
Sau khi xe được lắp ráp hoàn thiện sẽ được đưa đến khâu kiểm định và tổ tiếp nhận xe là tổ kiểm tra thiết bị Tổ này bao gồm các trạm:
+ Trạm 1: Trạm kiểm tra góc đặt bánh xe
+ Trạm 2: Trạm kiểm tra điều chỉnh đèn pha
+ Trạm 3: Trạm kiểm tra lực phanh, âm lượng còi, độ ồn động cơ
+ Trạm 4: Trạm kiểm tra trượt ngang
+ Trạm 5: Trạm kiểm tra tốc độ
+ Trạm 6: Trạm kiểm tra khoang động cơ (rò rỉ)
+ Trạm 7: Trạm kiểm tra thiết bị an toàn chủ động
Hầm 2 Tổ hoàn thiện PDI
Tổ kiểm tra động Đường thử
Kiểm tra nội thất, ngoại thất, động cơ
Tổ kiểm tra thiết bị
Trạm lắp ráp hoàn thiện
+ Trạm 8: Kiểm tra hệ thống điện, hệ thống chống trộm
+ Trạm 9: Kiểm tra nội thất, ngoại thất
+ Trạm 10: Kiểm tra khoang động cơ
3.1.3 Kiểm tra trên đường thử
+ Trạm 11: Kiểm tra tiếng ồn bất thường từ các mối ghép, độ rung lắc, êm dịu của xe khi chạy trên các điều kiện đường khác nhau, kiểm tra sự vào số, độ lệch vô lăng …
+ Trạm 12: Trạm kiểm tra chức năng Audio
+ Trạm 13: Kiểm tra gầm lần 2, ráp chắn bùn
+ Trạm 14: Kiểm tra rò rỉ nước, thử kín nước
+ Trạm 15: Trạm sửa chữa lại (Tất cả các lỗi phát sinh trên dây chuyền Kiểm Định đều được sửa chữa lại tại trạm sửa chữa lại)
3.1.5 Tổ dọn sơn hoàn thiện PDI
Tất cả các xe đã hoàn thiện quá trình kiểm tra trên dây chuyền Kiểm định phải hoàn tất việc sửa chữa lại (nếu có) các lỗi (ngoại trừ lỗi sơn) sẽ được chuyển giao cho tổ dọn sơn hoàn thiện để thực hiện các quá trình, bao gồm :
+ Vệ sinh bề mặt sơn xe
+ QC Kiểm tra lại lỗi thứ cấp phát sinh trong quá trình sản xuất, và xác nhận lại chất lượng sơn bề mặt Kiểm tra theo bảng "Tiêu chuẩn kiểm tra bề mặt sơn", kết quả việc kiểm tra được ghi chép trong "Phiếu kiểm tra chất lượng xe tại Kiểm Định và giao xe" tương ứng với từng dòng xe
+ Việc xử lý các lỗi sơn nhẹ phát hiện được cũng sẽ được thực hiện bởi các công nhân tổ dọn sơn hoàn thiện, công đoạn xử lý theo "Hướng dẫn công việc" tại cho công đoạn dọn sơn
+ Đối với các xe bị lỗi trầy xước sơn nặng, xe sẽ được chuyển xuống phòng sửa chữa lỗi sơn dặm để kiểm tra sửa chữa Sau khi sửa chữa xong lỗi , xe sẽ được di chuyển về phòng dọn sơn hoàn thiện để kiểm tra lại
- Dưới đây là lưu đồ của quy trình kiểm định ở nhà máy Thaco Mazda
Yêu cầu về hiệu quả lực phanh và cơ sở lý thuyết
Chỉ có các cá nhân đã hoàn thành việc đào tạo "Hướng dẫn kiểm tra" tại trạm kiểm tra lực phanh mới được phép thực hiện công việc tại các trạm này
Nhân viên QC kiểm tra 100% các xe đã lắp ráp hoàn chỉnh
Kiểm tra các nội dung gồm: thử lực phanh, hiệu quả của ABS (hệ thống chống bó cứng phanh), sấy kính, camera,…Các hạng mục và phương pháp kiểm tra được mô tả rõ trong "Hướng dẫn kiểm tra" tại trạm 03
Tiêu chuẩn của việc kiểm tra lực phanh phải tuân theo "QCVN09:2015 BGTVT", bao gồm :
+ Hệ thống phanh chính và phanh đỗ xe phải dẫn động độc lập với nhau Dẫn động của hệ thống phanh chính phải là loại từ 2 dòng trở lên Hệ thống phanh chính phải được trang bị trên tất cả các bánh xe
+ Dẫn động cơ khí của phanh chính và phanh đỗ xe phải linh hoạt, nhẹ nhàng và chắc chắn Hành trình tự do phải phù hợp với quy định của nhà sản xuất
+ Hệ thống phanh chính phải có kết cấu và lắp đặt bảo đảm cho người lái điều khiển được phanh khi ngồi trên ghế lái mà không rời hai tay khỏi vành tay lái
+ Khi sử dụng, hệ thống phanh đỗ phải có khả năng duy trì được hoạt động mà không cần có lực tác động liên tục của người lái
Tổng lực phanh chính không được nhỏ hơn 50% trong lượng xe không tải (có 1 tài xế) khi thử trên băng thử
Sai lệch lực phanh chính trên cùng một trục không được lớn hơn 25%
Tổng lực phanh đỗ không được nhỏ hơn 16% trọng lượng xe không tải
Xe phải dừng được trên đường dốc có độ dốc 20% (theo cả hai chiều dốc lên và dốc xuống), trên mặt đường phủ nhựa hoặc đường bê tông bằng phẳng và khô, hệ số bám không nhỏ hơn 0,6
+ Đối với dòng xe Mazda CX5, được trình bày theo bảng sau
Bảng 3.1 Quy chuẩn lực phanh của dòng xe CX-5
- Lực phanh trước: (Trái + Phải) ≥ 4800 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh trước: ≤ 25%
- Lực phanh sau: (Trái + Phải) ≥ 3325 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh sau: ≤ 25%
- Lực phanh dừng: (Trái + Phải) ≥ 2600 [N]
- Lực phanh trước: (Trái + Phải) ≥ 4900 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh trước: ≤ 25%
- Lực phanh sau: (Trái + Phải) ≥ 3325 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh sau: ≤ 25%
- Lực phanh dừng: (Trái + Phải) ≥ 2632 [N]
- Lực phanh trước: (Trái + Phải) ≥ 4950 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh trước: ≤ 25%
- Lực phanh sau: (Trái + Phải) ≥ 3575 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh sau: ≤ 25%
- Lực phanh dừng: (Trái + Phải) ≥ 2728 [N]
Kết thúc quy trình kiểm tra, nhân viên kiểm tra lại phiếu kết quả đo và bấm phiếu kết quả đo vào “Phiếu kiểm tra chất lượng xe tại Kiểm Định và giao xe”.
3.2.1 Cơ sở lý thuyết Để làm cơ sở cho việc thiết kế băng thử phanh ô tô cho kết quả đánh giá theo tiêu chuẩn kiểm định ở Việt Nam hiện nay (thông tư 10) có độ chính xác cao Ta đi phân tích các tiêu chuẩn, những yêu cầu trong kiểm định xe và xác định các lực tác dụng lên ô tô khi phanh
3.2.2 Phương trình động lực học khi phanh Ở đây ta chỉ khảo sát theo các giả thuyết sau:
- Khảo sát trên mô hình phẳng một vết bánh xe của ô tô hai cầu
- Xe chuyển động trên mặt phẳng,nằm ngang Hệ số bám ở các bánh xe không đổi và bằng nhau
- Phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe đi qua tâm
- Không kể đến các yếu tố ảnh hưởng của người lái và của kết cấu hệ thống phanh
Hình 3.1: Lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Lực cản lăn 𝑃 𝑓 1 và 𝑃 𝑓 2 ở các bánh xe trước và sau, trọng lượng của ô tô G đặt tại trọng tâm, phản lực thẳng góc lên các bánh xe trước là 𝑍 1 và sau là 𝑍 2 Lực phanh ở các bánh xe trước là 𝑃 𝑝 1 và ở các bánh sau là 𝑃 𝑝 2 , lực quán tính 𝑃 𝑗 sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm dần
Lực phanh 𝑃 𝑝 1 và 𝑃 𝑝 2 có điểm đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường, có phương nằm trên mặt phẳng ngang và ngược với chiều chuyển động Lực quán tính 𝑃 𝑗 của ô tô đặt tại trọng tâm có chiều cùng chiều chuyển động
Phương trình cân bằng lực khi phanh:
- 𝐶 𝑥 : hệ số cản khí động
- Lực cản do ma sát cơ khí 𝑃 𝜂
Khi phanh gấp, tốc độ giảm nhanh nên lực cản không khí 𝑃 𝑤 ≈ 0, lực cản lăn 𝑃 𝑓 1 và
𝑃 𝑓 2 có giá trị rất nhỏ so với lực phanh (tổng lực cản gió, cản lăn, lực ma sát chiếm khoảng
2%) Để đơn giản cho việc tính toán ta không tính đến các lực này
Phương trình cân bằng lực khi phanh được viết lại
Phân tích các tiêu chuẩn trong kiểm định phanh
Theo thông tư 10 của Bộ giao thông vận tải, hiệu quả phanh của phanh chính khi kiểm tra trên băng thử được đánh giá bằng lực phanh, lực phanh riêng và hệ số sai lệch lực phanh giữa hai bánh xe trên cùng một cầu Đối với phanh tay được đánh giá bằng lực phanh riêng Để hiểu rõ hơn ta đi phân tích các tiêu chuẩn này
3.3.1 Lực phanh và lực phanh riêng
Lực phanh sinh ra ở các bánh xe ô tô xác định theo công thức:
- rk : là bán kính tính toán của bánh xe
Lực phanh riêng 𝑝̅ là lực phanh tính trên đơn vị trọng lượng 𝐺 0 của ô tô
Lực phanh riêng đạt giá trị cực đại 𝑝̅ 𝑚𝑎𝑥 khi lực phanh đạt giá trị cực đại (𝑃 𝑚𝑎𝑥 )
Ngoài ra có thể sử dụng thông số lực phanh riêng cho từng cầu xe 𝑝̅ 1 , 𝑝̅ 2 Giá trị này dùng để đánh giá khả năng sử dụng trọng lượng bám ở từng cầu
Từ công thức (2-5), ( 2-6) ta thấy lực phanh riêng cực đại bằng hệ số bám 𝜑 Hệ số bám 𝜑 ở đây không phải là hằng số nó thay đổi theo tính chất của vỏ, tình trạng mặt đường và độ trượt tương đối của bánh xe với mặt đường Trong quá trình kiểm định hệ thống phanh ta quan tâm nhiều đến độ trượt của bánh xe với mặt đường Mối quan hệ này được thể hiện thông qua đặc tính trượt của bánh xe khi phanh hoặc khi kéo
Hình 3.2: Đặc tính trượt khi phanh và kéo Trong đó:
- 𝜑 𝑥 : hệ số bám theo phương dọc; 𝜑 𝑦 : hệ số bám theo phương ngang
- 𝛿 𝑘 : độ trượt của bánh xe khi kéo; 𝛿 𝑝 : độ trượt của bánh xe khi phanh
- 𝜑 𝑠 : là hệ số bám dọc của bánh xe khi bánh xe trượt hoàn toàn
- 𝜑 𝑣 : hệ số bám dọc cực đại của xe, thường đạt khi 𝛿 𝑘 ( hoặc 𝛿 𝑃 ) bằng (0,1 ÷ 0,3) ứng với mọi loại đường
Từ đặc tính trượt ta thấy khi phanh trên đường nhựa tốt, khô và nằm ngang lực phanh riêng lớn nhất 𝑝̅ 𝑚𝑎𝑥 = 𝜑 𝑣 và tương ứng với độ trượt 0.1÷0.3, lúc này lực phanh riêng đạt (75÷80)% Khi bánh xe bó cứng và trượt lếch hoàn toàn khi phanh tương ứng 𝑝̅ 𝑚𝑎𝑥 = 𝜑 𝑠 cho nên lực phanh riêng thực tế chỉ khoảng khoảng (45÷65)% Theo thông tư này về tiêu chuẩn kiểm định lực phanh riêng, xe đạt yêu cầu phải đảm bảo thông số sau:
- Lực phanh riêng 𝑝̅ = 50% đối với xe có trọng lượng bản thân nhỏ hơn 1.2 tấn
- Lực phanh riêng 𝑝̅ = 45% đối với xe có tải trọng lớn hơn 1.2 tấn
Khi phanh, trục dọc của ô tô có thể bị nghiêng đi một góc 𝛽 nào đó so với hướng của quỹ đạo đang chuyển động Nguyên nhân là do tổng các lực phanh bên phải và lực phanh bên trái khác nhau tạo thành mô men quay vòng Mq quanh trục thẳng đứng Z và đi qua trọng tâm A của ô tô
Hình 3.3 Ảnh hưởng của sự chênh lệch lực phanh đến sự ổn định của xe Tổng lực phanh các bánh xe bên phải:
𝑃 𝑃.𝑝ℎ = 𝑃 𝑃.𝑝ℎ1 + 𝑃 𝑃.𝑝ℎ2 (2-7) Tổng lực phanh các bánh xe bên trái:
𝑃 𝑃.𝑡𝑟 = 𝑃 𝑃.𝑡𝑟1 + 𝑃 𝑃.𝑡𝑟2 (2-8) Giả sử tổng lực phanh bên phải lớn hơn tổng lực phanh bên trái lúc đó ô tô sẽ quay vòng như hình vẽ (hình 2-3)
Mô men quay vòng xác định theo biểu thức:
2 (2-9) Khi xuất hiện mô men quay vòng thì ở các bánh xe sẽ có phản lực ngang 𝑅 𝑦1 sinh ra ở cầu trước và 𝑅 𝑦2 ở cầu sau:
Phương trình chuyển động của ô tô đối với trọng tâm A được viết như sau:
Khi xe bị quay đi một góc 𝛽 có nghĩa lúc đó bánh xe bị trượt lếch cho nên hệ số bám 𝜑 𝑦 sẽ rất nhỏ vì vậy phản lực ngang cũng nhỏ Để đơn giản cho việc tính toán ta bỏ qua phản lực ngang này
Phương trình được viết lại như sau:
𝐼 𝑧 (2-12) Ở đây: 𝐼 𝑧 - mô men quán tính của ô tô quanh trục Z
Xác định góc quay thân xe bằng cách lấy tích phân hai lần ta được:
Trong đó: t - thời gian phanh
Ta chọn điều kiện ban đầu 𝑡 = 0 thì 𝛽 = 0 thay vào biểu thức (2-17) ta có 𝐶 = 0
Từ biểu thức (2-14) ta thấy rằng góc lệch 𝛽 tỉ lệ thuận với mô men quay vòng 𝑀 𝑞 và bình phương của thời gian t và tỉ lệ nghịch với mô men quán tính 𝐼 𝑧 Để ô tô không bị chệch hướng khi phanh thì lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục là tương đương nhau Giả sử rằng, các bánh xe ở phía bên phải có lực phanh lớn nhất
𝑃 𝑝.𝑝.𝑚𝑎𝑥 theo điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, thì lực phanh thấp nhất của các bánh xe ở phía bên trái cho phép là:
Lúc đó momen quay vòng cực đại 𝑀 𝑞𝑚𝑎𝑥 được xác định như sau:
2∗ 𝜑 𝑚𝑎𝑥 là lực phanh cực đại một phía (phía trái hoặc phải)
Thực nghiệm đã chứng minh rằng, giá trị 𝐼 𝑧 của ô tô càng lớn khi trọng lượng và kích thước ô tô lớn, đồng thời các giá trị B, G, t cũng tỉ lệ thuận với 𝐼 𝑧 Cho nên thông thường các giá trị 𝛽 𝑚𝑎𝑥 của ô tô phụ thuộc chủ yếu vào độ lệch lực phanh của hai bánh xe hai bên Theo thông tư 10 xe đạt yêu cầu khi hệ số sai lệch lực phanh giữa hai bánh xe trên cùng một trục phải nhỏ hơn hoặc bằng 𝐾 𝑆𝐿 ≤ 25% khi thử trên băng thử Hệ số sai lệch lực phanh trên một cầu được tính như sau:
Giá trị này tương đương với giá trị góc lệch cực đại 𝛽 𝑚𝑎𝑥 cho phép khi phanh là 8 0 hoặc ô tô không bị vượt ra ngoài làn xe có chiều rộng 3,5m đối với phương pháp thử trên đường
3.3.3 Tiêu chuẩn phanh tay Đối với phanh tay khi thử trên băng thử thì lực phanh riêng phải lớn hơn hoặc bằng 16% Điều này nói lên rằng tổng lực phanh sinh ra ở các bánh xe khi phanh tay sẽ bằng một giá trị sao cho bảo đảm 16% tổng trọng lượng ô tô khi kiểm định không tải Nếu đem so sánh với giá trị ô tô dừng trên dốc
- 𝐺 0 : là khối lượng của ô tô lúc không tải
Dấu (-) do lực cản lăn ngược chiều dốc
Thay vào phương trình trên ta được:
Giải phương trình trên ta tìm được:
∝≈ 172 0 Như vậy với qui định lực phanh riêng của phanh tay khi thử trên băng thử là 16% sẽ tương đương với xe dừng trên dốc 11 0 mà không bị trượt.
Yêu cầu trong thao tác kiểm định phanh ô tô
3.4.1 Khi thử phanh phải đạp phanh đều chân
Khi thử phanh trên đường hay trên băng thử cần phải đạp phanh đều chân nhằm hạn chế sự trượt của bánh xe Để hiểu rõ hơn ta đi tìm hiểu sự trượt của ô tô khi phanh:
Hình 3.4: Sự lăn bánh xe trên đường
Khi phanh, tốc độ thực tế V lớn hơn tốc độ lý thuyết V0, cực P nằm bên ngoài bánh xe và bán kính lăn của bánh xe sẽ lớn hơn bán kính tính toán (r1 > r) Tại vùng tiếp xúc giữa các bánh xe và mặt đường cũng xuất hiện tốc độ trượt nhưng hướng theo hướng dương của trục X Các quan hệ động học được thể hiện như sau:
𝑉 = 𝑟 ∗ 𝜔 𝑘 + 𝑉 𝛿 = 𝑟 1 ∗ 𝜔 𝑘 𝑣à 𝑉 𝛿 = 𝑉 − 𝑟 ∗ 𝜔 𝑘 = 𝑉 − 𝑉 0 > 0 Ở trạng thái trượt lếch hoàn toàn tức là bánh xe hãm cứng ta có mối quan hệ
Lúc này hệ số bám dọc và hệ số bám ngang giảm, dẫn đến lực phanh ở các bánh xe lúc này cũng giảm theo Như vậy kết quả đánh giá sẽ không chính xác và làm xe mất ổn định
3.4.2 Khi thử phanh phải mở ly hợp đồng thời với đạp phanh
Trong quá trình kiểm tra phanh nếu không mở li hợp sẽ xảy ra hiện tượng sau:
❖ Mất ổn định khi phanh
Khi phanh không mở ly hợp tức là có truyền động từ (e + i) tới r Với phần tử r là vỏ vi sai, e là trục của bánh xe quay nhanh hơn tức là trục của bánh xe phía ngoài khi ô tô quay vòng hoặc là trục của bánh xe trượt nhiều hơn, i là trục của bánh xe quay chậm hơn, tức là trục của bánh xe trong khi quay vòng hay là trục của bánh xe trượt ít hơn Ta có các quan hệ sau:
Các công suất thế năng:
Như vậy dòng công suất thế năng đi từ trục e tới trục i Về quan hệ moment ta có:
Nếu vi sai đối xứng 𝜂 𝑟 = 1 ta có:
1 + 𝜂 𝑟 Như vậy, momen trên trục quay nhanh lớn hơn momen trên trục quay chậm
Khi phanh bằng động cơ mà độ mòn của bánh xe trên cùng một cầu không đều nhau tốc độ góc của các bánh xe bên trái và bên phải không bằng nhau, vi sai trong cầu bắt đầu làm việc
Hình 3.5: Quan hệ về lực của cầu khi vi sai làm việc Momen trên các trục Me, Mi tạo ra các lực kéo tiếp tuyến 𝐹 𝑘𝑒 , 𝐹 𝑘𝑖 sau khi đã kể tới thành phần lực cản lăn Of (momen cản lăn Mf) ta có các thành phần phản lực tiếp tuyến tại bánh xe Xi và Xe Trong trường hợp phanh bằng động cơ Xe > Xi (như hình vẽ)
Phản lực tiếp tuyến của hai cầu:
Do 𝑋 𝑒 khác 𝑋 𝑖 nên phản lực tổng hợp X không đặt tại tâm cầu mà lệch một đoạn Δ, do đó tạo ra momen xoay cầu làm mất ổn định xe Đối với trường hợp vi sai đối xứng, giả sử 𝑋 𝑒 không bị hạn chế bởi giới hạn bám, ta có:
Khi phanh bằng động cơ trên băng thử mà hệ số bám hai bánh xe tương đương nhau thì ô tô ổn định Ngược lại sẽ tạo ra mô men xoay cầu xe gây mất ổn định
❖ Sai lệch kết quả đo
Phương trình cân bằng lực khi phanh không mở ly hợp:
- 𝑃 𝑚𝑠 đ : lực cản động cơ qui dẫn về bánh xe chủ động
- 𝑃 𝑚𝑠 𝑡 : lực ma sát trong hệ thống truyền lực
- 𝑃 𝐶.đ𝑐 : lực cản đặt lên động cơ điện
Từ biểu thức (2-31) ta thấy lực ma sát của các chi tiết trong động cơ sẽ tạo thành sức cản cộng thêm vào lực phanh ở các bánh xe chủ động Như vậy thì lực làm cho ô tô chuyển động chậm dần đến khi dừng hẳn không phải chỉ có lực phanh sinh ra ở các bánh xe mà còn chịu ảnh hưởng của lực ma sát của các chi tiết bên trong động cơ, vì vậy sẽ không đánh giá chính xác hiệu quả phanh
Giới thiệu về băng thử phanh và thiết bị vận hành kiểm tra lực phanh
Hình 3.6 Hình vẽ thiết bị đo lực phanh
3.5.1 Công dụng và yêu cầu của băng thử phanh
Bệ thử phanh là thiết bị tỉnh tại được thiết kế nhằm mục đích đánh giá hiệu quả hệ thống phanh thông qua việc đo thông số trong quá trình phanh trên các bánh xe Tuỳ theo loại bệ thử mà ta có phương pháp đo đạc tính toán để ra kết quả khác nhau
Một bệ phanh được thiết kế hoàn chỉnh cần phải đảm bảo các yêu cầu đặt ra như sau:
- Về giá thành và kết cấu: bệ thử phanh phải có kết cấu đúng với tiêu chuẩn của nhà máy Mazda Nhật bản đưa ra, kết cấu bền vững chắc chắn
- Về độ chính xác: lực phanh phải phản ánh lên lực kế hoặc đồng hồ hiển thị phải đảm bảo độ chính xác, không phụ thuộc vào yếu tố chủ quan
- Về sử dụng điều chỉnh: vận hành bệ thử đơn giản, dễ dàng, thời gian thử ngắn, chất lượng thử đạt yêu cầu
- Về tính vạn năng: đo được nhiều chủng loại xe khác nhau với các kích thước chiều rộng cơ sở và các kiểu kích thước lốp khác nhau, tải trọng khác nhau trong phạm vi quy định
- Về chức năng đánh giá: xác định được nhiều yếu tố đánh giá hiệu quả phanh: lực phanh, quãng đường phanh, thời gian phanh vv của mỗi bánh xe trên cùng một cầu và tính đồng thời phanh của các bánh xe
- Điều kiện làm việc của nhân viên vận hành, tính an toàn của thiết bị: bệ thử phanh phải đảm bảo an toàn khi đang hoạt động, điều kiện làm việc của nhân viên được đảm bảo như: ô nhiểm, tiếng ồn vv
- Ngoài ra bệ thử phải có kích thước nhỏ gọn để giảm diện tích bố trí cần thiết trong nhà xưởng, dễ bảo quản, tránh mưa nắng xuống bệ thử và các nhân viên kiểm tra xe
Hình 3.7 Hình vẽ cấu tạo băng thử phanh
Thiết bị kiểm tra phanh ô tô loại con lăn gồm có ba phần chính: bệ đo (1), tủ điều khiển (6) và màn hình hiển thị (7)
❖ Bệ đo gồm có hai cặp ru lô (10) đặt đối xứng và được dẫn động quay bằng mô tơ điện (12) thông qua hộp số giảm tốc (11) Đối với thiết bị này các ru lô được dẫn động bằng xích (4) để đảm bảo cho các ru rô quay cùng tốc độ và trên vỏ hộp giảm tốc có gắn một cảm biến (loadcell) đo lực (5) dùng để xác định lực phanh trên từng bánh xe và giữa hai ru lô bố trí con lăn (2) đo vận tốc của bánh xe để xác định độ trượt, cảm biến lân cận (8) dùng làm công tắc an toàn
❖ Tủ điện bao gồm: rơ le điều khiển, máy tính, card giao tiếp
❖ Màn hình hiển thị kết quả đo lực phanh và độ sai lệch lực phanh…
Thiết bị kiểm tra phanh kiểu động cơ- hộp giảm tốc cân bằng được cấu thành bởi 3 thành phần chính: Bệ thử, bảng điều khiển và đồng hồ hiển thị
Gồm 2 bộ con lăn bên trái và bên phải Hai bộ con lăn này có kết cấu giống nhau nên chỉ xét một bên
Một bộ con lăn gồm 2 con lăn có kích thước (DxL) Bề mặt ngoài được bao phủ một lớp hổn hợp ma sát tạo độ bám Hai đầu được nối với 2 ổ đỡ tự định tâm Đường tâm của 2 con lăn bố trí lệch nhau một khoảng (a) Ðể 2 con lăn quay đồng tốc với nhau, 2 đầu phía ngoài của con lăn chủ động và bị động được gắn 2 đĩa xích có cùng đường kính và liên kết với nhau bằng truyền động xích
Phía bên ngoài của mỗi bộ con lăn được bố trí 1 động cơ điện, hộp giảm tốc và cảm biến lực phanh Ðộng cơ điện và hộp giảm tốc được gắn với nhau thành một khối Trục hộp giảm tốc được gắn lên hai ổ đở tự định tâm Điều này có nghĩa là cả hộp giảm tốc và động cơ điện có thể quay tự do quanh tâm của nó Cảm biến lực phanh 1 đầu được ngàm vào khung sườn của bệ thử, đầu kia vào đòn bẩy bằng bulông và đòn bẩy này bắt chặt vào thân
Trang 45 hộp giảm tốc tức là bắt chặt vào stato của động cơ điện Ðầu ra của hộp giảm tốc và đầu của con lăn được liên kết với nhau băng bộ truyền xích Ở giữa 2 con lăn có 1 con quay trơn bằng thép có kích thước (dxl), cách đầu bên trái một đoạn (b), có khoan lỗ Ðối diện với vị trí khoan lỗ này có giá gắn một cảm biến tốc độ Con lăn này quay trơn quay quanh trục của nó và trục này được bắt vào giá đỡ bằng bu lông Phía dưới của giá có lắp một cảm biến đóng vai trò như một công tắc an toàn Toàn bộ cụm chi tiết được định vị bằng bu lông và có lắp hai lò xo hồi vị có tác dụng luôn ép con lăn này sát vào bề mặt lốp xe
Tất cả các chi tiết trên được lắp trên bộ khung sườn được cấu tạo bằng thép tấm dập hình chữ [ liên kết với nhau bằng các thanh dầm và hàn cứng
Bộ khung sườn của bệ thử nằm trên hai dầm chữ I và được bắt chặt vào nền bằng các bulông
Hình 3.8 Sơ đồ bố trí bệ thử phanh
1 Động cơ điện; 2 Hộp giảm tốc; 3 Cảm biến lực phanh; 4 Bánh xe kiểm tra;
5 Con lăn chủ động; 6 Con lăn trơn; 7 Cảm biến tốc độ; 8 Con lăn bị động;
9 Bộ truyền xích; 10 Máy in; 11 Bảng điều khiển; 12 Máy tính
Phía ngoài hai dầm chữ I được bắt 4 bulông dùng để điều chỉnh khi lắp đặt Các cảm biến cân trọng lượng được bắt chặt vào khung sườn bằng mối hàn một đầu có bulông điều chỉnh chĩa vào bề mặt của dầm chữ I của hầm lắp đặt Mỗi bộ con lăn gồm bốn cảm biến cân trọng lượng và được bắt đối xứng về hai phía
Ngoài các chi tiết chính trên, còn có những bulông, đệm điều chỉnh, các bộ phận nắp đậy và nắp chắn an toàn đảm bảo cho bộ con lăn không lệch khỏi vị trí khi vận hành
Bảng hiển thị được bố trí phía trước đầu xe theo hướng xe vào kiểm tra để tạo thuận lợi cho việc quan sát của người kiểm tra
Quy trình thử phanh
3.6.1 Kiểm tra trước khi vận hành
Xe trước khi vào bệ thử phải được kiểm tra sơ bộ Việc kiểm tra sơ bộ có thể phát hiện những hư hỏng thông thường, sự cố để khắc phục trước khi thử trên bệ thử
Nội dung của kiểm tra sơ bộ gồm:
- Kiểm tra độ kín khít của hệ thống môi chất dẫn động phanh ( không khí, dầu phanh) Nếu có sự rò rỉ, cần thiết phải khắc phục trước khi kiểm tra trên bệ thử
- Kiểm tra áp suất lốp: áp suất lốp xe có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả thử phanh Nên phải kiểm tra trước khi đưa lên bệ thử, các thông số về áp suất lốp
- Kiểm tra tình trạng của lốp xe: tình trạng của lốp xe có ảnh hưởng đến hệ số bám Theo qui định, lốp xe đi vào kiểm tra không được bong, tróc nứt, vỡ, chiều cao hoa lốp không được nhỏ hơn 1,5 mm đối với xe tải và không nhỏ hơn 2mm đối với xe khách, xe con Mặt khác, lốp xe vào kiểm tra phải rửa sạch sẽ, không bám đất cát bụi bẩn làm ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra và tuổi thọ của thiết bị
Ngoài ra cần phải kiểm tra tình trạng hoạt động của các cơ cấu dẫn động, tình trạng cấp khí nén (của hệ thống phanh dẫn động khí nén), kiểm tra mức dầu phanh trong bầu chứa dầu
Việc kiểm tra kỹ thuật, trước khi đưa xe vào kiểm tra trên bệ thử sẽ làm giảm được thời gian thử phanh, loại bỏ được thời gian kiểm tra không cần thiết và đảm bảo cho việc giữ gìn khai thác thiết bị được hiệu quả hơn
Bảng 3.2 Quy trình kiểm tra trước khi vận hành
Hình ảnh minh họa Các bước
Kiểm tra nguồn tổng của tủ điều khiển
CONTROL POWER(1) sang phía ON Nhấn nút LAMP TEST (2) để kiểm tra các đèn báo của hệ thống (H1) Đảm bảo rằng nút dừng khẩn EMERGENCY
(3) không được nhấn Và sau đó nhắn MASTER ON
(4) để chạy thử hệ thống (H1)
3.6.2 Vận hành ở chế độ tự động trên tủ điều khiển MCP (Auto)
Bảng 3.3 Vận hành ở chế độ tự động trên tủ điều khiển MCP (Auto)
Hình ảnh minh họa Các bước
AUTO (5) sang AUTI Sau đó nhấn AUTO
INITITATE (6) để hệ thống vận hành tự động (H1)
'Sau khi kết thúc công việc ta nhấn nút ALL
RETURN (8) để đưa các cơ cấu trở về vị trí ban đầu (H1)
Khi hệ thống có sự cố ta nhấn FAULT RESET (7) Để dừng khẩn cấp hệ thống ta nhấn EMERGENCY
3.6.3 Kiểm tra và điều chỉnh lực phanh bằng cơ cấu điều chỉnh và màn hình HMI
Bảng 3.4 Kiểm tra và điều chỉnh lực phanh bằng cơ cấu điều chỉnh và màn hình HMI
HÌnh ảnh minh họa Các bước
Di chuyển xe vào khu vực BRAKE TEST Sau đó quét mã vạch của xe bằng máy quét (9) Sau khi quét xong tiến hành di chuyển xe vào vị trí kiểm tra và hiệu chỉnh phanh (H2)
Cắm dây nối (10) vào xe sau đó nhấn CYCLE START (11) để khởi động cơ cấu điều chỉnh lực phanh, sau đó đạp chân phanh và theo dõi các thông số trên màn hình hiển thị và tiến hành hiệu chỉnh (H3 - 4 - 5) Sau khi đã tiến hành hiệu chỉnh xong màn hình sẽ hiển thị OK lúc này ta rút dây nối (10) ra khỏi xe Máy in tem kiểm định
- 7) Khi có lỗi trong quá trình vận hành bằng tay ta nhấn FAULT RESET (7) để khởi động lại, hoặc nhấn EMERGENCY (3) để dừng khẩn cấp hệ thống (H1)
Thao tác kiểm tra
Sau khi xe đã đứng yên trên bệ thử, đồng hồ hiển thị trọng lượng cân sẽ thôi dao động Khởi động động cơ điện, động cơ điện sẽ quay và thông qua hệ thống dẫn động cơ khí làm con lăn quay theo Con lăn sẽ kéo bánh xe quay theo nhờ ma sát giữa bề mặt con lăn và bánh xe Ðể giảm tải cho lưới điện do dòng khởi động rất lớn (55A cho một động cơ điện), 2 động cơ sẽ được khởi động lần lượt sau một khoảng thời gian được xác định
Khi bánh xe quay ổn định, ta tiến hành đạp phanh Lúc này, đồng hồ hiển thị sẽ cho ta biết hiệu quả phanh trên từng bánh xe và độ lệch giữa chúng Có 2 khả năng có thể xảy ra:
+ Thiết bị dừng lại do cảm nhận được độ trượt của bánh xe và con lăn lớn hơn độ trượt cho phép
+ Thiết bị dừng lại sau khoảng thời gian 5 giây nhận thấy lực phanh bằng hằng số
Khi thiết bị dừng lại, lưu kết quả kiểm tra cho số hiệu trục tương ứng Tiếp tục kiểm tra trục kế tiếp cho đến hết
Có 2 chi tiết quan trọng trong quá trình đạp phanh đó là lực tác dụng lên bàn đạp và thời gian đạp phanh
Khi kiểm tra, nếu trục nào có lắp hệ thống phanh dừng thì tiến hành kiểm tra các thao tác tương tự kiểm tra phanh chính
Bảng 3.5 Hướng dẫn sử dụng thiết bị kiểm tra phanh
Hướng dẫn sử dụng thiết bị kiểm tra phanh Các bước thực hiện Hiển thị và hình ảnh
- Bật công tắc nguồn tủ điều khiển và tủ nguồn, khởi động thiết bị và vào chương trình phần mềm
- Chọn số cầu và vị trí phanh tay cho phương tiện cần kiểm tra
- Chọn mục kiểm tra “Phanh và trượt ngang” với phương tiện kiểm tra lần 1
(Có thể chọn mục “phanh” hoặc “trượt ngang” nếu kết quả phanh hoặc trượt ngang của xe không đạt cho lần tiếp theo)
Tiến hành kiểm tra xe:
- Đưa xe tiến vào bệ phanh êm dịu và cân đối và giữ vô lăng thẳng so với trục của bệ
- Giữ động cơ ở chế độ không tải, tay số ở vị trí trung gian
- Thực hiện theo các hướng dẫn hiển thị trên màn hình :
(Trên màn hình có biểu tượng dấu chấm than thông báo đang thực hiện đo phanh chính, biểu tượng bàn tay thông báo đang thực hiện đo phanh đỗ và hiển thị vị trí trục được kiểm tra)
+ Chờ trong 1 giây để thực hiện kiểm tra trọng lượng xe
+ Thiết bị tự động khởi động quay ru lô phanh
+ Đợi trong vài giây để thực hiện đo cản lăn
+ Màn hình báo thực hiện đạp phanh để đo
(thực hiện việc đạp phanh từ từ đến hết hành trình )
Các giá trị được hiển thị trên màn hình: Lực phanh bên trái và bên phải của trục được kiểm tra
(LF, RF), hiệu quả bên trái và bên phải của trục được kiểm tra (Eff), độ lệch của trục được kiểm tra
(Unbal) Hiệu quả phanh chính của toàn xe sau khi kiểm tra hêt các trục và phanh đỗ của xe
+ Sau khi kêt thúc quá trình đo màn hình thông báo “ tiến lên” để đưa cầu tiếp theo vào kiểm tra hoặc kêt thúc để truyền kết quả
+ Thực hiện nhấn lần lượt F6,F5, ENTER trên điều khiển từ xa để truyền kêt quả
Mô tả thao tác kiểm tra của công nhân
Bảng 3.8 Mô tả thao tác và vị trí kiểm tra của công nhân
Minh họa vị trí làm việc
1 Nhận xe và đọc hồ sơ, quét mã vạch
2 Vào vị trí cầm lái và đưa xe vào thiết bị
Vận hành thiết bị sau đó giữ chân phanh, kết quả lực phanh 4 bánh đo được sẽ hiển thị trên màn hình HDMI (ABS, Brake)
Sau đó thả phanh chân và kéo phanh tay theo yêu cầu của thiết bị Thiết bị sẽ đo được kết quả lực phanh 4 bánh
Về lại vị trí ban đầu lấy phiếu kết quả và ghi chép hồ sơ, chuyển xe đến trạm tiếp theo
Hiện nay bệ thử phanh là một thiết bị ngày càng được trang bị phổ biến cho các đơn vị bảo dưỡng, sửa chữa ô tô, các đơn vị quản lí chất lượng kĩ thuật …Việc nghiên cứu nắm bắt những vấn đề thuộc về bệ thử phanh giúp cho cán bộ kỹ thuật bổ sung những kiến thức rất cần thiết
Qua một thời gian hơn 2 tháng ở Thaco Chu Lai để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em đã cơ bản nắm được nguyên lí, kết cấu và một số vấn đề lí thuyết liên quan kiểm định một chiếc xe trước khi xuất xưởng ở nhà máy và vận hành một bệ thử phanh Em đã rút ra được một số vấn đề sau:
+ Đo được lực phanh trên từng bánh xe
+ Biết được số liệu tiêu chuẩn của lực phanh trên từng bánh xe Mazda CX-5
Hiệu quả phanh chính khi thử trên băng thử:
- Chế độ thử: xe không tải (có 01 lái xe);
- Tổng lực phanh không nhỏ hơn 50% trọng lượng xe không tải;
- Sai lệch lực phanh trên một trục (giữa bánh bên phải và bên trái): không >25%
- Lực phanh trước: (Trái + Phải) ≥ 4800 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh trước: ≤ 25%
- Lực phanh sau: (Trái + Phải) ≥ 3325 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh sau: ≤ 25%
- Lực phanh dừng: (Trái + Phải) ≥ 2600 [N]
- Lực phanh trước: (Trái + Phải) ≥ 4900 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh trước: ≤ 25%
- Lực phanh sau: (Trái + Phải) ≥ 3325 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh sau: ≤ 25%
- Lực phanh dừng: (Trái + Phải) ≥ 2632 [N]
- Lực phanh trước: (Trái + Phải) ≥ 4950 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh trước: ≤ 25%
- Lực phanh sau: (Trái + Phải) ≥ 3575 [N]
- Sai lệch giữa 2 bánh sau: ≤ 25%
- Lực phanh dừng: (Trái + Phải) ≥ 2728 [N]
+ Cách vận hành thiết bị kiểm tra phanh tại nhà máy kiểm định
+ Lưu và xuất kết quả có đầy đủ thông tin để dễ kiểm soát chất lượng xe ở xưởng + Hệ thống chỉ làm việc khi xe đã vào bệ thử và cả hai bánh xe tiếp xúc hoàn toàn với ru lô
+ Băng thử rất dễ sử dụng không đòi hỏi người có trình độ chuyên môn cao Các bộ phận của thiết bị rất dễ lắp đặt và thay thế vì có thông số kỹ thuật rõ ràng Ngoài ra phần mềm được đóng gói thành một file.exe duy nhất nên rất dễ cài đặt
+ Truyền được kết quả đi xa do đó rất thuận tiện cho việc giám sát và theo dõi