Với nhu cầu trong việc di chuyển ngày càng cao thì việc gặp phải nhiều loại mặtđường là điều không thể tránh khỏi, đường trơn, nhiều sỏi đá, đường đất đỏ,… Với việcmột cây phuộc không có
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ Ô TÔ
ĐỀ TÀI THIẾT KẾ & XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHUỘC XE MÁY ĐIỀU CHỈNH HAI THÔNG SỐ COMPRESS & REBOUND
LỚP L01 NHÓM 1 - HK 241
NGÀY NỘP: 25/11/2024 GVHD: Trần Quang Lâm
Trương Văn Tấn
Sinh viên Mã số sinh viên
Trang 2MỤC LỤC
Chương 1: Giới thiệu 1
1.1 Giới thiệu tổng quan 1
1.2 Mục tiêu & Quy trình nghiên cứu 1
1.3 Điều kiện làm việc & Yêu cầu kỹ thuật 2
Chương 2: Cơ sở lý thuyết 3
2.1 Tìm hiểu cấu tạo phuộc xe + Cơ sở lý thuyết 3
2.2 Tìm các thông số bố trí chung của phuộc xe 7
Chương 3: Thiết kế sản phẩm 10
3.1 Cấu tạo chung – Nguyên lý hoạt động 10
3.2 Thông số - vật liệu mô hình 12
3.3 Chi phí thiết kế 16
Chương 4 Gia công - lắp ráp mô hình 17
4.1 Trình tự gia công – lắp ráp mô hình 17
4.2 Kiểm tra sản phẩm 17
4.3 Bài học kinh nghiệm 18
Chương 5: Quy trình công nghệ 19
Chương 6 Tổng kết 21
Trang 3Chương 1: Giới thiệu
1.1 Giới thiệu tổng quan
Đầu tiên, phuộc xe máy hay còn gọi là giảm sóc được lắp đặt trên xe để giảm các lựctác động từ mặt đường, giúp tăng khả năng ổn định xe trong quá trình lái và phanh đồngthời mang lại thoải mái cho người lái xe Với vai trò hiện nay, phuộc xe máy không chỉđảm bảo các chức năng trên mà còn là một món đồ chơi để chủ phương tiện cá nhân hóachiếc xe yêu thích của mình
Lí do chọn đề tài, nhóm muốn thực hành các kiến thức đã học trong việc xây dụng
mô hình phuộc cải tiến với khả năng điều chỉnh được hai thông số Compress & Rebound
so với dòng phuộc cho các xe phổ thông hiện nay (dưới 150cc) là không có hai chức năngnày
Với nhu cầu trong việc di chuyển ngày càng cao thì việc gặp phải nhiều loại mặtđường là điều không thể tránh khỏi, đường trơn, nhiều sỏi đá, đường đất đỏ,… Với việcmột cây phuộc không có điều chỉnh được bất cứ thông số gì sẽ là hạn chế rất lớn với nhucầu người tiêu dùng, vì lẽ đơn giản đấy nếu một chiếc xe có trang bị cây phuộc có thểđiều chỉnh nhanh hai thông số Compress và Rebound sẽ là những điểm mang lại lợi thếrất lớn cho sản phẩm và lợi ích cho chủ sở hữu xe
1.2 Mục tiêu & Quy trình nghiên cứu
Nghiên cứu và chế tạo cách điều chỉnh hai thông số Compression & Rebound nhằmcải thiện độ êm ái trên từng loại địa hình khác nhau và nhu cầu của chủ sỡ hữu
Trang 41.3 Điều kiện làm việc & Yêu cầu kỹ thuật
Vì đây là mô hình mô phỏng cơ cấu hoạt động nên nhóm sẽ không dựa theo các tiêuchuẩn về kích thước – hình học, vật liệu, hiệu suất, an toàn, quy chuẩn ISO 9001, môitrường Tuy nhiên nhóm vẫn cố gắng thiết kế đảm bảo thực hiện đúng cơ cấu hoạt độngdựa trên sơ đồ nguyên lý nhóm đề ra
Vì còn nhiều hạn chế về mặt năng lực và chuyên môn, cũng như các khó khăn trongviệc chế tạo nên nhóm đã bỏ qua các bài toán về sức bền, bài toán về nhiệt độ, bài toán vềlưu lượng,… Tuy nhiên mô hình vẫn đảm bảo các tinh thần sau
- Các chi tiết đảm bảo hoạt động đúng với sơ đồ nguyên lý đề ra
- Thực hiện được các nhiệm vụ chung của một phuộc thực tế: hấp thụ năng lượng,đàn hồi, giảm chấn
- Chi phí phù hợp, tận dụng được nhiều nguồn nguyên liệu có sẵn
Trang 5Chương 2: Cơ sở lý thuyết
2.1 Tìm hiểu cấu tạo phuộc xe + Cơ sở lý thuyết
2.1.1 Chức năng:
Như đã nêu trên phuộc xe đảm bảo tính em dịu, giảm lực tác động của rung chấn khi
xe đi qua đôạn đường xấu Ngoài ra, dưới đây là một số chức năng chính của phuộc xemáy:
Hấp thụ sốc: Phuộc giúp hấp thụ các tác động từ mặt đường, như ổ gà hay gồ ghề,giúp giảm chấn động truyền tới khung xe và cơ thể người lái
Cải thiện độ bám đường: Nhờ vào khả năng điều chỉnh độ cứng và mềm của phuộc,
xe có thể duy trì độ bám tốt hơn với mặt đường, đặc biệt là trong các đoạn đường khúckhuỷu hoặc khi vào cua
Tăng cường an toàn: Một bộ phuộc hoạt động tốt giúp giảm thiểu nguy cơ mất lái,đặc biệt khi xe chạy ở tốc độ cao hoặc trên địa hình không bằng phẳng
Nâng cao sự thoải mái: Phuộc mang lại cảm giác êm ái cho người lái và hành khách,giúp chuyến đi trở nên dễ chịu hơn, đặc biệt là trong những chuyến đi dài
Có hai loại phuộc chính trên xe máy: phuộc trước (thường là phuộc ống lồng hoặcphuộc đảo chiều) và phuộc sau (được thiết kế dưới dạng monoshock hoặc phuộc đôi),mỗi loại có cách thức hoạt động và cấu tạo riêng
Đóng góp vào khả năng lái và khả năng phanh (thắng) của xe
Trang 64Đem đến sự an toàn và êm ái bằng cách tách biệt một cách tương đối giữa người láinhững chấn động, xóc, ồn ào dội từ mặt đường.
Trang 72.1.2 Cấu tạo phuộc xe:
Cấu tạo của phuộc xe máy gồm các bộ phận chính sau:
Vỏ phuộc: Thành phần bên ngoài của phuộc, bảo vệ các bộ phận bên trong và
hỗ trợ chịu lực từ địa hình
Trang 9Phớt cao su ngăn dầu tràn: Được đặt trong ty phuộc, phớt cao su này ngăndầu thủy lực trong ty phuộc tràn ra bên ngoài và đảm bảo hoạt động hiệu quả củaphuộc.
2.1.3 Nguyên lý hoạt động
Khi bánh xe gặp chướng ngại vật, bánh xe sẽ bị đẩy xuống, tác động lên ty phuộc.Typhuộc di chuyển xuống, nén lò xo và đẩy dầu thủy lực qua các lỗ trên piston Dầu thủylực trong ống phuộc bị ép qua van nén Lò xo bị nén lại, hấp thụ một phần năng lượng vachạm Độ lớn của lực cản phụ thuộc vào độ mở của van nén và độ cứng của lò xo
Sau khi vượt qua chướng ngại vật, ty phuộc di chuyển lên Dầu thủy lực chảy quavan hồi phục Van hồi phục điều chỉnh tốc độ mà ty phuộc hồi phục về vị trí ban đầu Độ
mở của van hồi phục quyết định tốc độ hồi phục của phuộc
2.2 Tìm các thông số bố trí chung của phuộc xe
Đường kính ống ngoài: Đường kính của ống ngoài phuộc, quyết định độ cứng vàkhả năng chịu lực của phuộc
Trang 10Loại lò xo: Lò xo xoắn, lò xo khí,
Hệ số lò xo: Độ cứng của lò xo, ảnh hưởng trực tiếp đến cảm giác lái
Số vòng lò xo: Số vòng xoắn của lò xo
Đường kính dây lò xo: Đường kính của dây làm lò xo
Dầu phuộc:
Loại dầu: Dầu thủy lực chuyên dụng cho phuộc
Độ nhớt: Độ nhớt của dầu ảnh hưởng đến độ nhạy bén và độ cứng của phuộc
Lượng dầu: Lượng dầu cần thiết để lấp đầy khoang phuộc
Van điều chỉnh:
Loại van: Van nén, van hồi phục
Số lượng và vị trí: Ảnh hưởng đến tốc độ nén và giãn của phuộc
Phớt dầu:
Chất liệu: Cao su, Teflon,
Kích thước: Phải phù hợp với đường kính ty phuộc và ống ngoài
2.3 Phương án cải tiến
Phương án COMPRESSION phuộc:
Compression phuộc là tốc độ nén xuống của ty phuộc khi chịu 1 lực tác động nhất định
- Chức năng của núm chỉnh Compression phuộc cho phép tùy chỉnh độ nén xuống của typhuộc nhanh hay chậm
- Compression phuộc tùy vào điều kiện đường xá và thói quen chạy xe mà có thể tùychỉnh khác nhau sẽ mang lại những cảm giác lái khác nhau:
Chỉnh Compression mềm giúp xe di chuyển linh hoạt hơn nhưng dễ sàn lắc khi chạy
ở tốc độ cao
Chỉnh Compression cứng sẽ đầm chắc khi chạy tốc độ cao nhưng bù lại giảm khảnăng linh hoạt của xe
Trang 11Phương án Rebound phuộc
Rebound phuộc là quá trình kiểm soát tốc độ phuộc trở lại trạng thái ban đầu sau khinén ; sao cho phuộc không bật lại quá nhanh hoặc quá chậm, giúp bánh xe luôn bámđường và xe không bị mất kiểm soát
Nếu rebound quá nhanh, phuộc sẽ bật mạnh, gây hiện tượng nhún lắc làm mất ổnđịnh xe
Nếu rebound quá chậm, phuộc không kịp phục hồi để sẵn sàng cho chấn động tiếptheo, làm giảm hiệu suất giảm xóc
=> Cả hai phương án trên đều có ưu và nhược điểm riêng, ta có thể kết hợp hai phương án đó lại với nhau
Trang 12Chương 3: Thiết kế sản phẩm
3.1 Cấu tạo chung – Nguyên lý hoạt động
3.1.1 Cấu tạo chung
Mô hình sử dụng loại phuộc một ống lòng, dùng lò xo thẳng đàn hồi, loại dầu thủy lực và
có hai van điều chỉnh lưu lượng dầu
3.1.2 Nguyên lý hoạt động
Dựa trên nguyên lý hoạt động cơ bản ban đầu như sau
Nguyên lý ban đầu
Nguyên lý nhóm thiết kếKhi bánh xe gặp chướng ngại vật, bánh xe sẽ bị đẩy xuống, tác động lên ty phuộc.Typhuộc di chuyển xuống, nén lò xo và đẩy dầu thủy lực qua các lỗ trên piston Dầu thủylực trong ống phuộc bị ép qua van nén Lò xo bị nén lại, hấp thụ một phần năng lượng vachạm Độ lớn của lực cản phụ thuộc vào độ mở của van nén và độ cứng của lò xo
Trang 13Sau khi vượt qua chướng ngại vật, ty phuộc di chuyển lên Dầu thủy lực chảy quavan hồi phục Van hồi phục điều chỉnh tốc độ mà ty phuộc hồi phục về vị trí ban đầu Độ
mở của van hồi phục quyết định tốc độ hồi phục của phuộc
Nhóm đã xây thiết kế lại các bộ phận gồm
Van một chiều
Cơ cấu điều chỉnh lượngdầu qua van Compress vàRebound
Compression & Rebound ởđây nhóm muốn nói đếnviệc điều chỉnh lưu lượngdầu đi qua hai van nén vàvan hồi
Trang 143.1.3 Cấu tạo mô hình
Dựa trên sơ đồ nguyên lý trên, cấu tạo mô hình gồm
- Một thân ống xi lanh bằng nhựa 150cc
- Một ống nhựa PVC phi 21 dùng làm ti phuộc
- Hai van một chiều nhóm tự chế tạo từ lò xo ruột bút bi, bi sắt và ống inox
- Hai thanh sắt lồng bên trong ti phuộc dùng điều chỉnh lưu lượng dầu qua van
- Một ống PVC phi 54 dùng để điều hướng lò xo
- Hai đầu chặn PVC phi 42 dùng để ngắn dầu tràn khỏi lòng xy lanh và cố địnhphuộc
- Một co chữ T gắn chặt với ti phuộc dùng để điều khiển
3.2 Thông số - vật liệu mô hình
Do việc phân bổ nguồn lực và thời gian còn nhiều hạn chế nên nhóm không thựchiện việc in 3D các sản phẩm theo mẫu thiết kế mà sử dụng các loại nguyên liệu có sẵntrên thị trường để gia công từng loại chi tiết
Trang 153.2.1 Bộ phận giảm chấn
a Xy lanh
Cần phải xác định đường kính trong, đường kính ngoài, chiều dài xy lanh Nhóm đãquyết định sử dụng loại xy lanh 150cc Do đó việc thiết kế các bộ phận còn lại sẽ dựa trênkích thước của xy lanh này với chiều dài là 15cm và đường kính trong là 4.3 cm
Đồng thời nhóm tận dụng lại piston của xy lanh để làm màn chặn dầu và gia côngtrên đấy để gắn van một chiều và ty phuộc
b Van một chiều
Do kính thước piston quá nhỏ 4.3 cm nên trên thị
trường không có loại van một chiều nào phù hợp với kích
thước đó cả, do đó nhóm đã dựa trên nguyên lý cơ để thiết
kế một van phù hợp với mô hình, gồm: viên bi sắt từ bạc
đạn, lò xo lấy từ ruột bút bi và ống inox
c Lá điều chỉnh lưu lượng
Trang 16d Ti phuộc
Nhóm sử dụng ống nhựa PVC với đường kính 2.1 cm, việc lựa chọn kích thước này
sẽ phụ thuộc vào bố trí chung của piston xylanh, đường kính van một chiều và kích thướccủa lá điều chỉnh lưu lượng, đảm bảo làm sao vẫn chứa được hai lá điều chỉnh lưu lượng
và không cấn vào 2 van một chiều
Đồng thời ở đầu trên ti phuộc có co chữ T để tượng trưng cho việc liên kết giữa tiphuộc với thân xe
e Đầu bịt xy lanh
Nhóm sử dụng hai bịt nhựa PVC với đường kính 4.3cm để ngăn lượng dầu khôngtràn khỏi xy lanh
Trang 173.2.2 Bộ phận đàn hồi
a Lò xo
Do là mô hình nên cần phải chọn lò xo có đường kính lớn hơn
đường kính ngoài xy lanh và có độ cứng k phù hợp với lực nén của
tay người để thuận tiện cho việc thử nghiệm
Đồng thời chất liệu lò xo phải có độ ứng suất uốn phù hợp để khi
nén không xảy ra hiện tượng cong, uốn khi thí nghiệm
b Ống định hướng lò xo
Nhóm sử dụng nhựa PVC, gắn chặt với lò xo để đảm bảo khi lò xo nén thì ống địnhhướng cũng chuyển động theo lò xo tránh hiện tượng uốn của lò xo Đồng thời bảo vệ cáctác động bên ngoài lên ti phuộc
Trang 183.3 Chi phí thiết kế
Bảng giá mua vật liệu làm sản phẩm của nhóm
Tên vật liệu Đơn vị Số lượng Đơn giá (đ) Tổng (đ)
Trang 19Chương 4 Gia công - lắp ráp mô hình
4.1 Trình tự gia công – lắp ráp mô hình
Bước 1: Dựa trên các vẽ thiết kế từ đố gia công các chi tiết nhỏ của từng cụm bộphận sau đó mới lắp chặt lại với nhau, bao gồm: van một chiều, piston, lá điều chỉnh, typhuộc, mặt bít, ống điều hướng
Bước 2: Lắp ráp các chi tiết lại thành cụm và dính chặt các cụm
Bước 3: Lắp chặt van một chiều với xy lanh bằng keo 502
Bước 4: Khoét lỗ trên xy lanh để gắn thanh điều chỉnh, sau đó gắn chặt lá với thànhđiều chỉnh
Bước 5: Lắp chặt ti phuộc với piston
Bước 6: Lắp chặt mặt bít dưới, đổ dầu vào xy lanh sau đó lắp ti phuộc và lắp chặtmặt bít còn lại
Bước 7: Lắp lò xo vào, một đầu cố định với mặt dưới xy lanh, đầu còn lại hiện đang
tự do bên trong ống lòng xy lanh
Bước 8: Lắp co chữ T vào cố định ti phuộc với ống lòng xy lanh
Bước 9: Hoàn thành quá trình lắp
4.2 Kiểm tra sản phẩm
Sản phẩm hoàn thiện phải đảm bảo được các yếu tố sau
a Không bị rò rỉ dầu ở các van một chiều, khớp nối giữa van một chiều với piston,thanh điều chỉnh với xi lanh, xi lanh với piston, piston với mặt bít ở đầu trên và xi lanhvới hai mặt bít ở hai đầu
Trang 204.3 Bài học kinh nghiệm
Dưới đây là các khía cạnh mà nhóm đã học được từ những sai lầm trong quá trìnhthực hiện bài tập lớn
4.3.1 Phân bổ nguồn lực – thời gian
Thành viên trong nhóm chưa thực sự tập trung và đầu tư thời gian cho môn học, dẫnđến các nguyên nhân nhánh sau này như: không thiết kế kỹ càng các chi tiết, sản phẩmkhông trọn vẹn, các thành viên trong nhóm chưa được khai thác hết khả năng, chạy nướcrút vào những tuần cuối cùng của năm, …
4.3.2 Chọn nguyên vật liệu – kinh tế
Vì nhóm không chọn phương án thiết kế theo việc in 3D mà mua từ nguyên liệu cósẵn nên cũng có nhiều thuận lợi và khó khăn, qua đó cũng rút ra được nhiều kinh nghiệmtrong việc mua hàng
- Phải nắm rõ mình cần mua gì, mua kích cỡ bao nhiêu, mua ở đâu, mua thời giannào để tiết kiệm thời gian mua hàng, chi phí và được tư vấn chính xác
- Không phải món hàng nào cũng có sẵn trên thị trường, do đó cần phải biết rõnguyên lý để tự mình chế tạo từ các nguyên liệu có sẵn khác như cách mà nhóm thiết kếvan một chiều
- Biết được tính chất nguồn mua các mặt hàng trong việc sản xuất
4.3.3 Thiết kế - lắp ráp
Do không xây dựng bản vẽ thiết kế, bản vẽ lắp hoàn chỉnh nên việc lắp ráp củanhóm cơ bản có nhiều khó khăn
- Việc lắp ráp mất thời gian do gia công diễn ra rời rạc, vì đụng tới đâu làm tới
đó nên không gia công cùng một lúc và làm tới đâu thì mới lắp tới đó
- Việc lắp ráp các cụm chi tiết còn bị tình trạng nút thắt do không biết rõ trình tựlắp nào nên lắp trước nào nên lắp sau dẫn tới việc phải tháo ra lắp lại nhiều lần
- Chưa sử dụng hết các nguồn nhân lực sẵn có do đều chưa biết phải làm gì tiếptheo
Chương 5: Quy trình công nghệ
Bước 1 Thiết kế và nghiên cứu
Trang 21Đầu tiên, nhóm kỹ sư và nhà thiết kế sẽ phác thảo thiết kế của phuộc, tính toán kíchthước, các thông số kỹ thuật như độ cứng, khả năng giảm xóc, và độ bền Sau đó, sảnphẩm được mô phỏng trên phần mềm để kiểm tra khả năng chịu tải và độ ổn định.
Bước 2 Chọn vật liệu
Dựa trên các yêu cầu về độ bền và tính năng, vật liệu chính như thép không gỉ, hợpkim nhôm hoặc nhựa chịu lực sẽ được lựa chọn Vật liệu phải có khả năng chống ăn mòn
và chịu lực cao, đặc biệt trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt
Bước 3 Gia công cơ khí
Các bộ phận chính của phuộc, bao gồm thanh ống ngoài, lò xo, và bộ phận giảmchấn, sẽ được gia công thông qua các quá trình như hàn, uốn, và cắt gọt Cần phải đạtđược độ chính xác cao trong quá trình này để đảm bảo phuộc hoạt động trơn tru và không
bị rò rỉ dầu
3.1 Gia công ống ngoài (thanh phuộc ngoài)
Cắt và tạo hình: Thanh phuộc ngoài thường được chế tạo từ thép hoặc hợp kimnhôm Quá trình bắt đầu với việc cắt nguyên liệu theo chiều dài tiêu chuẩn, sau đó quacác máy cán và máy uốn để tạo hình dạng ống
Tiện và mài bóng: Ống ngoài sau đó được tiện và mài để đạt kích thước và độbóng theo thiết kế Quá trình này phải đảm bảo bề mặt ống nhẵn để tránh ma sát, giúpphuộc vận hành trơn tru và tránh rò rỉ dầu
Khoan lỗ: Tiếp theo là khoan lỗ lắp ráp các thành phần như vít, đinh chốt, hay ốcđịnh vị Vị trí và kích thước lỗ phải đạt độ chính xác cao
3.2 Gia công thanh phuộc trong (ống giảm chấn)
Tiện tròn và đánh bóng: Thanh phuộc trong là bộ phận di chuyển bên trong thanhphuộc ngoài, nên yêu cầu độ chính xác rất cao Thanh phuộc được tiện và đánh bóng kỹlưỡng để giảm ma sát khi phuộc nén hoặc giãn
Phủ lớp chống mài mòn: Để tăng tuổi thọ và chống mài mòn, thanh phuộc trong