- Phần tử đàn hồi khí nén thường dùng kết hợp với bộ phận điều chỉnh tự động chiều cao thùng xe theo tải trọng tĩnh là van tải trọng.
Hình 5.7 Kết cấu của van tải trọng.
1. Đường hơi vào; 2. Vỏ xi lanh; 3. Lỗ bắt bu lông; 4. Đường khí tới túi hơi; 5. Nơi bắt cần điều chỉnh; 6. Lỗ thoát hơi; 7. Lỗ hơi; 8. Xilanh hơi; 9. Lỗ hơi thoát khí ra; 10. Piston hơi; 11. Lỗ định vị; 12. Cơ cấu xoay.; 13. Seal lam kín
- Nguyên lý làm việc:
+ Khí được cấp từ bầu hơi vào đường hơi 1, khi xe ở vị trí cân bằng thì seal làm kín 13 sẽ bịt kín đường hơi chính dẫn hơi vào hai túi hơi. Khi tải trọng xe tăng, thùng xe hạ xuống và khoảng cách giữa nó với cầu giảm đi. Lúc này đòn dẫn động sẽ tác dụng lên cơ cấu xoay
45 đẩy piston hơi đi lên mở đường cấp hơi chính 1. Khí nén được cấp vào túi hơi làm khoảng cách thùng xe cao lên trở về lại vị trí cân bằng.
+ Khi giảm tải trọng thì quá trình xảy ra ngược lại, thùng xe được nâng cao lên. Lúc này đòn dẫn động sẽ tác dụng lên cơ cấu xoay hạ piston hơi xuống mở đường hơi thoát ra ngoài qua lỗ hơi số 7 và số 9 sau đó thoát ra ngoài qua đường 6.
5.2.4 Túi hơi
- Công dụng:
Dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng, làm giảm va đập và tải trọng động tác dụng lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho ô tô máy kéo khi chuyển động.
- Kết cấu túi hơi:
Phần tử đàn hồi có thể có dạng bầu tròn hay dạng ống. Vỏ bầu cấu tạo gồm hai lớp sợi cao su (ni lông hay capron), mặt ngoài phủ một lớp cao su bảo vệ, mặt trong lót một lớp cao su làm kín. Thành vỏ dày từ 3...5 mm. Phía trong có ụ su.
46 1. Đầu nối đường ống dẫn khí nén với bầu khí; 2. Bu lông bắt chặt bầu khí với chassic; 5. Nắp bịt kín của bầu khí; 6. Vỏ bầu khí; 7. Ụ su; 8. Đế bầu khí bắt chặt với dầm cầu trước; 9. Bu lông bắt ụ su với đế.
Hình 5.9 Vỏ túi hơi
1. Vỏ ở phía ngoài; 2. Lớp thứ hai; 3. Lớp đầu tiên; 4. Lớp xương bọc cứng.
- Bầu khí là nơi chứa đựng khí nén và chịu áp lực lớn nhất trong hệ thống treo, nó đảm bảo hệ thống treo làm việc êm dịu không gây tiếng ồn cũng như tiếng va đập. Ở cầu trước bầu khí nén được đặt ở trên dầm cầu còn ở cầu sau được bắt trên thanh treo. Trong bầu có ụ su có tác dụng nâng đỡ khi bầu khí bị hỏng hoặc bị mất hơi.
- Áp suất khí nén trong túi hơi có thể chịu được là 0,9...0,98 MPa. Áp suất việc của hệ thống cung cấp 0,78 MPa để đảm bảo áp suất dư trong trường hợp ô tô quá tải.
5.2.5 Giảm chấn thủy lực
47
Hình 5.10 Giảm chấn thủy lực
- Bộ phận giảm chấn có các nhiệm vụ sau:
+ Cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo.
+ Biến cơ năng của dao động thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh. + Đảm bảo dao động của phần không treo nhỏ nhất, sự tiếp xúc của bánh xe trên nền đường, nâng cao khả năng bám đường và an toàn trong chuyển động.
- Nguyên lý làm việc:
+ Nén nhẹ: Piston dịch chuyển xuống dưới với tốc độ nhỏ. Dầu được ép từ khoang dưới, qua các lỗ tiết lưu 6 và van thông 1 đi lên khoang trên. Do thể tích piston giải phóng ở khoang trên nhỏ hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển xuống dưới (do ở khoang trên có thêm cần piston). Nên một phần dầu phải chảy qua khe tiết lưu 5 trên van 4, đi sang buồng bù của giảm chấn.
48
Hình 5.11 Giảm chấn ống.
a. Giảm chấn ống loại hai ống, b. Giảm chấn ống loại một ống. 1.piston, 2. trục, 3. đệm kín, 4.van, 5. khoang dầu xả, 6. Bulông, 7. thân xilanh, 8. đệm kín, 10.vỏ, 11.khoang dầu, 12. đệm kín, 13. lò xo, 14. đai ốc khoá, 15. roăng làm kín, 16. đế lò xo
+ Trả nhẹ: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ nhỏ. Dầu được ép từ khoang trên, qua các lỗ tiết lưu 6 đi xuống khoang dưới. Do thể tích piston giải phóng ở khoang dưới lớn hơn thể tích do nó chiếm chỗ khi di chuyển lên trên (do ở khoang trên có thêm cần piston). Nên dầu từ khoang trên chảy xuống không đủ bù cho thể tích piston giải phóng ở khoang dưới. Lúc này giữa khoang dưới và buồng bù có độ chênh áp. Vì thế dầu từ buồng bù chảy qua van hút 3 vào khoang dưới piston để bù cho lượng dầu còn thiếu.
+ Trả mạnh: piston dịch chuyển lên trên với tốc độ lớn. Áp suất trong khoang trên piston tăng cao ép lò xo mở van trả 2 ra cho dầu đi qua dãy lỗ trong xuống khoang dưới. Nhờ thế sức cản giảm chấn giảm đột ngột, hạn chế bớt lực tác dụng lên cần giảm chấn.
49
Hình 5.12 Tay đòn treo sau ( Giò gà )
1. Bắt bu lông với sắt xi, 2. Bắt bu lông với cầu sau, 3. Bắt bu lông vào giảm chấn, 4. Đai ốc
Giò gà là chi tiết rất quan trọng, không thể thiếu trong hệ thống treo xe KB 120SE. Nó vừa là phần tử chịu lực vừa là phần tử dẫn hướng, một đầu liên kết với bát (bát liên kết với chassi) còn một đầu liên kết với phần tử đàn hồi là bầu hơi sau. ở giữa giò gà liên kết với cầu sau của xe bằng bu lông. ở sau cùng là bu long liên kết giữa giò gà và thanh cân bằng giúp xe hoạt động an toàn và êm ái.
5.2.7 Bình chứa khí nén
Trên xe KB 120SE có các bình chứa khí nén cung cấp khí nén cho các hệ thống. Ngoài ra còn có một bình tích năng, bình tích năng có nhiện vụ bổ sung khí nén trong một thời gian tức thời, ngoài ra còn có tác dụng dập tắt dao động áp suất trong hệ thống.
Khí nén từ máy nén khí là khí ẩm nên sẽ được làm khô trước khi đi vào bình chứa, tại mỗi đầu vào của bình chứa là van một chiều ngăn dòng khí chạy ngược về.
50 Trên mỗi bình chứa có van an toàn còn gọi là van khè, khi áp suất khí nén trong hệ thống lên quá cao thì van này sẽ mở làm cho khí nén trong bình thoát ra ngoài tránh trường hợp quá tải làm nổ bình khí hoặc đường ống dẫn khí.
Mục đích của việc sử dụng nhiều bình chứa là để tăng tính an toàn, tăng tính tin cậy cho hệ thống đặt biệt là hệ thống phanh.
Hình 5.13 Bình chứa khí nén 5.2.8 Bộ lọc và tách ẩm
Bộ lọc và tách ẩm được lắp đặt giữa máy nén khí và bình chứa khí ẩm, mục đích của bộ lọc và tách ẩm là giúp loại bỏ hơi ẩm ra khỏi khí nén. Ngoài ra nó còn có thể lọc dầu trong khí nén.
51
Hình 5.14 Bộ lọc và tách ẩm 5.2.9 Máy nén khí
Máy nén khí được dẫn động bằng động cơ bởi dây đai và cũng được bôi trơn bằng hệ thống bôi trơi của xe. Khi áp suất không khí trong hệ thống lên tới khoảng từ 80psi tới 135psi thì máy nén khí sẽ ngắt dòng không khí vào hệ thống nhờ một van điều khiển.
Máy nén khí hút không khí từ môi trường ngoài vào xilanh máy nén đi qua bộ lọc không khí, bộ lọc này có nhiệm vụ làm sạch không khí trước khi vào trong hệ thống. Sau khi qua bộ lọc thì không khí sẽ tới cửa (Inlet valve) là cửa vào chính của dòng khí. Cửa này được điều khiển bởi một van điều khiển bên ngoài. Khi áp suất trong hệ thống còn nhỏ hơn giá trị định mức cho hệ thống (khoảng 50-90psi) thì van điều khiển này sẽ ngắt dòng khí điều khiển tới làm mở van chính (Inlet valve). Còn khi áp suất không khí đã lên cao (khoảng 115-135psi) thì dòng khí điều khiển được đưa tới để làm đóng van chính, nghĩa là lúc này máy nén hoạt động không có tải trọng, mặt dù nó vẫn hoạt động.
52
Hình 5.15.Máy nén khí
- Kì nén của máy nén
Trên đỉnh của piston là van xả của máy nén, không khí được nén sẽ đi qua cửa này để tới bình chứa. Khi piston lên gần tới điểm chết trên thì van xả này mở, khi khí nén đã được đẩy đi hết thì lò xo hồi vị đẩy van xả về vị trí cũ làm đóng cửa xả.
Hình 5.16. Máy nén khí 5.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khí
53 05 04 03 02 01 06 07 08 09
Hình 5.17 Sơ đồ hệ thống treo xe KB 120SE
1-Máy nén khí; 2- Bình tách ẩm; 3- Bình tích năng; 4- Van tải trọng; 5- Túi hơi sau;
6- Các đầu nối ống khí; 7- Van áp suất;
8- Bầu hơi; 9- Túi hơi sau
* Trường hợp khi tải trọng cầu trước hoặc cầu sau tăng
Máy nén khí 1 nén khí qua bình tách ẩm rồi tới bình chứa (bầu hơi). Khi áp suất trong bình chứa đủ 5 (Kg/cm2) thì van áp suất 7 mở, cho khí nén vào các đường ống dẫn tới các van tải trọng 4. Khi tải trọng cầu trước tăng lúc này đòn dẫn động ở van tải trọng cầu trước sẽ tác dụng lên cơ cấu xoay đẩy piston hơi đi lên mở đường cấp hơi chính. Khí nén được cấp vào túi hơi trước làm khoảng cách thùng xe cao lên trở về lại vị trí cân bằng.
54
* Trường hợp khi tải trọng cầu trước hoặc cầu sau giảm
Khi giảm tải trọng thì quá trình xảy ra ngược lại, thùng xe được nâng cao lên. Lúc này ở van tải trọng đòn dẫn động sẽ tác dụng lên cơ cấu xoay hạ piston hơi xuống mở đường hơi thoát ra ngoài qua lỗ hơi số 7 và số 9 sau đó thoát ra ngoài qua đường 6 làm áp suất khí trong túi hơi giảm, thùng xe được hạ xuống.
5.4 Ưu nhược điểm của hệ thống treo sử dụng khí nén:
- Ưu điểm
+ Bằng cách thay đổi áp suất khí, có thể tự động điều chỉnh độ cứng của hệ thống treo sao cho độ võng và tần số dao động riêng của phần được treo là không đổi với các tải trọng tĩnh khác nhau.
+ Cho phép điều chỉnh vị trí của thùng xe đối với mặt đường. Đối với hệ thống treo độc lập còn có thể điều chỉnh khoảng sáng gầm xe.
+ Khối lượng nhỏ, làm việc êm dịu. + Không có ma sát trong phần tử đàn hồi. + Tuổi thọ cao.
+ Giảm được độ cứng của hệ thống treo làm tăng độ êm dịu.
+ Đẩy được sự cộng hưởng xuống vùng có tần số thấp hơn, giảm được gia tốc thẳng đứng của buồng lái, giảm được sự dịch chuyển của vỏ và bánh xe.
+ Không có ma sát trong phần tử đàn hồi, trọng lượng phần tử đàn hồi bé, giảm được chấn động cũng như giảm được tiếng ồn từ bánh xe lên buồng lái.
- Nhược điểm
+ Kết cấu phức tạp, đắt tiền; + Kích thước cồng kềnh;
KẾT LUẬN CHƯƠNG 5
Khi tải trọng xe thay đổi khi chuyển động có gia tốc, hệ thống treo khí thay đổi độ cứng hệ thống treo cầu xe khắc phục góc nghiêng thùng xe mang lại sự thoải mái và an toàn cho người ngồi trên xe
55
CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận
Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện, đề tài đã hoàn thành được các yêu cầu đặt ra. Tuy nhiên, kết quả đạt được còn hạn chế, sau đây là một số kết quả đạt được :
Cách xác định tải trọng pháp tuyến trong mặt phẳng dọc khi xe chuyển động có gia tốc Biết được phương pháp xác định sự thay đổi tải trọng và góc nghiêng dọc thùng xe khi xe chuyển động thẳng có gia tốc thông qua việc tính toán. Đồng thời dựa vào đó xác định được các yếu tố có thể làm thay đổi tải trọng và góc nghiêng dọc thùng xe để đưa ra giải pháp làm ổn định thùng xe khi xe chuyển động chuyển động.
Biết được các đặc tính đàn hồi của các phần tử đàn hồi kim loại, khí.
Có những hiểu biết về các bộ phận của hệ thống treo khí trên xe khách KB 120SE, đồng thời biết được nguyên lý hoạt động của hệ thống treo khi xe có sự thay đổi tải trọng
6.2 Kiến nghị
Đề tài nghiên cứu chỉ được nghiên cứu ô tô dao động trên mặt phẳng dọc mà chưa nghiên cứu ô tô trên mặt phẳng ngang do còn nhiều hạn chế về điều kiện, những kiến thức chuyên sâu và kinh nghiệm thực tế. Vì thế, để đề tài hoàn thiện hơn nhóm có những mong muốn và đề nghị để phát triển trong tương lai.
56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Giáo trình : “ DAO ĐỘNG VÀ TIẾN ỒN Ô TÔ “ của TS. Lâm Mai Long [2] Giáo trình : “ LÝ THUYẾT Ô TÔ “ của thầy Đặng Quý
[3] https://123doc.net/document/3648184-nghien-cuu-he-thong-treo-khi-nen-tren-o- to.htm
[4] https://www.ebookbkmt.com/2019/03/nghien-cuu-he-thong-treo-khi-nen-tren.html [5] https://khotrithucso.com/doc/p/nguyen-ly-di-chuyen-kha-di-584364