Khi động cơ làm việc, động cơ chạy trên đường, các chi tiết sẽ bị rung và gây ra tiếng ồn. Tiếng ôtô gây ảnh hưởng không tốt cho cả người trong xe và mơi trường bên ngồi xe.
Khi xe chạy trên đường cao tốc, nếu vô lăng hoặc thân xe rung động, nghe tiếng rềnh văng khó chịu từ một điểm nào đó chưa rõ, người lái sẽ cảm thấy lo lắng khơng chỉ về sự khó chịu mà cịn các sự cố có thể xảy ra. Mặc dù hiện tượng này khơng gây hại cho hoạt động của xe.
1.11.1. Tiếng ồn và rung động trên xe
Về cơ bản rung động và âm thanh giống nhau, một âm thanh là sự rung động của khơng khí, các rung động và âm thanh đều được thể hiện bằng “sóng” chúng được thể hiện bằng tần số, là số lượng song trong 1 giây. 1.11.2. Âm thanh
Khi nằm trong một dải tần số và cường độ thì được gọi là âm thanh 1.11.3. Dải tần số
Tần số song âm mà tai nghe được, nằm trong dải tần số từ 16Hz đến 20kHz. Trong các thiết bị điện thanh, người ta gọi các tần số trong khoảng 20Hz đến 20kHz là dải tần âm. Các đặc trưng cơ bản của tiếng nói nằm trong dải tần số từ 10Hz đến 4 – 4,5Hz nên trong kĩ thuật âm thanh về tiếng nói dung dải này.
Hình 1.6. Dải tần số
1.12. Rung động và tiếng ồn trên ơtơ
Ồn ngồi: Một phần năng lượng tiếng ồn từ ô tô phát ra môi trường xung quanh (exterior noise). Tiếng ồn ngồi của ơ tơ là ngun nhân chủ yếu của tiếng ồn giao thông tại các đô thị và các vùng lân cận.
Ồn trong: Một phần năng lượng tiếng ồn được truyền vào không gian bên trong xe khi khơng gian này được đóng kín (interior noise). Ồn trong là tổng hợp của rất nhiều nguồn ồn và rung động, qua các đường truyền khác nhau tạo ra sự biến thiên áp suất khơng khí, gây tiếng ồn trong khoang xe.
Hai đường truyền gây ra ồn trong:
- Theo đường khơng khí (air-borne): Tiếng ồn truyền trực tiếp từ các nguồn phát tiếng ồn vào khơng khí.
- Theo đường truyền cơ - âm học (structure-borne): Do kích thích từ rất nhiều nguồn làm các tấm vỏ xe sẽ liên tục rung động, phát tiếng ồn.
- PP trực tiếp: Thí nghiệm
- PP gián tiếp: Phân tích đường truyền
1.14. Tác hại của tiếng ồn
Hình 1.7. Tác hại của tiếng ồn
Đối với cơ quan thính giác và thính lực Khi chịu tác dụng của tiếng ồn lặp lại nhiều lần, thính giác và thính lực khơng cịn khả năng phục hồi hồn tồn về trạng thái bình thường được và sẽ gây ra thối hóa và dần dần sẽ phát triển thành những biến đổi có tính chất bệnh lý gây về cơ quan thính giác (gây ra bệnh điếc nghề nghiệp) và thính lực (khơng có cảm giác về mùi vị).
Đối với hệ thần kinh trung ương Tiếng ồn cường độ trung bình và cao gây kích thích mạnh đến hệ thần kinh trung ương gây đau đầu, chóng mặt, cảm giác sợ hãi, hay bực tức, trạng thái tâm thần khơng ổn định, trí nhớ giảm sút...
Ảnh hưởng xấu đến hệ thống tim mạch, gây rối loạn nhịp tim. Làm giảm bớt sự tiết dịch vị, ảnh hưởng đến co bóp bình thường của dạ dày. Làm cho hệ thống thần kinh bị căng thẳng liên tục có thể gây ra bệnh cao huyết áp.
Tác hại của rung động:
Hình 1.8. Tác hại của rung động
Khi cường độ rung động lớn và thời gian tác dụng lâu sẽ gây khó chịu cho cơ thể. Những rung động có tần số thấp nhưng biên độ lớn thường gây ra sự lắc xóc cơ thể gây ra mệt mỏi nhanh chóng và gây ra những tác hại cho sức khỏe con người. Rung động lâu ngày gây nên các bệnh đâu xương khớp, làm viêm các hệ thống xương khớp. Đối với phụ nữ, nếu làm việc trong điều kiện bị rung động nhiều sẽ gây bệnh dẫn đến tình trạng vơ sinh.
1.15. Ảnh hưởng của phanh đến độ bền khung vỏ và an toàn chuyểnđộng động
Khi ôtô dao động sẽ phát sinh các tải trọng động tác dụng lên khung vỏ, lên các cụm, hệ thống và các chi tiết của xe, ảnh hưởng đến tuổi thọ của ơtơ. Khi rung động có biên độ rung động lớn, tức là chuyển động dao động mạnh và lớn sẽ sinh ra ứng suất phá hủy các liên kết hàn, bu lông, đinh tán... nên độ cứng của khung xương sẽ giảm, khơng an tồn khi chuyển động. Thời gian tác dụng rung động càng lâu thì độ bền vật liệu giảm, tính chất cơ học bị thay đổi do chịu ứng suất mỏi. Khi dao động, gia tốc dao
động gây ra các tải trọng qn tính và có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng làm cho hư hỏng các chi tiết, khung vỏ của xe…
1.16. Ảnh hưởng của phanh ảnh hưởng đến rung ồn
Rung động xảy ra khi đạp phanh cho thấy trống phanh hoặc đĩa phanh có thể bị cong, vênh hoặc mịn khơng đồng đều trên bề mặt. Ngồi ra thì nếu trên bề mặt trống phanh hoặc đĩa phanh bị bám bụi bẩn quá nhiều cũng có thể là nguyên nhân gây ra hiện tượng này. Điều này rõ rang nhất khi xe đang di chuyển ở tốc độ cao, vì khi đó các chi tiết quay này chịu lực tác động không đồng đều từ má phanh gây ra lực va đập lớn gây nên hiện tượng rung giật.
CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH ẢNH HƯỞNG ĐẾN RUNG VÀ ỒNG TRÊN ÔTÔ
2.1. Khái niệm và phân loại về hệ thống phanh
Hệ thống phanh xe ô tô được thiết kế để giảm tốc độ và dừng chuyển động của xe, có thể nói đây là một trong những hệ thống cần thiết và có vai trị quan trọng nhất. Một chiếc xe hệ thống phanh hoạt động không tốt sẽ dễ gây ra tai nạn đáng tiếc do khơng kiểm sốt được tốc độ.
Hệ thống phanh bao gồm cơ cấu phanh và dẫn động phanh, chúng hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ra ma sát giữa 2 bề mặt kim loại để hãm tốc độ hoặc dừng hẳn trục bánh xe. Nói cách khác thì tài xế đạp chân phanh xe thì má phanh sẽ tiếp xúc sẽ tiếp xúc với phần quay thông qua các cơ cấu dẫn động và ma sát giữa 2 bộ phận này sẽ giúp làm chậm hay dừng lại. Hiện nay hệ thống phanh xe ô tơ được sản xuất có 2 loại đó là phanh đĩa và phanh tang trống. Mỗi loại xe sẽ trang bị loại phanh xe phù hợp. Phanh xe ô tô thường được chia làm 2 loại chính gồm:
Hệ thống phanh chân: Được sử dụng khi xe đang chạy, phanh chân có thể là loại phanh tang trống hay phanh đĩa được điều khiển bằng áp suất thủy lực.
Hệ thống phanh tay: Còn gọi là phanh đỗ xe được sử dụng khi đỗ dừng xe, chúng tác động vào phanh bánh sau qua các dây kéo để ô tô không dịch chuyển được.
Phanh tay thường có cơ cấu hãm cần kéo phanh cho phép duy trì sự hãm xe mà khơng cần phải giữ cần phanh khi kéo, còn phanh chân chỉ hoạt động khi đạp chân lên bàn đạp phanh, nhả chân khỏi bàn đạp là nhả phanh.
Hình 2.1. Hệ thống phanh
Phanh chân trên xe ơ tơ thương mại hiện nay có hai loại hệ thống phanh được sử dụng phổ biến nhất là:
Phanh tang trống hay còn gọi là phanh đùm, phanh guốc. Phanh đĩa
2.2. Phanh tang trống
Phanh tang trống hay còn gọi là phanh guốc/phanh trống, khi tác động lực sẽ ép má phanh vào mặt trong của trống phanh - bộ phận liên kết với bánh xe. Hầu hết guốc phanh của xe được cấu tạo bởi hai miếng ghép lại, độ cong của vành guốc được gắn với má phanh và phải phù hợp với mặt trong của trống phanh.
Hình 2.2 Cấu tạo phanh tang trống
2.2.1. Cấu tạo phanh tang trống.
gồm trống phanh và má phanh. Trong đó, trống phanh là hộp rỗng bên ngồi, gắn với trục bánh xe và quay theo bánh xe. Má phanh nằm bên trong và tiếp xúc trực tiếp với bề mặt trống phanh để tạo ra ma sát. Để kết hợp má và trống phanh với nhau, hệ thống cịn cần tới bình xi-lanh con và lị xo điều chỉnh.
2.2.2. Ngun lý hoạt động của phanh tang trống xe ô tô.
Khi lái xe đạp phanh, bình xi-lanh sẽ đẩy 2 má phanh ra ngồi thơng qua thủy lực và lò xo điều chỉnh. Hai má phanh sẽ tiếp xúc với trống phanh, tạo ra ma sát giúp bánh xe quay chậm cho đến lúc dừng lại.
2.2.3. Ưu - nhược điểm.
Thiết kế của phanh tang trống ít chi tiết, hoạt động cơ khí đơn giản. Ưu điểm của chúng là sửa chữa, thay thế phụ tùng dễ dàng và nhanh, tuy nhiên, hiệu quả phanh thấp. Trước đây, phanh tang trống xe ô tô thường được trang bị cho các loại xe giá rẻ, công suất động cơ thấp. Khi các nhà sản
xuất sử dụng động cơ công suất cao hơn, giá thành xe cũng tăng lên, họ bắt đầu trang bị phanh đĩa thủy lực cho phanh trước của xe.
Hình 2.3. Phanh tang trống hay cịn gọi là phanh guốc/phanh đùm.
2.3. Phanh đĩa
Phanh đĩa ô tô được cấu tạo từ các thành phần chính: đĩa, má và cùm. Đĩa
phanh được gắn với trục bánh và quay theo bánh xe. Cùm phanh gồm má phanh và hệ thống pít-tơng thủy lực được ốp vào 2 bên đĩa phanh, đa phần ơ tơ hiện nay dùng cùm phanh đặt cố định.
Hình 2.4. Cấu tạo phanh đĩa
Phanh đĩa gồm các bộ phận cơ bản là má phanh, đĩa phanh và pit-tông.
2.3.1. Nguyên lý hoạt động.
Khi đạp phanh, các pít-tơng dầu sẽ đẩy má phanh tịnh tiến về phía đĩa phanh, má và đĩa phanh tiếp xúc với nhau sẽ tạo ra ma sát làm cho tốc độ quay của bánh xe dần chậm lại và dừng hẳn.
2.3.2. Ưu - nhược điểm của phanh đĩa:
Loại phanh này cho khả năng phanh cao hơn nhiều so với phanh tang trống, tản nhiệt tốt hơn nhờ thiết kế hở, đồng thời giúp duy trì hiệu quả phanh sau thời gian dài, giảm thiểu nguy cơ cháy phanh. Ngoài ra, người dùng/ kỹ thuật viên có thể dễ dàng quan sát và nhận ra những hư hỏng để sửa chữa, giảm trọng lượng xe.
Tuy nhiên, vì nằm ở bên ngồi khơng được che chắn nên dễ bẩn và dính nước, do đó phải thường xuyên rửa, làm sạch hệ thống phanh đĩa. Nếu không được thay dầu định kỳ, phanh sẽ hoạt động thiếu chính xác, má phanh cũng rất nhanh mịn.
Hình2.6. Đĩa quay và vỏ quay.
2.4. Sự khác nhau giữa phanh tang trống và phanh đĩa là gì?
Phanh tang trống và phanh đĩa đều có những ưu nhược điểm riêng, việc nắm rõ điều này sẽ giúp bạn chủ động hơn trong việc lựa chọn loại phanh phù hợp với ơ tơ của mình. Cụ thể, các chuyên gia tư vấn kỹ thuật đã chỉ ra một số điểm khác biệt nổi bật khi so sánh phanh cơ và phanh đĩa như sau:
Bảng 2: So sánh Sự khác nhau giữa phanh tang trống và phanh đĩa
Cấu tạo Nguyên lý hoạt động Ưu điểm Nhược điểm Phanh tang trống có 2 bộ phận chính là má phanh và trống phanh Khi đạp phanh, bình xi-lanh thơng qua thủy lực và lị xo điều chỉnh đẩy hai má phanh ra ngoài, tiếp xúc với trống phanh và tạo ra sự ma sát,
giúp bánh xe quay chậm dần rồi dừng hẳn.
- Cấu tạo đơn giản, kết cấu kín nên phù hợp với nhiều điều kiện thời tiết và địa hình khác nhau.
- Độ bền bỉ được đánh giá cao. - Giá thành lắp đặt thấp.
- Việc chăm sóc và bảo dưỡng khơng q phức tạp, chi phí thay thế, sửa chữa phụ tùng khơng cao.
- Thời gian giảm tốc chậm.
- Vì thiết kế kín nên khả năng tán
nhiệt kém.
- Hiệu suất phanh không thật sự tốt, đặc biệt khi xe phanh gấp/đổ đèo.
Phanh đĩa có 3 bộ phận chính là đĩa phanh, má phanh, cùm phanh
Khi đạp phanh, pit-tông dầu sẽ đẩy má phanh tiến về phía đĩa phanh và tạo ra ma sát, khiến cho tốc độ quay của bánh xe chậm dần rồi dừng hẳn
- Phanh đĩa có cấu tạo phức tạp hơn phanh tang trống, kết cấu hở nên khả năng tán nhiệt tốt.
- Tăng hiệu suất hoạt động của hệ thống phanh xe.
- Khả năng
giảm tốc có độ chính xác cao.
- Phần đĩa phanh có thiết kế lộ ra bên ngồi nên dễ bị bám bụi hơn,
lâu dần sẽ khiến cho những bộ phận này bị hao mòn, ảnh hưởng
đến năng suất hoạt động.
- Các chi tiết của phanh đĩa thường sử dụng vật liệu chất lượng nên giá thành cao, chi phí lắp đặt/sửa chữa/bảo dưỡng
cũng đắt hơn.
Phanh tay hay còn gọi là phanh đỗ xe giúp giảm tốc độ, đứng yên xe trên đường dốc, mặt phẳng dốc hoặc sử dụng trong các trường hợp cần thiết. Phanh tay ô tô gồm có 2 kiểu: phanh tay điện tử và phanh tay cơ.
Hình 2.7. Phanh tay ơ tơ
2.5. Phanh tay cơ khí:
Phanh tay cơ khí có ưu điểm tuổi thọ chi tiết cao hơn, chi phí bảo dưỡng thay thế thấp, thơng dụng, cách thức phanh đơn giản. Trong khi đó
phanh tay điện tử có ưu điểm là giúp hạn chế được hậu quả của việc quên
kéo và nhả phanh tay, tiết kiệm diện tích cho khoang nội thất, khắc phục tình trạng kẹt, bó phanh, tăng thêm tiện nghi, đảm bảo an tồn và tính thẩm mỹ cho xe.
Nhược điểm của phanh tay cơ là thường xảy ra tình trạng kéo phanh khơng ăn, nếu để quên phanh tay sẽ làm hỏng bộ phận cơ khí của xe. Cịn phanh
tay điện tử thì cách thức phanh phức tạp, nếu ắc-quy chết sẽ không cài
được phanh, chi phí sửa chữa cao.
Phanh tay điện tử hay còn gọi là phanh đỗ xe điện tử là – loại phanh tay được điều khiển hoàn tồn tự động, thường có ký hiệu chữ P nằm trong một vịng trịn gần cần số hoặc ở bảng tablo của xe.
Hệ thống phanh tay điện tử được thiết kế với chức năng đảm bảo an tồn và tính mạng người sử dụng. Đồng thời hạn chế và ngăn ngừa hậu quả xảy ra do các tài xế quên kéo hay nhả phanh tay khi dừng/đỗ xe.
2.6.1. Nguyên lý hoạt động của phanh tay điện tử
Khi chuẩn bị dừng/đỗ xe, người điều khiển chỉ cần chuyển số về vị trí P, lúc này hệ thống sẽ tự động hãm phanh tay (chuyển về chế độ Lock) thay vì phải kéo phanh tay như thơng thường. Cơng dụng của hệ thống này cũng tương tự như phanh cơ thông thường, và chỉ khác ở điểm, một bên sử dụng cơ khí, cịn một bên được điều khiển hồn tồn bởi hệ thống điện nhằm đảm bảo tài xế quên kéo hoặc nhả phanh tay.
Theo nguyên ly shoạt động, phanh tay điện tử sử dụng mô tô điện để vận hành hỗ trợ việc hãm và nhả phanh thơng qua lẫy ký hiệu hình chữ P được bố trí ở vị trí cần số. Trong trường hợp, người điều khiển bất cẩn quên kéo thắng tay lúc đỗ, dừng xe ở chỗ dốc thì đây được xem là giải pháp hỗ trợ vô cùng hữu dụng.
Trong trường hợp lái xe quên nhả phanh tay mà vẫn đạp ga thì hệ thống này sẽ tự động Unlock để tránh tình trạng bó phanh, cháy phanh giúp bảo vệ hệ thống truyền động của xe không bị hư hỏng. Khi muốn nhả phanh, chủ phương tiện cần đồng thời thực hiện thao tác đạp phanh chân cùng bấm nút cần gạt điều khiển phanh tay điện tử. Lập tức, đèn cảnh báo phanh tay sẽ tắt báo hiệu phanh tay đã được nhả.
Còn nếu cần số đang ở vị trí khác, nếu muốn sử dụng phanh tay thì người điều khiển cần cùng lúc đạp phanh chân và kéo lẫy điều khiển phanh tay thì hệ thống sẽ tự động giúp hãm phanh lại.
Hình 2.8. phanh tay điện tử2.6.2. Những ưu điểm của phanh tay điện tử 2.6.2. Những ưu điểm của phanh tay điện tử
Thực tế, phanh tay điện tử với những ưu điểm nổi bật của mình ln