CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.Tổng quan về hệ thống treo ô tô tải 1.1 Hệ thống treo Hệ thống treo là bộ phận đàn hồi để liên kết bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe. Do vậy, nó có nhiệm vụ, yêu cầu phân loại dưới đây: a. Nhiệm vụ: chủ yếu của hệ thống là giảm các va đạp làm cho ô tô chuyển động êm dịu khi ô tô chuyển động trên các mặt đường không bằng phẳng.
Mặt khác hệ thống treo là bộ phận truyền lực và momen giữa bánh xe và vỏ xe bao gồm lực kéo, lực bên, momen chủ động và momen phanh khi phanh.Yêu cầu: sự liên kết giữa bánh xe và vỏ không những phải đảm bảo được độ êm dịu của xe mà còn phải đủ khả năng để truyền lực. Để đảm bảo được các vấn này hệ thống treo có các yêu cầu chính như sau: - Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuật của xe khi xe chạy trên đường xấu hay đường tốt; - Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn nhất định; - Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo là giảm dao động theo phương thẳng đứng, nhưng không phá hỏng quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe; - Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với vỏ; - Hệ thống treo phải đảm độ bền cao và độ tin cậy lớn, không gặp những hư hỏng bất thường. - Giảm được tiếng ồn bên trong và bên ngoài thùng xe; - Hệ thống treo phải đảm bảo tính ổn định và tính điều khiển chuyển động với các tốc độ khác nhau và đặc biệt là khi ô tô chuyển động ở tốc độ cao; - Giá thành hệ thống rẻ, dễ thay thế và sửa chữa. c, Phân loại: hệ thống treo được phân loại chính như sau: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 - Phân loại theo mối liên kết hệ bánh xe bên trái và bên phải: hệ thống treo độ lập và phụ thuộc.
- Phân loại phân tử đàn hồi: hệ thống treo lá nhíp, lò xo, khí, thủy khí, điện tử, cao su. - Phân loại theo bộ phận dập tắt dao động: ma sát, thủy lực, điện từ. - Phân loại điều khiển: điều khiển bán chủ động và điều khiển chủ động. Giới thiệu một số kết cấu hệ thống treo xe tải[5,6] a).
Hệ thống treo bộ phận đàn hồi nhíp Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp lá bao gồm: dầm cầu, nhíp lá, giảm chấn, thanh ổn định. Trong hệ thống treo này có dầm cầu liền nối giữa hai bánh xe. Hai đầu nhíp lá nối với khung xe thông qua khớp quay và quang treo, tạo điều kiện cho sự biến dạng của nhíp lá ở các tải trọng khác nhau. Phần giữa nhíp lá gắn với cầu xe.
Nhíp lá vừa tạo khả năng nối mềm với thân xe vừa có khả năng cố định vị trí của cầu với thân xe. Như vậy, nhíp lá vừa là bộ phận đàn hồi và vừa là bộ phận dẫn hướng. Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá. 1- Nhíp lá; 2- Vòng kẹp; 3- Chốt nhíp; 4- Quang treo; 5- Giá đỡ; 6- Giảm chấn; 7- Ụ tỳ; 8- Khung xe; 9- Quang nhíp; 10- Dầm cầu.
Dầm cầu 10 được nối với nhíp nhờ các quang nhíp. Nhíp lá 1 bao gồm các lá nhíp ghép lại, lá nhíp chính được cuốn tròn ở hai đầu tạo nên các ổ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 quay khớp trụ. Đầu trước của nhíp lá cố định trên khung xe và có thể quay tương đối nhờ các ổ cao su, đồng thời có thể truyền lực dọc từ bánh xe lên khung và ngược lại. Đầu sau là khớp trụ di động theo kết cấu quang treo 4.
Quang treo bố trí giữa khung xe và đầu sau của bộ nhíp. Các lực bên có thể truyền từ khung xe qua khớp trụ, nhíp lá, quang nhíp, dầm cầu tới bánh xe. Giảm chấn 6 bắt giữa dầm cầu và khung xe được đặt nghiêng theo chiều dọc thân xe. Hệ thống treo không sử dụng thanh ổn định ngang.
Ưu, nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc: - Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ trong khi vẫn đảm bảo được các yêu cầu cần thiết, nhất là đối với những xe có tốc độ chuyển động không lớn. - Khi tổng ngoại lực theo phương ngang tác dụng lên ôtô lớn hơn tổng khả năng bám bên của cả hai bánh xe, sẽ xảy ra hiện tượng trượt ngang. Nếu dầm cầu liền, khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe được liên kết cứng sẽ hạn chế được hiện tượng trượt bên bánh xe. - Dễ tháo lắp và sửa chữa, giá thành thấp.
- Khối lượng phần không được treo lớn, đặc biệt trên cầu chủ động. Khi xe đi trên đường không bằng phẳng, tải trọng động sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không treo và phần treo (thùng xe), làm giảm độ êm dịu chuyển động của ôtô. Mặt khác, bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu sự tiếp xúc bánh xe với đường. - Khoảng không gian phía dưới gầm xe phải lớn, đủ đảm bảo cho dầm cầu thay đổi vị trí, do vậy: hoặc chiều cao trọng tâm phải lớn, hoặc phải giảm bớt thể tích khoang chứa hàng của xe.
Với các ưu, nhược điểm trên, hệ thống treo phụ thuộc được dùng nhiều cho ôtô tải và ôtô buýt. Hệ thống treo khí nén: Hệ thống treo khí nén, thuỷ lực – khí nén được sử dụng như một khả năng hoàn thiện kết cấu ôtô. Tuy vậy với các loại ôtô khác nhau: ôtô con, ôtô LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 tải, ôtô buýt cũng được ứng dụng với những mức độ khác nhau. Phổ biến nhất trong các kết cấu là áp dụng cho ôtô buýt tiên tiến.
Với hệ thống treo này cho phép giữ chiều cao thân xe ổn định so với mặt đường với các chế độ tải trọng khác nhau. Hệ thống treo khí nén dùng trên ôtô được hình thành trên cơ sở khả năng điều chỉnh độ cứng của buồng đàn hồi khí nén (ballon) theo chuyển dịch của thân xe. Sơ đồ nguyên lý kết cấu của một hệ thống đơn giản được trình bày trên hình 1-2. Sự hình thành bộ tự động điều chỉnh áp suất theo nguyên lý van trượt cơ khí.
Các ballon khí nén 2 được bố trí nằm giữa thân xe 3 và bánh xe 1 thông qua giá đỡ bánh xe 4. Trên thân xe bố trí bộ van trượt cơ khí 5. Van trượt gắn liền với bộ chia khí nén (block). Khí nén được cung cấp từ hệ thống cung cấp khí nén tới block và cấp khí nén vào các ballon.
Khi tải trọng tăng lên, các ballon khí nén bị ép lại, dẫn tới thay đổi khoảng cách giữa thân xe và bánh xe. Van trượt cơ khí thông qua đòn nối dịch chuyển vị trí các con trượt chia khí trong block. Khí nén từ hệ thống cung cấp đi tới các ballon và cấp thêm khí nén. Hiện tượng cấp thêm khí nén kéo dài cho tới khi chiều cao thân xe với bánh xe trở về vị trí ban đầu.
Khi giảm tải trọng hiện tượng này xảy ra tương tự, và quá trình van trượt tạo nên sự thoát bớt khí nén ra khỏi ballon. Bộ tự động điều chỉnh áp suất nhờ hệ thống điện tử (hình 1.3) bao gồm: cảm biến xác định vị trí thân xe và bánh xe 6, bộ vi xử lý 7, block khí nén 8. Nguyên lý hoạt động cũng gần giống với bộ điều chỉnh bằng van trượt cơ khí. Cảm biến điện tử 6 đóng vai trò xác định vị trí của thân xe và bánh xe (hay giá đỡ bánh xe) bằng tín hiệu điện (thông số đầu vào).
Tín hiệu được chuyển về bộ vi xử lý 7. Các chương trình trong bộ vi xử lý làm việc và thiết lập yêu cầu điều chỉnh bằng tín hiệu điện (thông số đầu ra). Các tín hiệu đầu ra được LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 chuyển tới các van điện từ trong block chia khí nén, tiến hành điều chỉnh lượng cấp khí nén cho tới lúc hệ thống trở lại vị trí ban đầu. Sơ đồ nguyên lý kết cấu của hệ thống treo khí nén.
1- Bánh xe; 2- Ballon khí; 3- Thân xe; 4- Giá đỡ; 5- Van trượt cơ khí; 6- Cảm biến vị trí; 7- Bộ vi xử lý; 8- Bộ chia khí nén; 9- Bình chứa khí nén. *) Các phương pháp bố trí hệ thống treo khí nén Hệ thống treo khí nén đơn: Hình 1-3. Hệ thống treo khí nén đơn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Hệ thống treo khí nén đơn được sử dụng trên các xe Bus cao cấp, hoặc xe có tải trọng trung bình. Hệ thống treo khí nén kép.
Hệ thống treo khí nén kép. Hệ thống treo khí nén kép sử dụng trên các xe có hai cầu sau, tải trọng lớn, xe đầu kéo. Hệ thống treo khí nén 3 trục: Hình 1-5. Hệ thống treo khí nén ba cầu sau.
Hệ thống treo sử dụng trên xe co 3 cầu sau, tải trọng lớn và rất lơn, trên đầu kéo hay các xe vận chuyển siêu trường siêu trọng. Ta co thể sử dụng phương pháp bố trí nay để lắp trên các xe có 4 cầu sau hoặc nhiều hơn, các xe có tải trọng cực lớn. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hệ thống treo cao su[38, 39] Hệ thống treo có bộ phận đàn hồi cao su được trang bị trên các loại xe tải hạng nặng.
Kết cấu treo trước hình 1-7(a) và kết cấu treo hình 1-7(b). Hình dáng bề ngoài của xe tải AD250 của Trung Quốc (a) Hệ thống treo cầu trước (b) Hệ thống treo cầu sau Hình 1-7. Hệ thống treo cao su LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Hệ thống treo cao su động lực học theo phương đứng có độ cứng vững cao, hệ số cứng của hệ thống treo có thể tạo ra lớn. Tuy nhiên độ êm dịu theo phương đứng cũng tăng do vậy hệ thống treo kết hợp giảm chấn thủy lực để tạo hệ số cản lớn giảm dao động phương đứng hiệu quả.Sự kết hợp giữa hệ thông treo khí nén với hệ thống treo khác *)Hệ thống treo kết hợp khí nén và nhíp: a b Hình 1-8.
Hệ thống treo kết hợp giữa khí nén và nhíp Hình 1-8 a túi hơi được đặt trên nhíp và lệch qua một bên, hình 1-8 b túi hơi được đặt trên nhíp và chính giữa. Túi hơi đạt trên nhíp và chính giữa Hình 1-10. Túi hơi đạt trên nhíp và lệch qua một bên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Túi hơi không đặt trên nhíp.
Trong nghiên cứu này, tác giả chọn đối tượng hệ thống treo cao su hình 1-7 là đối tượng nghiên cứu.