CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.Tổng quan về hệ thống treo ô tô tải 1. Nhiệm vụ, một số bộ phận cơ bản, phân loại hệ thống treo Khi ô tô chuyển động trên nền đường không bằng phẳng, do sự chép hình của bánh xe khiến ô tô bị dao động và gây ra tải trọng động lớn. Tải trọng động này ảnh hưởng xấu đến tính êm dịu và tiện nghi cho người sử dụng, đồng thời làm giảm tuổi bền các chi tiết của ô tô. Hệ thống treo được hiểu như hệ thống liên kết mềm (đàn hồi) giữa bánh xe thông qua cầu xe với khung xe hoặc vỏ xe.
a) Nhiệm vụ: Hệ thống treo thực hiện nhiệm vụ đỡ thân xe lên trên cầu xe; cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng đối với khung xe hoặc vỏ xe; hạn chế những chuyển động không muốn có khác của bánh xe. Cấu tạo chung của hệ thống treo bao gồm 3 bộ phận cơ bản: Bộ phận đàn hồi; Bộ phận giảm chấn; Bộ phận dẫn hướng. b) Một số bộ phận cơ bản Bộ phận đàn hồi + Nối “mềm” giữa bánh xe và thùng xe giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung trên các địa hình khác nhau đảm bảo độ êm dịu khi chuyển động. + Phần tử đàn hồi có nhiệm vụ đưa vùng tần số dao động của xe phù hợp vùng tần số thích hợp với người sử dụng.
Bộ phận giảm chấn + Dập tắt dao động phát sinh trong quá trình xe chuyển động từ mặt đường lên khung xe trong các địa hình khác nhau một cách nhanh chóng bằng cách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng tỏa ra môi trường. + 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. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Bộ phận dẫn hướng + Xác định tính chất chuyển động (động học) của bánh xe đối với khung, vỏ xe. + Tiếp nhận và truyền các lực dọc, ngang và các mô men giữa bánh xe với khung xe và ngược lại.
Ngoài ra trên một số hệ thống treo còn có: bộ phận ổn định ngang và các ụ cao su tăng cứng hoặc hạn chế hành trình. Phần tử ổn định ngang: Với chức năng là phần tử đàn hồi phụ làm tăng khả năng chống lật thân xe khi có sự thay đổi tải trọng trong mặt phẳng ngang. Các phần tử phụ khác: vấu cao su, thanh chịu lực phụ,.có tác dụng tăng cứng, hạn chế hành trình và chịu thêm tải trọng. c) Phân loại Việc phân loại hệ thống treo dựa theo các căn cứ sau: - Theo loại bộ phận đàn hồi chia ra: + Loại bằng kim loại: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn.
+ Loại khí: buồng khí nén dạng gấp, dạng sóng, có buồng khí nén phụ. + Loại thuỷ khí: kết hợp giữa khí nén và giảm chấn thủy lực. + Loại cao su: các gối cao su, ống cao su đàn hồi -Theo bố trí bộ phận dẫn hướng chia ra: + Loại phụ thuộc với dầm cầu liền. + Loại độc lập: một đòn, hai đòn,.
-Theo phương pháp điều khiển có thể chia ra: + Hệ thống treo bị động (Hệ thống treo không điều khiển), + Hệ thống treo chủ động (Hệ thống treo có điều khiển). Giới thiệu một số kết cấu hệ thống treo xe tải a)Hệ thống treo khí[5] *)Hệ thống treo khí liên kết giữa hai cầu (kiểu Moulton-Dunlop) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Phần tử đàn hồi là balon khí nitơ với áp suất nạp 17,5 bar (hình 1.1), buồng thứ hai chia hai ngăn chứa dầu giữ vai trò giảm chấn thuỷ lực. Dung dịch thuỷ lực bao gồm 50% cồn công nghiệp và một ít phụ gia chống o-xy hoá được bơm vào hệ thống với áp suất 23 bar. Khi đàn hồi trong hệ này có khối lượng không đổi ( thể tích thay đổi và do đó áp suất thay đổi).
Hành trình nén: Piston (1) đẩy màng (10) đi lên dồn chất lỏng đi qua van nén (3) vào ngăn (4) nén khí nitơ và do vậy tiêu thụ được động năng kích động từ đường. Có ba giai đoạn trong quá trình làm việc: (i) nếu mấp mô đường bé, xe chuyển động chậm, chất lỏng chảy qua các lỗ thông qua thường trực để cân bằng. (ii) nếu mấp mô đường tăng hơn, áp suất tăng trong buồng dầu (8) đủ đẩy van nén (3) mở thêm các lỗ cho đầu chảy vào buồng (4) trong khoảng khắc. (iii) nếu đường xấu, mấp mô lớn, tốc độ xe tăng, áp suất chất lỏng tăng đột ngột, mở hết các lỗ van, cho phép nhiều chất lỏng lên buồng (4), tạo ra lực cản thuỷ lực.
Hành trình trả: Khi xe vượt qua mấp mô, khí giãn ra đẩy chất lỏng từ buồng (4) sang buồng (9). Quá trình xẩy ra trong hai giai đoạn: (i) khi mấp mô bé hoặc xe đi chậm, thì chỉ có một ít chất lỏng quay lại buồng (8); chất lỏng chảy qua các lỗ thông qua với tốc độ bé, do vậy lực cản thuỷ lực không đáng kể. Vì mở nhanh van trả, áp suất thay đổi nhanh, dòng chất lỏng thì bị giới hạn nên có xu hướng chảy chậm lại và vì vậy làm chậm quá trình trả của khí đàn hồi. Trong hành trình trả, chuyển động của piston chậm hơn một ít so với hành trình nén vì ở hành trình này không có van giảm tải như hành trình nén.
Với chuyển vị bé, chất lỏng đều qua cùng một lỗ thông qua cho cả hai hành trình. Khi một bánh xe sau hoặc trước đi qua một mấp mô, chất lỏng từ bánh xe đó bị nén chảy sang buồng (9) của phía đối diện cùng phía làm cân bằng cho thân xe; hạn chế lắc dọc. Với tốc độ dòng chảy của dầu không lớn thì áp suất của nó không đổi và do vậy khí không bị biến dạng. Khi xe quay vòng, xuất hiện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 lắc ngang hoặc xe chuyển động lên xuống như một khối thì hệ treo trước và sau chuyển động cùng nhau, chất lỏng chuyển động đồng thời làm tăng áp suất chất lỏng, tạo áp suất động đối với khí nitơ.
Khi chuyển động vào trong, diện tích hiệu dụng của piston (1) tăng lên làm cho độ cứng khí nén tăng cản lại dao động lắc ngang. Tương tự, nếu thân xe đi xuống nhanh, diện tịch hiệu dụng piston (1) làm tăng độ cứng khí nitơ, hạn chế chuyển động đi xuống của thân xe. Hệ thống treo với các phần tử khí 1. vỏ giảm chấn; 3.
ống nối treo trước/sau; 8. buồng giảm chấn; 9. piston màng b)Hệ thống treo thuỷ khí điều chỉnh độ cao tự động (Citroen)[5] Hệ treo trước có thể sử dụng kiểu MacPherson, hệ treo sau dùng loại đòn dọc (hình 1. Hai thanh chống lắc ngang (9) được lắp cho treo trước và sau nhằm tăng cứng xoắn cho hệ và để điều khiển van điều chỉnh độ cao (4).
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hệ thống treo thủy khí Cấu tạo: Bộ phận đần hồi: balon khí nitơ (1,2) và giảm chấn (5), xem hình (10. Khi bánh xe đi qua mấp mô, piston bị đẩy lên, chất lỏng bị đẩy vào khoang dưới của balon khí, màng (3) ép khí nitơ trong một thẻ tích bé. Nếu bánh xe qua chỗ lõm, khí nén giãn ra, đẩy chất lỏng trở lại xy lanh giảm chấn, làm piston chuyển động đi xuống.
bằng cách thay đổi chất lỏng đi qua van giảm chấn mà khí nén bị nén hoặc giãn nở làm thay đổi áp suất so với áp suất ban đầu để hạn chế các lực động tác dụng lên thân xe (hình 10. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hệ thống treo thủy khí trang bị van điều áp 1. màng ngăn cách; 4.
ống dẫn chất lỏng vào; 5. đường dầu ra; 7. vấu hạn chế hành trình; 8. piston giảm chấn; 9.
van điều chỉnh độ cao; 11. thanh ổn định. Bơm dầu và van đẳng áp (hình 1.3): Dầu được cấp từ bơm dầu piston- đĩa quay lai bởi động cơ đốt trong; cấp dầu liên tục với một áp suất ổn định xác định trước. Dầu áp suất cao được dự trữ trong bình tích áp (1), (trong đó có một túi khí nitơ) để cấp khí khi có nhu cầu đột ngột; cho phép bơm chạy không tải và loại được quá trình đóng ngắt bơm.
Khi bơm chạy không tải, áp suất chỉ đủ để đưa dầu về bình chứa (3) qua van điều chỉnh áp suất (5).Van điều chỉnh áp suất và bình tịch áp điều chỉnh áp suất tối thiểu để hệ thống làm việc và hạn chế áp suất tối đa (áp suất đóng của bơm 140 bar, áp suất cắt 165- 175 bar). Van điều chỉnh độ cao (hình 1.4): Độ cao của xe được thay đổi tự động nhờ thay đổi thể tích dầu không chịu nén giữa buồng dầu của balon (1) và xy lanh (5). Khi tải trọng tăng thì thân xe bị hạ thấp làm biến dạng cơ cấu hướng hệ treo và làm quay thanh ổn định (12). Góc quay của thanh ổn định là giá trị LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9 tương ứng chuyển vị tương đối của hệ thống treo so với vị trí tĩnh ban đầu.
Chuyển vị này được chuyển tiếp đến van điều chỉnh độ cao(10) thông qua thanh xoắn điều khiển (16), một đầu của nó được kẹp chặt (13) với thanh ổn định (12), đầu kia kẹp với đòn điều chỉnh (11). Đầu kia của đòn (11) nối với van điều chỉnh độ cao (10).b Van điều chỉnh độ cao 1. Dầu từ bơm tới; 2,3. cửa hồi về bình chứa; 4.
màng cao su; 5. đường dầu đến xi lanh treo; 6. van trượt; 7. Để tránh sự điều chỉnh liên tục, cần có sự phản ứng chậm của van (10): dầu không được nạp ở hành trình nén và không được xả trong hành trình trả.
Độ cao chỉ được điều chỉnh sau một thời gian ngắn, trong thời gian đó hệ thống treo phải có thời gian thay đổi mức tải của bộ phận đàn hồi. Mỗi khi xy lanh được nạp đầy hoặc ngừng nạp để đưa hệ treo về vị trí chuẩn, van độ cao phải phản ứng ngay tức khắc chuyển từ vị trí van nạp sang vị tri trung gian hay từ vị trí van xả sang vị trí trung gian.4) trình bày 4 trạng thái của van độ cao: (i) piston van trượt (6) chuyển từ vị trí đóng (hình 1.4 (b); (iii) piston (6) chuyển từ vị trí mở sang vị trí đóng (ii); (iv) piston chuyển từ vị trí xả sang trung gian. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.d Van điều chỉnh độ cao 1. Dầu từ bơm tới; 2,3.
cửa hồi về bình chứa; 4. màng cao su; 5. đường dầu đến xi lanh treo; 6. van trượt; 7.
Piston van điều khiển độ cao từ vị trí trung gian sang trạng thái nạp,hình (1.