Giáo trình Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống di chuyển

BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TỔNG CỤC DẠY NGHỀ

GIÁO TRÌNH

Môn học: Bảo dưỡng và sửa chữa hệ

thống di chuyển

NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số:...)

Hà Nội - 2012

1

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được

phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh

thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

Mã tài liệu: MĐ 33

2

LỜI GIỚI THIỆU

Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số

lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật

trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ

trên thế giới và sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước, ở Việt Nam các phương

tiện giao thông ngày một tăng đáng kể về số lượng do được nhập khẩu và sản xuất

lắp ráp trong nước. Nghề Công nghệ ô tô đào tạo ra những lao động kỹ thuật

nhằm đáp ứng được các vị trí việc làm hiện nay như sản xuất, lắp ráp hay bảo

dưỡng sửa chữa các phương tiện giao thông đang được sử dụng trên thị trường,

để người học sau khi tốt nghiệp có được năng lực thực hiện các nhiệm vụ cụ thể

của nghề thì chương trình và giáo trình dạy nghề cần phải được điều chỉnh phù hợp

với thực tiễn.

Để phục vụ cho học viên học nghề và thợ sửa chữa ô tô những kiến thức

cơ bản cả về lý thuyết và thực hành bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống di chuyển.

Với mong muốn đó giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm bốn

bài:

Bài 1. Hệ thống treo trên ôtô

Bài 2. Bảo dưỡng hệ thống treo

Bài 3. Sửa chữa hệ thống treo

Bài 4. Bảo dưỡng và sửa chữa khung xe, thân vỏ xe

Kiến thức trong giáo trình được biên soạn theo chương trình Tổng cục Dạy

nghề, sắp xếp logic từ nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống di

chuyển đến cách phân tích các hư hỏng, phương pháp kiểm tra và quy trình thực

hành sửa chữa. Do đó người đọc có thể hiểu một cách dễ dàng.

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi sai sót, tác giả

rất mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình

được hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày…..tháng…. năm 2012

Nhóm biên soạn

3

MỤC LỤC

ĐỀ MỤC

TRANG

2

3

Lời giới thiệu

Mục lục

4

Thuật ngữ chuyên ngành

Bài 1: Hệ thống treo trên ôtô

Bài 2: Bảo dưỡng hệ thống treo

Bài 3: Sửa chữa hệ thống treo

6

40

59

76

106

Bài 4: Bảo dưỡng và sửa chữa khung xe, thân vỏ xe

Tài liệu tham khảo

4

THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN

TT

1

Ký hiệu

Ý nghĩa

Camber

Góc nghiêng của bánh xe so với

phương thẳng đứng.

2

3

ECM (Engine control module) Module điều khiển động cơ (hộp đen).

ABS (Anti-lock Brake System) Hệ thống phanh chống bó cứng tự

động.

4

5

6

Multi Flex:

SAPH45

SS41

Hệ thống kiểm tra phanh, lái, treo

Vật liệu thép dùng chế tạo xe ô tô

Ký hiệu thép cuộn cho công trình xây dựng

5

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO

THÁO, BẢO DƯỠNG, KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG DI CHUYỂN

Mã số mô đun: MĐ 33

Thời gian mô đun: 90 giờ

Vị trí, tính chất của mô đun:

- Vị trí:

(Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành: 75 giờ)

Mô đun được bố trí dạy sau các môn học/ mô đun sau: MH 07, MH 08, MH

09, MH 10, MH 11, MH 12, MH13, MH 14, MH 15, MH 16, MĐ 17, MĐ 18, MĐ

19, MĐ 20, MĐ 21, MĐ 22, MĐ 23, MĐ 24, MĐ 24, MĐ 25, MĐ 26, MĐ 27, MĐ

28, MĐ 29, MĐ 30, MĐ 31, MĐ 32.

- Tính chất: Mô đun chuyên môn nghề bắt buộc.

Mục tiêu của mô đun:

+ Trình bày đầy đủ các yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại của các bộ phận hệ

thống treo và khung, vỏ xe.

+ Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận phận hệ

thống treo và khung, vỏ xe.

+ Phân tích đúng những hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng chung và của

các bộ phận hệ thống treo và khung, vỏ xe.

+ Phát hiện và trình bày phương pháp bảo dưỡng, kiểm tra và sửa chữa

được những sai hỏng của các bộ phận hệ thống treo và khung, vỏ xe.

+ Tháo lắp, kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữa được các chi tiết của các bộ

phận của hệ thống treo và khung, vỏ xe đúng quy trình, quy phạm và đúng các tiêu

chuẩn kỹ thuật trong sửa chữa.

+ Sử dụng đúng các dụng cụ kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa đảm bảo

chính xác và an toàn.

+ Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô.

+ Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.

6

BÀI 1: HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ

Mã số của bài 1: MĐ 33 -1

Mục tiêu:

- Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại hệ thống treo

- Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính trong

hệ thống treo

- Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa được các chi tiết, cụm

trong hệ thống đúng yêu cầu kỹ thuật

- Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn

luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.

1.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU HỆ THỐNG TREO

1.1.1 Khái quát chung

Thân xe được đở bởi các lò xo. Khối lượng của thân xe,… được đở bởi các

lò xo gọi là khối lượng được treo. Mặt khác, các bánh xe, các cầu và những

chi tiết khác của oto cũng được đở bởi các lò xo gọi là khối lượng không được

treo.

Hình 1.1. Khối lượng được treo và không được treo trên xe ô tô

7

Thông thường khối lượng được treo lớn hơn thì tính êm dịu chuyển động

tốt hơn, bởi vì, do khối lượng được treo lớn hơn nên xu hướng xe bị xóc giảm đi.

Ngược lại, nếu khối lượng không được treo lớn thì xe dể bị xóc.

Sự dao động và sự xóc của các chi tiết được treo của xe – đặc biệt là thân xe có

ảnh hưởng rất lớn đến tính êm dịu chuyển động. Sự dao động và sự xóc này có thể

được phân loại như sau:

1.1.1.1 Sự lắc dọc

Sự lắc dọc là sự dao động lên – xuống của phần trước hay sau xe quanh

trọng tâm của nó. Nó xảy ra đặc biệt khi xe đi qua vệt lõm hay chỗ lồi trên

đường hay chạy trên đường xóc và đầy ổ gà. Sự lắc dọc cũng dể xảy ra với

những lò xo mềm (dể bị nén) hơn so với những lò xo cứng.

Hình 1.2. Sự lắc dọc

1.1.1.2 Sự lắc ngang

Khi quay vòng hay khi lái xe qua chỗ đường lồi, các lò xo ở một phía xe

bị giãn ra còn phía đối diện bị nén co lại. kết quả là thân xe bị lắc theo

phương ngang.

Hình 1.3. Sự lắc ngang

1.1.1.3 Sự nhún

Sự nhún là sự chuyển động lên xuống của toàn bộ thân xe. Sự nhún sẽ

xuất hiện khi xe chạy ở tốc độ cao hay chạy trên mặt đường gợn sóng. Nó

cũng dể xảy ra khi các lò xo mềm.

8

Hình 1.4. Sự nhún (sóc nảy)

1.1.1.4 Sự xoay đứng

Sự xoay đứng là sự di chuyển của đường tâm dọc xe sang phải hoặc

sang trái quanh trọng tâm xe. Trên các đường, mà xe xảy ra sự lắc dọc thì sự

xoay đứng cũng xuất hiện.

Hình 1.5. Sự xoay đứng

1.1.1.5 Sự dao động của khối lượng không được treo

a. Sự dịch đứng

Sự dịch đứng là sự nhún lên xuống của bánh xe, thường xảy ra trên những đường

gợn sóng khi xe chạy với tốc độ trung bình hay cao.

Hình 1.6. Khoảng cách dịch chuyển của xe theo phương thẳng đứng

9

b. Sự xoay dọc

Sự xoay dọc là sự dao động lên xuống ngược hướng nhau của các bánh xe

bên phải và bên trái, làm cho các bánh xe nảy lên khỏi mặt đường. Hiện tượng

này rất dể xảy ra với những xe hệ thống treo phụ thuộc

Hình 1.7. Sự xoay dọc của khối lượng được treo

c. Sự uốn

Sự uốn là hiện tượng các lá nhíp có xu hướng uốn quanh bản thân cầu xe do mo

men xoắn chủ động.

Hình 1.8. Sự uốn của khối lượng được treo

1.1.2 Nhiệm vụ hệ thống treo

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.

Bộ phận của hệ thống treo thực hiện nhiệm vụ hấp thụ và dập tắt các dao động,

rung động, va đập mặt đường truyền lên.

Đảm nhận khả năng truyền lực và mômen giữa bánh xe và khung xe. Nhiệm vụ của

hệ thống treo được thể hiện qua các phần tử của hệ thống treo

10

Phần tử đàn hồi: làm giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung và

đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi chuyển động.

Phần tử dẫn hướng: xác định tính chất dịch chuyển của các bánh xe và đảm nhận

khả năng truyền lực đầy đủ từ mặt đường tác dụng lên thân xe.

Phần tử giảm xóc: dập tắt dao động của ô tô khi phát sinh dao động. 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.

1.1.3 Yêu cầu hệ thống treo

Khi xe chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các

dao động và các va đập tác dụng lên xe và mặt đường bằng phẳng, để bảo vệ hành

khách, hành lý và cải thiện tính ổn định chuyển động.

Truyền lực kéo và lực phanh sinh ra do ma sát giữa mặt đường và các bánh xe,

đến gầm và thân xe.

Đỡ thân xe trên các cầu và đảm bảo mối liên hệ hình học chính xác giữa thân

và các bánh xe.

Đảm bảo tính kinh tế, an toàn và tiện nghi cho người sử dụng

Hình 1.9. Các chi tiết chính của hệ thống treo

11

1.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO

Việc phân loại hệ thống treo dựa theo các căn cứ sau :

- Theo loại bộ phận đàn hồi chia ra :

+ Loại bằng kim loại (gồm có nhíp lá, lò xo, thanh xoắn )

+ Loại khí (loại bọc bằng cao su - sợi, màng, loại ống ).

+ Loại thuỷ lực (loạiống ).

+ Loại cao su.

- Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng chia ra :

+ Loại phụ thuộc với cầu liền (loại riêng và loại thăng bằng).

+ Loại độc lập (một đòn, hai đòn,...).

- Theo phương pháp dập tắt dao động chia ra :

+ Loại giảm xóc thuỷ lực (loại tác dụng một chiều, loại tác dụng 2 chiều

).

+Loại ma sát cơ (ma sát trong bộ phận đàn hồi, trong bộ phận dẫn hướng).

- Theo phương pháp điều khiển có thể chia ra:

+ Hệ thống treo bị động (không được điều khiển).

+ Hệ thống treo chủ động (hệ thống treo có điều khiển).

Hình 1.10. Hệ thống treo đa liên kết trên phiên bản

Mercedes-Benz E-Klasse 2010

12

13

Hình 1.11. Hệ thống treo trên xe Panamera

Hình 1.12. Hệ thống treo trước trên ô tô

Hình 1.13. Hệ thống treo sau trên xe ô tô

14

1.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC BỘ PHẬN CHÍNH

TRONG HỆ THỐNG

1.3.1 Bộ phận đàn hồi

Hình 1.14. Bộ phận đàn hồi dùng trên ô tô

Bộ phận đàn hồi của hệ thống treo sử dụng các loại lò xo. Các lò xo có thể

là kim loại hoặc phi kim loại như:

Lò xo kim loại: Nhíp lá, lò xo trụ, lò xo kiểu thanh xo.

Lò xo phi kim loại: Lò xo cao su, lò xo không khí

1.3.1.1 Đặc tính đàn hồi của lò xo

Nếu tác dụng một lực (tải trọng) lên một vật thể làm bằng vật liệu như cao

su chẳng hạn, nó sẽ tạo ra ứng lực (biến dạng) trong vật thể đó. Khi không tác dụng

lực, vật thể đó sẽ trở về hình dạng ban đầu. Ta gọi đặc tính đó là đàn hồi. Các lò xo

của xe sử dụng nguyên lý đàn hồi để làm giảm chấn động từ mặt đường tác động

lên thân xe và người ngồi trong xe

15

Hình 1.15. Tính đàn hồi của lò xo

Các lò xo thép sử dụng tính đàn hồi uốn và xoắn.

Tuy nhiên nếu lực tác dụng lên lò xo quá lớn, vượt quá giới hạn đàn hồi,

làm cho nó không thể phục hồi hoàn toàn hình dạng ban đầu gây biến dang dẻo.

Tính chất này được gọi là tính dẻo.

1.3.1.2 Độ cứng của lò xo

Khoảng biến dạng của lò xo tuỳ thuộc vào lực (tải trọng) tác dụng lên nó.

Trị số thu được bằng cách chia trị số lực (w) cho khoảng biến dạng (a) là một hằng

số. Hằng số (k) này được gọi là độ cứng lò-xo hoặc “hằng số lò xo”. Lò xo có độ

cứng nhỏ được gọi là “mềm”, còn lò xo có độ cứng lớn thì được gọi là “cứng”.

Hình 1.16. Độ cứng của lò xo

16

1.3.1.3 Sự dao động của lò xo

Khi bánh xe vấp vào một cái mô cao, các lò xo của xe nhanh chóng bị nén

lại. Vì mỗi lò xo đều có khuynh hướng giãn ngay trở về độ dài ban đầu của nó,

để giải phóng năng lượng nén, lò xo có khuynh hướng giãn vượt quá chiều dài ban

đầu. Sau đó lò xo lại có xu hướng ngược lại, hồi về chiều dài ban đầu, và lại co

lại ngắn hơn chiều dài ban đầu. Quá trình này được gọi là dao động của lò xo, nó

lặp lại nhiều lần cho đến khi lò xo trở về chiều dài ban đầu.

Hình 1.17. Sự dao động của lò xo

Nếu không khống chế sự dao động của lò xo, nó không những làm cho xe

chạy không êm mà còn có thể ảnh hưởng đến sự ổn định hoạt động. Để ngăn

ngừa hiện tượng này cần phải sử dụng bộ giảm chấn

1.3.1.4 Các loại lò xo

a. Nhíp lá:

Nhíp được làm bằng một số băng thép lò xo uốn cong, được gọi là “lá nhíp”,

các xếp chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn nhất đến dài nhất. Tập lá nhíp này

được ép với nhau bằng một bulông hoặc tán đinh ở giữa, và để cho các lá không

bị xô lệch, chúng được kẹp giữ ở một số vị trí. Hai đầu lá dài nhất (lá nhíp chính)

được uốn cong thành vòng để lắp ghép với khung xe hoặc các kết cấu khác.

17

Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm. Số lá nhíp càng nhiều thì nhíp

càng cứng, chịu được tải trọng lớn hơn. Tuy nhiên, nhíp cứng sẽ ảnh hưởng đến

độ êm.

Hình 1.18. Nhíp lá

* Đặc điểm của nhíp:

- Bản thân nhíp đã có đủ độ cứng vững để giữ cho cầu xe ở đúng vị trí nên

không cần sử dụng các liên kết khác.

- Nhíp thực hiện được chức năng tự khống chế dao động thông qua ma sát

giữa các lá nhíp.

- Nhíp có đủ sức bền để chịu tải trọng nặng.

- Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ

mặt đường. Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển

tải trọng nặng, nên cần chú trọng đến độ bền hơn.

- Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ

mặt đường. Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển

tải trọng nặng, nên cần chú trọng đến độ bền hơn.

18

* Độ võng của nhíp:

- Tác dụng của độ võng

Khi nhíp bị uốn, độ võng làm cho các lá nhíp cọ vào nhau, và ma sát xuất

hiện giữa các lá nhíp sẽ nhanh chóng làm tắt dao động của nhíp. Ma sát này được

gọi là ma sát giữa các lá nhíp. Đó là một trong những đặc tính quan trọng nhất của

nhíp. Tuy nhiên, ma sát này cũng làm giảm độ chạy êm của xe, vì nó làm cho nhíp

bị giảm tính chịu uốn. Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho các xe tải.

Khi nhíp nẩy lên, độ võng giữ cho các lá nhíp khít với nhau, ngăn không

cho đất, cát... lọt vào giữa các lá nhíp và gây mài mòn.

- Biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp

Đặt các miếng đệm chống ồn vào giữa các lá nhíp, ở phần đầu lá, để

chúng dễ trượt lên nhau. Mỗi lá nhíp cũng được làm vát hai đầu để chúng tạo ra

một áp suất thích hợp khi tiếp xúc với nhau.

b. Nhíp phụ

Các xe tải và xe chịu tải trọng thay đổi mạnh cần dùng thêm nhíp phụ. Nhíp

phụ được lắp trên nhíp chính. Với tải trọng nhỏ thì chỉ nhíp chính làm việc, nhưng

khi tải trọng vượt quá một trị số nào đó thì cả hai nhíp chính và phụ đều làm việc.

Hình 1.19. vị trí của nhíp phụ

19

c. Lò xo trụ:

Các lò xo được làm bằng thanh thép lò xo đặc biệt. Khi đặt tải trọng lên một

lò xo, toàn bộ thanh thép bị xoắn khi lò xo co lại. Nhờ vậy năng lượng của ngoại

lực được tích lại, và chấn động được giảm bớt.

* Đặc điểm của lò xo trụ:

- Tỷ lệ hấp thu năng lượng tính cho một đơn vị khối lượng cao hơn so với

loại lò xo lá (nhíp).

- Có thể chế tạo các lò xo mềm.

- Vì không có ma sát giữa các lá như ở nhíp nên cũng không có khả năng

tự khống chế dao động, vì vậy phải sử dụng thêm bộ giảm chấn.

- Vì không chịu được lực theo phương nằm ngang nên cần phải có các cơ cấu

liên kết để đỡ trục bánh xe (đòn treo, thanh giằng ngang...)

d. Lò xo phi tuyến tính

Hình 1.20. Lò xo phi tuyến và đường đặc tính tải trọng

Nếu lò xo trụ được làm từ một thanh thép có đường kính đồng đều thì toàn

bộ lò xo sẽ co lại đồng đều, tỷ lệ với tải trọng. Nghĩa là, nếu sử dụng lò xo mềm

thì nó không chịu được tải trọng nặng, còn nếu sử dụng lò xo cứng thì xe chạy

không êm với tải trọng nhỏ.

Giáo trình Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống di chuyển - Nghề: Công nghệ ô tô