Nghiên cứu và Xây dựng Quy trình Khắc Phục Rung Ồn Hệ Thống Phanh Ô Tô Toyota Vios | Môn Dao động và tiếng ồn - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BÁO CÁO MÔN DAO ĐỘNG VÀ TIẾNG ỒN
Đề tài:NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG QUY TRÌNH KHẮC PHỤC
RUNG, ỒN TRÊN HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYATA VIOS
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. Nguyễn Mạnh Cường
NHÓM THỰC HIỆN: Nhóm 1 Huỳnh Tấn Bửu 22145315 Nguyễn Bá Trọng 22145495 Phan Quách Thái Duy 22145327 Nguyễn Anh Dũng 22145335
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 10 năm 2024 lOMoAR cPSD| 58707906
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN ĐIỆN Ô TÔ
TP. HCM, ngày 13 tháng 10 năm 2024
DANH SÁCH NHÓM THỰC HIỆN BÁO CÁO
HỌC KỲ I NĂM HỌC 2023-2024 1. Mã lớp môn học: 2.
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mạnh Cường
3. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG QUY TRÌNH KHẮC PHỤC
RUNG, ỒN TRÊN HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYATA VIOS 4.
Danh sách nhóm làm thực hiện báo cáo: STT HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN Mã số sinh Tỷ lệ tham gia % Kí tên viên 1 Huỳnh Tấn Bửu 22145315 100% 2 Nguyễn Bá Trọng 22145495 100% 3 Phan Quách Thái Duy 22145327 100% 4 Nguyễn Anh Dũng 22145335 100%
- Tỷ lệ % = 100% Nhận xét của giáo viên:
…………………………………………………………………………………………… lOMoAR cPSD| 58707906
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… Tháng 10 năm 2024
Giáo viên chấm điểm lOMoAR cPSD| 58707906 Mục lục
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DAO ĐỘNG TRÊN Ô TÔ ................................................................................................. 5
1.1. Khái niệm dao động và rung động trong xe ô tô .............................................................................................................. 5
1.2. Phân loại các dạng dao động của xe ô tô .......................................................................................................................... 6
1.3. Nguyên nhân chính gây dao động trong ô tô .................................................................................................................... 7
1.4. Ảnh hưởng của dao động ................................................................................................................................................. 8
1.5. Các tiêu chuẩn đánh giá dao động trên ô tô ...................................................................................................................... 9
1.6. Chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động ...................................................................................................................... 10
1.7. Đánh giá cảm giác theo công suất dao động .................................................................................................................. 12
1.8. Chỉ tiêu đối với hàng hoá ............................................................................................................................................... 14
1.9. Rung động và tiếng ồn trong xe ô tô .............................................................................................................................. 16
1.9.1 Tiếng ồn và rung động trên xe ...................................................................................................................... 16
1.9.2 Âm thanh ....................................................................................................................................................... 16
1.9.3. Dải tần số ..................................................................................................................................................... 16
1.10. Đặc điểm và đường truyền ........................................................................................................................................... 17
1.11. Tác hại của tiếng ồn và rung động đến sức khỏe và xe ................................................................................................ 17
1.12. Ảnh hưởng của hệ thống phanh đến tiếng ồn và rung động ......................................................................................... 18
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TOYOTA VIOS .................................................................................. 19
2.1. Khái niệm và phân loại về hệ thống phanh .................................................................................................................... 19
2.2. Phanh tang trống ............................................................................................................................................................. 20
2.2.1. Cấu tạo phanh tang trống ........................................................................................................................................... 21
2.2.2. Nguyên lý hoạt động của phanh tang trống xe ô tô ..................................................................................................... 21
2.2.3. Ưu - nhược điểm .......................................................................................................................................................... 21
2.3. Phanh đĩa ........................................................................................................................................................................ 22
2.3.1. Nguyên lý hoạt động .................................................................................................................................... 23
2.3.2. Ưu - nhược điểm của phanh đĩa .................................................................................................................. 24
2.4. So sánh phanh tang trống và phanh đĩa trên Toyota Vios ............................................................................................... 24
2.5. Phanh tay cơ khí ............................................................................................................................................................. 27
2.5.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động trong Toyota Vios ..................................................................................................... 27
2.5.2. Lợi ích của phanh tay điện tử trong Toyota Vios ........................................................................................................ 28
2.6. Đánh giá tác động của phanh Toyota Vios đến rung động và tiếng ồn ........................................................................... 29
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA PHANH ĐẾN SỰ RUNG ỒN TRÊN ÔTÔ ..................................... 30
3.1. Nguyên nhân .......................................................................................................................................................... 30
3.1.1. Độ mòn của ma phanh................................................................................................................................................. 30
3.1.2. Vật thể lạ giữa rô-tô và kẹp phanh .............................................................................................................................. 32
3.1.3. Không thường xuyên sử dụng xe ................................................................................................................................. 33
3.1.4. Mòn ổ đĩa rô tô ............................................................................................................................................................ 33
3.1.5. Vòng bi bánh xe bị hỏng ............................................................................................................................................. 34
3.1.6. Chốt kẹp phanh thiếu dầu bôi trơn .............................................................................................................................. 34
CHƯƠNG 4. CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ THỐNG PHANH ĐẾN RUNG ỒN TRÊN Ô
TÔTOYOTA VIOS ............................................................................................................................................................... 35
4.1. Bố phanh bị mòn .................................................................................................................................................... 35
4.2. Mức dầu phanh thấp ............................................................................................................................................... 37
4.3. Bàn đạp phanh nhẹ ................................................................................................................................................. 38
4.4. Phanh mòn không đều ............................................................................................................................................ 38
4.5. Bàn đạp phanh bị cứng ........................................................................................................................................... 39
4.6. Phanh kém hiệu quả: .............................................................................................................................................. 41
4.7. Đĩa phanh bị cong hoặc mòn .................................................................................................................................. 42
Tài liệu kham khảo ................................................................................................................................................................ 43 lOMoAR cPSD| 58707906
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DAO ĐỘNG TRÊN Ô TÔ
1.1. Khái niệm dao động và rung động trong xe ô tô
Ô tô có thể được coi là một hệ dao động cơ học phức tạp, gồm nhiều khối lượng liên
kết với nhau và tương tác với bề mặt đường, vốn có biên dạng không đều. Trong lý
thuyết dao động ô tô, để đơn giản hóa việc nghiên cứu, người ta thường giả định rằng
khối lượng của ô tô là khối lượng tập trung và được chia thành hai phần: khối lượng
được treo và khối lượng không được treo.
Khối lượng được treo là phần khối lượng của thân xe và các chi tiết được đỡ bởi hệ
thống lò xo và giảm chấn. Đây là bộ phận quan trọng giúp giảm thiểu ảnh hưởng của
dao động từ bề mặt đường lên thân xe, tạo cảm giác thoải mái cho hành khách. Hệ
thống treo này hoạt động như một bộ lọc giúp cách ly phần thân xe khỏi các rung động,
giảm thiểu sự tác động của các chướng ngại và thay đổi địa hình trên đường. lOMoAR cPSD| 58707906
Khối lượng không được treo bao gồm các thành phần không chịu tác động trực tiếp
từ hệ thống lò xo, như cầu xe, bánh xe và các bộ phận liên quan khác. Các khối lượng
này tiếp xúc trực tiếp với mặt đường và chịu tác động từ dao động của mặt đường,
truyền lực và rung động lên hệ thống treo và thân xe. Khối lượng không được treo có
ảnh hưởng đáng kể đến khả năng vận hành và độ ổn định của xe, đặc biệt khi xe di
chuyển trên địa hình gồ ghề.
Sự phân chia giữa khối lượng được treo và không được treo giúp các kỹ sư nghiên
cứu và cải tiến hệ thống treo, nhằm tối ưu hóa trải nghiệm lái và độ an toàn của xe khi
vận hành trên những điều kiện đường xá khác nhau.
1.2. Phân loại các dạng dao động của xe ô tô
Dao động quanh trục dọc OX (Sự lắc ngang): Đây là dạng dao động xảy ra khi xe
lắc qua lại quanh trục dọc OX, thường xuất hiện khi chỉ một bánh xe bị ảnh hưởng bởi
các yếu tố như ổ gà hoặc đoạn đường mấp mô. Ví dụ, khi bánh trước bên trái của xe rơi
xuống ổ gà, thân xe sẽ nghiêng về phía đó, tạo ra sự lắc ngang. Loại dao động này có
ảnh hưởng lớn đến độ êm ái khi di chuyển, đặc biệt trong các tình huống đi qua các
đoạn đường không bằng phẳng. Nếu dao động quá mạnh, nó có thể gây ra cảm giác khó
chịu cho người lái và hành khách, đồng thời làm giảm sự ổn định của xe khi vào cua
hoặc tránh chướng ngại vật. lOMoAR cPSD| 58707906
Dao động quanh trục ngang OY (Sự lắc dọc): Loại dao động này là sự chuyển động
lên xuống của phần trước hoặc phần sau của xe quanh trục ngang OY, đi qua trọng tâm
của ô tô. Dao động này thường xuất hiện khi cả hai bánh xe trước hoặc sau cùng đi qua
vết lồi hoặc vết lõm trên đường. Ví dụ, khi cả hai bánh trước cùng đè lên một đoạn lồi
trên mặt đường, phần trước xe sẽ nâng lên, và khi vượt qua, nó sẽ lún xuống. Điều này
gây ra sự lắc dọc và có thể tạo cảm giác chòng chành, ảnh hưởng đến sự cân bằng và sự
an toàn khi xe phanh gấp hoặc di chuyển nhanh qua địa hình gồ ghề.
Dao động lên xuống theo trục thẳng đứng OZ (Sự nhún): Dao động này là sự
chuyển động lên xuống của toàn bộ xe theo trục thẳng đứng OZ. Nó xuất hiện khi xe di
chuyển qua các đoạn đường không bằng phẳng và toàn bộ khung xe phải đối mặt với
các lực tác động từ mặt đường. Loại dao động này thường gặp nhất khi xe di chuyển
trên địa hình gồ ghề hoặc đường xấu, khiến toàn bộ xe lên xuống theo nhịp của mặt
đường. Dao động nhún này có thể ảnh hưởng nhiều đến sự thoải mái của hành khách,
đặc biệt khi hệ thống treo không đủ khả năng giảm chấn hiệu quả.
Dao động quanh trục thẳng đứng OZ (Sự xoay đứng): Đây là dạng dao động xảy ra
khi thân xe xoay quanh trục thẳng đứng OZ, khiến xe di chuyển sang trái hoặc sang
phải. Loại dao động này thường xuất hiện khi xe vào cua hoặc khi xe bị tác động bởi
các lực từ bên ngoài, như gió mạnh hoặc lực ly tâm. Sự xoay đứng này có thể gây mất
cân bằng cho xe nếu không được kiểm soát tốt, làm giảm độ ổn định khi vào cua hoặc
khi xe bị tác động bởi các lực từ bên ngoài.
1.3. Nguyên nhân chính gây dao động trong ô tô
Trong quá trình vận hành, ô tô chịu tác động từ nhiều yếu tố khác nhau gây ra các
dao động và rung động, ảnh hưởng đến cả độ êm ái và độ an toàn khi xe di chuyển. Các
yếu tố này bao gồm độ lệch tâm và hình dạng không đồng đều của bánh xe, độ không
cân bằng của các bộ phận quay, cũng như các ngoại lực phát sinh khi tăng tốc, phanh,
và vào cua. Tuy nhiên, một trong những nguyên nhân lớn nhất gây ra dao động của ô tô
chính là sự không bằng phẳng của mặt đường.Độ lệch tâm và hình dạng không đồng
đều của bánh xe: Bánh xe không hoàn hảo về mặt hình học là một trong những nguyên
nhân phổ biến gây ra dao động. Khi bánh xe bị lệch tâm hoặc có hình dạng không đồng
đều, mỗi vòng quay của bánh tạo ra các lực không cân bằng, làm cho xe rung lắc theo
chu kỳ. Những lực này thường tạo ra dao động với tần số cao và có thể lan truyền từ
bánh xe lên hệ thống treo, khung xe và cuối cùng đến hành khách. Điều này không chỉ
làm giảm sự thoải mái mà còn ảnh hưởng đến độ bền của các chi tiết trên xe. ⚫
Độ không cân bằng của các chi tiết quay: Ngoài bánh xe, các chi tiết quay
trong động cơ và hệ thống truyền lực cũng là nguồn gốc của sự dao động nếu không lOMoAR cPSD| 58707906
được cân bằng tốt. Ví dụ, các bánh răng, trục khuỷu, hoặc trục truyền động nếu không
cân bằng sẽ tạo ra rung động trong quá trình quay. Các dao động này có thể ảnh hưởng
đến hệ thống truyền lực, dẫn đến sự hao mòn không đều của các bộ phận và giảm hiệu
suất hoạt động. Đồng thời, chúng cũng làm tăng tiếng ồn và giảm độ êm ái trong khoang lái. ⚫
Các ngoại lực khi tăng tốc, phanh và vào cua: Khi ô tô tăng tốc, phanh hoặc
quay vòng, các lực tác động lên xe thay đổi đột ngột, gây ra những dao động không
mong muốn. Khi tăng tốc, lực quán tính đẩy thân xe ra phía sau, tạo ra dao động dọc
theo trục OY (lắc dọc). Ngược lại, khi phanh, lực quán tính khiến thân xe lún xuống
phía trước, tạo cảm giác chòng chành. Khi vào cua, lực ly tâm làm cho xe nghiêng sang
một bên, tạo ra sự lắc ngang quanh trục OX. Những dao động này nếu không được kiểm
soát hiệu quả có thể làm giảm sự ổn định của xe, ảnh hưởng đến an toàn khi vận hành. ⚫
Mấp mô từ mặt đường: Mặt đường không bằng phẳng là yếu tố lớn nhất và
phổ biến nhất gây ra dao động của ô tô. Khi xe di chuyển qua các đoạn đường có ổ gà,
lồi lõm, hoặc các chướng ngại vật nhỏ, hệ thống treo phải hấp thụ các dao động sinh ra
từ sự va chạm giữa bánh xe và mặt đường. Những dao động này có thể là dao động lên
xuống theo trục thẳng đứng OZ (sự nhún), dao động quanh trục dọc OX (lắc ngang)
hoặc dao động quanh trục thẳng đứng OZ (sự xoay đứng). Hệ thống treo không đủ khả
năng hấp thụ những lực này sẽ khiến xe lắc mạnh, giảm độ êm ái và tăng nguy cơ mất
ổn định. Những đoạn đường gồ ghề cũng làm cho bánh xe mất độ bám, gây nguy hiểm khi phanh hoặc vào cua.
Trong tất cả các yếu tố gây dao động, mấp mô và biên dạng đường đóng vai trò
chính và có tác động lớn nhất đến sự dao động của ô tô. Mặc dù các dao động từ hệ
thống quay và ngoại lực khi phanh, tăng tốc hoặc vào cua đều ảnh hưởng đến xe, nhưng
biên dạng mặt đường mới thực sự là nguyên nhân chính khiến xe dao động liên tục
trong quá trình di chuyển. Địa hình phức tạp không chỉ làm giảm độ êm ái, mà còn gây
ra hao mòn nhanh chóng cho hệ thống treo, bánh xe, và các chi tiết liên quan khác. Vì
vậy, các kỹ sư ô tô luôn chú trọng đến việc cải tiến hệ thống treo và khung gầm để giảm
thiểu tối đa các dao động từ mặt đường, đảm bảo xe hoạt động an toàn và hiệu quả trên mọi địa hình.
1.4. Ảnh hưởng của dao động
Đối với con người và hàng hóa:
Đối với con người, khi ô tô di chuyển, các dao động tạo ra các tác động lên cơ thể
người ngồi trên xe, khiến cơ thể trải qua các dao động riêng tắt dần và dao động cưỡng
bức. Những dao động này gây ra cảm giác khó chịu, mệt mỏi và căng thẳng, làm ảnh
hưởng đến tâm sinh lý. Khi chịu tác động dao động liên tục, cơ thể có thể mất cân bằng, lOMoAR cPSD| 58707906
gây giảm hiệu suất làm việc và lâu dài có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Những cảm
giác khó chịu này đặc biệt rõ rệt trong các chuyến đi dài hoặc khi xe di chuyển trên địa hình không bằng phẳng.
Về mặt hàng hóa, dao động mạnh có thể làm hỏng các sản phẩm nhạy cảm hoặc gây
xáo trộn hàng hóa trong quá trình vận chuyển. Ngoài ra, đối với các bộ phận của xe, dao
động không được kiểm soát sẽ làm gia tăng mài mòn, giảm tuổi thọ của các cụm chi
tiết, làm hỏng hệ thống treo, lốp xe và các bộ phận liên quan, khiến xe cần được bảo
dưỡng thường xuyên hơn. Đối với xe:
Dao động của ô tô có tác động trực tiếp đến độ bền và tuổi thọ của xe cũng như
chất lượng của mặt đường. Khi xe dao động, các tải trọng động phát sinh và tác dụng
lên khung vỏ, các cụm chi tiết, hệ thống của xe, cũng như bề mặt đường. Điều này gây
ra sự hao mòn nhanh chóng và làm giảm tuổi thọ của xe.
Theo các số liệu thống kê, khi ô tô di chuyển trên các đoạn đường xấu và gồ ghề, so
với việc di chuyển trên đường tốt và bằng phẳng, vận tốc trung bình của xe có thể giảm
từ 40-50%. Quãng đường giữa hai lần sửa chữa lớn cũng giảm từ 35-40%, trong khi
mức tiêu hao nhiên liệu tăng lên từ 50-70%. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến năng
suất vận chuyển, làm giảm từ 35-40%, mà còn khiến giá thành vận chuyển tăng lên từ 50-60%.
Đối với các chi tiết của ô tô, tác động của dao động càng rõ rệt hơn. Gia tốc dao
động tạo ra các tải trọng quán tính, và nếu tần số dao động của xe trùng với tần số tự
nhiên của các chi tiết, hiện tượng cộng hưởng có thể xảy ra, gây hư hỏng nặng cho
khung vỏ và các bộ phận khác của xe. Điều này làm giảm đáng kể độ bền của các chi
tiết, đòi hỏi việc bảo dưỡng và sửa chữa thường xuyên hơn, đồng thời ảnh hưởng đến
hiệu quả và chi phí vận hành của xe.
1.5. Các tiêu chuẩn đánh giá dao động trên ô tô
Từ những tác động tiêu cực của dao động đối với con người và xe, việc thiết lập các
chỉ tiêu đánh giá độ dao động của xe trở nên vô cùng quan trọng. Trước đây, việc đánh
giá chủ yếu dựa trên hai chỉ tiêu chính là độ êm dịu và tải trọng động , phản ánh ảnh
hưởng đến tuổi thọ của các chi tiết trên xe. Ngày nay, việc đánh giá dao động của ô tô
đã được mở rộng và tinh chỉnh hơn, với các tiêu chí sau: ✓
Độ êm dịu: Đánh giá khả năng giảm rung, đảm bảo sự thoải mái cho hành khách. ✓
Ảnh hưởng đối với con người: Đo lường tác động của dao động lên sức khỏe
và cảm giác của người lái cũng như hành khách. lOMoAR cPSD| 58707906 ✓
Ảnh hưởng đối với hàng hóa: Đảm bảo sự an toàn và nguyên vẹn của hàng hóa
trong suốt quá trình vận chuyển. ✓
Tải trọng động: Xác định ảnh hưởng của dao động đến các chi tiết cơ khí và tuổi thọ của xe. ✓
An toàn chuyển động và tải trọng nền đường: Đảm bảo khả năng vận hành an
toàn và giảm thiểu tác động lên mặt đường. ✓
Độ bền chi tiết: Đánh giá mức độ dao động ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ
của các bộ phận trên xe. ✓
Mức độ thân thiện với mặt đường: Đánh giá sự tương thích của xe với các điều
kiện mặt đường khác nhau. ✓
An toàn động lực: Đảm bảo xe duy trì được sự ổn định và an toàn khi chuyển động. ✓
Không gian bố trí treo: Đánh giá cách hệ thống treo được thiết kế và bố trí để
giảm thiểu tối đa dao động, tăng độ ổn định và thoải mái khi di chuyển.
1.6. Chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động
Để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô, các nước có nền công nghiệp ô tôhàng
đầu trên thế giới đã đưa ra các chỉ tiêu đánhgiá độ êm dịu khác nhau. Dựa vào các công
trình nghiên cứu của nước ngoài và các tài liệu của viện khoa học kĩ thuật bảo hộ lao
động Việt Nam, đưa ra một số chỉ tiêu đặc trưng cho độ êm dịu chuyển động của ô tô như sau:
a.Chỉ tiêu về tần số:
Con người khi tham gia vào giao thông cũng là một hệ dao động, di chuyển là hoạt
động thường xuyên của con người đã trở thành một thói quen. Khi con người di chuyển
tương đương với hệ thực hiện dao động, số lần bước trong một phút thường trong
khoảng 60-85 bước, tương ứng với tần số dao động khoảng 1-1,5Hz. Vậy nên từ thói
quen đó con người chịu dao động hợp lýtrong khoảng tần số vừa nêu trên. Khi đánh giá
độ êm dịu chuyển động của ô tô với các điều kiện mặt đường cũng như kết cấu cụ thểthì
tần số dao động của ô tô phải nằm trong giới hạn 1-1,5 Hz,thường lấy chuẩn để đánh giá
dao động của ô tô như sau:
Đối với xe du lịch n = 60-85 (dđ/ph)
Đối với xe vận tải n = 85-120 (dđ/ph). lOMoAR cPSD| 58707906
b.Chỉ tiêu về gia tốc dao động.
Các thí nghiệm kéo dài trong 8 giờ liền cho thấy nhạy cảm hơn cả đối với người là dải
tần 4-8 Hz. Trong dải tần số này các giá trị cho phép của toàn phương gia tốc như sau [1]. Dễ chịu : 0,1 (m/s2)
Gây mệt mỏi : 0,315 (m/s2)
Gây ảnh hưởng tới sức khỏe : 0,63 (m/s2)
Các số liệu trên có thể xem là gần đúng để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô
tô, bởi vì nó dựa trên cơ sở số liệu thống kê. Mặt khác, điều quan trọng hơn là dao động
ô tô truyền cho con người thực chất là tác động ngẫu nhiên với dải tần số rộng và phức
tạp cả theo hướng tác dụng.
c.Chỉ tiêu dựa trên số liệu cảm giác theo gia tốc và vận tốc dao động.
Người ta đánh giá cảm giác của con người khi chịu dao động dựa trên hệ số độ êm
dịu chuyển động K. Hệ số này phản ánh mức độ thoải mái của con người khi ngồi trên
xe, và nó phụ thuộc vào các yếu tố như tần số dao động, gia tốc hoặc vận tốc dao động,
phương dao động (thẳng đứng hoặc ngang), và thời gian dao động tác động lên cơ thể. .
Hình 1.2. Các đường cong cảm giác như nhau ở dao động điều hoà lOMoAR cPSD| 58707906
Cụ thể, K càng nhỏ thì con người càng dễ chịu đựng được dao động. Khi K = 0.1,
dao động chỉ tương ứng với ngưỡng kích thích – tức mức độ dao động mà con người bắt
đầu cảm nhận được. Khi phải ngồi trên xe trong thời gian dài, hệ số K thường dao động
từ 10 đến 25, còn với thời gian ngắn, hệ số này có thể cao hơn, nằm trong khoảng 25- 63.
Những công thức và số liệu đưa ra ở trên là ứng với tác động lên con người là hàm điều hoà.
1.7. Đánh giá cảm giác theo công suất dao động
Chỉ tiêu này dựa trên giả thiết rằng: cảm giác của con người khi dao động phụ thuộc
vào trị số của công suất dao động truyền cho con người.
Công suất trung bình truyền đến con người sẽ là: lim 1 Nc dt T Trong đó:
p(t)- Lực tác động lên con người khi dao động. v- Vận tôc dao động.
Số liệu thực nghiệm theo giá trị cho phép [Nc].
+ [Nc] = 0,2 0,3 (W) – tương ứng với cảm giác thoải mái.
+ [Nc] = 6 10 (W) – là giới hạn cho phép đối với ôtô có tính năng thông qua cao.
Ưu điểm: cơ bản của chỉ tiêu này là nó cho phép kể đến tác dụng đồng thời của dao
động với các tần số khác nhau và theo các hướng khac nhau.
Năng lượng tổng cộng truyền đến con người có thể xác định như sau: n
Nc=∑❑( Kzi Z¨ 2ci+K zci Z¨ cci2+K xi X¨ 2ci+K yiY¨ 2ci) i=1 lOMoAR cPSD| 58707906 Trong đó:
K(x,y, z)i : hệ số hấp thụ
: gia tốc dao động thẳng đứng truyền qua chân.
: gia tốc dao động thẳng đứng truyền qua ghế ngồi. : gia tốc hướng dọc.
: gia tốc theo hướng ngang.
Các số liệu nhận được phản ánh tính phức tạp của sự cảm thụ dao động của con người.
Chúng ta có thể đưa ra kết luận chung: những tác động phụ truyền qua chân không lớn
như những tác động truyền qua ghế ngồi. Bởi vì trong tư thế đứng tác động của dao động
bị yếu đi bởi các khớp xương của chân.
Trong điều kiện Việt Nam hiện nay khó có thể tính toán đo đạc được toàn bộ giá trị
của gia tốc theo ba phương X, Y, Z. Vì vậy chỉ tiêu công suất trên nêu ra chỉ mang tính
tham khảo. Hy vọng có một lúc nào đó khi công nghệ tiến cao hơn chúng ta có thể sử
dụng chỉ tiêu công suất đề đánh gia độ êm dịu chuyển động. n Nc=∑❑K yi i=1
Đánh giá cảm giác theo gia tốc dao động và thời gian tác động của nó.
Tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hoá ISO đưa ra năm 1969 cho phép đánh giá tác dộng
của dao động đến con người trên xe.
Khi đánh giá cảm giác, ISO đã sử dụng dao động thẳng đứng điều hoà tác động lên
người ngồi hay đứng trong vòng 8 giờ. Nếu tần số kích động nằm trong khoảng nhạy cảm
nhất với dao động của con người (4 8 Hz) thì gia tốc bình phương trung bình theo các mức là: lOMoAR cPSD| 58707906
Giới hạn tác động của dao động thẳng đứng (các đường cong có cùng thời gian tác
động) phụ thuộc vào gia tốc dao động thẳng đứng và tần số đối với con người khi ngồi
và đứng trên xe theo tiêu chuẩn ISO/DIS 2631 A
Hình 1.3. Giới hạn tác động của dao động Thoải mái 0,1 m/s2 Mệt mỏi cho phép 0,315 m/s2 Giới hạn cho phép 0,63 m/s2
1.8. Chỉ tiêu đối với hàng hoá
Đối với xe tải là phương tiện chở hàng nên ngoài độ êm dịu cho lái xe cần có độ êm
dịu cần thiết cho hàng hoá. Chỉ tiêu an toàn hàng hoá theo [5] do Hiệp hội đóng gói Đức
BFSV nêu ra theo bảng dưới. Dựa vào đó, với nghiên cứu ảnh hưởng của dao động với
đường Mitschke đề ra ngưỡng cho an toàn hàng hoá như sau:
amax= 3m/s2 là giới hạn cảnh báo. amax=
5m/s2 là giới hạn can thiệp. lOMoAR cPSD| 58707906
Giới hạn cảnh báo là tại đó hệ thống treo hoặc đường xá đã hỏng đến mức phải sửa
chữa. Giới hạn can thiệp là tại đó đường xá đã hỏng nặng buộc các nhà quản lý giao thông phải sửa chữa ngay.
Đối với với các hàng hoá trên thùng xe không có kẹp giữ, dây buộc thường yêu cầu
gia tốc ở sàn xe không vượt quá gia tốc trọng trường Xuất phát từ giá trị này yều cầu giá
trị bình phương trung bình của gia tốc không vựơt quá (0.15- 0.3)g. BFSV
Ảnh hưởng đến hàng hóa Thường xuyên Không thường xuyên
Zmax m/s2 Tần Tần số số Zmad 2 m/ Hz Hz s2 Xe tải 0.5 g 2-16 1-2g 30100 0.3 g 2-16 - - Tàu hoả Máy bay 0.2 g - 0.3 g 130 Tàu thủy 0.1 g 8 0.4 g -
Bảng 1: Bảng chi tiêu về an toàn hang hóa lOMoAR cPSD| 58707906
1.9. Rung động và tiếng ồn trong xe ô tô
Khi động cơ hoạt động và xe di chuyển trên đường, các chi tiết trong xe sẽ rung và
tạo ra tiếng ồn. Tiếng ồn này ảnh hưởng không tốt đến cả người ngồi trong xe và môi
trường xung quanh. Đặc biệt, khi xe di chuyển trên đường cao tốc, nếu vô lăng hoặc
thân xe bị rung, kèm theo âm thanh lạ từ một điểm không rõ, người lái có thể cảm thấy
lo lắng không chỉ vì sự khó chịu mà còn do lo ngại về các sự cố tiềm ẩn, mặc dù hiện
tượng này không ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của xe.
1.9.1 Tiếng ồn và rung động trên xe
Về cơ bản, rung động và âm thanh có bản chất tương tự nhau, đều là sự dao động
của môi trường. Âm thanh là sự rung động của không khí, cả rung động và âm thanh
đều được biểu thị bằng sóng, với tần số là số lần dao động trong một giây. 1.9.2 Âm thanh
Âm thanh được tạo ra khi dao động nằm trong một dải tần số và cường độ nhất định.
1.9.3. Dải tần số
H1.4: Phân loại âm thanh theo tần số
Tần số âm thanh mà tai người có thể nghe được nằm trong khoảng từ 16 Hz đến 20
kHz. Trong các thiết bị điện âm, tần số từ 20 Hz đến 20 kHz được gọi là dải tần âm. Các
đặc trưng của tiếng nói thường nằm trong dải tần từ 10 Hz đến khoảng 4 – 4,5 kHz, do
đó, kỹ thuật xử lý âm thanh tiếng nói chủ yếu sử dụng dải tần này. lOMoAR cPSD| 58707906
1.10. Đặc điểm và đường truyền Đặc điểm: ⚫
Tiếng ồn bên ngoài: Đây là phần năng lượng âm thanh từ ô tô phát ra môi
trường xung quanh, còn gọi là tiếng ồn bên ngoài (exterior noise). Tiếng ồn này là nguyên
nhân chính gây ra ô nhiễm âm thanh trong giao thông, đặc biệt tại các khu đô thị và các vùng lân cận. ⚫
Tiếng ồn bên trong: Đây là phần năng lượng âm thanh được truyền vào không
gian bên trong xe khi xe đóng kín (interior noise). Tiếng ồn bên trong xe là sự kết hợp
của nhiều nguồn ồn và rung động khác nhau, được truyền qua nhiều đường, gây ra sự
thay đổi áp suất không khí và dẫn đến tiếng ồn trong khoang hành khách.
Hai đường truyền gây ra tiếng ồn bên trong: ⚫
Theo đường truyền qua không khí (air-borne): Tiếng ồn được truyền trực tiếp
từ các nguồn phát ra vào không khí và sau đó vào khoang xe. ⚫
Theo đường truyền cơ - âm học (structure-borne):Các rung động từ nhiều
nguồn khác nhau làm các bộ phận của vỏ xe rung động liên tục, tạo ra tiếng ồn.
1.11. Tác hại của tiếng ồn và rung động đến sức khỏe và xe
Tác hại của tiếng ồn đến sức khỏe con người Tiếng ồn lớn và liên tục có thể gây ra
căng thẳng, mệt mỏi, làm giảm khả năng tập trung, đặc biệt trong môi trường lái xe.
Tiếp xúc với tiếng ồn lâu dài có thể làm tổn thương thính giác, dẫn đến mất thính lực.
Ngoài ra, tiếng ồn cũng gây rối loạn giấc ngủ, làm mất cân bằng tâm lý, gây ra các vấn
đề như lo âu, trầm cảm. Về mặt thể chất, tiếng ồn cao có thể làm tăng nguy cơ mắc các
bệnh liên quan đến tim mạch như tăng huyết áp và đột quỵ.
Tác hại của rung động đến sức khỏe con người: Rung động liên tục khi lái xe có thể
gây mệt mỏi cho cơ thể, đặc biệt là các cơ và khớp, ảnh hưởng đến hệ thống xương và
cơ bắp. Rung động quá mức có thể dẫn đến căng thẳng cơ học, gây đau lưng, cổ và các lOMoAR cPSD| 58707906
vấn đề về cột sống. Đồng thời, rung động mạnh cũng có thể làm giảm khả năng tập
trung và phản ứng của người lái, tạo cảm giác khó chịu và căng thẳng, từ đó tăng nguy cơ tai nạn giao thông.
Rung động mạnh có thể làm mòn và lỏng các chi tiết cơ khí, giảm tuổi thọ các bộ
phận như hệ thống treo và động cơ. Điều này không chỉ làm giảm sự thoải mái khi lái
xe mà còn gây hỏng hóc khung gầm và động cơ, tăng chi phí sửa chữa và bảo dưỡng.
Hơn nữa, rung động ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành, khiến xe tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn.
1.12. Ảnh hưởng của hệ thống phanh đến tiếng ồn và rung động
Rung động xảy ra khi đạp phanh thường cho thấy trống phanh hoặc đĩa phanh có
vấn đề, chẳng hạn như bị cong, vênh hoặc mòn không đều trên bề mặt. Khi các chi tiết
này không còn bằng phẳng, quá trình tiếp xúc giữa má phanh và bề mặt phanh trở nên
không đồng đều, dẫn đến rung động khi phanh. Một nguyên nhân khác có thể là do bề
mặt trống phanh hoặc đĩa phanh bị bám bụi bẩn, dầu mỡ hoặc các tạp chất. Khi phanh ở
tốc độ cao, lực tác động từ má phanh lên các chi tiết quay như đĩa hoặc trống phanh
không đều, làm xuất hiện lực va đập lớn, gây ra hiện tượng rung giật rõ ràng hơn.
Rung động này không chỉ ảnh hưởng đến sự thoải mái của người lái mà còn có thể
làm giảm hiệu quả phanh, dẫn đến nguy cơ mất an toàn. Hiện tượng này cũng là dấu
hiệu cảnh báo rằng hệ thống phanh cần được kiểm tra và bảo trì kịp thời để tránh hư
hỏng nghiêm trọng hơn và đảm bảo khả năng vận hành ổn định của xe. lOMoAR cPSD| 58707906
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TOYOTA VIOS
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 trò quan trọng nhất. Một chiếc
xe hệ thống phanh hoạt động không tốt sẽ dễ gây ra tai nạn đáng tiếc do không kiểm soát 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 tô 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 không
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. lOMoAR cPSD| 58707906 Hình 2.1. Hệ thống phanh
Phanh chân trên xe ô tô 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.