Cục Đăng kiểm Việt Nam Tóm tắt

Vành hợp kim nhẹ là một linh kiện quan trọng đối với an toàn chuyển động của ô tô khi hoạt động trong các điều kiện mặt đường khác nhau, ở các chế độ tốc độ và tải thay đổi. Ngoài việc đảm bảo độ bền mỏi góc và độ bền mỏi hướng tâm, vành hợp kim còn phải đảm bảo độ bền va đập. Bài báo này trình bày phương pháp thử nghiệm và giới thiệu thiết bị thử độ bền va đập của vành hợp kim nhẹ ô tô.

Trên thế giới, vành hợp kim nhẹ được dùng phổ biến trên các xe ôtô con loại M1. Vành hợp kim nhẹ là một linh kiện quan trọng đối với an toàn chuyển động của ô tô khi hoạt động trong các điều kiện mặt đường khác nhau, ở các chế độ tốc độ và tải thay đổi. Vành hợp kim có nhiều ưu điểm như: bề mặt đẹp với nhiều tạo hình khác nhau, khối lượng riêng nhỏ hơn vành thép, có tính chống ăn mòn nên được sử dụng rất phổ biến trên các loại xe con. Bên cạnh đó, vành hợp kim cũng có một số nhược điểm như: có tính giòn do được đúc bằng hợp kim nhôm hoặc magiê, tính đàn hồi kém, độ bền và độ cứng thấp hơn vành thép. Do đó, cần thiết phải kiểm tra độ bền vành hợp kim, trong đó thử nghiệm độ bền va đập là một hạng mục quan trọng. Ở các nước có nền công nghiệp phát triển như Mỹ, Nhật, Châu Âu thì vành hợp kim ô tô là đối tượng bắt buộc phải kiểm tra, thử nghiệm trước khi lắp lên phương tiện bán ra thị trường. Một số tiêu chuẩn để kiểm soát chất lượng vành hợp kim nhẹ ô tô trên thế giới: ECE R124, ISO 7141:2005, AS 1638:1991 - NZS 5419:1991, tại Việt Nam có quy chuẩn QCVN 78:2014/BGTVT.

Hiện nay, thiết bị thử độ bền va đập của vành hợp kim nhẹ ô tô đã được sản xuất và bán tại các nước có nền công nghiệp phát triển, tuy nhiên giá thành rất cao. Nhằm tiết kiệm kinh phí khi nhập khẩu thiết bị nhưng vẫn đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế, khu vực và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 78:2014/BGTVT, việc nghiên cứu chế tạo thiết bị thử độ bền va đập của vành hợp kim nhẹ ô tô là rất cần thiết. Năm 2014, Cục Đăng kiểm Việt Nam đã được Bộ Giao thông vận tải giao nhiệm vụ thực hiện trong 12 tháng đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lắp đặt thiết bị thử độ bền va đập của vành hợp kim nhẹ ô tô” - Mã số DT144030.

2. Cơ sở lý thuyết của phép thử

Bản chất của phép thử theo quy chuẩn này là đánh giá khả năng chịu va đập của vành khi bánh xe chuyển động va đập với lề đường hoặc các chướng ngại vật. Có nhiều cách tạo ra năng lượng va đập nhưng đơn giản nhất là chuyển đổi thế năng thành động năng va đập bằng cách đưa các khối tải trọng lên một độ cao nhất định và thả rơi tự do. Để thử nghiệm cho các loại vành khác nhau, việc thay đổi năng lượng va đập dựa trên hai thông số: khối lượng va đập và chiều cao rơi. Theo QCVN 78:2014/BGTVT, chiều cao rơi là cố định 230±2 mm, tải trọng thay đổi theo công thức:

Trong đó:

m - Khối lượng tải trọng va đập (kg).

W - Khả năng chịu tải lớn nhất của bánh xe do nhà sản xuất quy định (kg).

Khi va đập, toàn bộ động năng chuyển thành năng lượng va đập và thế năng của lò xo:

Trong đó:

W: Động năng va đập (N)

C: Độ cứng của lò xo (N/m).

M₁: Khối lượng tải trọng phụ (kg).

M₂: Khối lượng tải trọng chính (kg).

x: Chuyển vị của khối tải trọng chính M₂ (kg).