ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính toán, thiết kế hệ thống lái trên xe ô tô con 5 chỗ Kia morning đại học GTVT

 

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ
1.1. Công dụng, cấu tạo chung và phân loại

• 1.1.1. Công dụng
• 1.1.2. Cấu tạo chung
• 1.1.3. Phân loại
  • 1.1.3.1. Theo phương pháp quay vòng của ô tô
  • 1.1.3.2. Theo số lượng bánh xe dẫn hướng
  • 1.1.3.3. Theo đặc điểm cấu tạo của cơ cấu lái
  • 1.1.3.4. Theo kiểu dẫn động lái
  • 1.1.3.5. Theo vị trí bố trí vành tay lái
  • 1.1.3.6. Theo nguyên tắc hoạt động của bộ trợ lực

1.2. Các hệ thống lái thường dùng trên ô tô

• 1.2.1. Hệ thống lái thuần cơ khí
• 1.2.2. Hệ thống lái trợ lực thủy lực (HPS – Hydraulic Power Steering)
• 1.2.3. Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển bằng điện tử (EHPS)
• 1.2.4. Hệ thống lái trợ lực điện tử
• 1.2.5. Hệ thống lái chủ động (AFS – Active Front Steering)
• 1.2.6. Hệ thống lái Steer-by-Wire

1.3. Yêu cầu đối với hệ thống lái

---

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI
2.1. Giới thiệu xe tham khảo
2.2. Lựa chọn phương án thiết kế

• 2.2.1. Lựa chọn thiết kế cơ cấu lái
• 2.2.2. Lựa chọn dẫn động lái

2.3. Tính toán hệ thống lái

• 2.3.1. Lực lớn nhất tác dụng lên vành lái
• 2.3.2. Tính toán cơ cấu lái
• 2.3.3. Tính toán dẫn động lái

---

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI
3.1. Kiểm tra và điều chỉnh hệ thống lái

• 3.1.1. Quy trình kiểm tra
• 3.1.2. Quy trình tháo lắp

3.2. Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lái

• 3.2.1. Nội dung bảo dưỡng
• 3.2.2. Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục

LỜI NÓI ĐẦU

      Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những bước tiến vô cùng mạnh mẽ. Có rất nhiều thành tựu khoa học tiên tiến được ứng dụng rộng dãi vào đời sống và phát triển kinh tế, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông vận tải.

Nền công nghiệp chế tạo ô tô thế giới hiện nay đã có sự phát triển rất lớn và đang tạo đà cho khả năng phát triển nhanh chóng trong tương lai tới đây. Cùng với sự phát triển của khoa học, ngành công nghiệp ô tô cũng không ngừng đưa đến cho người sử dụng những công nghệ mới. Nó khiến cho xe ô tô không những trở nên tiện nghi, an toàn hơn mà còn thân thiện với con người và môi trường. Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đã đưa vào sử dụng các công nghệ hết sức tiên tiến để chế tạo và lắp đặt ô tô như các loại cảm biến, các thiết bị điều khiển điện, điện tử…

      Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công ty đã dần đưa các công nghệ tiên tiến, hiện đại ứng dụng vào lắp đặt, chế tạo ô tô. Trong đó hệ thống lái là một phần rất quan trọng, nó quyết định tới độ an toàn cho người sử dụng khi tham gia giao thông.

     Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “Tính toán, thiết kế hệ thống lái trên xe ô tô con 5 chỗ (trên cơ sở tham khảo ô tô KIA MORNING )”. Đề tài được thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy cùng các thầy cô khác trong bộ môn công nghệ kỹ thuật ô tô.

    Em rất mong những đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài của em ngày một hoàn thiện hơn

  Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀTÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI

2.1. Giới thiệu xe tham khảo

Thông số kĩ thuật tham khảo của XE KIA MORNING

 

Dài-rộng-cao tổng thể (mm)	3495-1595-1480
Chiều dài cơ sở(mm)	2370
Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm)	1400/1385
Hộp số tự động	4 số
Cỡ lốp	165/60/R14
Bán kính quay vòng tối thiểu (m)	4,6
Trọng lượng không tải (N)	8500
Trọng lượng toàn tải (N)	13500
Trọng lượng cầu trước G1(N)	7400
Trọng lượng cầu sau G2(N)	6100
Vận tốc cực đại(km/h)	160

Một số hình ảnh xe tham khảo :

Hình 2.1 Tổng thể xe KIA MORNING

Hình 2.2 Nội thất xe KIA MORNING

Hình 2.3 Mặt trước xe KIA MORNING

Hình 2.4 Mặt sau xe KIA MORNING

2.2. Lựa chọn phương án thiết kế

Qua phân tích đặc điểm các hệ thống lái trợ lực, với những ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện đã trình bày ở trên, em chọn phương án lựa chọn thiết kế là: hệ thống lái trợ lực điện EPS. Vậy ta cần phải lựa chọn và thiết kế các cụm chính sau: Lựa chọn thiết kế cơ cấu lái, lựa chọn dẫn động lái, lựa chọn thiết kế trợ lực lái.

2.2.1 Phương án lựa chọn thiết kế cơ cấu lái

+     Phương án 1 : Cơ cấu lái trục vít con lăn( xem hình 1.8)

Loại cơ cấu lái này hiện nay được sử dụng rộng . Trên phần lớn các ôtô Liên Xô loại có tải trọng bé và tải trọng trung bình đều đặt loại cơ cấu này. Cơ cấu lái gồm trục vít gơbôlôit 1 ăn khớp với con lăn 2 (có ba ren) đặt trên các ổ bi kim của trục 3 của đòn quay đứng. Số lượng ren của loại cơ cấu lái trục vít con lăn có thể là một, hai hoặc ba tuỳ theo lực truyền qua cơ cấu lái.

 

Ưu điểm:

-          Nhờ trục vít có dạng glô-bô-it cho nên tuy chiều dài trục vít không lớn nhưng sự tiếp xúc các răng ăn khớp được lâu hơn và trên diện rộng hơn, nghĩa là giảm được áp suất riêng và tăng độ chống mài mòn.

-          Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc được phân tán tùy theo cỡ ôtô mà làm con

lăn có hai đến bốn vòng ren.

-          Mất mát do ma sát ít hơn nhờ thay được ma sát trượt bằng ma sát lăn.

-          Có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa các bánh răng. Đường trục của con lăn nằm lệch với đường trục của trục vít một đoạn D = 5 ¸ 7mm, điều này cho phép triệt tiêu sự ăn mòn khi ăn khớp bằng cách điều chỉnh trong quá trình sử dụng.

Tỷ số truyền cơ cấu lái trục vít con lăn xác định tại vị trí trung gian xác định theo công thức:

                                            

Trong đó:

r2 - bán kính vòng tròn ban đầu của hình glô-bô-it của trục vít.

t - bước của trục vít.

z1 - số đường ren của truc vít.

Tỷ số truyền của cơ cấu lái ic sẽ tăng lên từ vị trí giữa đến vị trí rìa khoảng

5 ¸ 7% nhưng sự tăng này không đáng kể coi như tỷ số truyền của loại trục vít con lăn là không thay đổi. Hiệu suất thuận hth = 0.65, hiệu suất nghịch, hng = 0.5.

+     Phương án 2: Cơ cấu lái trục vít chốt quay Cơ cấu lái loại này gồm hai loại:

-     Cơ cấu lái trục vít và một chốt quay.

-     Cơ cấu lái trục vít và hai chốt quay.

Hình 2.6 - Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay

Ưu điểm:

Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay có thể thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho trước. Tùy theo điều kiện cho trước khi chế tạo khi chế tạo trục vít ta có thể có loại cơ cấu lái chốt quay với tỷ số truyền không đổi, tăng hoặc giảm khi quay vành lái ra khỏi vị trí trung gian. Khi gắn chặt chốt hay ngỗng vào đòn quay giữa ngỗng và trục vít hay đòn quay và trục vít phát sinh ma sát trượt. Để tăng hiệu suất của cơ cấu lái và giảm độ mòn của trục vít và chốt quay thì chốt được đặt trong ổ bi.

Nếu bước của trục vít không đổi thì tỷ số truyền được xác định theo công thức:

 

Trong đó:

W                     - góc quay của đòn quay đứng.

r2          - bán kính đòn quay.

 

Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu lái này vào khoảng 0,7. Cơ cấu lái này được dùng trước hết ở hệ thống lái không có trợ lực nó được dùng chủ yếu cho ôtô tải và ôtô khách.

 

 

Loại cơ cấu lái trục vít đòn quay với một chốt quay ngày càng ít được sử dụng vì áp suất riêng giữa chốt và trục vít lớn, chốt mòn nhanh, bản thân chốt có độ chịu mài mòn kém.

Để điều chỉnh khe hở giữa chốt và trục vít bằng cách dịch chuyển trục quay đứng theo chiều trục, ngoài ra còn phải điều chỉnh khoảng hở của trục lái.

+     Phương án 3: Kiểu bi trục vít êcu bi cung răng. Cấu tạo :

Gồm một trục vít, cả hai đầu trục vít được đỡ bằng ổ bi đỡ chặn. Trục vít và êcu có rãnh tròn có chứa các viên bi,các viên bi lăn trong rãnh và truyền lực. Khi đến cuối rãnh thì các viên bi theo đường hồi bi quay trở lại vị trí ban đầu.

Khi truc vít quay (phần chủ động), êcu bi chạy dọc trục vít, chuyển động này làm quay răng rẻ quạt .Trục của bánh răng rẻ quạt là trục đòn quay đứng. Khi bánh răng rẻ quạt quay làm cho đòn quay đứng quay, qua các đòn dẫn động làm quay bánh xe dẫn hướng.

 

Hình 2.7 - Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn

Cơ cấu lái kiểu trục vít-êcu bi –cung răng có những ưu điểm sau: Do lực cản nhỏ, do ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt rất nhỏ (do có ma sát lăn).

+ Tỷ số truyền:

Ta có thể giảm nhẹ lực đánh lái khi xe chạy chậm hoặc đang đỗ bằng cách thay đổi tỷ số truyền của cơ cấu lái. Tuy nhiên khi tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái thì làm giảm độ nhạy của cơ hệ thống lái. Trên các xe có trợ lực lái ta dùng cơ cấu lái có tỷ số truyền không thay đổi được.

Đặc điểm của loại cơ cấu lái có tỷ số truyền không đổi là các bán kính ăn khớp của các răng rẻ quạt C1, C2, C3 là bằng nhau và các bán kính ăn khớp D1, D2, D3 của các răng đai ốc bi cũng bằng nhau. Do vậy tỷ số truyền của mỗi răng là không đổi ở bất kỳ góc quay nào của trục răng rẻ quạt và bằng tỷ số sau:

Hình 2.8 - Cơ cấu lái loại trục vít -êcu bi cung rang (tỷ số truyền không đổi)

+Phương án 4: Kiểu bánh răng - thanh răng.

Cơ cấu lái kiểu bánh răng -thanh răng gồm bánh răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng, trục bánh răng được lắp trên các ổ bi. Thanh răng có cấu tạo dạng răng nghiêng, phần cắt răng của thanh răng nằm ở phía giữa, phần thanh còn lại có tiết diện tròn. Khi vô lăng quay, bánh răng quay làm thanh răng chuyển động tịnh tiến sang phải hoặc sang trái rên hai bạc trượt. Sự dịch chuyển của thanh răng được truyền tới đòn bên qua các đầu thanh răng, sau đó làm quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ xuay đứng.

Hình 2.9 -  Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng

1. Bạc lệch tâm; 2. Ổ bi đỡ; 3. Trục răng; 4. Vít điều chỉnh; 5. Dẫn hướng thanh răng; 6. Lò xo nén; 7. Thanh răng; 8. Vỏ thanh răng; 9. Kẹp; 10. Bạc lót;
   1. Cao su chắn bụi; 12. Đầu thanh răng; 13. Thanh nối.

Cơ cấu lái đặt trên vỏ xe để tạo góc ăn khớp lớn cho bộ truyền răng nghiêng, trục răng đặt nghiêng ngược chiều với chiều nghiêng của thanh răng, nhờ vậy sự ăn khớp của bộ truyền lớn, do đó làm việc êm và phù hợp với việc bố trí vành lái trên xe.

Cơ cấu lái kiểu bánh răng- thanh răng có các ưu điểm sau:

-     Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ. Do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng tác dụng như thanh dẫn động lái nên không cần các đòn kéo ngang như các cơ cấu lái khác.

+       Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp. Sức cản trượt, cản lăn nhỏ và truyền mô men rất tốt nên tay lái nhẹ.

+       cơ cấu lái được bao kín hoàn toàn nên ít phải chăm sóc bảo dưỡng

Lựa chọn phương án:

Với 4 phương án trên em lựa chọn phưong án 4 làm phương án thiết kế vì hệ thống đã có trợ lực ta chỉ cần cơ cấu lái đơn giản không cần có tỉ số truyền phải lớn và thay đổi, và lúc đó thanh răng được lấy luôn là 1 khâu của hình thang lái.

2.2.2 Phương án lựa chọn dẫn động lái

Dẫn động lái gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngỗng quay của tất cả các bánh xe dẫn hướng khi quay vòng.

Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái, nó được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang và các đòn bên. Sự quay vòng của ôtô là rất phức tạp, để đảm bảo đúng mối quan hệ động học của các bánh xe phía trong và phía ngoài khi quay vòng là một điều khó thực hiện vì phải cần tới dẫn động lái 18 khâu. Hiện nay người ta chỉ đáp ứng điều kiện gần đúng của mối quan hệ động học đó bằng hệ thống khâu khớp và đòn kéo tạo lên hình thang lái.

+    Dẫn động lái bốn khâu. (Hình thang lái Đantô):

Hình thang lái bốn khâu đơn giản dễ chế tạo đảm bảo được động học và động lực học quay vòng các bánh xe. Nhưng cơ cấu này chỉ dùng trên xe có hệ thống treo phụ thuộc (lắp với dầm cầu dẫn hướng). Do đó chỉ được áp dụng cho các xe tải và những xe có hệ thống treo phụ thuộc, còn trên xe du lịch ngày nay có hệ thống treo độc lập thì không dùng được.

f(M_c) được thể hiện ở hình 2.25 dưới đây.

Có trợ lực

Không có trợ lực

Hình 2.28 - Đường đặc tính trợ lực

Khi lực đặt lên vành tay lái lớn hơn 20 (N) đường đặc tính đặc trưng cho hoạt động của trợ lực ở giai đoạn này cũng là đường bậc nhất nhưng có độ dốc thấp hơn so với đường đặc tính khi chưa có trợ lực (độ dốc này cần thiết phải có để đảm bảo cho người lái có cảm giác sức cản của mặt đường tác dụng lên vành tay lái). Khi mômen cản quay vòng lớn hơn M_c = 388 (Nm) thì hệ thống lái làm việc như hệ thống lái cơ khí ban đầu (trợ lực  đã làm việc hết khả năng).

Cụ thể là người lái muốn quay vòng ô tô thì phải tác dụng lên vành tay lái một lực P_l > P_c.

Ta thấy rằng:

Đặc tính khi chưa có trợ lực là đường bậc nhất, đoạn OB.

Đặc tính khi có trợ lực là đường bậc nhất gãy khúc và thấp hơn đường đặc tính khi chưa có trợ lực.

Đoạn OA: P_l = P_c = f(M_c). Lực do người lái hoàn toàn đảm nhận.

Đoạn AC: P_c = f(M_c). Biểu thị lực mà người lái cảm nhận về chất lượng mặt đường. Điểm C [388; 60], chọn P_c = 60 (N).

Từ C trở đi: P_c = f(M_c) song song với đường P_l = f(M_c).

Hiệu số các toạ độ của hai đường P_c và P_l chính là lực tạo nên bởi trợ lực

 Lực này phải phụ thuộc vào áp suất môi trường làm việc và đường kính của xilanh.

Nếu chọn P_c lớn thì quay riêng các bánh xe dẫn hướng tại chỗ sẽ nặng hơn, còn nếu chon P_c quá nhỏ thì người lái sẽ không đủ cảm giác về chất lượng mặt đường.

2.3.3.3.2 Tính toán thanh xoắn

Chọn đường kính thanh xoắn D = 5 mm = 0,005 m.

Chiều dài thanh xoắn là L =130 mm = 0,130 m.

Ứng suất xoắn của thanh xoắn được xỏc định theo công thức :

(2.27)

R_VL - bán kính vành lái: 0,18 m

P_{VL ­}- lực tác dụng lên vành lái: tính tại 2 thời điểm là lúc bắt đầu có trợ lực P_VL ­= 20N, và lúc trợ lực hoạt động cực đại P_{VL ­}= 60N.

Vậy ứng suất xoắn của thanh xoắn tại thời điểm bắt đầu có trợ lực là:

Vậy ứng suất xoắn của thanh xoắn tại thời điểm trợ lực cực đại là:

Góc  xoắn của thanh xoắn được xác định theo công thức:

        ( 2.28)

G - mô đun đàn hồi : 8.10⁴MPa = 8.10¹⁰N/m².

Vậy từ công thức 2.28 ta có góc  xoắn của thanh xoắn tại 2 thời điểm trên là:

2.3.3.3.3 Tính chọn motor điện trợ lực

Ta có mô men cản lớn nhất của bánh xe dẫn hướng là 388 N.m

Ta có mô men của trục lái được tính như sau:

Với:  M = M_vl + M_tl

Trong đó:  M_vl là mô men của người lái tác dụng lên vành lái

M_tl là mô men trợ lực

Suy ra  M_tl = M - M_vl =29,85 -60.0,18 = 19,05 N.m

Với bộ truyền trục vít - bánh vít có tỉ số truyền u = 7

Suy ra mô men của motor điện là: M_m=

Chọn motor điện có số vòng quay n = 900 v/p

Suy ra vận tốc góc  =

Vậy công suất của motor điện là: P = M_m  = 2,72.94,2 =256 w

2.3.3.3.4 Tính toán điều khiển motor điện.

Để motor trợ lực thay đổi theo tốc độ của ô tô thì tat hay đổi mô men trợ lực bằng cách điều khiển dòng điện cấp cho motor theo tốc độ xe và theo mô men tác động trên trục lái:

Với vận tốc xe nhỏ nhất v_min = 0(km/h), thì dòng điện cực đại cấp cho motor là 65(A).

Với vận tốc xe lớn nhất v_max = 160(km/h), thì dòng điện cực đại cấp cho motor là 17(A).

Vì vậy ta tính dòng điện cực đại cho motor ở các vận tốc khác nhau theo công thức sau: 

 

Ta có bảng sau:        

Vận tốc xe(km/h)	0	40	80	120	160
Dòng điện max(A)	65	53	41	29	17

 

Ta có lực tác dụng lên vành lái nhỏ nhất khi bắt đầu trợ lực là 20N, như vậy mô men tác dụng trên trục lái là = 20.0,18 = 3,6(N.m).(bán kính vành lái R_vl = 0,18m).

Ta có lực tác dụng lên vành lái lớn nhất khi trợ lực hoạt động cực đại  là 60N, như vậy mô men tác dụng trên trục lái là = 60.0,18 = 10,8(N.m).

Ta có đồ thị sau:

Hình 2.29 - Đặc tính điều khiển motor điện

 

Trên hình 2.29 ta thấy: khi vận tốc xe càng lớn thì độ dốc của đồ thị càng nhỏ có nghĩa là dòng điện cấp cho motor càng nhỏ với cùng mô men tác dụng trên trục lái, như vậy mô men trợ lực của motor thay đổi theo tốc độ xe.tốc độ xe càng lớn hệ thống lái trợ lực cang ít đi.

2.3.3.3.5 Tính toán và kiểm bền trục vít - bánh vít

Số liệu thiết kế:

P     =     0,256   (KW).

n₁    =    900   (vòng/phút).

T₁    =    2720 (N.mm).

T₂    =    19050 (N.mm).

U₁    =    7.

Tính toán

+Tính sơ bộ vận tốc trượt theo công thức :

.

Trong đó : n₁ là vận tốc trục vít.

T₂ mô men bánh vít.

V_sb vận tốc trượt sơ bộ.

Đối với bánh vít làm vật liệu composite ta tính các ứng suất giới hạn như sau:

Ta có ứng suất tiếp xúc cho phép:

[s_H] = 150 - 180 MPa

Ta chọn   [s_H] = 160 MPa

Ta có ứng suất uốn cho phép tính theo công thức :

[s_F] = 1500 - 300v_t (kg/cm²)

Với v_t là vận tốc trượt : 0,84 m/s

Vậy [s_F] = 1500 - 300.0,84 = 1248 kg/cm² = 124,8MPa.

+  Xác định sơ bộ khoảng cách trục a_w

Chọn sơ bộ K_H = 1,1;

Với U = 7, Z₆ = 2 do đó Z₂  = Z₁.U = 6.7 = 42 răng

Tính sơ bộ hệ số đường kính trục vít: q  (0,25 0,3).Z₂

 Chọn q = 0,25.Z₂ = 0,25.42 = 10.5

Khoảng cách trục sơ bộ, theo công thức :

Chọn = 52 mm

Tong đó:   là khoảng cách trục.

q là hệ số đường kính trục vít.

Z₂ là số răng bánh vít.

T₂ là mô men của trục bánh vít.

K_H là hệ số tải trọng chọn K_H = 1,1.

Tính môđun : .

Chọn  modul  tiêu chuẩn: m = 2 mm.

Khi đó khoảng cách trục tính lại:

.

Chọn khoảng cách trục là a_w = 53 mm, nên để đảm bảo khoảng cách trục thì ta phải tiến hành dịch chỉnh.

Hệ số dịch chỉnh được tính theo công thức:

x =

Để chánh cắt chân răng và chọn bánh vít trong thực tế cần đảm bảo điều kiện

-0,7 ≤  x  ≤  0,7

Vậy thoả mãn điều kiện dịch chỉnh.

Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc và độ bền uốn.

+ Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc.

Theo công thức 7.19[I] ,ứng suất tiếp xúc:

Trong đó:

 là ứng suất tiếp xúc .

 là số răng bánh vít.

q là hệ số đường kính trục vít.

 là khoảng cách trục.

 là mô men thực tế trên trục bánh vít.

 là hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng.

 là hệ số tải trọng động.

- Vận tốc trượt thực tính theo công thức  : 

Với d_w­­­1 = (q + 2x).m = (10,5 + 2.0,25 ).2 = 22 (mm)

Góc vít lăn tính theo công thức :   

  . (vật liệu chọn là phù hợp).

Hiệu suất trục vít - bánh vít tính theo công thức :  

Tra bảng 7.4[I] ,ta có:

Khi  v_t  =  0,84   (m/s)     j   =   2,58⁰.(góc ma sát)

Góc chia  18,5⁰.

Hiệu suất thực tế của bộ truyền trục vít là:

Do đó mômen thực tế trên trục bánh vít là:

Ta có hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng :

Nhưng do tải trọng  thay đổi nên ta có: .

Tra bảng 7.5[I] ,ta có với :  Z₁ = 6/,  q = 10 hệ số biến dạng của trục vít

-  Hệ số tải trọng động: Theo bảng 7.7[I], chọn cấp chính xác 8

với vận tốc trượt:  v_t =0,82    (m/s)

Theo công thức 7.19[I] ,ứng suất tiếp xúc:

Như vậy <, độ bền tiếp xúc đảm bảo.

+ Kiểm nghiệm độ bền uốn:

Để đảm bảo độ bền uốn của bánh răng bánh vít, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh vít không được vượt quá một giá trị cho phép:

ứng suất uốn trên răng bánh vít,theo công thức 7.26[I]:

s_F =

Trongđó:m_n là modul pháp của bánh răng vít:

m_n = mcos =  2.cos2,58^o = 1,99 .(là góc ma sát).

Vậy chọn m_n = 2.

là hệ số tải trọng phân bố tải trọng trên chiều rộng vành răng.

 là hệ số tải trọng động.

d₂ = mz₂ là đường kính vòng chia bánh vít: d₂ = 2.42 = 84 mm.

b₂ chiều rộng vành răng bánh vít.

 là hệ số dạng răng.

Tra bảng 7.9[I], ta có các thông số của bộ truyền trục vít - bánh vít:

Chiều rộng bánh vít Z₁ = 6   b₂ £ 0,67.d_a1

d_a1 là đường kính vòng đỉnh trục vít:

d_a1 = m(q + 2) = 2(10,5 +2) = 25 (mm)   b₂  £  0,67.25= 16,75 (mm)

 chọn b₂  = 16 (mm)    

( là góc vít lăn).

Tra bảng 7.8[I] ,ta có :

Khi  = 45  Y_F = 1,48

K_F  =  K_H  =  K_Hb.K_Hv  =  1,1.1,2  = 1,32.

ứng suất uốn trên răng bánh vít,theo công thức 7.26[I]:

s_F = .

Vì  <,nên độ bền uốn thoả mãn.

+ Các thông số hình học bộ truyền trục vít - bánh vít

Khoảng cách trục:                            a_w = 53 mm.

Mô đun:                                            m = 2

Hệ số đường kính:                            q  = 10,5

Tỷ số truyền:                                     u  = 7

Số ren trục vít và số răng bánh vít:    z₁ = 6 ;  z₂ =  42

Hệ số dịch chỉnh bánh vít:                 x  = 0,5

Góc vít:                                             g_w = 18,5⁰.

Chiều dài phần cắt ren của trục vít:  với  x  = 0,5

b₁ ≥ (12,5 + 0,1z₂)m = (12,5 + 0,1.42)2 = 33,4mm.

chọn b₁ = 36 mm.

Chiều rộng bánh vít: b₂  = 16 mm.

Đường kính vòng chia:     d₁   = qm = 10,5.2 =21 mm.

d₂ = mz₂ = 2.42 = 84  mm.

Đường kính vòng đỉnh :  d_a1 = m(q + 2) = 2(10,5 + 2) = 25 mm.

d_a2   = m(z₂ + 2 + 2x) = 2(42 + 2 + 2.0,5) = 90 mm.

Đ ường kính vòng đáy:   d_f1   = m(q - 2,4) = 2(10,5 - 2,4) = 16,2 mm.

d_f2  = m(z₂ - 2,4 + 2x) =2(42 - 2,4 + 2.0,5) = 81,2 mm.

Góc ôm : d   = arcsin[b₂/(d_a1 - 0,5m)] =arcsin[16/(25 - 0,5.2)] = 41,8⁰  

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG LÁI

3. 1. CÁC NỘI DUNG KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG LÁI
4. 2.1. Quy trình kiểm tra

a. Kiểm tra độ rơ vô lăng

Độ zơ vô lăng được định nghĩa như sau: xoay bánh trước về vị trí hướng thẳng, rồi xoay nhẹ vô lăng sao cho không làm bánh trước quay. Khoảng dịch chuyển của vô lăng khi đó được gọi là độ dơ của vô lăng.

    Giá trị giới hạn cho phép của độ dơ vô lăng được quy định theo TCVN, đối với các dòng xe thuộc các phân khúc như xe Kia, độ dơ vô lăng nhỏ hơn 18⁰. Khi độ rơ vô lăng lớn hơn giá trị tiêu chuẩn sẽ làm ảnh hưởng đến cảm giác lái và làm mất an toàn khi tham gia giao thông. Độ rơ vô lăng có thể được gây ra do các nguyên nhân sau đây:

• Đai ốc bắt vô lăng xiết không đủ chặt.
• Cơ cấu lái mòn hay điều chỉnh không đúng.
• Các khớp nối dẫn động lái bị mòn.
• Giá đỡ các thanh dẫn động lái bị bắt lỏng.
• Lỏng ổ bi bánh xe.
• Lỏng các khớp của trục lái chính.

Quy trình kiểm tra độ rơ vô lăng bao gồm các bước như sau:

Bước 1: Cho xe lên cầu, điều chỉnh thẳng lái;

Bước 2: Bước này cần 2 kĩ thuật viên thực hiện đồng thời, kĩ thuật viên ở trên khoang lái xoay vô lăng, kĩ thuật viên ở dưới giữ bánh xe sao cho bánh xe không dịch chuyển. Khoảng dịch chuyển trên vô lăng đo lại và so sánh với tiêu chuẩn (18⁰). Nếu giá trị lớn hơn tiêu chuẩn cần kiểm tra các nguyên nhân có thể gây ra độ zơ.                 

Hình 3. 1  Kiểm tra độ zơ vô lăng

 Quy trình điều chỉnh độ rơ vô lăng được tiến hành ở cơ cấu lái sau khi kiểm tra và khắc phục các nguyên nhân lỏng, rơ rão. Quy trình bao gồm các bước sau :

Bước 1 : Nới đai ốc hãm e cu điều chỉnh ;

Bước 2 : dùng SST xoay ecu điều chỉnh kết hợp với đo độ zơ trên vô lăng đến khi đạt giá trị yêu cầu ;

Bước 3 : Giữ nguyên ecu điều chỉnh và xiết chặt đai ốc hãm.

b. Kiểm tra lỏng của ổ bi bánh xe và các thanh dẫn động lái

  Ổ bi bánh xe và thanh dẫn động lái là các chi tiết hao mòn theo chu kĩ vận hành của xe. Khi các chi tiết này mòn có thể gây ra tiếng kêu, tăng độ zơ vô lăng làm ảnh hưởng đến người lái và an toàn chuyển động của xe. Vì vậy, cần phải kiểm tra các chi tiết này một cách thường xuyên theo để đảm bảo an toàn. Quy trình kiểm tra ổ bi như sau:

-        Nâng phần trước của xe lên và kiểm tra lỏng bằng cách lắc phía trên và phía dưới của mỗi bánh xe. Nếu thấy lỏng thì nguyên nhân có thể do các bạc đòn treo, các khớp cầu hay các ổ bi bánh xe bị lỏng. Kiểm tra lỏng sau khi đạp phanh chân. Nếu độ lỏng giảm thì nguyên nhân có thể không phải do lỏng vòng bi bánh xe. Tuy nhiên nếu không còn thấy lỏng nữa thì có thể lỏng ổ bị bánh xe là nguyên nhân duy nhất.

Quy trình kiểm tra các thanh dẫn động như sau:

-        Nâng phần trước của xe lên, lắc các bánh trước theo các hướng trước - sau, phải - trái. Nếu có độ zơ quá lớn thì nguyên nhân có thể các thanh dẫn động lái hay các ổ bi bánh xe bị lỏng.

Hình 3. 2. Kiểm tra ổ bi và các thanh dẫn động lái

3.2.2. Quy trình tháo lắp

a. Tháo rời cơ cấu lái

  Quy trình tháo hệ thống lái gồm các bước sau:

Bước 1: Cho xe lên cầu nâng và tháo lốp;

Bước 2: Tháo rô tuyn cân bằng và đai ốc- bulong giảm chấn;

Bước 3: Tháo thanh dẫn động lái ra khỏi cụm moay ơ;

Bước 4: Tháo bulong bắt giữ càng A;

Bước 5: Tháo giắc điện và bulong bắt giữ cơ cấu lái với trục lái;

Bước 6: Tháo bulong ắt dầm xe;

Bước 7: Hạ toàn bộ dầm xe xuống và tháo các bulong bắt giữ cơ cấu lái với dầm xe.

Bước 1	Bước 2	Bước 3
Bước 3	Bước 4	Bước 5
Bước 6	Bước 7	Bước 7

Hình 3. 3. Quy trình tháo rời cơ cấu lái

b. Tháo rời các chi tiết

Sau khi tháo rời cơ cấu lái ra khỏi ôi tô, các bước tháo rời để kiểm tra và thay thế các chi tiết như sau:

Bước 1 : Gá cơ cấu lái lên ê tô ;

Bước 2 : Tháo thanh dẫn động lái ngoài (rô tuyn lái ngoài);

Bước 3 : Tháo cao su chắn bụi khớp cầu thanh dẫn động ;

Bước 4 : Tháo thanh dẫn động lái trong;

Bước 5 : Tháo cơ cấu điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh răng- thanh răng;

Bước 6 : Tháo bánh răng.

Bước 1	Bước 2	Bước 3
Bước 3	Bước 4	Bước 5
Bước 5	Bước 6	Bước 6

Hình 3. 4 Quy trình tháo rời các chi tiết

c. Kiểm tra và thay thế các chi tiết cơ cấu lái

vKiểm tra thanh răng

Bước 1 : đặt 2 đầu thanh răng lên khối V và gá đồng hồ đo vào ;

Bước 2 : đo độ đảo thanh răng (độ đảo lớn nhất : 0.3mm)

 

              Hình 3. 5 Kiểm tra độ đảo thanhrăng

vThay ổ bi trên bánh răng

Bước 1 : dùng SST tháo ổ bi trên ( SST : 09950 – 20017)

Bước 2 : Dùng SST lắp ổ bi trên mới (SST : 09612 – 24014)

    Hình 3. 6 Thay ổ bi trên bánh răng

vThay ổ bi dưới bánh răng

Bước 1 : Gia nhiệt vỏ thanh răng lên trên 80 ⁰C ;

Bước 2 : Gõ vỏ thanh răng bằng búa cao su hay vật tương tự để tháo ổ bi dưới trục răng ;

Bước 3 : Gia nhiệt vỏ thanh răng lên trên 80 ⁰C ;

Bước 4 : Dùng SST lắp ổ bi dưới mới (SST : 09631 – 10010).

 

  

Hình 3. 7 Thay ổ bi dưới bánh răng

vThay bạc thanh răng

Bước 1 : Dùng tô vít, nới lỏng 3 vấu bạc rồi tháo vỏ thanh răng ;

Bước 2 : Kiểm tra và đảm bảo lỗ trên vỏ không bị bịt kín ;

Bước 3 : lắp bạc mới vào vỏ thanh răng.

      

Hình 3. 8 Thay bạc thanh răng

vThay phớt dầu bánh răng

Bước 1 : Dùng SST tháo phớt đầu bánh răng ;

Bước 2 : Dùng SST lắp phớt dầu mới cho đến khi nó chỉ còn lồi lên 0.5 mm

Hình 3. 9. Thay phớt dầu bánh răng

3.3. Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống

3.3.1. Nội dung bảo d­ưỡng

Bảo d­ưỡng kỹ thuật nhằm nghiên cứu, phục hồi và duy trì điều kiện hoạt động bình thường của các chi tiết, các cơ cấu và các hệ thống và cho cả ôtô.

Đảm bảo cho các chi tiết, bộ phận, các hệ thống luôn luôn làm việc với công suất tốt nhất, hiệu suất cao nhất và mang lại hiệu quả kinh tế nhiều nhất, cũng nh­ư nâng cao tuổi thọ của động cơ.

Nâng cao khả năngphòng ngừa và giảm bớt các h­ư hỏng không cần thiết để có độ tin cậy cao và tính an toàn tuyệt đối cho xe ô tô và ng­ười sử dụng.

3.3.2. Các cấp bảo dưỡng kỹ thuật

Căn cứ vào chu kỳ bảo dưỡng và nội dung công việc. Bảo dưỡng kỹ thuật ô tô được chia làm hai cấp:

 Bảo dưỡng hàng ngày (Bảo dưỡng thường xuyên) viết tắt là: BDHN

 Bảo dưỡng định kỳ, viết tắt là: BDĐK

3.3.3 Chu kỳ bảo dưỡng

Chu kỳ bảo dưỡng định kỳ được tính theo quãng đường hoặc thời gian khai thác của ô tô.

• Bảo dưỡng cấp nhỏ: Bắt đầu từ 5.000Km đầu tiên và lần tiếp theo sau mỗi 10.000Km (15.000 km, 25.000 km…) hoặc mỗi 6 tháng tuỳ điều kiện nào đến trước;
• Bảo dưỡng cấp trung bình: Bắt đầu từ 10.000Km đầu tiên và lần tiếp theo sau mỗi 20.000Km (30.000 km, 50.000 km…) hoặc mỗi 12 tháng tuỳ điều kiện nào đến trước;
• Bảo dưỡng cấp trung bình lớn: Bắt đầu từ 20.000Km đầu tiên và lần tiếp theo sau mỗi 40.000Km (60.000 km, 100.000 km…) hoặc mỗi 24 tháng tuỳ điều kiện nào đến trước;
• Bảo dưỡng cấp lớn: Bắt đầu từ 40.000Km đầu tiên và lần tiếp theo sau mỗi 40.000 km (80.000 km, 120.000 km…) hoặc mỗi 24 tháng tuỳ điều kiện nào đến trước.

3.3.4 Quy trình dịch vụ thực hiện bảo dưỡng

Hình 3. 10.  Sơ đồ quy trình dịch vụ thực hiện bảo dưỡng

B1: Cố vấn dịch vụ liên hệ với khách hàng và hẹn xếp lịch bảo dưỡng.

B2: Khi khách đến Gara, cố vấn tiếp khách, tư vấn các hạng mục thực hiện bảo dưỡng.

B3:Cố vấn lập phiếu các hạng mục cần làm, danh sách phụ tùng thay thế và báo giá cho khách sách phụ tùng thay thế và báo giá cho khách.

B4:CVDV phối hợp với quản đốc phân công chi tiết công việc cho các KTV và tiến hành quy trình bảo dưỡng.

B5:Sau khi hoàn thành quy trình bảo dưỡng, thực hiện kiểm tra tổng thể lại và trả lệnh cho CVDV.

B6: Cố vấn dịch vụ gặp khách hàng làm các thủ tục thanh toán. Các giấy tờ liên quan để bàn giao xe lại cho khách hàng.

B7: Sau sửa chữa, khách hàng có thể liên hệ để phản hồi về chất lượng dịch vụ.

3.2 CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC VỚI HỆ THỐNG  

Hệ thống lái phải đảm bảo cho ôtô chạy đúng hướng mong muốn, ở bất kỳ điều kiện đường xá nào và bất kỳ tốc độ nào của ôtô. Người lái không phải mất nhiều công sức để điều khiển vành tay lái, khi xe chạy thẳng cũng như khi thao tác

lái. Trong quá trình vận hành sử dụng xe, các chi tiết của hệ thống lái thường xuyên làm việc. Các chi tiết chịu ma sát sẽ bị mòn, dẫn đến rơ lỏng do đó làm sai lệch động học quay vòng, lốp sẽ bị mòn nhanh và có thể dẫn đến không an toàn trong chuyển động. Vì vậy, phải thường xuyên theo dõi, kiểm tra nhằm kịp thời phát hiện, sửa chữa, điều chỉnh để phục hồi trạng thái kỹ thuật, điều kiện làm việc bình thường cho hệ thống lái, nhằm đảm bảo an toàn chuyển động cho xe.

Các hư hỏng thường gặp trên hệ thống lái được liệt kê trong bảng dưới đây:

Hiện tượng	Nguyên nhân hư hỏng	Cách khắc phục hư hỏng
Độ rơ Vô Lăng Quá lớn - Do có nhiều khớp trong hệ thống lái, một sự rơ nhẹ là không tránh khỏi. Tuy nhiên, độ rơ quá lớn là kết quả của sự lắp lỏng các chi tiết của hệ thống lái và mòn các khớp, dẫn đến xe đi chữ chi hay bị kéo lệch sang một phía và sẽ gây ra rung động và sự mòn khác thường của lốp.	1. Kiểm tra trục lái - Nếu lỏng có thể do: + Vô lăng chưa bắt chặt với trục chính. + Trục tay lái lỏng. + Ổ bi trục chính lỏng.	Dịch chuyển vô lăng lên-xuống, trái-phải, sau-trước, Nếu có vấn đề xảy ra: + Xiết chặt lại. + Xiết chặt lại. + Thay thế ổ bi mới.
	2. Kiểm tra độ rơ vô lăng - Nếu độ zơ vượt quá giới hạn chuẩn thì có thể do: + Đai ốc bắt vào vô lăng xiết không đủ chặt. + Lắp đặt hộp cơ cấu lái lỏng, cơ cấu lái mòn hay điều chỉnh không đúng.  +Khe hở ăn khớp quá lớn  + Các khớp nối dẫn động lái bị mòn.  + Giá đỡ các thanh dẫn động lái bị bắt lỏng.  + Lỏng ổ bi bánh xe.  + Lỏng các khớp của  trục lái chính.	Xoay bánh trước về vị trí hướng thẳng, rồi xoay nhẹ vô lăng sao cho không làm bánh trước quay. Khoảng dịch chuyển của vô lăng khi đó được gọi là độ rơ của vô lăng. Giá trị giới hạn của độ rơ phụ thuộc vào kiểu xe nhưng nhìn chung không lớn hơn 30mm. + Xiết chặt lại. + Điều chỉnh, lắp đặt lại. + Điều chỉnh, sửa chữa hoặc thay thế. + Thay thế mới. + Xiết chặt lại. + Điều chỉnh lại. + Điều chỉnh lại.