ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE TẢI 2,5 TẤN

Mục Lục

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI4

1.1.Nhiệm vụ,yêu cầu,phân loại4

1.1.1.Nhiệm vụ hệ thống lái4

1.1.2.Yêu cầu hệ thống lái5

1.1.3.Phân loại hệ thống lái6

1.2.Các cơ cấu lái thường dùng trên ô tô. 7

1.2.1.Kết cấu hệ thống lái7

1.2.1.1.Vành lái7

1.2.1.2.Trục lái7

1.2.1.3.Cơ cấu lái8

1.2.1.4.Các cơ cấu lái thường dùng. 10

1.2.1.5.Dẫn động lái12

1.2.1.6.Các góc đặt bánh xe. 15

1.2.1.7.Hệ thống lái có trợ lực. 18

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI20

2.1.Giới thiệu xe tham khảo. 20

2.1.1.Giới thiệu chung về xe tải huyndai HD65. 20

2.1.2.Thông số kỹ thuật21

2.2.Lựa chọn phương án thiết kế. 23

2.2.1.Chọn phương án dẫn động lái23

2.2.2.Chọn phương án cơ cấu lái23

2.2.3.Lựa chọn trợ lực lái23

2.3.Tính toán thiết kế hệ thống lái28

2.3.1.Tính toán động lực học hình thang lái28

2.3.1.1.Xây dựng đường cong lý thuyết28

2.3.1.2.Xây dựng đường cong thực tế. 29

2.3.2.Tính toán thiết kế cơ cấu lái trục vít –êcu bi- cung răng. 31

2.3.2.1.Lực cực đại tác dụng lên vô lăng. 31

2.3.2.2.Thiết kế trục vít- êcu bi34

2.3.2.3.Thiết kế bộ truyền thanh răng –cung răng. 38

2.3.3.Tính bền các chi tiết còn lại của hệ thống lái41

2.3.3.1.Tính bền trục lái41

2.3.3.2.Kiểm tra bền đòn quay đứng. 42

2.3.3.3.Kiểm tra bền các thanh kéo. 44

2.3.3.4.Kiểm tra bền đòn bên. 47

2.3.3.5.Kiểm tra bền Rô-tuyn. 48

2.3.4.Tính trợ lực lái50

2.3.4.1. Nguyên lý hoạt động của cường hoá lái50

2.3.4.2.Tính toán xylanh lực. 52

2.3.4.3.Tính sơ bộ hành trình làm việc của Piston. 55

2.3.4.4.Xác định lưu lượng của bơm dầu. 56

2.3.4.5.Tính toán các chi tiết của van phân phối57

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI60

3.1.Các phương pháp và quy trình chuẩn đoán hệ thống lái60

3.1.1.Các phương pháp. 60

3.1.2.Quy trình chuẩn đoán. 60

3.1.2.1.Đo độ rơ vành lái60

3.1.2.2.Đo giá trị lực vành lái lớn nhất60

3.1.2.3.Đo góc quay bánh xe dẫn hướng. 60

3.1.2.4.Kiểm tra qua tiếng ồn. 61

3.1.2.5.Chuẩn đoán khi thử trên đường. 61

3.1.2.6.Xác định khả năng ổn định chuyển động thẳng khi trên đường thử. 61

3.2.Quy trình tháo lắp hệ thống lái62

3.2.1.Trình tự tháo,lắp hệ thống lái62

3.2.1.1.Trình tự tháo. 62

3.2.1.2.Trình tự lắp. 63

3.3.Quy trình kiểm tra ,bảo dưỡng ,sửa chữa hệ thống lái64

3.3.1.Quy trình kiểm tra. 64

3.3.1.1.Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống lái64

3.3.2.Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái68

3.3.2.1.Những hư hỏng chính. 68

3.3.2.2.Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái70

3.3.2.3.Điều chỉnh  cơ cấu lái70

3.3.2.4.Kiểm tra dẫn động lái và khắc phục khe hở. 70

3.3.3.Sửa chữa hệ thống lái70

KẾT LUẬN.. 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO.73

Lời nói đầu

Ngày nay, nhu cầu về giao thông vận tải ở nước ta ngày càng tăng cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế. Ôtô đóng một vai trò rất quan trọng trong giao thông vận tải. Số lượng hành khách và hàng hoá được vận chuyển bằng ôtô chiếm một số lượng lớn trong tổng số hành khách và hàng hoá vận chuyển hàng năm của tất cả các loại phương tiện. Đó là do ôtô có khả năng cơ động cao, có thể vận chuyển được hàng hoá trên nhiều loại địa hình.

Do điều kiện kinh tế xã hội ở nước ta mà số lượng ôtô tải chiếm một số lượng lớn. Trong đó, những loại xe ôtô có tải trọng trung bình với ưu điểm về khả năng cơ động và mang lại hiệu quả kinh tế khi vận chuyển khối lượng hàng hoá nhỏ trên một quãng đường trung bình. Hiện nay ngành công nghiệp ô tô ở nước ta đang phát triển mạnh mẽ và ngày càng khẳng định vai trò to lớn của mình trong các ngành công nghiệp trọng điểm của quốc gia. Nhận thấy tiềm năng của công nghiệp ô tô nên nước ta đã chủ động mở cửa cho các nhà đầu tư nước ngoài xây dựng các nhà máy lắp ráp cũng như sản xuất linh kiện ô tô trong nước góp phần giải quyết vấn đề nhân lực cũng như thúc đẩy kinh tế, đóng góp không nhỏ vào nguồn thu của chính phủ. Với tốc độ phát triển mạnh mẽ như vậy càng đòi hỏi nguồn nhân lực trong ngành công nghiệp ô tô cần phải có trình độ và chuyên môn cao. Điều đó đang được thể hiện bằng việc ra đời rất nhiều trung tâm chuyên nghiên cứu phát triển công nghệ, thiết kế tính toán, mô phỏng lắp ráp ô tô… Trong các trường đại học việc khuyến khích sinh viên nghiên cứu các công nghệ mới trên ô tô hiện đại cũng đang được sinh viên nhiệt tình tham gia.

   Một trong những hệ thống đặc biệt quan trọng của ô tô là hệ thống lái. Hệ thống này có chức năng điều khiển hướng chuyển động của ô tô, nó đảm bảo tính năng ổn định chuyển động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Trong quá trình chuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của người sử dụng, đặc biệt với các loại xe hiện đại có tốc độ cao. Do đó người ta không ngừng cải tiên hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó. Bởi vậy chúng em đã được giao nhiệm vụ “Thiết kế tính toán hệ thống lái xe tải 2,5 tấn”.

Trong quá trình thực hiện không  tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và ghóp ý của các thầy và các bạn. Trong quá  trình làm đồ án, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy Chu Văn Huỳnh và sự giúp đỡ của các bạn cùng lớp. Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI

1.1.Nhiệm vụ,yêu cầu,phân loại

1.1.1.Nhiệm vụ hệ thống lái

 -Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờ  quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ  phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong của  ôtô khi  cần thiết .

 -Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếp nhận lực tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ vô lăng tới cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới các thanh dẫn động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng. Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe.      

 - Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vô lăng một lực. Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên mặt vuông góc với bánh xe. Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng phải quay quanh một tâm quay tức thời khi quay vòng.

- Các trạng thái quay vòng của xe.

 + Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là quá trình phức tạp. Khi xe chuyển động trên đường vòng với tốc độ thấp thì  ứng  với mỗi vị  trí góc quay của vành tay lái nhất định q_vl xe sẽ quay vòng với một  bán kính quay vòng R₀ tương ứng. Đây có thể coi là trạng thái quay vòng tĩnh (quay vòng đủ).

+ Trong thực tế xe thường chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy quá trình quay vòng là động, trạng thái quay vòng đủ ít xảy ra mà thường gặp là trạng thái quay vòng thiếu và quay vòng thừa xảy ra trên cơ sở của việc thay đổi tốc độ chuyển động, sự đàn hồi của lốp và hệ thống treo.

 + Khi quay vòng thiếu, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R₀ người lái phải tăng góc quay vành lái một lượng q_vl. Khi quay vòng thừa, để thực hiện  quay vòng xe theo bán kính R₀ người lái phải giảm góc quay vành lái  một lượng  q_vl.

 + Quay vòng thừa và quay vòng thiếu là những trạng thái quay vòng nguy hiểm, làm mất tính ổn định và tính điều khiển của xe vì chúng gia tăng lực ly tâm (vận tốc quay vòng của xe tăng kéo theo lực ly tâm khi quay vòng tăng). Ở  những trạng thái này yêu cầu người lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt. Vấn đề chất tải, độ đàn hồi của lốp cũng có ảnh hưởng tới tính năng quay vòng và tính an toàn chuyển động của xe, đặc biệt là những xe có vận tốc lớn .

Hình 1.1 Các trạng thái quay vòng của xe

1.1.2.Yêu cầu hệ thống lái

   Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ôtô là hệ thống lái. Theo đó hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:

 -Đảm bảo tính năng vận hành cao của ôtô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh và ngặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé

 -Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái

 -Đảm bảo được động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt lết khi quay vòng

 -Hệ thống trợ lực phải có tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ giữa sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của bánh xe dẫn hướng

 -Tránh va đập truyền ngược từ bánh xe lên vành lái

 -Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống treo trước không ảnh hưởng đến động học cơ cấu lái.

 -Giữ chuyển động thẳng ổn định.

 -Hệ thống lái phải bố trí thụân tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa

1.1.3.Phân loại hệ thống lái

-Theo cách bố trí vành lái

 + Hệ thống lái với bố trí bên trái

 + Hệ thống lái với bố trí bên phải

-Theo số lượng cầu dẫn hướng

 +Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước.

 +Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau.

 +Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.

-Theo kết cấu của cơ cấu lái.

 +Cơ cấu lái loại trục vít  - bánh vít.

 +Cơ cấu lái loại trục vít  - cung răng.

 +Cơ cấu lái loại trục vít  - con lăn.

 +Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay.

 + Cơ cấu lái loại liên hợp (trục vít ,êcu,cung răng).

 + Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng.

-Theo đặc điểm truyền lực.

 + Hệ thống lái cơ khí

 + Hệ thống lái cơ khí có trợ lực.(thủy lực, khí nén, điện).

1.2.Các cơ cấu lái thường dùng trên ô tô

1.2.1.Kết cấu hệ thống lái

Hình 1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống lái

  1.Vành lái 2.Trục lái 3.Cơ cấu lái 4.Đòn quay đứng

5.Đòn kéo dọc 6.Hình thang lái 7.Đòn quay ngang

                             8.Trụ xoay đứng 9.Bánh xe

1.2.1.1.Vành lái

- Vành lái có dạng vành tròn. Lực của người lái tác dụng lên vành lái tạo ra mô men quay để hệ thống lái làm việc. Mô men tạo ra trên vành lái là tích số của lực người lái trên vành tay lái với bán kính của vành lái.

                            M_vl=P_l.r_vl.

             Trong đó:M_vl : Là mô men vành lái

                              P_l :  Là lực mà người lái tạo ra trên vành lái

                             r_vl : Là bán kính vành lái.

-Vành lái của bất kỳ loại ôtô nào cũng có độ dơ nhất định, với xe con không được vượt quá 8.

1.2.1.2.Trục lái

- Trục lái có nhiệm truyền mômen lái xuống cơ cấu lái. Trục lái gồm có trục lái chính có thể chuyển động truyền chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái và ống truc lái để cố định trục lái vào thân xe. Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp thụ va đập. Cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có va đập  mạnh hoặc khi tai nạn xảy ra.

- Trục lái thường có hai loại: Loại trục lái có thể thay đổi được góc nghiêng và loại trục lái không thay đổi được góc nghiêng.Ngoài cơ cấu hấp thụ va đập ở trục lái chính còn có thể có thêm một số cơ cấu điều khiển như : cơ cấu khoá lái để khoá cứng trục lái, cơ cấu nghiêng trục lái để có thể điều chỉnh vị trí vô lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với người lái, hệ thống trượt trục lái để có thể điều chỉnh được chiều dài của trục lái và đạt được vị trí ngồi lái tốt nhất  cho người lái .

1.2.1.3.Cơ cấu lái

- Cơ cấu lái là bộ giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động của người lái đến các bánh xe dẫn hướng. Tỷ số truyền của cơ cấu lái thường bằng 18 đến 20 đối với xe con và bằng từ 21 đến 25 đối với xe tải .

 Các yêu cầu của cơ cấu lái.

-Cơ cấu lái cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:

+Có thể quayđược cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe.

+Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch để các va đập từ mặt đường được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái

+Đảm bảo thay đổi trị số của tỷ số truyền khi cần thiết.

+Đơn giản trong việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp của cơ cấu lái.

+Độ dơ của cơ cấu lái là nhỏ nhất.

+Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp và tuổi thọ cao.

+Chiếm ít không gian và dễ dàng tháo lắp.

+Sự đàn hồi của hệ thống lái có ảnh hưởng tới sự truyền các va đập từ măt đường lên vô lăng. Độ đàn hồi càng lớn thì sự va đập truyền lên vô lăng càng ít, nhưng nếu độ đàn hồi lớn quá sẽ ảnh hưởng đến khả năng chuyển động của xe. Độ đàn hồi của hệ thống lái được xác định bằng tỷ số góc quay đàn hồi tính trên vành lái vô lăng và mô men đặt trên vành lái. Độ đàn hồi của hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi của các phần tử  như cơ cấu lái, các đòn dẫn động …

-Tỷ số truyền của cơ cấu lái:    

+Tỷ số truyền cơ cấu lái i_c là tỷ số giữa góc quay của bánh lái và góc quay của đòn qua đứng.

+ Tỷ số truyền của cơ cấu lái đảm bảo tăng mômen từ vành lái đến các bánh xe dẫn hướng. Tỷ số truyền lớn sẽ giảm lực đánh lái nhưng người lái phải quay vô lăng nhiều hơn khi quay vòng.

+ Vấn đề chọn tỷ số truyền của cơ cấu lái trên cơ sở ứng với 1 đến 2 vòng quay của vô lăng thì bánh xe phải quay được tối đa  từ 35⁰ đến 45⁰ từ vị trí trung gian trở đi. Quy luật thay đổi tỷ số truyền thích hợp nhất được thể hiện trên giản đồ bên:  

 + Trong phạm vi góc quay q£p/2 thì tỷ số truyền của cơ cấu lái có giá trị cực đại đảm bảo chính xác cao trong khi lái ôtô trên đường thẳng với tốc độ cao và giúp lái nhẹ nhàng vì đa số thời gian lái là quay vành lái một góc nhỏ quanh vị trí trung gian. Ngoài việc lái nhẹ ra, cơ cấu lái có tỷ số truyền thay đổi theo qui luật như thế sẽ giảm ảnh hưởng của những va đập từ bánh dẫn hướng lên vành lái.

+ Khi q > p/2 thì i_c giảm rất nhanh, ở hai rìa của đồ thị thì i_c hầu như không thay đổi. Ở đoạn này khi quay vành lái một góc nhỏ thì bánh dẫn hướng quay một góc lớn giúp khả năng quay vòng của ôtô tốt hơn. 

-Tỷ số truyền của dẫn động lái i_d

+ Tỷ số truyền này phụ thuộc vào kích thước và quan hệ của các cánh tay đòn. Trong quá trình bánh xe dẫn hướng quay vòng giá trị của các cánh tay đòn sẽ thay đổi. Trong các kết cấu hiện nay i_d thay đổi không nhiều lắm: i_d = 0,9 ¸ 1,2

-Tỷ số truyền lực của hệ thống lái i_l

+Là tỷ số giữa tổng lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng và lực đặt lên vành lái cần thiết để khắc phục lực cản quay vòng.

Trong đó: M_c - mômen cản quay vòng của bánh xe.

                   c - cánh tay đòn quay vòng tức là khoảng cách từ tâm mặt tựa của lốp đến đường trục đứng kéo dài.

                  M_l - mômen lái đặt trên vành lái.

                   r - bán kính vành tay lái.

   Như vậy ta có:

                                                                  (1 - 4)    

+Bán kính vành tay lái ở đa số ôtô hiện nay là 200 ¸ 250mm và tỷ số truyền góc i_g không vượt quá 25 vì vậy i_l không được lớn quá, i_l hiện nay chọn trong khoảng từ 10 ¸ 30.

- Hiệu suất thuận

+Hiệu suất thuận là hiệu suất tính theo lực truyền từ trên trục lái xuống. Hiệu suất thuận càng cao thì lái càng nhẹ. Khi thiết kế hệ thống lái yêu cầu phải hiệu suất thuận cao. 

-Hiệu suất nghịch

+Hiệu suất nghịch là hiệu suất tính theo lực truyền từ đòn quay đứng lên trục lái. Nếu hiệu suất nghịch rất bé thì  các lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động của ôtô sẽ không truyền đến bánh lái được vì chúng bị triệt tiêu bởi ma sát trong cơ cấu lái. Nhưng không thể đưa hiệu suất nghịch xuống thấp quá vì khi đó bánh lái xẽ không tự trả lại được về vị trí ban đầu dưới tác dụng của mômen ổn định. Bởi vậy để đảm bảo khả năng tự trả bánh lái từ vị trí đã quay về vị trí ban đầu và để hạn chế các va đập từ đường tác dụng lên hệ thống lái trong một phạm vi nào đấy thì cơ cấu lái được thiết kế với một hiệu suất nghịch nhất định.    

1.2.1.4.Các cơ cấu lái thường dùng

 a.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 1.4 Cơ cấu lái 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. 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.

 b.Cơ cấu lái trục vít con lăn

     Loại cơ cấu lái này được sử dụng rộng rãi nhất. Cơ cấu lái gồm trục vít glôbôit 1 ăn khớp với con lăn 2 (có ba tầng 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.

1. Cơ cấu lái  trục vít -êcu bi - thanh răng - cung răng

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

    -Khi trục 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 1.6 Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn

                                  1. Vỏ cơ cấu lái           6. Phớt

  2. ổ bi dưới                  7. Đai ốc điều chỉnh

                                  3.Trục vít                     8. Đai ôc hãm

                                 4. Êcu bi                       9. Bánh răng rẻ quạt

                                 5. Ổ bi trên                   10.Bi

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

1.2.1.5.Dẫn động lái

-Dẫn động lái gồm những chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng quay của bánh xe.     -Dẫn động lái phải đảm bảo các chức năng sau:

 +Nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng.

 +Đảm bảo quay vòng của các bánh xe dẫn hướng sao cho không xảy ra hiện tượng trượt bên lớn ở tất cả các bánh xe, đồng thời tạo liên kết giữa các bánh xe dẫn hướng.

 +Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang   và đòn kéo bên. Nhờ hình thang lái nên khi quay vô lăng một góc thì các bánh xe dẫn hướng sẽ quay đi một góc nhất định. Hình thang lái có thể bố trí trước hoặc sau cầu dẫn hướng tùy theo bố trí chung.

-Quan hệ hình học ACKERMAN.

+Quan hệ hình học ACKERMAN biểu thị quan hệ góc quay của các bánh xe dẫn hướng quanh trục đứng với giả thiết tâm quay tức thời của xe nằm trên  đường kéo dài của tâm trục cầu sau .

Hình 1.7 Quan hệ hình học của ACKERMAN

+Để thực hiện quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng (trên cùng một cầu) phải quay theo các góc a, b khác nhau và quan hệ hình học được xác định theo biểu thức sau :

                                     (1- 5)

Trong đó :L : chiều dài cơ sở của xe.

        B₀ : khoảng cách của hai đường tâm trụ quay đứng trong mặt phẳng  đi qua tâm trục bánh xe và song song với mặt đường .

      a, b : Góc quay của bánh xe dẫn hướng  phía trong và phía ngoài   

 +Để đảm bảo điểu kiện (1), trên xe sử dụng cơ cấu hình thang lái 4 khâu gọi là hình thang lái Đantô. Hình thang lái Đantô chỉ áp dụng gần đúng điều kiện trên, song do kết cấu đơn giản nên được dùng rất phổ biến. Mỗi một chủng loại xe, có kích thước và vị trí đòn của cơ cấu 4 khâu sao cho sai lệch trong quan hệ  hình học của cơ cấu lái 4 khâu với quan hệ hình học ACKERMAN chỉ nằm ở góc  quay bánh xe dẫn  hướng lớn. Giá trị sai lệch so với lý thuyết từ 0⁰30^’ đến 1⁰ khi bánh xe dẫn hướng ở vùng quay vòng gấp.

+ Đối với dầm cầu liền, hệ thống treo phụ thuộc thì cấu tạo của hình thanh lái Đantô như sau:Dầm cầu đứng đóng vai trò là một khâu cố định, hai đòn bên dẫn động các bánh xe, đòn ngang liên kết với các đòn bên bằng những khớp cầu (rotuyl lái). Các đòn bên quay quanh đường tâm trụ đứng (hình 1.8)

                  Hình 1.8  Cơ cấu 4 khâu khi có dầm cầu liền

a.Đòn kéo ngang khi có dầm cầu liền

b.Đòn kéo ngang nằm trước dầm cầu

+Trên hệ thống treo độc lập, số lượng các đòn và khớp tăng lên nhằm đảm bảo các bánh xe dịch chuyển độc lập với nhau.

+Số lượng các đòn tăng lên tuỳ thuộc vào kết cấu của cơ cấu lái, vị trí bố trí cơ cấu lái, dẫn động lái và hệ thống treo…nhưng vẫn đảm bảo quan hệ hình học ACKERMAN, tức gần đúng với hình thang lái Đantô. Hai phương pháp  bố trí dẫn động lái điển  hình  ở hệ thống treo độc lập  được trình  bày theo hình 1.9:

Hình1.9 Cơ cấu đòn ngang nối liên kết với hệ thống treo độc lập

                                      a.Đòn ngang nối nằm sau dầm cầu

b.Đòn ngang nối nằm trước dầm cầu

+Một số xe tải hạng nặng dùng dẫn động lái hai cầu trước tức 4 bánh dẫn hướng và hai hình thang lái 4 khâu Đantô.

Hình 1.10 Bố trí hai cầu trước dẫn hướng

+Trong các kết cấu hiện nay, tỷ số truyền dẫn động lái thường nằm trong khoảng từ 0,85 đến 1,1.

 1.2.1.6.Các góc đặt bánh xe

-  Để tránh trường hợp người lái vẫn phải tác động liên tục lên vô lăng để giữ xe ở trạng thái chạy thẳng, hoặc người lái phải tác dụng một lực lớn để quay vòng xe, các bánh xe được lắp vào thân xe với các góc nhất. Những góc này được gọi chung là góc đặt bánh xe. Nếu các góc đặt bánh xe không đúng thì có thể dẫn đến các hiện tượng sau:   

+ Khó lái.

+ Tính ổn định lái kém.

+ Trả lái trên đường vòng kém.

+ Tuổi thọ lốp giảm (mòn nhanh).

  a .Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber)

-Góc tạo bởi đường tâm của bánh xe dẫn hướng ở vị trí thẳng đứng với đường tâm của bánh xe ở vị trí nghiêng được gọi là góc Camber, và đo bằng độ.

Hình 1.11 Góc CAMBER

-Góc Camber ngăn ngừa khả năng bánh xe bị nghiêng theo chiều ngược lại dưới tác động của trọng lượng xe do các khe hở và sự biến dạng trong các chi tiết của trục trước và hệ thống treo trước. Đồng thời giảm cánh tay đòn của phản lực tiếp tuyến với trục trụ đứng, để làm giảm mômen  tác dụng lên dẫn động lái và giảm lực lên vành tay lái.

- Khi chuyển động trên đường vòng, do tác dụng của lực ly tâm thân xe nghiêng theo hướng quay vòng, các bánh xe ngoài nghiêng vào trong, các bánh xe trong nghiêng ra ngoài so với thân xe. Để các bánh xe lăn gần vuông góc với mặt đường để tiếp nhận lực bên tốt hơn, trên xe có tốc độ cao, hệ treo độc lập thì góc Camber thường âm.

b.Góc nghiêng dọc trụ đứng và chế độ lệch dọc (Caster và khoảng Caster)

-Góc nghiêng dọc của trụ đứng đo bằng độ,xác định bằng góc giữa trụ xoay đứng và phương thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe .Khoảng cách từ giao điểm của đường tâm trục đứng với mặt đất đến đường tâm vùng tiếp xúc giữa lốp và mặt đường được gọi khoảng Caster c.

Hình 1.12 Caster và khoảng Caster

-Hồi vị bánh xe do khoảng Caster: Dưới tác dụng của lực ly tâm khi bánh xe vào đường vòng hoặc lực do gió bên hoặc thành phần của trọng lượng xe khi xe đi vào đường nghiêng, ở khu vực tiếp xúc của bánh xe với mặt đường sẽ xuất hiện các phản lực bên Y_b.

-Khi trụ quay đứng được đặt nghiêng về phía sau một góc nào đó so với chiều tiến của xe (Caster dương) thì phản lực bên Y_b của đường sẽ tạo với tâm tiếp xúc một mô men ổn định, mô men đó được xác định bằng công thức sau:

                                      M=Y_b.c                                                    (1- 6)

-Mômen này có xu hướng làm bánh xe trở lại vị trí trung gian ban đầu khi nó bị lệch khỏi vị trí này. Nhưng khi quay vòng người lái phải tạo ra một lực để khắc phục mô men này. Vì vậy, góc Caster thường không lớn. Mômen này phụ thuộc vào góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Đối với các xe hiện đại thì trị số của góc Caster bằng khoảng từ  0⁰đến 3⁰.

c. Góc nghiêng ngang trụ đứng (Kingpin)

-Góc nghiêng ngang của trụ đứng được xác định trên mặt cắt ngang của xe. Góc Kingpin được tạo nên bởi hình chiếu của đường tâm trụ đứng trên mặt cắt ngang đó và phương thẳng đứng.

Hình 1.13 Góc KingPin

-Tác dụng:

+Giảm lực đánh lái: Khi bánh xe quay quanh trụ đứng với khoảng lệch tâm là bán kính quay của bánh xe quay quanh trụ đứng r₀. Nếu r₀ lớn sẽ sinh ra mô men lớn quanh trụ quay đứng do sự cản lăn của lốp, vì vậy làm

tăng lực đánh lái. Do vậy giá trị của r₀ có thể được giảm để giảm lực đánh lái, phương pháp để giảm r₀ là tạo Camber dương và làm nghiêng trụ quay đứng (tạo góc KingPin) .

 +Cải thiện tính ổn định khi chạy thẳng: Góc KingPin sẽ làm cho các bánh xe tự động quay về vị trí chạy thẳng sau khi quay vòng do có mômen phản lực (gọi là mômen ngược) tác dụng từ mặt đường lên bánh xe. Giá trị của mômen ngược phụ thuộc vào độ lớn của góc KingPin.

d. Độ chụm và độ mở (góc doãng)

- Khi nhìn từ trên xuống, nếu phía trước của các bánh xe gần nhau hơn phía sau thì gọi là độ chụm. Nếu bố trí ngược lại là độ mở.

- Độ chụm được biểu diễn bằng khoảng cách B-A. Kích thước B, A được đo ở mép ngoài của vành lốp ở trạng thái không tải khi xe đi thẳng. Độ chụm có ảnh hưởng lớn tới sự mài mòn của lốp và ổn định của vành lái.

Hình 1.14 Độ chụm

 -Quá trình lăn của bánh xe gắn liền với sự xuất hiện lực cản lăn P_f ngược chiều chuyển động đặt tại chỗ tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Lực P_f này đặt cách trụ quay đứng một đoạn R₀ và tạo nên một mômen quay với tâm trụ quay đứng. Mômen này tác dụng vào hai bánh xe và ép hai bánh xe về phía sau. Để lăn phẳng thì các bánh xe đặt với độ chụm  =B-A  dương.

-Với góc  như thế thì tạo lên sự ổn định chuyển động thẳng của xe tức là ổn định vành tay lái.

Hình 1.15 Lực cản lăn và vị trí đặt của nó

  -Ở cầu dẫn hướng, lực kéo cùng chiều với chiều chuyển động sẽ ép bánh xe về phía trước. Bởi vậy góc  giảm.Trong trường hợp này, để giảm ảnh hưởng của lực cản lăn và lực phanh và đồng thời giảm tốc độ động cơ đột ngột (phanh bằng động cơ), thì bố trí các bánh xe với góc đặt  có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng không.

1.2.1.7.Hệ thống lái có trợ lực

a.Công dụng và sự cần thiết của hệ thống trợ lực lái

 - Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng giảm nhẹ cường độ lao động của người lái. Trên xe có tốc độ cao, trợ lực lái còn nâng cao tính an toàn chuyển động khi xe có sự cố ở bánh xe và giảm va đập truyền từ bánh xe lên vành tay lái. Ngoài ra để cải thiện tính êm dịu chuyển động, phần lớn các xe hiện đại đều dùng lốp bản rộng, áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc với mặt đường. Kết quả là cần một lực lái lớn hơn. Vì vậy để giữ cho hệ thống lái nhanh nhạy trong khi chỉ cần lực lái nhỏ, phải có một vài loại thiết bị trợ giúp hệ thống lái gọi là trợ lực lái.

  b.Phân loại hệ thống trợ lực lái

-Dựa vào kết cấu và nguyên lý của van phân phối

 +Hệ thống lái trợ lực kiểu van trụ tịnh tiến

 +Hệ thống lái trợ lực kiểu van cánh

-Dựa vào vị trí của van phân phối và xi lanh lực

 +Hệ thống lái trợ lực kiểu van phân phối, xy lanh lực đặt chung trong cơ cấu lái.

 +Hệ thống lái trợ lực kiểu van phân phối, xy lanh lực đặt riêng .

+Hệ thống lái trợ lực kiểu van phân phối, xy lanh lực lực đặt thành cụm  riêng ,cơ cấu lái nằm riêng.

+Hệ thống lái trợ lực kiểu van phân phối, xy lanh lực ,cơ cấu lái riêng biệt.

 -Hiện nay dạng bố trí thông dụng nhất trên hệ thống lái của xe là van phân phối, xy lanh lực và cơ cấu lái đặt chung. Còn nguồn năng lượng là một bơm cánh gạt được dẫn động từ động cơ của xe nhờ dây đai.

c. Nguyên lý trợ lực lái

- Trợ lực lái là một thiết bị thuỷ lực sử dụng công suất của động cơ để giảm nhẹ lực lái. Động cơ dẫn động bơm tạo ra dầu cao áp tác dụng lên piston nằm trong xy lanh lực. Piston trợ giúp cho việc chuyển động của thanh răng. Mức độ trợ giúp  phụ thuộc  vào độ lớn của áp suất dầu tác dụng lên piston. Vì vậy nếu cần trợ lực lớn hơn thì phải tăng áp suất dầu.

-Vị trí trung gian (khi xe chuyển động thẳng).

 +Dầu từ bơm được đẩy lên van điều khiển. Nếu van ở vị trí trung gian, tất cả dầu sẽ chảy qua van vào cửa xả và hồi về bơm. Vì áp suất dầu bên trái và bên phải piston là như nhau nên piston không chuyển động về hướng nào.

-Khi quay vòng .

+ Khi trục lái chính quay theo bất kỳ hướng nào, giả sử quay sang phải thì van điều khiển cung di chuyển làm đóng một phần cửa dầu, còn cửa kia mở rộng hơn. Vì vậy làm thay đổi lượng dầu vào các cửa, cùng lúc đó áp suất dầu được tạo ra. Như vậy tạo ra sự trênh lệch áp suất giữa hai khoang trái và phải của piston. Sự trênh lệch áp suất đó làm piston dịch chuyển về phía có áp suất thấp, dầu bên áp suất thấp sẽ được đẩy qua van điều khiển về bơm.

 

Hình 1.17 Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái khi quay vòng

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI

2.1.Giới thiệu xe tham khảo

2.1.1.Giới thiệu chung về xe tải huyndai HD65

 - Xe tải Huyndai HD65 2,5 tấn là dòng sản phẩm xe có tải trọng 2 tấn rưỡi được nhập khẩu toàn bộ linh phụ kiện từ nhà máy Huyndai Hàn Quốc và được lắp ráp tại nhà máy Huyndai Đô Thành đây là sản phẩm xe được cải tiến và trang bị thông minh với cabin đạt tiêu chuẩn khí động lực học động cơ D4DB 4 kỳ 4 xilanh thẳng hàng vô cùng mạnh mẽ và có độ bền cao ,khung gầm cầu Dymos có khả năng chịu tải trọng cao.Đặc biệt xe tích hợp lá nhíp 2 tầng giúp chở tải nặng mà không bị xệ nhíp. Xe tải Huyndai HD65được thiết kế rất khoa học với các góc cạnh được chau chuốt cân đối ,mang tính khí động lực học cao giúp xe di chuyển dễ dàng tiết kiệm nhiên liệu. Xe tải Huyndai HD65 2,5 tấn cũng sở hữu 2 màu chủ đạo xanh và trắng đầu xe với lới tản nhiệt được mạ crom sang bóng đặt ở giữa với nhiều khe hút gió giúp máy mát,cụm đèn pha xếp tầng giúp khả năng chiếu sang cao đi kèm với nó là đèn xương mù đèn xi nhang giúp lái xe an toàn hơn. Xe tải Huyndai HD65 là dòng xe đang được rất nhiều người sử dụng trong những năm gần đây.

Hình 2.1 Hình ảnh xe Huyndai HD65

2.1.2.Thông số kỹ thuật

Động cơ	Kiểu động cơ	D4DB-d
	Loại	Diesel, 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, làm mát bằng nước
	Công suất động cơ (ps/vòng/phút)	100 ps/rpm
	Momen xoắn lớn nhất (N.m/vòng/phút)	30 kg.m (294N.m)/2000rpm
	Dung tích xy lanh (cm3)	3568cc
	Hệ thống phun nhiên liệu	Phun nhiên liệu trực tiếp
	Hệ thống tăng áp	Turbo Charge Intercooler (TCI)
	Dung tích thùng nhiên liệu (lít)	100
	Tiêu chuẩn khí thải	Euro II
Kích thước	Chiều dài cơ sở (mm)	3360
	Chiều dài toàn bộ xe (mm)	6183
	Chiều rộng cơ sở (mm)	1650
	Chiều cao (mm)	2210
	Khoảng sáng gầm xe (mm)	200
Trọng lượng	Trọng lượng bản thân (kg)	2355
	Tải trọng cho phép (kg)	2500
	Trọng lượng toàn bộ (kg)	5415
	Số chỗ ngồi (chỗ)	3
Các hệ thống khác	Tên hộp số	M3S5
	Loại hộp số	5 số tiến, 1 số lùi
	Ly hợp	Đĩa đơn ma sát khô, dẫn động thủy lực, trợ lực chân không
	Hệ thống lái	Trục vít e-cu bi, trợ lực thủy lực
	Hệ thống treo (trước/sau)	Phụ thuộc, lá nhíp, giảm chấn thủy lực
	Công thức bánh xe	4 x 2R
	Thông số lốp (Trước/Sau)	7.00R16
Hệ Thống Phanh	Phanh chính (Trước/Sau)	Phang tang trống, dẫn động thủy lực 2 dòng, trợ lực chân không
Tính năng động học	Tốc độ tối đa (km/h)	96
	Bán kính quay vòng nhỏ nhất (m)	6,5
	Khả năng vượt dốc lớn nhất (%)	42
Trang thiết bị tiêu chuẩn	Hệ thống âm thanh	Radio, Cassette, 2 loa
	Hệ thống điều hòa	Có
	Đèn sương mù	Có
	Đèn báo rẽ tích hợp bên hông cửa xe	Có
	Gương chiếu hậu ngoài	Có
	Kiểu cabin	Cabin tiêu chuẩn
	Chắn bùn trước và sau	Có

 

Các thông số chính của xe

 1.Tải trọng: 2500  kG

 2.Trọng lượng phân bố lên cầu trước:

   -Lúc có tải  :  2166   kG

 3.Trọng lượng toàn bộ:5415 kG

 4.Động cơ : D4DB-d

 5.Dung tích xy lanh: 3568 (cc)

 6.Công suất động cơ: N_e = 100 ps/rpm.

 7.Hệ thống phanh : phanh dầu dẫn động 1 dòng có trợ lực chân không.

 8.Hệ thống treo : phụ thuộc.

 9.Cơ cấu lái : tỷ số truyền i_w= 20,5.

 10.Tốc độ tối đa : v_max = 96 (km/h).

 11.Cỡ lốp :-Lốp trước : 7.00x16  

 12.Chiều dài cơ sở của xe : 3360 (mm)

 13.Chiều dài toàn bộ của xe : 6183 (mm)

 14Chiều rộng cơ sở của xe : 1650 (mm)

 15.Chiều rộng toàn bộ :2010 (mm)

 16.Chiều cao : 2210 (mm)

 17.Bán kính quay vòng min : 6,5 (m).

 

 

 

2.2.Lựa chọn phương án thiết kế

2.2.1.Chọn phương án dẫn động lái

- Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái ĐANTÔ, nó được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang và các đòn kéo bên. Sự quay vòng của ôtô rất phức tạp,để đảm bảo mối quan hệ động học của các bánh xe phía trong và phía ngoài khi quay vòng là một điều khó thực hiện. Hiện nay người ta chỉ đáp ứng gần đúng mối quan hệ động học đó bằng hệ thống khâu khớp và đòn kéo tạo nên hình thang lái. Với xe thiết kế có hệ thống treo phụ thuộc, do đó chọn phương án dẫn động lái với hình thang lái Đantô (hình thang lái 4 khâu).

2.2.2.Chọn phương án cơ cấu lái

- Dựa vào những ưu điểm đã trình bày trong phần tổng quan cơ cấu lái, ta chọn phương án cơ cấu lái loại trục vít - êcu bi - cung răng.

 -Cơ cấu lái loại này có ưu điểm là hiệu suất cao (0,65 - 0,7), độ bền cao, dễ dàng phối hợp với van phân phối và xy lanh của cường hoá thuỷ lực và hệ thống lái 4 khâu.

2.2.3.Lựa chọn trợ lực lái

 -Trợ lực điện, trợ lực điện - thuỷ, trợ lực cơ khí rất ít được sử dụng.

  -Trợ lực khí chỉ dùng cho những xe tải hạng nặng có máy nén khí và cóbình khí nén.

  -Như vậy, với xe tải cỡ trung bình ta sẽ dùng trợ lực thuỷ lực sử dụng van phân phối và xylanh lực.

*Các ưu điểm của trợ lực thuỷ lực

- Có áp suất trong hệ thống thuỷ lực lớn: p = 4¸ 10 (MN/cm²) nên giảm được kích thước và trọng lượng xilanh lực.

- Tác dụng của bộ trợ lực nhanh, thời gian chậm tác dụng của bộ trợ lực không chậm quá 0,02¸0,04 (giây) nhờ vận tốc truyền áp suất trong chất lỏng nhanh.

 - Giảm được va đập trong truyền dẫn thuỷ lực do mặt đường không bằng phẳng nên người lái đỡ mệt.

- Hiệu suất làm việc của bộ trợ lực thuỷ lực cao và hiệu quả tác dụng lớn.

Chọn phương án bố trí trợ lực

*Phương án 1:Van phân phối, xy lanh lực  đặt chung trong cơ cấu lái.

- Sơ đồ bố trí:

 

3.2.1.2.Trình tự lắp

Trình tự lắp tiến hành ngược với trình tự tháo, khi lắp chú ý:

- Vệ sinh sạch sẽ các chi tiết trước khi lắp.

- Khi lắp phải đúng theo chiều và đúng vị trí, không làm xước bề mặt thanh răng và làm rách các phớt chắn dầu.

- Kiểm tra và điều chỉnh khe hở ăn khớp của trục vít – êcubi sau khi lắp.

3.3.Quy trình kiểm tra ,bảo dưỡng ,sửa chữa hệ thống lái

3.3.1.Quy trình kiểm tra

- Việc kiểm tra, sửa chữa cơ cấu hình thang lái, trục lái là tương tự như hệ thống lái cơ khí. Điểm khác biệt giữa hệ thống lái cơ khí và hệ thống lái trợ lực thủy lực là cơ cấu lái. Bài giảng sẽ trình bày chi tiết nội dung kiểm tra, sửa chữa cơ cấu lái ở hệ thống lái trợ lực thủy lực:

- Vòng bi: quan sát xem các vòng bi  có bị mòn, rơ rão hay không.

- Phớt chắn dầu: Kiểm tra các phớt chắn dầu xem có bị rách, biến cứng hay không.

- Ngăn kéo phân phối: dùng dụng cụ đo kiểm tra xem ngăn kéo phân phối có bị mòn hay không.

- Lò xo: Kiểm tra xem các lò xo có bị mòn, yếu gãy hay không.

3.3.1.1.Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống lái

a. Kiểm tra, điều chỉnh độ rơ tay lái

* Kiểm tra, điều chỉnh độ rơ dọc trục tay lái

-Kiểm tra:

+ Nắm chặt vô lăng bằng 2 tay rồi kéo vô lăng theo phương dọc trục. Nếu không có độ rơ, tay lái không có tầm nặng tầm nhẹ là được.

-Điều chỉnh:

+Đối với hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực: Khi kiểm tra phải tháo rời mặt bích nối các đăng với trục vít. Điều chỉnh bằng cách siết đai ốc trên trục vít. Vặn vào là giảm độ rơ, vặn ra là tăng độ rơ.

+ Sau khi điều chỉnh cần tiến hành kiểm tra lại, yêu cầu quay vành tay lái không có tầm nặng, tầm nhẹ là được.

* Kiểm tra, điều chỉnh độ rơ vành tay lái

-Kiểm tra:

Cách 1: Dùng dụng cụ đo bằng thước vạch (hình 3.2)

+ Cho ô tô đứng trên nền phẳng, hai bánh xe dẫn

 hướng ở vị trí chạy thẳng.

+ Đặt thước đo cố định sát vành lái.                                Hình 3.2 Kiểm tra độ dơ vành lái

+ Xoay vành lái từ từ đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển hoặc đến khi đòn quay đứng bắt đầu dịch chuyển. Dùng phấn đánh dấu trên thước và vành lái.        

+ Xoay từ từ ngược lại đến khi hai bánh trước hoặc đòn quay đứng bắt đầu dịch chuyển. Đánh một dấu phấn trên thước trùng với dấu trên vành lái đã đánh lúc trước.

+ Khoảng cách hai vị trí đánh dấu trên thước là độ dơ lỏng của vành lái.

-Đối với hệ thống lái trợ lực thuỷ lực, độ rơ vành lái khoảng 51mm; với hệ thống lái cơ khí độ rơ khoảng 76mm

Cách 2:Dùng dụng cụ đo độ dơ bằng thước đo góc (hình 3.3)

+ Bánh trước đặt ở vị trí chuyển động thẳng.

+ Kim chỉ của dụng cụ đo đặt trên vành tay lái bằng kẹp lò xo.

+ Thang chia độ bắt ở đầu trên của trục tay lái.

+ Quay vành tay lái đến khi bánh trước bắt đầu

Hình 3.3 Kiểm tra độ dơ tay lái

 chuyển động thì đặt số 0 của thang chia độ đối

 diện với  kim chỉ.

+ Sau đó quay vành lái ngược lại như trên thì dừng lại.

+ Căn cứ vào nấc thang chia độ nằm đối diện với kim chỉ ta xác định được độ dơ của vành lái.

-Điều chỉnh

+ Cơ cấu lái có trợ lực: Điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa piston, thanh răng và vành răng rẻ quạt bằng cách nới lỏng đai ốc hãm rồi vặn bu lông điều chỉnh theo nguyên tắc vặn vào làm giảm khe hở và ngược lại, vặn ra làm tăng khe hở.

+ Sau khi điều chỉnh ta phải kiểm tra ở 3 vị trí.

+Quay vành lái cách vị trí trung gian từ 2- 2.5 vòng, yêu cầu lực quay từ 0.5 – 1.2 kG.

+Quay vành lái cách vị trí trung gian từ 1- 1.25 vòng, yêu cầu lực quay từ 0.8 – 1.25 kG.

+ Quay vành lái cách vị trí trung gian, yêu cầu lực quay từ 1.8 – 2.2 kG.  Không vượt quá 2.5 kG..

b.Kiểm tra và điều chỉnh độ chụm

 Công việc kiểm tra và điều chỉnh độ chụm thực hiện sau khi đã sửa chữa cơ cấu hình thang lái, chốt chuyển hướng, chỉnh moay-ơ.

Trước khi kiểm tra, điều chỉnh  cần kiểm tra bánh xe có dơ hay không, kiểm tra áp suất không khí trong lốp xe. Nếu đúng yêu cầu kĩ thuật mới tiến hành công việc trên.

* Kiểm tra

-   Để ô tô ở trên đường phẳng, hai bánh xe ở vị trí chạy thẳng.

-   Đặt thước tì vào 2 má lốp sao cho các đầu dây xích chớm chạm nền .

-   Đọc kích thước và đánh dấu vào vị trí vừa đo của hai má lốp.

-   Tiếp tục tiến hành: Dịch ô tô về phía trước sao cho hai bánh trước quay 180­­⁰ (tay lái giữ ở vị trí xe chạy thẳng)

-   Đặt thước vào hai vị trí đã đánh dấu và đọc kích thước.

-   Lấy hiệu hai kích thước vừa đo được là độ chụm bánh xe.

-Tuỳ theo loại xe mà có yêu cầu về độ chụm khác nhau. Độ chụm quy định thông thường từ  2mm  6mm..Trên xe con độ chụm thông thường có giá trị 2mm  3mm đối với xe có cầu trước bị động dẫn hướng và đối với xe có cầu trước chủ động dẫn hướng là  –3mm  –2mm..

-Khi điều chỉnh cho phép sai lệch ±1mm

-Độ chụm dương: nếu hai bánh xe chụm về phía trước (khi đó B – A > 0). Độ chụm âm: nếu hai bánh xe loe về phía trước (B – A < 0).

* Điều chỉnh

- Đối với các loại xe có hệ thống treo phụ thuộc thì trình tự điều chỉnh như sau:

+Để bánh xe trên nền phẳng, giữ bánh xe dẫn hướng ở vị trí chạy thẳng.

+Kích bánh xe lên.

+Nới êcu hai đầu thanh kéo ngang, rồi xoay thanh kéo ngang để điều chỉnh sau đó hãm êcu lại .

+Kiểm tra lại độ chụm đến khi nào được mới thôi.

-Đối với các xe có hệ thống treo độc lập thì quy trình điều chỉnh như sau:

+Điều chỉnh phải tiến hành khi ôtô tải đầy.

+Để ô tô ở vị trí chạy thẳng trên nền phẳng.

+Kích bánh lên nới lỏng đai ốc hãm của thanh kéo ngang.

+Xoay ống nối răng ngược hai đầu của thanh kéo ngang. Xoay ống nối cho đòn kéo dài  ra sẽ làm tăng độ chụm đầu và ngược lại (hình 3.4)

+Vặn chặt các đai ốc hãm  lại.

Hình 3.4 Điều chỉnh độ chụm

Ống răng bên trái: 1. Xoay xuống để tăng chiều dài; 2. Xoay lên để giảm chiều dài

Ống răng bên phải: 5. Xoay lên để tăng chiều dài; 6. Xoay xuống để giảm chiều dài

c. Chia lái

Hệ thống lái phải đảm bảo đánh lái sang trái, sang phải đều nhau. Muốn vậy ta cần phải tiến hành chia lái:

- Để bánh xe ở vị trí xe chạy  thẳng, tháo đòn quay đứng.

- Quay vôlăng về tận cùng một bên (phải) rồi đánh dấu giữa vôlăng và trục lái. Quay vôlăng theo chiều ngược lại (trái) đến khi không quay được nữa thì dừng lại. Vừa quay vừa đếm số vòng. Chia đôi số vòng tay lái.

- Lắp đòn quay đứng, siết chặt đủ lực.

- Quay kiểm tra lại.

d.Kiểm tra mức dầu và điều chỉnh độ căng đai

*Kiểm tra mức dầu: Đo mức dầu trong bầu chứa khi động cơ đang làm việc,sau đó tắt máy và đo lại mức dầu.Khi tắt máy mức dầu không tăng quá 5mm,dầu không có bọt và đục là được.Nếu mức dầu tăng quá 5mm,có bọt và đục là trong dầu có khí (e).

* Xả khí trong hệ thống dầu trợ lực:

-Kiểm tra mức dầu trong bình ,thiếu thì bổ xung dầu.

-Kích thước hai bánh xe dẫn hướng.

-Cho động cơ chạy ở tốc độ 1000V/Phút

-Đánh hết tay lái sang trái,sang phải và giữ nguyên ở vị trí tận cùng từ 2¸3 giây.

-Làm lại bước trên 3¸4 lần.

*Kiểm tra,điều chỉnh độ căng dây đai.

-Dùng tay ấn với lực 50 ¸ 80N yêu cầu độ võng xuống dây đai là 7 ¸ 9 mm.

-Nếu không đúng (quá căng hoặc trùng) cần điều chỉnh lại bằng cách xê dịch bơm trợ lực.

-Đối với một số xe dùng dây đai và puli răng yêu cầu phải lắp đúng vị trí.

e.Kiểm tra độ đảo bánh xe

-Dùng đồng hồ để kiểm tra độ đảo :Gá chân đồng hồ vuông góc với phía ngoài vành bánh xe,xoay bánh xe một vòng,số vạch kim đồng hồ dao động cho ta độ đảo vành bánh xe.Độ đảo cho phép nhỏ hơn 1,2mm.

3.3.2.Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái

3.3.2.1.Những hư hỏng chính

 

Hiện tượng	Nguyên nhân	Kiểm tra và sửa chữa
1. Tay lái nặng	a. Hệ thống trợ lực hỏng.
	b.Thiếu dầu trợ lực lái	Bổ sung dầu vào trợ lực lái
	c. Áp suất hơi của các lốp xe dẫn hướng không đủ hoặc không đều	Bơm đủ hơi.
	d. Các chi tiết ma sát của hệ thống thiếu dầu .	Bổ sung dầu mỡ bôi trơn hộp tay lái và các khớp nối.
	e. Chốt khớp chuyển hướng nghiêng về phía sau quá nhiều.	Điều chỉnh lại cho đúng quy định.
	f. Khung xe bị cong.	Sửa chữa, nắn thẳng lại.
2. Độ rơ vành tay lái quá lớn.	a. Độ rơ quá lớn ở vành tay lái, ở các khớp nối, mòn các khớp cầu.	Điều chỉnh và thay chi tiết mòn.
	b. Mòn ổ bi bánh xe dẫn hướng.	Điều chỉnh lại độ rơ.
3. Xe lạng sang hai bên.	a. Độ chụm bánh xe âm.	Điều chỉnh lại cho đúng.
	b. Các thanh nối, khớp cầu và hộp tay lái có độ rơ lớn.	Điều chỉnh hoặc thay mới các chi tiết nếu cần.
	c. Các thanh nối bị cong.	Nắn lại hình dạng ban đầu.
	d. Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng không đủ hoặc không đều.	Bơm đủ áp suất.
4. Xe luôn lạng về một bên	a. Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng không đều.	Bơm đủ áp suất.
	b. Độ nghiêng ngang và độ nghiêng dọc của chốt khớp chuyển hướng của hai bánh xe không đều.	Điều chỉnh lại cho bằng nhau và đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
	c. Ổ bi bánh xe chặt.	Điều chỉnh lại hoặc thay chi tiết mòn hỏng.
5. Đầu xe lắc qua lại	a. Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng không đủ hoặc không. đều.	Bơm đủ áp suất.
	b. Lỏng, rơ thanh nối, khớp cầu và hộp tay lái.	Điều chỉnh lại hoặc thay chi tiết mòn hỏng nếu cần.
	c.Bánh xe bị rơ lỏng quá mức	Điều chỉnh lại.
	d.Lốp mòn không đều hoặc hỏng	Điều chỉnh lại hoặc thay lốp
	e. Góc nghiêng ngang của chốt khớp chuyển động hướng hai bánh xe không đều.	Điều chỉnh lại.
6.Rò rỉ dầu	a.Các gioăng đệm bị hỏng ,các đầu nối bị hở,bị nứt.	Điều chỉnh lại cho đúng kỹ thuật hoặc thay chi tiết hỏng nếu cần.
	b.Mức dầu quá cao	Điều chỉnh cho mức dầu phù hợp

3.3.2.2.Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái

- Trong bảo dưỡng kỹ thuật  hàng ngày, kiểm tra khoảng chạy tự do của tay lái và cả tác động của hệ thống lái đối với đường đi  của ôtô. Cần xem tình trạng bên ngoài các tấm đệm khít của cácte cơ cấu lái để ngăn ngừa tình trạng rò rỉ dầu nhờn.

- Trong bảo dưỡng kỹ thuật cấp 1: Kiểm tra độ kín khít của những mối ghép nối hệ thống trợ lái thuỷ lực và việc bắt chặt bơm trợ lái thuỷ lực. Vặn chặt các đai ốc bắt chặt cơ cấu lái vào dầm  ôtô, chốt cầu của đòn lái.

- Bảo dưỡng kỹ thuật cấp 2 gồm những việc sau đây: cọ rửa bầu lọc của bơm trợ lái thuỷ lực, kiểm tra độ bắt chặt đòn quay đứng vào trục và chốt cầu vào đòn quay đứng. Kiểm tra khe hở trong cơ cấu lái và nếu khe hở vượt quá giới hạn quy định thì điều chỉnh lại.

3.3.2.3.Điều chỉnh  cơ cấu lái

- Điều chỉnh sự vào khớp của quạt răng và đai ốc – thanh răng.

+ Sử dụng vít vặn ở đầu trục quạt răng để điều chỉnh việc vào khớp của quạt răng và đai ốc – thanh răng.

+ Trước hết, kiểm  tra khe hở vào khớp theo độ xê dịch dọc trục của trục quạt răng, sau khi đã tách đòn quay đứng ra khỏi bộ trợ lái thuỷ lực. Khe hở không được vượt quá 0,2 (mm). Nếu khe hở lớn hơn mức đó, hãy điều chỉnh việc vào khớp bằng cách nới lỏng đai ốc hãm của vít điều chỉnh rồi vặn vít điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ cho đến khi trừ bỏ được hết khe hở.

3.3.2.4.Kiểm tra dẫn động lái và khắc phục khe hở

- Có thể dễ dàng phát hiện khe hở trong các khớp nối của  cơ cấu dẫn động lái bằng cách lắc mạnh đòn quay đứng trong khi xoay tay lái và nắm tay vào các khớp cần kiểm tra. Nếu khe hở vượt quá quy định, hãy khắc phục bằng cách vặn nút có ren của khớp nối tương ứng. Muốn vậy phải tháo chốt chẻ trên đầu đòn lái.

- Đối với các khớp tự định tâm thì chỉ có cách thay các chốt cầu đã mòn và bạc lót đê khắc phục khe hở.

3.3.3.Sửa chữa hệ thống lái

 - Để xác đinh mức độ mài mòn và tính chất sửa chữa, phải tháo rời các chi tiết cơ cấu lái. Khi tháo tay lái (vôlăng) và đòn quay đứng, phải dùng vam  tháo. Những hư hỏng chính của các chi tiết cơ cấu lái là: mòn vít vô tận, mặt bích bắt chặt các te bị sứt mẻ và nứt, mòn lỗ ở các te dành cho ống lót trục của đòn quay đứng và các chi tiết của khớp cầu thanh chuyển hướng, thanh chuyển hướng bị cong  và việc bắt chặt tay lái trên trụ bị nới lỏng ra.

- Phải thay vít của cơ cấu lái nếu bề mặt ma sát bị mòn rõ rệt hay lớp tôi bị tróc ra.

- Cổ trục của đòn quay đứng, nếu mòn thì phục hồi bằng cách mạ crôm  rồi mài theo kích thước danh định. Cổ trục có thể phục hồi bằng cách lắp  vào các te những ống lót bằng đồng thanh đã được mài theo kích thước sửa chữa. Đầu có ren của trục đòn quay đứng nếu bị chờn thì phục hồi bằng cách hàn đắp bằng hồ quang điện rung. Trước hết, phải tiện hết ren cũ trên máy tiện rồi hàn đắp kim loại, tiện theo kích thước danh định và cắt ren mới. Trục của đòn quay đứng, nếu rãnh then hoa bị xoắn thì phải loại bỏ.

- Những chỗ sứt mẻ và khe nứt trên mặt bích cácte khắc phục bằng phương pháp hàn. Thường dùng hàn khí, có nung nóng toàn bộ chi tiết trước khi hàn. Lỗ trên cácte dành cho ống lót của đòn quay đứng nếu bị mòn thì doa lại theo kích thước sửa chữa.

- Trong cơ cấu dẫn động lái, chốt cầu và máng lót thanh chuyển hướng ngang bị mòn nhanh hơn, còn các đầu thì mòn ít hơn. Ngoài ra, còn thấy những hư hỏng khác là mòn lỗ ở mút thanh, cháy ren, yếu hay gãy lò xo và thanh bị cong.

- Tuỳ theo tính chất mài mòn mà xác định khả năng tiếp tiếp tục sử dụng của nắp thanh chuyển hướng ngang hay của từng chi tiết. Nếu cần thiết thì tháo cả khớp của nắp. Muốn vậy, tháo chốt chẻ của nút ren, vặn nút ra khỏi lỗ rồi tháo chi tiết ra. Chốt cầu bị mòn, bị sứt mẻ hay có vết xước, cần thay mới. Đồng thời, lắp máng lót mới của chốt cầu. Thay mới các lò xo yếu hoặc gãy. Các lỗ ở đầu thanh chuyển hướng nếu bị mòn thì hàn lại. Thanh chuyển hướng bị cong, thì phải nắn nguội. Trước khi nắn phải ủ cần trong cát mịn và khô.

- Những hư hỏng của bộ trợ lái thuỷ lực: không có lực tác dụng ở bất cứ tần số quay nào của động cơ, lực không đủ lớn và không đồng đều khi quay tay lái sang bên này hay bên kia.

- Để khắc phục những hư hỏng trên, hãy tháo rời bơm ra, xả hết dầu nhờn, cọ rửa cẩn thận các chi tiết. Khi tháo, lắp và sửa chữa bơm, không được tách riêng cụm chi tiết nắp bơm  và van chuyển (van hai ngả), stato, rôto và cánh bơm. Việc tháo lắp bơm tiến hành trên gá lắp có bàn xoay.

- Việc tháo rời bơm tiến hành theo trình tự sau đây: tháo nắp thùng và bơm, tháo thùng ra khỏi thân bơm, tháo nắp bơm, trong khi đó phải giữ van an toàn bằng một chốt công nghệ (giữ trục bơm ở tư thế thẳng đứng và bánh đai ở phía dưới), nhấc đĩa phân phối ra khỏi vít cấy, nhấc stato, rôto cùng với bộ cánh quạt bơm, sau khi đã đặt trên rôto một vòng cao su công nghệ và đánh dấu vị trí của stato với đĩa phân phối  và thân bơm.

- Chỉ trong trường hợp cần sửa chữa hay thay thế mới tháo bánh đai, vòng hãm và trục bơm cùng với vòng bi phía trước.

- Sau khi tháo các chi tiết phải cọ rửa trong thùng dung dịch, rồi rửa bằng nước nóng và thổi bằng không khí nén.

- Khi thử nghiệm , cần xem bơm làm việc có bị rung động, co giật và có tiếng gõ hay không. áp suất phải tăng lên dần dần. Dầu nhờn trong thùng không được phép sủi bọt và rò rỉ qua các mối lắp ghép và đệm khít.

- Sau khi sửa chữa và kiểm tra xong xuôi các chi tiết, phải lắp ráp lại toàn bộ tổ hợp trợ lái thuỷ lực rồi điều chỉnh và thử nghiệm.

KẾT LUẬN

  Kỹ thuật ôtô  ngày càng được phát triển tới mức rất cao, thoả mãn những yêu cầu và đòi hỏi khắt khe về tính năng kinh tế, kỹ thuật môi trường, đặc biệt là an toàn chuyển động của ôtô ở tốc độ cao. Vì vậy trên ôtô được trang bị thêm  rất nhiều hệ thống kỹ thuật cao để đảm bảo được  các tính năng nói trên.

 Sau một thời gian dài nghiên cứu, tính toán và thiết kế được sự trợ giúp tận tình của Thầy Chu Văn Huỳnh cùng các thầy trong bộ môn và toàn thể các bạn đồng nghiệp. Nay em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp.

 Mặc dù đã rất cố gắng nhưng vì thời gian cũng như kiến thức còn hạn chế nên đề tài cũng không tránh được các thiếu sót trong quá trình tính toán thiết kế các chi tiết của hệ thống lái. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy trong bộ môn để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng

,1993,Lý thuyết ôtô máy kéo.

 [2].Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Nguyễn Khắc Trai,1971,Thiết kế tính toán ôtô - máy kéo.

[3]. Nguyễn Trọng Hiệp,1997, Chi tiết máy Tập I, tập II.

[4].Nguyễn Khắc Trai, 1996,Cấu tạo gầm xe con, Nhà xuất bản giao thông vận tải.

[5]. Trần Văn Địch ,1987,Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy.

[6].Phạm Minh Thái,1991,Thiết kế hệ thống lái của ôtô - máy kéo bánh xe, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.

[7].Nguyễn Khắc Trai, 1997,Tính điều khiển và quỹ đạo chuyển động của ôtô.

[8]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển ,Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí. NXB giáo dục.

[9].Nguyễn Khắc Trai,Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng ,2009,Kết cấu ô tô,NXB Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội .