Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ

Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ Thiết kế hệ thống lái xe 7 chỗ

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI I Mô tả chung hệ thống lái Tổng quan .5 Các trạng thái quay vòng xe Phân loại hệ thống lái 3.1 Phân loại theo phương pháp chuyển hướng 3.2 Phân loại hệ thống lái theo đặc tính truyền lực 3.3 Phân loại theo kết cấu cấu lái 3.4 Phân loại theo cách bố trí vành lái Yêu cầu hệ thống lái ôtô .7 II Các phận hợp thành hệ thống lái ôtô Vành lái Trục lái Cơ cấu lái 3.1 Các yêu cầu cấu lái .9 3.2 Tỉ số truyền cấu lái: 10 3.3 Tỷ số truyền dẫn động lái id 11 3.4 Tỷ số truyền lực hệ thống lái il .11 3.5 Hiệu suất thuận 12 3.6 Hiệu suất nghịch 12 3.7 Một số loại cấu lái thường dùng: 12 Dẫn động lái 15 Các góc đặt bánh xe 18 5.1 Góc nghiêng ngang bánh xe (Camber) 18 5.2 Góc nghiêng dọc trụ đứng chế độ lệch dọc 19 5.3 Góc nghiêng ngang trụ đứng (Kingpin) 20 5.4 Độ chụm độ mở (góc doãng) 22 Hệ thống lái có trợ lực .23 6.1 Công dụng cần thiết hệ thống trợ lực lái 23 6.2 Phân loại hệ thống trợ lực lái .23 6.3 Nguyên lý trợ lực lái .24 CHƯƠNG II:TÍNH TỐN HỆ THỐNG LÁI 26 SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ I Các thông số xe thiết kế 26 Xe du lịch chỗ 26 II Lựa chọn phương án thiết kế 27 2.1 Chọn phương án dẫn động lái 27 2.2 Chọn phương án cấu lái 27 III Tính tốn động học hình thang lái 27 3.1 Xác dịnh kích thước hình học hình thang lái quan hệ động học góc quay bánh xe dẫn hướng .27 3.2 Xác định mơmen cản quay vịng lực lái lớn .31 Sơ đồ xác định tỷ số truyền dẫn động lái .35 IV Tính tốn thiết kế cấu lái trục vít - êcu bi - - cung 36 4.1 Thơng số hình học: 36 4.2 Thiết kế truyền trục vít- êcu bi 36 4.3 Thiết kế truyền răng–cung 41 V Tính bền chi tiết lại hệ thống lái 46 5.1 Tính bền trục lái 46 5.2 Tính bền địn quay đứng .47 5.3 Tính bền địn kéo dọc 49 5.4 Tính bền địn kéo ngang .50 5.5 Tính bền đòn bên 52 5.6 Tính bền khớp cầu (Rotuyl) 54 CHƯƠNG III:THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI 57 I Đặc điểm trợ lực lái .57 1.1 Các yêu cầu trợ lực 57 1.2 Chọn loại trợ lực 57 II Lựa chọn phương án bố trí trợ lực lái .58 2.1 Một số phương án bố trí trợ lực hệ thống lái 58 III: Tính tốn trợ lực .65 3.1 Tính tốn xylanh lực .65 3.2 Tính đường kính ngồi kiểm tra bền xylanh lực .67 3.3 Tính sơ hành trình làm việc piston 69 3.4 Xác định lưu lượng bơm dầu 70 3.5 Tính tốn chi tiết van phân phối 71 CHƯƠNG IV:BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 74 I Những tượng hư hỏng hệ thống lái 74 SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ II Một số hư hỏng thường gặp cách khắc phục .76 III Bảo dưỡng sửa chữa bơm dầu 77 Kết Luận 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ LỜI NÓI ĐẦU Hiện ngành công nghiệp ô tô nước ta phát triển mạnh mẽ ngày khẳng định vai trị to lớn ngành công nghiệp trọng điểm quốc gia Với tốc độ phát triển mạnh mẽ đòi hỏi nguồn nhân lực ngành công nghiệp ô tô cần phải có trình độ chun mơn cao Điều thể việc đời nhiều trung tâm chuyên nghiên cứu phát triển công nghệ, thiết kế tính tốn, mơ lắp ráp tơ… Một hệ thống đặc biệt quan trọng ô tô hệ thống lái Hệ thống có chức điều khiển hướng chuyển động tơ, đảm bảo tính.Trong q trình chuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn người sử dụng, đặc biệt với loại xe đại có tốc độ cao Do người ta khơng ngừng cải tiên hệ thống lái để nâng cao tính Là sinh viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội, việc tìm hiểu ứng dụng cơng nghệ tiên tiến giới để áp dụng vào thực tế nước ta cần phải trọng đặc biệt Bởi chúng em giao nhiệm vụ “Thiết kế tính tốn hệ thống lái xe chỗ” Mặc dù có nhiều cố gắng với hiểu biết thời gian tìm hiểu hạn chế nên đồ án em khơng tránh khỏi sai sót cịn nhiều vấn đề chưa đề cập tới Em mong thầy bạn góp ý để đồ án hồn thiện Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy Trương Đặng Việt Thắng tận tình bảo để em hồn thành đồ án Và em xin chân thành cảm ơn thầy môn ô tô xe chuyên dụng - Viện khí động lực- trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội toàn thể bạn giúp đỡ em trình nghiên cứu để hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Việt Cường SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI I Mô tả chung hệ thống lái Tổng quan Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động ôtô nhờ quay vòng bánh xe dẫn hướng để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong ôtô cần thiết Việc điều khiển hướng chuyển động xe thực sau: vành lái tiếp nhận lực tác động người lái truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ vô lăng tới cấu lái, cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới dẫn động lái, dẫn động lái truyền chuyển động từ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng Kết cấu lái phụ thuộc vào cấu chung xe chủng loại xe Để quay vòng người lái cần phải tác dụng vào vơ lăng lực Đồng thời cần có phản lực sinh từ mặt đường lên mặt vng góc với bánh xe Để quay vịng bánh xe dẫn hướng phải quay quanh tâm quay tức thời quay vòng Các trạng thái quay vòng xe Sự chuyển động thay đổi hướng chuyển động xe đường trình phức tạp Khi xe chuyển động đường vịng với tốc độ thấp ứng với vị trí góc quay vành tay lái định vl xe quay vòng với bán kính quay vịng R0 tương ứng Đây coi trạng thái quay vòng tĩnh (quay vòng đủ) Trong thực tế xe thường chuyển động tốc độ lớn, q trình quay vịng động, trạng thái quay vịng đủ xảy mà thường gặp trạng thái quay vòng thiếu quay vòng thừa xảy sở việc thay đổi tốc độ chuyển động, đàn hồi lốp hệ thống treo Khi quay vòng thiếu, để thực quay vịng xe theo bán kính R người lái phải tăng góc quay vành lái lượng vl Khi quay vòng thừa, để thực quay vòng xe theo bán kính R0 người lái phải giảm góc quay vành lái lượng vl SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Quay vòng thừa quay vòng thiếu trạng thái quay vịng nguy hiểm, làm tính ổn định tính điều khiển xe chúng gia tăng lực ly tâm (vận tốc quay vòng xe tăng kéo theo lực ly tâm quay vòng tăng) trạng thái yêu cầu người lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt Vấn đề chất tải, độ đàn hồi lốp có ảnh hưởng tới tính quay vịng tính an tồn chuyển động ca xe, c Ro Trạ ng thá i quay vòng thõa: RqvRo R qv biệt xe có vận tốc lớn Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ 3.4 Phân loại theo cách bố trí vành lái + Bố trí vành lái bên trái (theo luât đường bên phải) + Bố trí vành lái bên phải (theo luật đường bên trái) Yêu cầu hệ thống lái ôtô Một hệ thống định đến tính an tồn ổn định chuyển động ơtơ hệ thống lái Theo hệ thống lái cần đảm bảo yêu cầu sau: Đảm bảo tính vận hành cao ơtơ có nghĩa khả quay vòng nhanh ngặt thời gian ngắn diện tích bé Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm vị trí tiện lợi người lái Đảm bảo động học quay vòng để bánh xe khơng bị trượt lết quay vịng Hệ thống trợ lực phải có tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ tác động hệ thống lái quay vòng bánh xe dẫn hướng Tránh va đập truyền ngược từ bánh xe lên vành lái Cơ cấu lái phải đặt phần treo để kết cấu hệ thống treo trước không ảnh hưởng đến động học cấu lái Giữ chuyển động thẳng ổn định Hệ thống lái phải bố trí thụân tiện việc bảo dưỡng sửa chữa II Các phận hợp thành hệ thống lái ôtô A B SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Hình 1.2-Sơ đồ tổng quát hệ thống lái 1.Vành lái 6.Hình thang lái 2.Trục lái 7.Đòn quay ngang 3.Cơ cấu lái 8.Trụ xoay đứng 4.Đòn quay đứng 9.Bánh xe 5.Đòn kéo dọc Vành lái Vành lái có dạng vành trịn Lực người lái tác dụng lên vành lái tạo mô men quay để hệ thống lái làm việc Mơ men tạo vành lái tích số lực người lái vành tay lái với bán kính vành lái Mvl=Pl.rvl Trong đó: Mvl : Là mô men vành lái Pl : Là lực mà người lái tạo vành lái rvl : Là bán kính vành lái Vành lái loại ơtơ có độ dơ định, với xe không vượt Trục lái Trục lái có nhiệm truyền mơmen lái xuống cấu lái Trục lái gồm có trục lái chuyển động truyền chuyển động quay vô lăng xuống cấu lái ống truc lái để cố định trục lái vào thân xe Trục lái kết hợp với cấu hấp thụ va đập Cơ cấu hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái có va đập mạnh tai nạn xảy Trục lái thường có hai loại: Loại trục lái thay đổi góc nghiêng loại trục lái khơng thay đổi góc nghiêng Ngồi cấu hấp thụ va đập trục lái cịn có thêm số cấu điều khiển : cấu khoá lái để khoá cứng trục lái, cấu nghiêng trục lái để SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ điều chỉnh vị trí vô lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với người lái, hệ thống trượt trục lái để điều chỉnh chiều dài trục lái đạt vị trí ngồi lái tốt cho người lái Cơ cấu lái Cơ cấu lái giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động người lái đến bánh xe dẫn hướng Tỷ số truyền cấu lái thường 18 đến 20 xe từ 21 đến 25 xe tải 3.1 Các yêu cầu cấu lái Cơ cấu lái cần phải đảm bảo yêu cầu sau: + Có thể quay hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết xe + Có hiệu suất cao để lái nhẹ, cần có hiệu suất thuận lớn hiệu suất nghịch để va đập từ mặt đường giữ lại phần lớn cấu lái + Đảm bảo thay đổi trị số tỷ số truyền cần thiết + Đơn giản việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp cấu lái + Độ dơ cấu lái nhỏ + Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp tuổi thọ cao + Chiếm khơng gian dễ dàng tháo lắp Sự đàn hồi hệ thống lái có ảnh hưởng tới truyền va đập từ măt đường lên vơ lăng Độ đàn hồi lớn va đập truyền lên vơ lăng ít, độ đàn hồi lớn ảnh hưởng đến khả chuyển động xe Độ đàn hồi hệ thống lái xác định tỷ số góc quay đàn hồi tính vành lái vơ lăng mơ men đặt vành lái Độ đàn hồi hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi phần tử cấu lái, đòn dẫn động … 3.2 Tỉ số truyền cấu lái: Tỷ số truyền cấu lái ic tỷ số góc quay bánh lái góc quay địn quay đứng ic  d   d   : góc quay bánh lái Trang : góc quay địn quay đưng quay đứng SVTH: Nguyễễn Việt Cường (1-1) - 2) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Tỷ số truyền cấu lái đảm bảo tăng mômen từ vành lái đến bánh xe dẫn hướng Tỷ số truyền lớn giảm lực đánh lái người lái phải quay vô lăng nhiều quay vòng 25 Vấn đề chọn tỷ số truyền 20 cấu lái 15 sở ứng với đến vịng quay 10 vơ lăng bánh xe phải quay tối đa từ 350 đến 450 từ vị trí trung gian trở Quy luật thay đổi tỷ số truyền 720 540 360 180 180 360 540 720 Hình 1.3: Quy luật thay đổi tỷ số truyền ic cấu thích hợp thể giản đồ bên: Trong phạm vi góc quay   /2 tỷ số truyền cấu lái có giá trị cực đại đảm bảo xác cao lái ơtơ đường thẳng với tốc độ cao giúp lái nhẹ nhàng đa số thời gian lái quay vành lái góc nhỏ quanh vị trí trung gian Ngồi việc lái nhẹ ra, cấu lái có tỷ số truyền thay đổi theo qui luật giảm ảnh hưởng va đập từ bánh dẫn hướng lên vành lái Khi  > /2 ic giảm nhanh, hai rìa đồ thị ic không thay đổi đoạn quay vành lái góc nhỏ bánh dẫn hướng quay góc lớn giúp khả quay vịng ơtơ tốt 3.3 Tỷ số truyền dẫn động lái id Tỷ số truyền phụ thuộc vào kích thước quan hệ cánh tay đòn Trong trình bánh xe dẫn hướng quay vịng giá trị cánh tay đòn thay đổi Trong kết cấu id thay đổi không nhiều lắm: id = 0,9  1,2 SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Van èng VÒ A Van èng VÒ B Thanh Hình 3.5: Khi xe Khi xe i thng: lúc ba lỗ trung gian trùng Dầu từ bơm qua lỗ trung gian vào van ống qua cửa hồi bình chứa Buồng trái buồng phải xi lanh bị nén nhẹ khơng có chênh lệch áp suất chúng nên khơng có trợ lực lái Khi xe rẽ bên: Van ống có phần vỏ nối với đăng vành lái Khi đăng xoay, van ống xoay, xoắn bị xoắn góc làm cho van ống van ống lệch góc nhỏ (khoảng gần độ) đủ để đường dầu thẳng van ống ngồi đến bên đường dầu cần trợ lực, đồng thời hướng mặt bên không cần trợ lực vào khoang trống để dầu bên khơng trợ lực bình chứa Khi đánh lái mà giữ nguyên vành lái, xoắn bị xoắn, dầu trợ lực tiếp tục trợ lực cho buồng (trái phải) xi lanh lực tuỳ theo quay vòng theo hướng Vì giữ nguyên vành lái nên đứng n Do trục vít bị quay theo chiều ngược lại, tức xoắn không bị xoắn nữa, van trở vị trí trung gian xe thẳng Khi người lái tiếp tục đánh lái, trình lại diễn xe quay vịng phía trình bày SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 64 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Van èng Van ống Về A Về B Thanh xoắn Hình 3.6: Khi xe quay Van èng VÒ Van èng Về A B Thanh xoắn Hình 3.7: Khi xe quay III: Tính tốn trợ lực 3.1 Tính tốn xylanh lực Kích thước xylanh lực cần phải đủ lớn để đảm bảo sinh lực cần thiết áp suất chất lỏng hệ thống trợ lực lái có giới hạn Với hệ thống lái có trợ lực, để người lái giữ cảm giác mặt đường ta chọn lực lớn người lái đặt vào vành lái là: P LCH max = 100 (N) SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 65 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Chọn điểm bắt đầu trợ lực: P L0 =25(N) M c0  Pl Rvl ic id  th 25 0.20 20,5 1 0.7 71,75( N ) Vậy A[71,75; 25] Đồ thị đường đặc tính chưa trợ lực lắp trợ lực thể hình đây: Đặc tính chưa có trợ lực đường bậc nhất, đoạn OB Đặc tính có trợ lực đường bậc gãy khúc thấp đường đặc tính chưa có trợ lực Đoạn OA: PL0 = f(Mc0) lực người lái hoàn toàn đảm nhận Bộ trợ lực chưa làm việc Đoạn AC: PLCHmax = f(McCH) biểu thị lực mà người lái cảm nhận chất lượng mặt đường Chọn PLCHmax = 90(N), McCHmax =1080,48 Điểm C[1080,48; 90] Từ C trở đi: Pc = f(Mc) song song với đường PL0 = f(Mc0) Momen quay vòng người lái lớn quy dẫn đến trụ xoay đứng: M L max PLCH max Rv i t idd Trong t – hiệu suất thuận cấu lái trục vít - êcu bi – – cung răng, t = 0,7 SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 66 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Vậy: M L max 100.0,20.20.0,7.1 287 Nm Momen cản quay vòng trục đòn quay đứng thu nhận xylanh lực: M CH max  M C max  M L max M CH max 1080,48  287 793,48  Nm Lực cản dọc trục cản chuyển động tịnh tiến êcu bi thu nhận xylanh lực: PXL max  M CH max 793, 48   26449N Rc 0.03 Đường kính xylanh lực là: Dxl  D2 P Fxl  xl  XLmax pmax Ta có diện tích xylanh lực: Trong đó: pmax- áp suất dầu cực đại pmax =6 MPa 26449 4,4 10  m2  Fxl  106 Thay số vào cơng thức ta có: Ta có đường kính xylanh lực: Dxl = Fxl 4,4 10   0,075(m) 75( mm)   3.2 Tính đường kính ngồi kiểm tra bền xylanh lực 3.2.1 Yêu cầu chọn vật liệu chế tạo Xylanh lực chịu áp suất p = 60(KG/ nên ta chọn vật liệu chế tạo gang cầu Độ bóng bề mặt làm việc xylanh lực, piston thường cấp 10 cấp 11 3.2.2 Tính độ bền xylanh lực Khi tính độ bền xylanh lực thường bỏ qua tác động ngẫu nhiên lên (va đập từ bên ngoài…) mà để ý ảnh hưởng áp suất chất lỏng bên xylanh Xylanh xem ống thành dày: SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 67 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ PÝt t«ng Xi lanh Hình 2.18: Xylanh lực Chiều dày thành xylanh xác định theo công thức: t Dxl   P 1  P Trong đó: t – chiều dày thành Dxl - đường kính xylanh Với vật liệu gang cầu ta có: [] = 700 MPa Dxl = 75 (mm) P = 60 MPa 75 700  60  16 mm t = 700  60 chọn t = 7,5(mm) Đường kính ngồi xylanh lực: dn = Dxl + 2.t =75 + 2.7,5 =90 (mm) Ứng suất xylanh lực xác định theo công thức: SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 68 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ d n2  D xl 2 P   = d n D xl 902  752 332,8 MPa 2 60  = 90  75  []=700MPa Kết luận: xilanh đảm bảo độ bền 3.3 Tính sơ hành trình làm việc piston Xét bánh xe dẫn hướng đặt tay địn ngang: - Góc quay lớn bánh xe dẫn hướng là: max = max + max max = 23,50 ; max = 30,80 ;  max = 54,30 ; Với max đòn quay đứng quay góc : ln 1 = l dd α max 180 30 , 80 =30 , 80 = 180 Với max đòn quay đứng quay góc : ln 2 = l dd β max 180 23 , 50 =23 , 50 = 180 Góc quay tồn địn quay đứng:  = 54,30 Góc quay lớn bánh rẻ quạt từ vị trí trung gian góc quay lớn địn quay đứng, góc đánh lái lớn vơ lăng từ phía trái sang phải là: α rq=54 ,3 Hành trình SC piston chiều dài cung tròn bánh rẻ quạt ứng với góc quay lớn α rq SC= SVTH: Nguyễễn Việt Cường α rq π d rq 54 ,3 π 72 +5=39 , 1(mm) +5= 180 180 Trang 69 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ 3.4 Xác định lưu lượng bơm dầu Năng suất bơm xác định từ điều kiện cho xilanh lực trợ luc phải kịp làm quay bánh xe dẫn hướng nhanh người lái Nếu không đảm bảo điều kiện trường hợp quay vịng ngoặt, người lái phải tiêu hao lực lớn khơng để thắng lực cản quay vịng bánh xe dẫn hướng mà để đẩy dầu di chuyển từ phần bên sang phần bên xilanh lực, bơm không kịp làm đầy tăng thể tích phần làm việc xilanh Để thoả mãn điều kiện ta cần có: Qb ηb( 1−δ )≥ F ds dt (3-5) Trong đó: Qb – suất định mức bơm b – hiệu suất thể tích bơm áp suất 0,5pmax = 30 (MN/m2) b = 0,75 F – diện tích piston xilanh lực, F = 4,4.10 –3 (m2)  - độ hao hụt (lọt) dầu hệ thống,  = 0,050,1 ; lấy  = 0,1 ds dt - tốc độ piston xilanh lực (m/s) Đối với trợ lực có xilanh lực đặt cấu lái: ds = π d t n v tg γ dt 60 (3-6) dt - đường kính trục vít, dt = 22(mm)  - góc nghiêng đường ren vít,  = 6,50 nv – số vịng quay cực đại vành tay lái người lái thực phút, nv = 60 (v/p) Thay số vào cơng thức ta có: Qb 0,75 ( 1−0,1 )≥4,4 10−3 π 22 10−3 60.tg6,5 60 Qb  5,13 10 –5 (m3/s) SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 70 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Vậy ta có suất định mức bơm Qb = 51,3 (cm3/s) Chọn bơm trợ lực: Bơm cánh gạt kép có kết cấu nhỏ, hiệu suất từ 0.7  0.9, áp suất đạt 100 (at), lưu lượng từ  100 (l/phút) 3.5 Tính tốn chi tiết van phân phối 3.5.1 Tính góc xoay van quay ' '' Δ= Δ + Δ (3-6) ' a Δ : Khe hở mép van ống van ống Q Δ'= √ h d1 g Δp γd.ψ (3-7) Trong đó: + Q: lưu lượng dầu cung cấp cho trợ lực làm việc Q = 51,3(cm3/s) + d1: Đường kính lõi van, chọn d1 = 2,6(cm) + h: độ dài chiều dọc rãnh van, chọn h = 2,1(cm) + g: Gia tốc trọng trường g = 10(m/s2) = 100(cm/s2) + Δp : Tổn thất áp suất hành trình khơng tải + γd : Trọng lượng riêng dầu γ d =0 ( KG cm ) ΔP=0 3 (g cm )=0 009 (KG cm ) 3 + : Tổn thất cục  = 3,1 Δ'=  51 ,3 2.2,1.2,6 √ 100 0,3 0.009.3,1 =0,1 (cm) Khi tính đến tiết lưu đường rãnh dầu lấy: Δ ' =0 , 13( cm) =1,3(mm) '' b Δ : Độ trùng khớp cực đại mép van ống van ống (độ “chờm” van) xác định từ điều kiện lượng lọt dầu van xoay (Q1) SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 71 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ } } = { {ε rSup { size 8{2} } h d P rSub { size 8{ max} } } over {24 η Q rSub { size 8{1} } } } } { ¿ ¿ Δ ¿ Do }}}{ ¿ Δ¿ ¿ nhỏ nên lấy } } =0,01 \( ital cm \) } { ¿¿ Δ ¿ (3-8) Vậy hành trình tồn van xoay phía tính theo chu vi van: ital cm \) =1,4 \( ¿ Δ = Δ' + Δ¿ ¿ } } =0, 13 +0, 01 = 0, 14 \( ital mm \) } { 3.5.2 Các thơng số khác a,Góc xoắn xoắn để mở van: ϕ CH = Δ d /2 (3-9) Δ : Hành trình theo chu vi van xoay trợ lực làm việc d: Đường kính lõi van, chọn d = 2,6(cm) = 26(mm) Vậy: ϕ0 CH = 1,4 =0 , 11(rad )=6,4 13 Vậy xoắn phải xoắn góc 6,4 đường dầu trợ lực làm việc b:Góc quay tự tồn ϕ0 vành tay lái có cường hố: ϕ =ϕ0 c +2 ϕoCH ϕoc độ dơ hệ thống lái khơng có cường hố, ϕoc=80 0 ϕ =ϕ0 c +2 ϕ oCH =8 +2 6,4 =20 , 3.5.3 Tính tốn xoắn Thanh xoắn có vai trị giống lị xo định tâm kết cấu van trượt Chọn vật liệu chế tạo xoắn thép lị xo G60A có modul đàn hồi: G = 8.104 N/mm Đường kính xoắn phải thoả mãn cho bắt đầu trợ lực, ứng với lực đặt lên vành tay lái PVL0 = 25(N) xoắn phải xoắn góc 6,40 Ứng suất xoắn xoắn xác định theo công thức : SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 72 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ τ= PVL RVL D (3-10) Góc xoắn xoắn xác định theo cơng thức : θ= 2.τ L D G D= ⇒ τ L θ G Chiều dài xoắn: L= 92 (mm) √ D= √ PVL R VL L =4 0,2 θ G 25 200 92 =4,5(mm ) 7,90 π 0,2 80000 1800 0,63 0,63 Chọn đường kính xoắn là: D = 5(mm) o 0,01 0,01 A 1x45 1,25 A o A Ø5 Ø12g6 1,25 Ø12g6 1x45 +0,2 +0,2 Ø4 Ø4 11 11 5,5 95 41 42 148 Hình 3.10: Thanh xoắn Kiểm nghiệm điều kiện bền: τ= τ= PVL RVL 0,2 D ≤ [ τ ] =500( MPa) 25 200 10−3 =200( MPa )≤[ τ ]=500 (MPa ) 0,2 53 10−9 Vậy xoắn thoả mãn điều kiện bền CHƯƠNG IV:BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI Thơng qua việc trình bày hư hỏng thường gặp hệ thống lái cách sửa chữa giúp cho có thêm kiến thức sử dụng xe chẩn đốn hư hỏng gặp tình bất thường SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 73 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ I Những tượng hư hỏng hệ thống lái Một số tượng hư hỏng hệ thống lái, cách phát hiện, nguyên nhân phương pháp xử lý tóm tắt bảng đây: Hiện tượng Nguyên nhân Kiểm tra sửa chữa a Hệ thống trợ lực hỏng b Áp suất lốp xe dẫn Bơm đủ hướng không đủ không c Các chi tiết ma sát hệ thống Bổ sung dầu mỡ bôi trơn thiếu dầu Tay lái nặng hộp tay lái khớp nối d Chốt khớp chuyển hướng Điều chỉnh lại cho nghiêng phía sau nhiều e Khung xe bị cong Độ rơ vành tay lái lớn a Độ rơ lớn vành tay lái, Điều chỉnh thay chi khớp nối, mòn khớp cầu b Mòn ổ bi bánh xe dẫn hướng a Độ chụm bánh xe âm b Các nối, khớp cầu hộp tay lái có độ rơ lớn Xe lạng sang c Các nối bị cong hai bên quy định Sửa chữa, nắn thẳng lại tiết mòn Điều chỉnh lại độ rơ Điều chỉnh lại cho Điều chỉnh thay chi tiết cần Nắn lại hình dạng ban đầu d Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng Bơm đủ áp suất không đủ không a Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng Bơm đủ áp suất không b Độ nghiêng ngang độ Điều chỉnh lại cho nghiêng dọc chốt khớp chuyển tiêu chuẩn hướng hai bánh xe không Xe lạng c Ổ bi bánh xe chặt bên SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 74 kỹ thuật Điều chỉnh lại thay chi tiết mòn hỏng Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ a Áp suất lốp bánh xe dẫn hướng không đủ không Bơm đủ áp suất b Lỏng, rơ nối, khớp cầu Điều chỉnh lại thay Đầu xe lắc qua lại hộp tay lái chi tiết mịn hỏng cần c Góc nghiêng ngang chốt Điều chỉnh lại khớp chuyển động hướng hai bánh xe không II Một số hư hỏng thường gặp cách khắc phục Những hư hỏng chi tiết cấu lái mòn cụm trục ống lót địn quay đứng, vịng bi, ổ để lắp vịng bi, mặt bích bắt mặt te bị sứt mẻ nứt, lỗ cácte để lắp ống lót trục địn quay đứng bị mòn STT Hư hỏng Cách khắc phục Bề mặt trục mòn, rỗ bề mặt, ăn khớp Điều chỉnh lại thay không Mạ crơm mài theo kích thước Mịn trục địn quay đứng Mịn ống lót đồng danh nghĩa Phải thay Tiện hết ren cũ hàn đắp kim loại Ren đòn quay đứng bị chờn tiện theo kích thước danh nghĩa, cắt ren Rãnh then hoa trục quay đứng bị xoắn, hư hỏng Sứt mẻ nứt mặt bích cacte SVTH: Nguyễễn Việt Cường Thay Phục hồi phương pháp hàn Trang 75 Đồ án tốt nghiệp 10 Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Chốt cầu bị mòn bị nứt mẻ hay có Thay vết xước, lị xo yếu Các hệ thống bị cong Nắn nguội Nắp chắn bụi bị rách làm bụi bẩn Thay nắp chắn bụi cấu lái Các phớt chắn dầu bị rách làm chảy dầu dẫn đến trợ lực Thay phớt Kiểm tra xem có ăn 11 khớp khơng nghe thấy tiếng ồn vận hành Điều chỉnh vít điểu chỉnh bên cạnh III Bảo dưỡng sửa chữa bơm dầu Để sửa chữa cần tháo rời bơm ra, xả hết dầu nhờn, cọ rửa cẩn thận Sau đó, tháo chi tiết phải cọ rửa thùng dung dịch rửa nước sau thổi khơng khí nén, kiểm tra cánh gạt mòn phải thay thế, thân bơm mòn phải thay Sau lắp ráp nên chạy rà bơm bệ thử kiểm tra lưu lượng áp suất phát huy theo yêu cầu kỹ thuật Thử nghiệm hệ thống lái đường: Để xe đứng yên mặt đường tốt phẳng đánh lái tới vị trí tận Dùng lực kế đo giá trị lực để xác định lực vành lái lớn Kiểm tra mức dầu bình dầu trợ lực bình dầu có vạch min, max ý kiểm tra dầu nguội SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 76 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ Kết Luận Hiện kỹ thuật sản xuất chế tạo ơtơ ngày phát triển để thoả mãn yêu cầu đòi hỏi khắt khe tính kinh tế, kỹ thuật mơi trường, đặc biệt an tồn chuyển động ơtơ tốc độ cao đáp ứng cho nhu cầu ngày cao người sản phẩm cần thiết cho sống Một hệ thống ô tô đóng góp không nhỏ vào thành công sản phẩm hệ thống lái.Sau thời gian tìm hiểu, tính tốn thiết kế với trợ giúp tận tình thầy Trương Đặng Việt Thắng thầy môn bạn đến em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI CHO XE CHỖ ” Thông qua đồ án tốt nghiệp phần nói lên tác dụng vai trò quan trọng hệ thống lái, cải tiến kỹ thuật để việc điều khiển xe dễ dàng Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian kinh nghiệm nghiên cứu hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em cảm ơn thầy tận tình bảo để em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 77 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý thuyết ôtô máy kéo – Nhà xuất giáo dục năm 2005- Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng Bài Giảng Thiết Kế Tính Tốn Ơ Tơ – Năm 2012- Nguyễn Trọng Hoan Kết cấu ô tô - Nhà xuất bách khoa hà nội năm 2009 - Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập – Nhà xuất bách khoa năm 2006 - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Dung sai lắp ghép - Nhà xuất giáo dục Việt Nam - PGS TS Ninh Đức Tốn Chi tiết máy Tập I, tập II – Nhà xuất giáo dục năm 1997 - Nguyễn Trọng Hiệp SVTH: Nguyễễn Việt Cường Trang 78 ... nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ I Các thông số xe thiết kế 26 Xe du lịch chỗ 26 II Lựa chọn phương án thiết kế 27 2.1 Chọn phương án dẫn động lái 27 2.2... tốt nghiệp Thiết kế hệ thống lái xe chỗ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI I Mô tả chung hệ thống lái Tổng quan Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động ơtơ nhờ quay vịng bánh xe dẫn hướng... đường Kết cần lực lái lớn Vì để giữ cho hệ thống lái nhanh nhạy cần lực lái nhỏ, phải có vài loại thiết bị trợ giúp hệ thống lái gọi trợ lực lái 6.2 Phân loại hệ thống trợ lực lái Dựa vào kết cấu