Tính toán thiết kế hệ thống lái xe mazda 2

lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu .4 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Yêu cầu 1.1.3 Phân loại 1.1.4 Kết cấu chung 1.2 Một số cấu lái thông dụng ô tô 1.3 Dẫn động lái 12 1.4 Hệ thống lái có trợ lực 14 1.5 Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướng 16 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI MAZDA 19 2.1 Giới thiệu xe tham khảo Mazda 2010 19 2.1.1 Ngoại thất 19 2.1.2 Nội thất 21 2.1.3 Vận hành 24 2.2 Các thông số kỹ thuật Mazda 2010 25 2.2.1 Bố trí chung hệ thống lái xe Mazda 2010 27 2.3 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống lái xe Mazda 2010 .28 2.3.1 Phương án lựa chọn cấu lái 28 2.3.2 Phương án lựa chọn dẫn động lái 29 2.3.3 Phương án lựa chọn trợ lực lái 31 2.3.4 Tính tùy động hệ thống lái xe Mazda 2010 35 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE MAZDA 36 3.1 Thông số đầu vào 36 3.2 Xác định phân phối tỷ số truyền hệ thống lái 36 3.3 Xác định lực tác dụng lên vành tay lái 37 3.4 Xác định thơng số hình thang lái 40 3.4.1 Xác đinh đường đặc tính lý thuyết .42 3.4.2 Xây dựng đường cong đặc tính hình thang lái thực tế .43 3.5 Thiết kết cấu lái .46 GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.5.1 Chọn vật liệu .46 3.5.2 Xác định kích thước thơng số 47 3.5.3 Tính tốn thơng số truyền bánh răng-thanh 48 3.5.4.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép 48 3.5.4.2 Ứng suất uốn cho phép 49 3.6 Thiết kế kết cấu kiểm tra dẫn động lái .49 3.6.1 Tính bền địn kéo ngang 49 3.6.2 Tính bền nối bên dẫn động lái 51 3.7 Xác định thông số trợ lực lái 51 3.7.1 Mômen cản mà trợ lực cần phải khắc phục 52 3.7.2 Chỉ số hiệu tác dụng trợ lực 52 3.7.3 Xây dựng đặc tính trợ lực lái 53 3.8 Thiết kế trợ lực lái 54 3.8.1 Xác định đường kính xilanh lực 54 3.8.2 Chọn đường kính ngồi kiểm tra bền xilanh lực 55 3.8.3 Xác định suất bơm 55 CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 57 4.1 Nguyên nhân, cách khắc phục hư hỏng 57 4.2 Bảo dưỡng hệ thống lái 58 4.2.1 Quy định bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái .58 4.2.2.1 Kiểm tra thay dầu trợ lực 59 4.2.2.2 Kiểm tra độ căng đai dẫn động độ mòn đai 62 4.2.2.3 Kiểm tra khớp đòn treo 63 4.3 Sửa chữa hệ thống lái 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Ngày ôtô không phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng hóa, mạnh mẽ vẻ đẹp xe thể lịch lãm tạo phong cách cho người chủ sử dụng Tính tiện nghi cho người dùng thân thiện với môi trường sống chung quanh hai tiêu chí đặt hàng đầu mà tất cường quốc công nghiệp ơtơ phải dựa vào để nghiên cứu phát minh để tạo sản phẩm tốt Tuy đất nước ta nghèo kinh tế đà phát triển xong năm gần đảng nhà nước ta trọng phát triển nghành ôtô để theo kịp với phát triển giới Nhằm nâng cao khả tư cho sinh viên khả hiểu biết tính tốn thiết kế mà em giao nhiệm vụ “Tính tốn thiết kế hệ thống lái xe Mazda 2” Em biết hệ thống lái hệ thống quan trọng phức tạp, đặc biệt ngày hệ thống giao thông tốt, xe đại có vận tốc chuyển động ngày cao việc sâu nghiên cứu để hoàn thiện làm việc hệ thống lái nhằm đảm bảo tính an tồn cao cho chuyển động tơ ngày cấp thiết Trong phần tính tốn thiết kế em dựa chủ yếu vào số liệu xe Mazda 2010, tài liệu tham khảo hướng dẫn tính tốn thiết kế Do lần đầu làm quen với thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp em cịn có mảng kiến thức em chưa nắm vững nên em cố gắng tham khảo tài liệu có liên quan song làm em khơng thể tránh sai sót Em mong hướng dẫn bảo thêm thầy môn để em củng cố thêm kiến thức hiểu sâu hơn, nắm vững kiến thức mà em học hỏi Em xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy Dương Quang Minh trực tiếp hướng dẫn, bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Vĩnh Yên , Ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Minh Tiến GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động giữ cho ôtô chuyển động theo quỹ đạo xác định Trên ơtơ có phương pháp thay đổi hướng chuyển động là: Chuyển hướng cầu xe (xe rơmoóc), chuyển hướng nhờ điều khiển tốc độ bánh xe ( máy kéo, xe máy cơng trình); điều khiển thông qua thay đổi hướng bánh xe Ngay phổ biến loại điều khiển hướng bánh xe gọi bánh xe dẫn hướng Hệ thống lái có chức tiếp nhận tác động người điều khiển, thông qua cấu dẫn động thực điều khiển bánh xe chuyển động theo quỹ đạo mong muốn Việc điều khiển phải đảm bảo tính linh hoạt, nhanh chóng xác Trong q trình chuyển động, hệ thống lái có ý nghĩa quan trọng thơng qua việc nâng cao an tồn điều khiển chất lượng chuyển động hệ thống lái hoàn thiện xe đạt tốc độ lớn 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống lái phải bảo đảm yêu cầu sau:  Hệ thống lái điều khiển dễ dàng, nhanh chóng, xác an tồn  Các cấu điều khiển bánh xe dẫn hướng quan hệ hình học hệ thống lái phải đảm bảo không gây nên dao động va đập hệ thống lái  Lực cần thiết đặt vành tay lái nhỏ  Đảm bảo động học quay vịng để bánh xe khơng bị trượt  Các bánh xe dẫn hướng khỏi đường vòng cần phải tự động quay trạng thái chuyển động thẳng, lực quay vành tay lái để đưa bánh xe trạng thái chuyển động thẳng nhỏ quay vòng  Giữ chuyển động thẳng ổn định 1.1.3 Phân loại Tuỳ thuộc vào yếu tố để phân loại, hệ thống lái chia thành loại sau: * Theo cách bố trí vành lái - Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động ôtô) dùng ơtơ nước có luật đường bên phải Việt nam số nước khác; - Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động ôtô) dùng ơtơ nước có luật đường bên trái Anh, Nhật, Thụy Điển, * Theo số lượng cầu dẫn hướng - Hệ thống lái với bánh dẫn hướng cầu trước - Hệ thống lái với bánh dẫn hướng cầu sau GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống lái với bánh dẫn hướng tất cầu * Theo kết cấu cấu lái - Cơ cấu lái loại trục vít - bánh vít - Cơ cấu lái loại trục vít - cung - Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng) - Cơ cấu lái loại bánh trụ - * Theo đặc điểm truyền lực + Hệ thống lái khí + Hệ thống lái khí có trợ lực: - Trợ lực thuỷ lực: với loại van khác - Trợ lực khí ( có chân khơng) - Trợ lực điện - Trợ lực khí + Lái điện (Steering by wire) 1.1.4 Kết cấu chung Bố trí chung hệ thống lái loại hình 1.1 Hệ thống lái thơng thường gồm cấu lái dẫn động lái Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái 1.Vành tay lái 2.Trục lái Cơ cấu lái Thanh kéo dọc Tay đòn Thanh kéo ngang Chốt chuyển hướng 10 Đòn quay ngang; Đòn quay đứng Cam quay Hệ thống bao gồm phận sau: - Vành lái: Vành lái với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vịng người lái từ vành lái đến trục vít cấu lái - Trục lái có hai loại: Loại cố định khơng thay đổi góc nghiêng loại thay đổi góc nghiêng Đối với loại khơng thay đổi góc nghiêng trục lái gồm thép hình trụ rỗng Đầu trục lái lắp then hoa với moayơ vành lái (vơ lăng) cịn đầu lắp then hoa với khớp đăng Trục đỡ ống trục lái ổ bi ống trục lái cố định vỏ cabin giá đỡ Vành lái có dạng thép hình trịn với số nan hoa (hai ba) nối vành thép với moayơ vành lái kim loại Moayơ có làm lỗ với then hoa để ăn khớp then với đầu trục lái GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đối với loại trục lái thay đổi góc nghiêng ngồi chi tiết kể trên, trục khơng phải liên tục mà chia thành hai phần chuyển động tương góc độ định nhờ kết cấu đặc biệt khớp nối Tuỳ thuộc vào tư khuôn khổ người lái mà vánh lái điều chỉnh với góc nghiêng phù hợp Trên vành lái trục lái thường bố trí thiết bị điều khiển phục vụ q trình điều khiển, sử dụng tơ như: túi khí (airbag), cịi, cơng tắc điện điều khiển đèn, gạt nước mưa, Vành lái trục lái xe đại cịn đóng vai trị an tồn bị động Đảm bảo tác động tới người lái xảy va chạm với xe a Xe Vành tay lái Ống trượt trục lái Trục lái Cơ cấu trượt trục lái Hình 1.2 Vành lái trục lái b Xe tải Vành tay lái Bu lông liên kết vành lái Giá đỡ trục lái Đòn kéo dọc Trục lái Khớp chữ thập liên kết đoạn trục lái Cơ cấu lái Đòn quay đứng Đòn quay - Cơ cấu lái: cấu lái sơ đồ gồm trục vít cung Nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay trục lái thành chuyển động góc đòn quay đứng khuyếch đại lực điều khiển vành lái - Dẫn động lái: dẫn động lái bao gồm đòn quay đứng 5, kéo dọc 6, cam quay 7, Nó có nhiệm vụ biến chuyển động góc địn quay đứng thành chuyển động góc trục bánh xe dẫn hướng - Hình thang lái: hình thang lái bao gồm địn 8, 10 Ba khâu hợp với dầm cầu dẫn hướng tạo thành bốn khâu dạng hình thang nên gọi hình thang lái Hình thang lái có nhiệm vụ tạo chuyển động góc hai bánh xe dẫn hướng theo quan hệ xác định bảo đảm bánh xe khơng bị trượt quay vịng GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 Một số cấu lái thông dụng ô tơ a Cơ cấu lái loại trục vít cung Hình 1.3 Cơ cấu lái trục vít cung Dạng cung thường Dạng cung bên Cơ cấu lái loại trục vít cung có ưu điểm giảm trọng lượng kích thước so với loại trục vít bánh Cung cung thường cung bên Cung bên có ưu điểm tiếp xúc theo tồn chiều dài răng, giảm ứng suất tiếp xúc hao mịn Cơ cấu lái loại thường dùng cho xe cỡ trung bình cỡ lớn KRAZ – 214, URAL – 375, MAZ – 200… Toàn bộ truyền đặt vỏ làm việc dầu bôi trơn Khi quay vành lái, trục vít quay làm cho bánh rẻ quạt quay làm cho đòn quay đứng quay Tỉ số truyền cấu lái trục vít cung xác định sau: ic  2ro t Trong đó: ro - bán kính vịng trịn sở cung răng; t - bước trục vít Tỉ số truyền cấu lái loại có giá trị khơng đổi Hiệu suất thuận khoảng 0,5 hiệu suất nghịch khoảng 0,4 b Cơ cấu lái loại trục vít lăn + Đặc điểm cấu lái loại sử dụng trục vít lõm (globoit) lăn ăn khớp + Trục vít lõm bắt với vành lái thông qua trục lái trục đăng Trục vít ép căng với trục quay hai ổ bi ổ bi điều chỉnh độ dơ nhờ đệm điều chỉnh Phớt che bụi chắn dầu Dạng trục vít lõm cho phép thay đổi tỷ số truyền cấu lái Sự thay đổi không lớn (khoảng 10%), vị trí trung gian, tỷ số truyền lớn nhằm giảm nhẹ lực đánh tay lái, vị trí biên, tỷ số truyền nhỏ, lực đánh lái lớn, điều chỉnh góc quay bánh xe nhanh chóng Con lăn ăn khớp với trục vít lắc trục để tạo nên chuyển động quay trục Con lăn quay trơn trục nhằm giảm ma sát hoạt động Giữa lăn trục có ổ bi kim Trục đặt nạng (đồng thời GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP trục bị động) Trục bị động đặt bạc tựa dài hạn chế dọc trục nhờ ốc giữ ốc điều chỉnh Phớt chắn dầu che bụi cho trục bị động Đầu ngồi trục bị động dạng hình nhỏ có then tam giác để lắp địn quay đứng dẫn động đòn hệ thống lái Để giữ chặt đòn đứng với trục quay nhờ đệm vênh êcu Vị trí tương đối lăn trục vít xác định nhờ ốc điều chỉnh đặt nắp cấu lái Giữa tâm lăn tâm trục vít có độ lệch, sử dụng chỗ ăn khớp bị mịn, đẩy sâu lăn vào trục bị động tạo nên khả ăn khớp với độ dơ nhỏ Vỏ cấu lái có lỗ để bắt giá xe Trên nắp có lỗ đổ dầu xác định mức dầu cấu lái Cácte cấu Miếng lót Vịng đệm chặn 10 trục lái 13 Vịng phớt Hình 1.4 Cơ cấu lái trục vít lăn Trục đòn quay đứng Trục vít Đai ốc mũ 11 Vít điều chỉnh 14 Đòn quay đứng Con lăn ba Nút Trục lăn 12 Chốt hãm 15.Đai ốc Loại cấu lái trục vít lăn thường lắp xe có cầu sau chủ động xe tải lớn, có tỷ số truyền thay đổi, hiệu suất thuận lớn hiệu suất nghịch đảm bảo giảm va đập từ bánh xe truyền lên vành lái Khe hở bên cấu lái nhỏ vùng trung gian, biên, khe hở bên lớn tránh kẹt cấu lái vùng trung gian bị mòn Cơ cấu có độ bền mịn cao, khả làm việc tốt nên dùng cho xe có khả động cao Cơ cấu lái loại trục vít lăn có ưu điểm sau: - Nhờ trục vít có dạng glơbơít chiều dài trục vít khơng lớn tiếp xúc ăn khớp lâu diện rộng hơn, có nghĩa giảm kích thước chung giảm ứng suất tiếp xúc răng; - Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc với phân tán, tuỳ theo loại ơtơ mà làm lăn có từ hai đến bốn vịng ren; - Tổn thất ma sát nhờ thay ma sát trượt ma sát lăn; GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Có khả điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh Đường trục lăn nằm lệch với đường trục trục vít khoảng e = - mm Điều cho phép điều chỉnh lại khe hở ăn khớp sau thời gian làm việc chi tiết bị hao mòn Khi người lái quay vành lái, qua trục lái, trục vít dẫn động quay ổ đỡ Do Tỉ số truyền cấu lái trục vít lăn vị trí trung gian xác định theo cơng thức: ic  2r2 tz1 Trong đó: r2 - bán kính vịng trịn ban đầu hình glơbơít trục vít t - bước trục vít z1 - số mối ren trục vít Tỉ số truyền cấu lái loại tăng lên từ vị trí đến vị trí rìa khoảng từ 5-7% tăng khơng đáng kể nên bỏ qua coi tỉ số truyền không thay đổi Hiệu suất thuận vào khoảng 0,65 hiệu suất nghịch khoảng 0,5 Cơ cấu lái loại sử dụng rộng rãi loại ôtô khác c Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay Cơ cấu lái loại có ưu điểm thiết kế tỉ số truyền thay đổi theo quy luật khác tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng Nếu bước trục vít t khơng đổi tỉ số truyền xác định theo công thức: ic  2r2 cos  t Trong đó:  - góc quay địn quay đứng r2 - bán kính từ chốt quay đến trục đòn quay Hiệu suất thuận hiệu suất nghịch cấu lái loại vào khoảng 0,7 Cơ cấu lái loại thường sử dụng hệ thống lái khơng có cường hố ơtơ tải ôtô khách * Sơ đồ cấu tạo Hai đầu trục vít tựa hai vịng bi đặt hộp lái Độ dơ lỏng trục vít trục lái điều chỉnh nhờ đệm đặt nắp Đòn quay đầu lắp chốt khớp vào rãnh trục vít, đầu lắp chặt với trục địn quay đứng Trục đòn quay đứng tựa bạc đồng hay ổ bi kim, đầu ngồi trục địn quay đứng lắp với đòn quay đứng rãnh then hoa, hãm chặt đệm, êcu chốt chẻ Khe hở ăn khớp chốt trục vít điều chỉnh bulơng êcu hãm đặt nắp hông hộp tay trái Trong hộp tay lái chứa đầy dầu bôi trơn GVHD: DƯƠNG QUANG MINH SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.5 Sơ đồ cấu trục vít- chốt - địn quay * Hoạt động Khi xe quay vành tay lái, trục vít quay chốt dịch chuyển (trượt) rãnh trục vít Thơng qua địn quay, trục đòn đứng xoay để tác dụng vào phận dẫn động lái Cơ cấu lái kiểu ngày sử dụng áp suất trục vít chốt lớn, chốt nhanh bị mài mòn Nhược điểm khắc phục cách sử dụng hai chốt đặt ổ bi d Cơ cấu lái loại bánh trụ Hình1.6 Sơ đồ cấu bánh - Bánh trụ chế tạo liền với trục lái nên gọi trục Khi quay vành lái trục quay làm dịch chuyển sang phải sang trái Sự dịch chuyển truyền tới cam quay qua đầu khớp cầu Trục (răng nghiêng) ăn khớp với (răng nghiêng) phía Khi vành lái quay, trục quay làm di chuyển sang trái phải, dẫn động đòn ngang bên chuyển động Trục đỡ hai ổ bi (ở đầu ổ bi kim), độ dịch chuyển dọc trục trục điều chỉnh thơng qua ổ bi có ốc điều chỉnh phía ngoai tỳ sát vào ổ bi đầu Thanh cắt phía, phần cịn lại có tiết diện trịn Thanh trượt bạc trượt hình vành khăn Một bạc trượt nằm phía khơng cắt GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 10 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khơng có trợ lực Có trợ lực Hình 3.9 Đồ thị đặc tính khơng có trợ lực có trợ lực Ta thấy : - Đoạn OA : Pl = Pc=f(Mc) Lực người lái hoàn toàn điểm nhận - Đoạn AC : Pc=f(Mc) Biểu thị lực mà người lái cảm nhận chất lượng mặt đường Điểm C (1126; 90) - Từ C trở : Pc=f(Mc) song song với đường Pl=f(Mc) Nếu chọn Pc lớn quay riêng bánh xe dẫn hướng chỗ nặng hơn, cịn chọn Pc qua nhỏ người lái không đủ cảm giác chất lượng mặt đường 3.8 Thiết kế trợ lực lái 3.8.1 Xác định đường kính xilanh lực Đường kính xilanh trợ lực tính theo cơng thức : D xl = 4.Px d  Pmax (2_40) Trong : - Dxl: Đường kính xilanh - Pmax: Áp suất cực đại hệ thống cường hóa.(Pmax< 300 KG/cm2) Với xe tham khảo lấy Pmax = 120 KG/cm2 GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 54 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - d : Đường kính cần đẩy piston Nó đường kính răng, chọn d = 30mm - Px: Lực tác dụng lên đầu cần đẩy, tính theo công thức : Px P.ic  o (2_41) Với : P = Pvlmax – Pvlo = 377,4 – 90 = 287,4 - ic : tỉ số truyền cấu lái ic = 20,4 - o : Hiệu suất cấu lái  o = 0,9 → Px = 287,4.20,4.0,9 = 5276,6 (N) Thay vào biểu thức (2_40) ta được: 4.527,66 3,14.120 Dxl =  5,36(cm) Lấy Dxl = (cm) 3.8.2 Chọn đường kính ngồi kiểm tra bền xilanh lực Chọn chiều dày thành xilanh 8(mm) đường kính ngồi xilanh lực : Dn = 50 + 2.8 = 66 (mm) Ứng suất tác dụng lên thành xilanh : 6,6  Dn2  Dxl2  Pmax  Pmax  2 120  120 563,28( KG / cm ) 6,6  Dn  Dxl Vật liệu làm xilanh thép 40 XH có    571,4( KG / cm ) Vậy:  <   → Xilanh thỏa mãn điều kiện bền 3.8.3 Xác định suất bơm Lưu lượng bơm xác định từ điều kiện làm để xilanh trợ lực phải kịp làm quay bánh xe dẫn hướng nhanh quay vòng vành tay lái người lái gây ra, không trợ lực khơng có tác dụng Để thỏa mãn điều kiện ta cần có : Qb  b (1   )  F ds dt (cm3/s) (2_42) Trong : - Qb : Năng suất bơm -  b : Hiệu suất bơm  b = 0,750,85 Chọn  b = 0,85 - δ : Độ hụt dầu hệ thống δ = 0,05 GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 55 0,1 Chọn δ = 0,08 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - (m/s): Tốc độ dịch chuyển piston Tốc độ quay vịng (v/p) lớn đạt n v = 60 70 (v/p) Chọn nv = 60 (v/p) Vậy quay 1,5 vòng t = 1,5s, với chiều dài dịch chuyển đoạn S = L/2 =202/2 = 101(mm) ứng với số vòng quay vành lái n = 1,5 vịng - F: Diện tích xilanh lực, tính theo cơng thức :   Dxl   Dtr   F              Với : - Dtr: Đường kính phần trục khơng có Dtr = 30(mm) - Dxl: Đường kính làm việc xilanh cơng tác trợ lực   Dxl   Dtr    2  2  F        3,14.       12,56 cm               Vậy suất bơm : 10,1 ds 12,56 1,5 dt  Qb  108,15(cm / s )  b 1    0,85.1  0,08 F Thực tế lưu lượng bơm phải lớn để bù vào rò rỉ van phân phối Lưu lượng rò rỉ Q = (0,05 0,1).Q Chọn Q = 0,08.Q → Qtt = Q + Q = 108,15 + 108,15.0,08 = 116,802 (cm3/s) GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 56 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 4.1 Nguyên nhân, cách khắc phục hư hỏng Sau thời gian sử dụng, tình trạng kỹ thuật ô tô nói chung hệ thống lái nói riêng bị biến xấu Tùy theo điều kiện sử dụng chế độ bảo dưỡng sửa chữa mức độ hư hỏng xe khác Khi có triệu chứng làm giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống lái, tiến hành kiểm tra phán đoán hư hỏng Trong trình sử dụng xe Mazda 2010, hệ thống lái thường có triệu chứng hư hỏng Dưới bảng liệt kê triệu chứng hư hỏng nguyên nhân gây hư hỏng Bảng 4.1 Nguyên nhân cách khắc phục hư hỏng Triệu chứng Đánh lái nặng Trả lái Độ rơ lớn Nguyên nhân Khắc phục Áp suất lốp thấp Bơm lại Góc đặt bánh trước sai Điều chỉnh lại Hệ thống treo trước cong, hỏng Thay Mức dầu trợ lực lái thấp Bổ xung, thay Đai dẫn động lỏng Điều chỉnh, thay Các khớp cầu hệ thống lái bị mòn Thay Bơm trợ lực lái hỏng Sửa chữa thay Cụm trục lái bị bó Sửa chữa, thay Hộp cấu lái bị lỏng Sửa chữa, thay Cụm nối Sửa chữa, thay Bánh lái bị mịn Thay Áp suất lốp trước thấp Bơm lại Góc đặt bánh trước sai Điều chỉnh lại Cụm trục lại bị bó kẹt, hỏng Sửa chữa, thay Cụm bánh côn lái bị mòn bị Phục hồi thay mẻ Cụm nối bị cong Sửa chữa nắn thẳng Trục lái lỏng Sửa chữa Các khớp hệ thống lái bị mòn Thay Các khớp đòn treo bị mòn Thay GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 57 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Triệu chứng Nguyên nhân Khắc phục Hộp cấu lái khe hở ăn khớp Điều chỉnh thay lớn Cụm nối bị cong vênh Thay Góc đặt bánh trước Điều chỉnh lại Hệ thống treo trước Thay Mức dầu trợ lực lái thấp Bổ xung, thay Các khớp cầu hệ thống lái bị mòn Thay Bơm trợ lức lái bị hỏng Sửa chữa, thay Tiếng kêu bất Cụm trục lái bị bó thường Hộp cấu lái bị hỏng Sửa chữa, thay Sửa chữa, thay Cụm nối lỏng Sửa chữa, thay Bánh lái mịn hỏng Thay 4.2 Bảo dưỡng hệ thống lái 4.2.1 Quy định bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái a Bảo dưỡng hàng ngày + Kiểm tra mức dầu trợ lực, tình trạng trợ lực + Kiểm tra hành trình tự vành tay lái + Kiểm tra dẫn động đai bơm trợ lực + Kiểm tra khớp cầu dẫn động lái b Bảo dưỡng định kỳ + Kiểm tra kỹ thay dầu trợ lực lái cần thiết + Kiểm tra điều chỉnh góc đặt bánh xe độ rơ vòng bi moay + Kiểm tra độ chụm độ mòn lốp cần phải đảo lốp + Kiểm tra trục lái khớp lái cần thiết phải sửa chữa 4.2.2 Các công việc bảo dưỡng 4.2.2.1 Kiểm tra thay dầu trợ lực a) Thường xuyên kiểm tra bổ xung mức dầu bôi trơn thiếu GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 58 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dầu trợ lực cần thường xuyên kiểm tra định kỳ tháng lần lần thay dầu động Nếu mức dầu bình chứa mức cho phép cần phải bổ sung Thời điểm tốt để kiểm tra mức dầu trợ lực động cịn nóng bổ sung dầu trợ lực khơng nên đổ đầy bình mà bổ sung đến vạch max vỏ bình que kiểm tra - Tiêu chuẩn để kiểm tra: + Phải tắt động + Dầu nóng, kiểm tra mức dầu nằm dải hot bình dầu thước đo + Dầu nguội, kiểm tra mức dầu nằm dải cold bình dầu thước đo - Cách kiểm tra: + Giữ xe cân + Hâm nóng dầu: để động chạy không tải vận tốc 1000v/p hay thấp đánh lái hết cỡ sang bên vài lần để hâm nóng dầu Nhiệt độ dầu khoảng 800C + Kiểm tra bọt vẩn đục: Nếu có bọt hay vẩn đục dầu có khí hệ thống mức dầu q thấp + Kiểm tra mức dầu bình - Cách điều chỉnh + Dầu thiếu đổ them loại dầu ATF DEXTRON II hay DEXTRON III Đổ tới vạch max bình thước thăm dầu Hình 4.1 Kiểm tra mức dầu trợ lực lái b) Thay dầu trợ lực lái Đây loại dầu không cần phải thay theo định kỳ sau thời gian dài làm việc vịng cao su, đường ống, mặt kim loại bị mài mịn hồ trộn vào GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 59 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP dầu làm dầu bị bẩn gây mài mòn chi tiết giảm hiệu làm việc hệ thống lái, kiểm tra thấy dầu bẩn sau thời gian q lâu nên thay tồn dầu trợ lực để nâng cao tuổi thọ chi tiết Các bước tiến hành thay dầu trợ lực: + Kích đầu xe nên đỡ giá + Tháo ống dầu hồi khỏi bình chứa xả dầu vào khay + Cho động chạy không tải, đánh hết lái sang hai bên xả dầu + Tắt máy + Đổ dầu vào bình + Nổ máy cho động chạy tốc độ 1000v/p Sau đến giây, dầu bắt đầu chảy từ ống dầu hồi, tắt máy thời điểm + Tiếp tục đổ dầu vào bình nổ máy chạy hay lần đến khơng cịn khí dầu + Lắp ống dầu hồi vào bình dầu + Xả khí khỏi hệ thống trợ lực c) Xả khí khỏi hệ thống trợ lực lái * Trong q trình thay dầu trợ lực có lẫn khí vào hệ thống trợ lực làm giảm hiệu hệ thống Vì cần phải xả khí, thường gọi xả e sau thay dầu trợ lực * Các bước tiến hành: + Kiểm tra mức dầu bình Kiểm tra mức dầu thêm cần + Nổ máy đánh hết cỡ sang bên lần Để máy chạy 1000v/p + Kiểm tra dầu bình khơng có bọt hay vẩn đục khơng dâng lên q vạch cao tắt máy Đo mức dầu nổ Tắt máy đo lại mức dầu Khoảng tăng cực đại: mm Nếu phát có vấn đề đổ dầu vào bình cho nổ máy sau đến giây có dầu chảy từ ống dầu hồi Tắt máy va lặp lại tới thây bình thường thi thơi d) Kiểm tra áp suất dầu hệ thống trợ lực + Tiêu chuẩn: Áp suất thấp 65 kgf/cm2 GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 60 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.2 Kiểm tra áp suất bơm trợ lực - Nối đồng hồ đo áp suất - Ngắt đường ống cao áp khỏi cấu lái - Nối đường ống cao áp vào đầu đồng hồ so đầu phía van nối vào cấu lái - Xả khí khỏi hệ thống Nổ máy đánh lái hết cỡ sang bên hay lần * Kiểm tra mức dầu - Kiểm tra nhiệt độ dầu 800 - Nổ máy chạy tốc độ không tải - Kiểm tra áp suất van đóng Hình.4.3 Kiểm tra áp suất dầu Đóng van đồng hồ đo đọc số đồng hồ Khơng đóng van lâu 10 giây Nếu áp suất thấp sửa thay bơm trợ lực - Mở van hết cỡ - Kiểm tra ghi lại áp suất 1000 v/p - Kiểm tra ghi lại áp suất 3000 v/p Kiểm tra chênh lệch áp suất tốc độ 1000 v/p 3000 v/p chênh lệch nhỏ kg/cm2 - Kiểm tra áp suất đánh lái hết cỡ Chắc chán van đồng hồ mở hết cỡ động chạy không tải Nếu áp suất thấp tiêu chuẩn có rị rỉ bên cấu lái phải sửa chữa - Đo lực lái GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 61 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đặt vô lăng chạy thẳng máy nổ tốc độ không tải Dùng Cờ lê đo lực lái theo hai hướng Lực lái cực đại: 60kgf.cm Nếu lực lái lớn tiêu chuẩn, sửa trợ lực lái Kiểm tra chắn kiểu lốp, áp suất bề mặt tiếp xúc với mặt đường trước chẩn đốn • Điều chỉnh: * Tiêu chuẩn - Áp suất dầu thấp 65kgf/cm2 - Lực lái cực đại 60kgf.cm - Mức chênh lệch áp suất hai chế độ 1000 v/p 3000 v/p nhỏ 5kg/cm2 * Điều chỉnh - Áp suất dầu nhỏ tiêu chuẩn thi phải kiểm tra đường ống dầu bên cấu lái Rò rỉ dầu chỗ phải sửa chữa - Lực lái cực đại sửa chữa hệ thống trợ lực - Mức chênh lệch áp suất lớn phải sửa thay van điều chỉnh 4.2.2.2 Kiểm tra độ căng đai dẫn động độ mòn đai a) Kiểm tra Kiểm tra cách quan sát mắt thường xem dây đai dẫn động có bị q mịn hay sờn lõi khơng Nếu tìm thấy hư hỏng, thay đai dẫn động Kiểm tra dấu báo căng đai nằm vùng A hình vẽ Nếu dấu khơng nằm vùng A, thay đai dẫn động Hình 4.4 Cách kiểm tra đai dẫn động Sau lắp dây đai dẫn động, kiểm tra khít với rãnh đai Kiểm tra tay để xác nhận dây đai không bị trượt khỏi rãnh đáy puli trục khuỷu GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 62 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.5 Kiểm tra lắp đai b) Điều chỉnh Đai mòn bị đoạn bên đường gân đai phải thay Đai nằm vùng A dùng cà lê, chòng điều chỉnh lại đai căng đai 4.2.2.3 Kiểm tra khớp đòn treo Kiểm tra cụm địn treo phía trước bên trái Như hình vẽ lắc nhẹ vít cấy khớp cầu trước sau khoảng lần trước lắp đai ốc Hình4.6 Kiểm tra cụm địn treo phía trước Dùng cân lực vặn đai ốc liên tục với tốc độ đến giây vòng đọc giá trị mơmen quay vịng thứ 5, kiểm tra xem có vết nứt chảy mỡ chắn bụi không 4.3 Sửa chữa hệ thống lái * Kiểm tra khắc phục chi tiết bơm trợ lực - Kiểm tra trục bơm trợ lực bạc vỏ phía trước bơm: + Dụng cụ thước panme đồng hồ đo lỗ + Kích thước cho phép: Khe hở tiêu chuẩn: 0,01 – 0,03 mm Khe hở cực đại 0,07 mm + Cách kiểm tra: GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 63 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.6 Kiểm tra trục bơm bạc lót Dùng panme đo trục bơm Dùng đồng hồ đo lỗ đo bạc + Khắc phục hư hỏng: Nếu khe hở vượt 0,07 mm phải thay cụm bơm trợ lực lái - Kiểm tra rô to bơm trợ lực lái cánh gạt bơm: + Dụng cụ panme thước + Kích thước tiêu chuẩn Chiều dài cực tiểu Chiều cao cực tiểu 14,97 mm Chiều dày cực tiểu 8,00 mm 1,77 mm Khe hở cực đại rãnh rô to cánh bơm 0,028 mm + Kiểm tra Hình 4.7 Kiểm tra bơm trợ lực lái Dùng panme đo kích thước chiều dài, cao rộng cánh bơm Dùng thước đo khe hở rô to cánh bơm + Khắc phục hư hỏng : Cánh bơm mịn q kích thước cho phép thay cánh bơm GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 64 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khe hở rô to cánh bơm q 0,28 mm thay đĩa bơm rơ to có số dập vịng cam * Lắp bơm trợ lực lái Khi lắp bơm trợ lực ý thay hết gioăng chữ O - Lắp phớt dầu vỏ bơm trợ lực: + Bôi dầu trợ lực lái lên lợi phớt dầu vỏ bơm trợ lực lái + Dùng máy ép để lắp phớt dầu vỏ bơm trợ lực - Lắp cụm bơm trợ lực lái: + Bôi dầu trợ lực lái lên bề mặt bạc vỏ phía trước + Quấn băng dính lên phần bảo vệ cưa trục bơm trợ lực + Lồng từ từ trục bơm trợ lực vào Không làm hỏng lợi phớt dầu vỏ bơm trợ lực - Lắp bên phía trước bơm trợ lực: + Bôi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O lắp vào vỏ phía trước bơm trợ lực + Tương tự lắp gioăng chữ O vào đĩa bên phía trước bơm + Gióng thẳng vết lõm bên bơm trợ lực phía trước lắp bên bơm - Lắp vành cam bơm trợ lực: + Gióng thẳng vết lõm vành cam bơm trợ lực với vết lõm bên bơm trợ lực phía trước lắp vành cam bơm với đầu dẫn hướng phía - Lắp rơ to bơm trợ lực: + Bôi dầu trợ lực lái lên rô to bơm trợ lực + Lắp rô to bơm trợ lực + Bơi dầu trợ lực khơng có hướng định + Lắp cánh bơm với đầu trịn quay ngồi - Lắp phanh hãm bơm trợ lực: + Dùng tơ vít kìm tháo phanh để lắp phanh hãm - Lắp vỏ sau bơm trợ lực lái: + Bôi dầu trợ lực lên gioăng chữ O lắp vào vỏ phía sau bơm trợ lực + Gióng thẳng chốt thẳng vỏ phía sau bơm trợ lực với vết lõm vành cam bơm, bên phía trước bơm trợ lực vỏ phía sau bơm trợ lực bulông GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 65 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mômen xiết: 224 kgf.cm - Kiểm tra tổng tải ban đầu: + Kiểm tra bơm chạy êm khơng có tiếng kêu bất thường + Nếu phát tiếng kêu bất thường kiểm tra lại chi tiết xem chưa - Lắp công tác áp suất dầu trợ lực lái: + Lắp công tác áp suất dầu vào cụm bơm cao áp Mô men xiết: 214 kgf.cm - Lắp van điều khiển lưu lượng: + Bôi dầu trợ lực lên lò xo nén van điều khiển lưu lượng + Lắp lò xo nén van điều khiển lưu lượng + Bôi dầu trợ lực lái nên gioăng chữ O lắp vào cút cổng cao áp + Lắp cút nối cỏng cao áp vào vỏ phía trước cánh gạt Mô men xiết: 704 kgf.cm - Lắp cụm bình chứa dầu bơm trợ lực: + Bơi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O lắp vào bình chứa dầu bơm trợ lực + Lắp cụm bình chứa bơm trợ lực vào cụm bơm trợ lực bulông Mô men xiết: 92 kgf.cm - Lắp bình chứa dầu bơm trợ lực: +Lắp nắp bình chứa dầu bơm trợ lực vào cụm bình chứa dầu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 66 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sau thời gian tháng làm việc nỗ lực thân, em hoàn thành đồ án theo yêu cầu mà thầy hướng dẫn đề Đồ án em đạt vấn đề sau: Tìm hiểu tổng quan hệ thống lái thị trường; biết cách phân tích, đánh giá để tìm phương án thiết kế hệ thống lái cách tối ưu; biết tính tốn thiết kế hệ thống lái xe đảm bảo làm việc an toàn em tìm hiểu cách chế tạo chi tiết điển hình xe tơ Trong q trình làm đồ án em cố gắng tìm hiểu thực tế giải nội dung kĩ thuật hợp lý Đây bước khởi đầu quan trọng giúp cho em nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ô tô nước ta Em mong nhận ý kiến đóng góp, bổ sung thầy, bạn để đề tài em hồn thiện hơn, góp phần nhỏ bé vào nhu cầu sử dụng xe Việt Nam Một lần em xin cảm ơn hướng dẫn, bảo tận tình thầy Dương Quang Minh thầy mơn ơtơ giúp em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Vĩnh Phúc, ngày tháng năm 2021 TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 67 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) lOMoARcPSD|10162138 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh (2008), Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB KHKT [2] Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Đình Kiên (1971), Thiết kế tính tốn tơ máy kéo, NXB ĐH&THCN [3] Nguyễn Trọng Hiệp (2006), Chi tiết máy (tập 1,2), NXB GD [4] Phạm Đình Vy, Vũ Đức Lập (2002), Cấu tạo ô tô quân (tập 2), HVKTQS [5] Vũ Đức Lập (2004), Sổ tay tra cứu tính kỹ thuật tơ, HVKTQS [6] Hướng dẫn đồ án mơn học: Kết cấu tính tốn ô tô quân Tập 4, Phần hệ thống lái Trường HVKTQS, Vĩnh Yên 2008 GVHD: DƯƠNG QUANG MINH 68 SVTH: NGUYỄN MINH TIẾN Downloaded by Quang Tran (quangvaytiennhanh1994@gmail.com) ... 20 10 Hệ thống lái ô tô Mazda 20 10 bao gồm : cấu lái, dẫn động lái, trợ lực lái Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái xe Mazda 20 10 cho hình 2. 1 Hình 2. 9 Sơ đồ bố trí hệ thống lái xe Mazda 20 10 Vành lái( vô... 13.51 0 .22 20 17.38 0 .26 25 20 .91 0 .20 30 24 .10 -0.03 35 26 . 92 -0.49 40 29 .33 -1 .26 Bảng 3.6 Quan hệ  4 q = 21 o o 4o ∆4o= o - 4o 0 4. 82 0.03 10 9 .29 0.09 15 13.43 0.14 20 17 .24 0. 12 25 20 .70... hiểu biết tính tốn thiết kế mà em giao nhiệm vụ ? ?Tính tốn thiết kế hệ thống lái xe Mazda 2? ?? Em biết hệ thống lái hệ thống quan trọng phức tạp, đặc biệt ngày hệ thống giao thông tốt, xe đại có