Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe uaz có cường hoá điện

Lời mở đầu Hiện nay, giới với phát triển nghành khoa học công nghệ khác nh vô tuyến điện tử,chế tạo máyvới phận điều khiển tinh vi, rôbốt công nghiệp hệ thông minh ,nghành ôtô có bớc tiÕn lín víi sù óng dơng cđa tin häc,®iỊu khiĨn khoa học mô vật liệu Ôtô ngày đợc sử dụng tốc độ ngày cao ,vấn đề an toàn chuyển độngngày đợc nhà khoa học công nghệ trung tâm khoa học nớc có nghành công nghiệp ôtô hoàn chỉnh nh Mĩ,Tây Âu,Nhật Bản đầu t nghiên cứu.Trong cấu tạo ôtô hai hệ thống đợc coi quan trọng đảm bảo an toàn chuyển động hệ thống lái hệ thống phanh Trong năm gần có hàng trăm công trình khoa học đợc công bố nhằm hoàn thiện hệ thống lái tăng tính động hoàn thiện tính điều khiển hệ thống lái,chính nhà khoa học đà sâu vào việc chế tạo cờng hoá tích cực PPS (Progressive Power Steering) để đảm bảo cảm giác ngời lái với mặt đờng tăng tính điều khiển hệ thống lái nhờ áp dụngcác thành tựu điện,điện tử ứng dụng,các thành tựu tin học để kiểm soát đợc tính hệ thống láivà đảm bảo chế độ hoạt động chúng dợc tối u Những năm gần nớc ta phơng tiện giao thông đợc ngời dân sử dụng nh phơng tiện thiết yếu gia đình, phơng tiện giao thông trở thành vấn đề đợc xà hội quan tâm Tai nạn ách tắc giao thông xảy ngày lợng xe máy đô thị tăng cao, thu nhập ngời dân thành phố lớn ngày tăng cao nhu cầu phơng tiện giao thông theo cững tăng lên, xu hớng sử dụng ôtô gia đình xe bus phát triển Trong thời đại công nghiệp hoá ngời cần có động, tiết kiệm thời gian phơng tiện giao thông nói chung ôtô nói riêng đáp ứng đợc nhu cầu Không gia đình ôtô đợc sử dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế văn hoá từ nông nghiệp công nghiệp, từ đô thị đến nông thôn quân đội Ôtô phơng tiện góp phần không nhỏ vào công công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, kéo gần vùng lại với nhau, rút ngắn khoảng cách giao lu kinh tế văn hoá Sau chiến tranh nớc ta lại nhiều chủng loại xe sản xuất từ liên xô cũ đợc dùng để chuyên trở vũ khí quân nhu phục vụ đấu tranh giải phóng dân tộc, chủng loại xe đợc sử dụng tính tốt xe UAZ ví dụ Xe UAZ đợc dùng nhiều ngành nhủ lâm nghiệp nông nghiệp, đợc dùng quân đội Những năm gần nớc ta bớc phát triển, ngành khí nói chung ngành công nghiệp ôtô nói riêng đợc quan tâm đầu t phát triển Tại Việt nam đà xuất 10 liên doanh sản xuất lắp ráp «t« vµ rÊt nhiỊu lÜnh vùc phơc vơ cho ngµnh công nghiệp ôtô đời Do nhu cầu tăng cao nên xe UAZ đợc nhập từ liên bang Nga đợc lắp ráp Việt Nam Cùng với đời liên doanh ôtô Việt nam nhiều chủng loại, giá thành chúng so với nhiều ngời dân việt nam tơng đối cao, với địa hình không phẳng nhiều đồi núi lại vùng cần loại xe có tính động cao mà giá thành phải phù hợp Việc đóng xe UAZ giải pháp tốt Là sinh viên chuyên ngành ôtô việc đến thiết kế ôtô trình häc hái tÝch l vµ kinh nghiƯm thùc tÕ Víi nhu cầu xà hội phát triển ngành «t« ë viƯt nam viƯc thiÕt kÕ c¶i tiÕn chÝnh nhiệm vụ ngời kỹ s ôtô, đồ án bớc khởi đầu cho ngời kỹ s trờng Đề tài em đợc giao là: Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ có c Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ có cờng hoá điện Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ có c Nội dung phần thiết kế tính toán phần i: Giới thiệu chung phần ii: Kiểm nghiệm hệ thống lái xe UAZ phần iii: Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ phần iv: Tối u hoá điều khiển hệ thống trợ lực phần v: Chế tạo chi tiết điển hình phần vi: Kết luận Phần I: Một số thông sè xe UAZ 530 581 815 1351 2045 I Giíi thiÖu chung 1235 680 2380 1453 1785 4025 695 1410 1805 3200 4670 ChiỊu dµi toµn bé : ChiỊu réng toµn bé : 4025 mm 1785mm ChiỊu cao toµn thể : Chiều dài sở : Vệt bánh trớc : Vệt bánh sau : Khối lợng thân : Khối lợng toàn : Trục trớc Trục sau Trục tríc Trơc sau 2050mm 2380 mm 1448mm 1448mm 1020kg 1430kg 890kg 760kg Lốp : 8,40-15 Đờng kính vô lăng : 380mm Chiều dài đòn quay đứng : 210mm Chiều dài kÐo däc : 850mm ChiỊu dµi ngang : 1320mm Khoảng cách hai tâm trụ đứng : 1280mm §êng kÝnh trơc l¸i : 28mm M¸y ph¸t sư dơng xe : R250- E1 Điện 12V Tốc độ cực đại xe : 100km/h Acquy : 60CT-60 Công suất cực đại Nemax : 75ml( 4000v/ph) Cơ cấu lái trục vít lõm có hai bánh lăn tỉ số truyền 20,3 Giới thiệu hệ thống lái hệ thèng l¸i xe UAZ giíi thiƯu vỊ hƯ thèng lái hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hớng chuyển động giữ cho ôtô chuyển động theo hớng định Theo bố trí vành tay lái( vôlăng) chia hệ thống lái với vôlăng bố trí bên tráI bên phải Hệ thống lái đợc thiết kế để điều khiển hai bánh dẫn hớng cầu trớc hai bánh cầu trớc hai bánh cầu sau Kết cấu thông dụng cấu lái gồm có loại: - bánh II - trục vít lõm( globoit) lăn - trục vít ecubi- bánh - v.v để giảm nhẹ cờng độ lao động tăng khả linh hoạt ngời lái xe ngày ngời ta bố trí trợ lực cho hệ thống lái, trợ lực lái gồm có loại sau: - cờng hoá thuỷ lực( đợc dùng nhiều) - cờng hoá khí nén - cờng hoá liên hợp ( thuỷ lực khí nén) - cờng hoá điện Yêu cầu hệ thống lái - hệ thống lái phải đảm bảo khả quay vòng nhanh ngoặt diện tích nhỏ - nhẹ nhành việc điều khiển ôtô quay vòng chỗ chuyển động - động học quay vòng đúng, có nghĩa quay vòng tất bánh xe lăn mà không bị trợt ( lăn tinh) - Truyền tối thiểu va đập nghịch đảo lên vành tay lái - Các bánh xe dẫn hớng có khả quay vị trí ban đầu giữ đợc hớng chuyển động đà cho ôtô - Đảm bảo tính chất tuỳ động( chép hình) động học động lực học, có nghĩa đảm bảo phối hợp chặt chẽ tác động hệ thống lái quay vòng bánh xe dẫn hớng - Có độ bền lâu không bị h hỏng toàn thời gian làm việc ôtô - Thuận tiện sử dụng bảo dỡng Hệ thống lái thay đổi hớng chuyển động ôtô cách xoay bánh xe dẫn hớng từ vành tay lái thông qua trục lái, cấu lái, truyền động lái gồm đòn quay đứng , kéo dọc, đòn quay ngang, hình thang lái, cam quay 1-Vô lăng 3-Cơ cấu lái 5-Đòn kéo dọc 7-Đòn ngang 2-Trục lái 4-Đòn quay đứng 6-Hình thang lái 8-Cam quay 9-Bánh xe dÃn hớng Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn vành lái thành chuyển động góc đòn quay đứng mặt phẳng thẳng đứng đảm bảo tỷ số truyền theo yêu cầu cần thiết Cơ cấu lái hộp giảm tốc để tăng mômen quay ngời lái đến bánh xe dẫn hớng Cơ cấu lái có thông số đặc trng cho tính : i c= dθθ ωθ = dθ Ω ωΩ + tû sè truyÒn -d d góc quay phần tử tơng ứng bánh lái trục đòn quay đứng, tỷ số truyền i thể thay đổi không thay ®ỉi + hiƯu st thn:HiƯu st thn lµ hiƯu st tính theo lực truyền từ trục lái xuống, hiệu suất thuận cao lái nhẹ +hiệu suất nghịch:hiệu suất nghịch hiệu suất tính theo lực truyền từ dới đòn quay đứng lên trục lái, hiệu suất nghịch thờng bé hiệu suất thuận Nếu nh hiệu suất thuận bé va đập từ mặt đờng tác dụng lên bánh xe dẫn hớng không truyền lên vành lái đợc chúng bị triệt tiêu ma sát cấu lái Hiệu suất thuận đa xuống thấp lúc vành tay lái không tự trả lại đợc vị trí ban đầu dới tác dụng mômen ổn định Do để đảm bảo khả tự trả lái từ vị trí đà quay vị trí ban đầu để hạn chế va đập từ mặt đờng phạm vi cấu lài đợc thiết kế với hiệu suất nghịch định Động học quay vòng ôtô Khi xe vào đờng vòng để đảm bảo bánh xe không bị trợt lết trợt quay đờng vuông góc với vecto vận tốc chuyển động tất bánh xe phải gặp điểm, điểm tâm quay tức thời xe Từ suy đợc mối quan hệ góc quay vòng hai bánh xe dẫn hớng để đảm bảo cho bánh xe không bị trợt vào đờng vòng m cotg- cotg = L (1) , lµ gãc quay bánh xe phía phía b l a   d c m Víi biĨu thøc ta xây dựng đợc đờng cong lý thuyết =f().+ Nh mặt lý thuyết để đảm bảo cho bánh xe dẫn hớng lăn tinh vào đờng vòng biểu thức (1) phải đợc đảm bảo Trong thực tế để trì đợc mối quan hệ động học quay vòng bánh xe dẫn hớng ôtô ngời ta thờng phải sử dụng hệ thống khâu khớp tạo nên hình thang lái Hình thang lái đơn giản mặt kết cấu nhng không đảm bảo đợc mối quan hệ xác góc quay vòng b¸nh xe dÉn híng nh biĨu thøc (1) Møc độ sai khác phụ thuộc vào việc chọn lựa kích thớc khâu tạo nên hình thang lái ®Ĩ so s¸nh sù sai kh¸c cđa mèi quan hƯ lý thuyết thực tế góc quay vòng bánh xe dẫn hớng bên bên ta dựng thêm đờng cong thực tế = f( ) độ sai lệch góc quay vòng thực tế vµ gãc quay lý thut cho phÐp lín nhÊt ë góc quay lớn không Cấu tạo hệ thống lái Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hớng chuyển động ôtô cách xoay bánh dẫn hớng Nó gồm cấu lái dẫn động lái Cơ cấu lái có tác dụng giảm bớt lực mà ngời lái cần tác động vào vòng lái ( vôlăng) Cơ cấu dẫn động lái gồm loạt đòn bẩy kéo, có tác dụng xác định t cho bánh dẫn hớng ôtô làm cho bánh xe quay góc phù hợp với góc quay vòng lái Hệ thống lái phải đảm bảo cho ôtô chuyển hớng xác, không để rung động xóc bánh trớc lan truyền tới vòng lái không đòi hỏi cờng độ lao động lớn lái xe, muốn cho ôtô rẽ vòng thật xác theo quỹ đạo mà ngời lái muốn bánh xe phải lăn mà không trợt ngang Muốn bánh xe phải xoay theo cung tâm với nhau, tâm nằm đờng kéo dài trục cầu sau, bánh trớc, ôtô rẽ, quay theo góc khau Trong trờng hợp này, bánh xe phía trong( so với tâm quay) phải xoay góc lớn hơn, bánh xe phái xoay góc nhỏ thực yêu cầu nhờ cấu đòn bẩy hình thang có khớp nối lề Có nhiều cấu lái, phổ biến kiểu trục vít - lăn đợc dùng xe UAZ Nhờ trục vít có dạng glôbôit chiều dài trục vít không lớn nhng tiếp xúc ăn khớp đợc lâu diện tích rộng hơn, nghĩa giảm đợc áp suất riêng tăng độ chống mòn Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc với đợc phân tán, tuỳ theo cỡ ôtô mà làm lăn có hai đến bốn vòng ren, mát ma sát nhờ thay ma sát trợt ma sát lăn, có khả điều chỉnh khe hở ăn khớp đờng trục lăn nằm lệch với đờng trục trục vít đoạn từ đến mm điều cho phép triệt tiêu độ hao mòn ăn khớp cách điều chỉnh sư dơng πrr Tû sè trun cđa c¬ cấu lái ic= tz tăng lên từ vị trí đến vị trí rìa khoảng 5-7% nhng tăng không đáng kể bỏ qua vµ coi nh ic= const HiƯu st thn th= 0,65 hiệu suất nghịch ng= 0,65 Dẫn động lái : có nhiệm vụ truyền lực từ cấu lái tới c¸c b¸nh dÉn híng phÝa tríc Nã gåm c¸c kéo đòn bẩy tạo nên khung hình thang lái Các cánh tay lựa chọn cho đảm bảo đợc tỷ số đắn góc xoay bánh dẫn hớng Cấu tạo cấu dẫn động laí phụ thuộc vào cấu treo phía trớc xe UAZ hệ treo phụ thuộc cấu dẫn động lái có đòn dọc đòn ngang hình thang lái nối với đòn ngõng lái