Để góp phần thực hiện công việc trên em đã được giao đồ án chuyên ngành với đề tài:Nghiên cứu hệ thống lái trên xe TOYOTA VIOS 2010 .Nội dung đồ án được trình bày qua các phần sau:+ Chương 1: Tổng quan hệ thống lái trên xe con .+ Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống lái trên xe Toyota Vios 2010+ Chương 3: Quy trình kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữaVới sự hướng dẫn tận tình của Thạc Sĩ: CHU ĐỨC HÙNG , cùng các thầy giáo khoa CNKT Ô TÔ Trường đại học Công Nghiệp Hà Nội em đã thực hiện đồ án này. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không khỏi có những chỗ còn thiếu sót, em rất mong được sự góp ý chỉ bảo của thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án chuyên ngành này hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cảm ơn
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ
CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU
Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô theo tác động của người lái Hệ thống lái tham gia cùng với các hệ thống điều khiển khác thực hiện điều khiển ô tô và đóng góp vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi ô tô chuyển động
Hệ thống lái bao gồm các bộ phận chính sau:
- Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: dùng để truyền mômen do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái.
- Dẫn động lái: dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và để đảm bảo động học quay vòng cần thiết của chúng.
- Cường hóa lái: thường sử dụng trên các xe tải trọng lớn và vừa Nó dùng để giảm nhẹ lực quay vòng cho người lái bằng nguồn năng lượng bên ngoài Trên các xe cỡ nhỏ có thể không có.
- Theo vị trí bố trí vô lăng, chia ra:
+ Vô lăng bố trí bên trái
+ Vô lăng bố trí bên phải
Tùy thuộc vào luật của các nước mà bố trí khác nhau nhằm thuận lợi cho người lái dễ quan sát, nhất là khi vượt xe.
- Theo kết cấu cơ cấu lái, chia ra:
+ Thanh răng liên hợp (Trục vít - Liên hợp êcu bi - Thanh răng - Cung răng).
- Theo số lượng bánh xe chuyển hướng, chia ra:
+ Các bánh xe dẫn hướng nằm ở cả hai cầu
+ Các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu
- Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của bộ cường hoá lái, chia ra:
+ Cường hoá khí (khi nén hoặc chân không)
+ Ngoài ra còn có thể phân loại theo: Số lượng các bánh xe dẫn hướng (các bánh dẫn hướng chỉ ở cầu trước, ở cả hai cầu hay tất cả các cầu), theo sơ đồ bố trí cường hóa lái.
Hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định:
+ Để đảm bảo yêu cầu này thì hành trình tự do của vô lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vô lăng ở vị trí trung gian tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ (không lớn hơn 150 khi có trợ lực và không lớn hơn 50 khi không có trợ lực).
+ Các bánh dẫn hướng phải có tính ổn định tốt.
+ Không có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi điều kiện làm việc và mọi chế độ chuyển động.
- Đảm bảo tính cơ động cao: tức xe có thể quay vòng thật ngoặt trong một khoảng thời gian rất ngắn trên một diện tích thật bé.
- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê gây mòn lốp, tiêu hao công suất vô ích và giảm tính ổn định của xe.
- Giảm được các va đập từ đường lên vô lăng khi chạy trên đường xấu hoặc chướng ngại vật.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên vô lăng (Plvmax) được qui định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn ngành:
+ Đối với xe du lịch và tải trọng nhỏ: Plvmax không được lớn hơn 150
+ Đối với xe tải và khách không được lớn hơn 500 N.
+ Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và mô men quay các bánh xe dẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường) cũng như sự tương ứng động học giữa góc quay của vô lăng và của bánh xe dẫn hướng.
CÁC SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÁI
1.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc
Với hệ thống treo phụ thuộc, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc dầm cầu xe, vì thế cả hai bánh xe sẽ cùng dao động với nhau khi gặp chướng ngại vật.
Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc
1- Vô lăng; 2- Trục lái; 3- Cơ cấu lái; 4- Trục ra của cơ cấu lái; 5- Đòn quay đứng; 6- Đòn kéo dọc; 7- Đòn quay ngang; 8- Cam quay; 9- Cạnh bên của hình thang lái; 10- Đòn kéo ngang; 11- Bánh xe; 12- Bộ phận phân phối;
Trên hình 1.1 Trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc: Loại hệ thống treo này có những đặc tính sau:
+ Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng.
+ Có độ cứng vững cao nên có thể chịu được tải nặng.
+ Vì có độ cứng vững cao nên khi xe đivào đường vòng, thân xe ít bị nghiêng.
+ Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng, nhờ thế mà các bánh xe ít bị mòn.
+ Vì có khối lượng không được treo lớn nên tính êm dịu của xe khi sử dụng hệ thống treo phụ thuộc kém.
+ Do chuyển động của bánh xe bên trái và bên phải có ảnh hưởng lẫn nhau nên dễ xuất hiện dao động và rung động.
1.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập
Hìn h 1.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập
1-Vô lăng; 2-Trục lái; 3- Cơ cấu lái; 4-Trục ra của cơ cấu lái; 5- Đòn quay đứng; 6- Bộ phận hướng của hệ thống treo; 7- Đòn kéo bên; 8- Đòn lắc ; 9-
Trên hình 1.2 trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập là một phần nằm trong kết cấu chung của hệ thống treo nó sẽ làm các nhiệm vụ :
- Tiếp nhận và dập tắt các dao động của mặt đường với ô tô.
- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh.
- Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe trong mọi điều kiện chuyển động.
Và phải đảm bảo các yêu cầu sau :
- Đảm bảo tính êm dịu.
- Dập tắt nhannh các dao động.
- Đảm bảo tính ổn định khi xe chuyển động.
CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÁI
Vô lăng hay còn gọi là vành tay lái thường có dạng tròn với các nan hoa, dùng để tạo và truyền mô men quay do người lái tác dụng lên trục lái Các nan hoa có thể bố trí đối xứng hoặc không, đều hay không đều tuỳ theo sự thuận tiện khi lái.
Bán kính vô lăng được chọn phụ thuộc vào loại xe và cách bố trí chỗ ngồi của người lái, dao động từ 190 mm (đối với xe du lịch cở nhỏ) đến 275 mm (đối với xe tải và xe khách cở lớn ).
Trục lái là một đòn dài có thể đặc hoặc rỗng, có nhiệm vụ truyền mô men từ vô lăng xuống cơ cấu lái Độ nghiêng của trục lái sẽ quyết định góc nghiêng của vô lăng, nghĩa là ảnh hưởng đến sự thoải mái của người lái khi điều khiển.
Cơ cấu lái thực chất là một hộp giảm tốc, có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vô lăng thành chuyển động góc (lắc) của đòn quay đứng và bảo đảm tăng mô men theo tỷ số truyền yêu cầu.
1.3.3.1 Loại trục vít - Cung răng
Hình 1.3 Trục vít lăn – Cung răng giữa
1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4- Vỏ
Hình 1.4 Cơ cấu loại trục vít hình trụ - cung răng đặt bên
1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4- Vỏ
Loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc bền vững Tuy vậy có nhược điểm là hiệu suất thấp, điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục trục vít.
Cung răng có thể là cung răng thường đặt ở mặt phẳng đi qua trục trục vít (hình 1.3 ) hoặc đặt ở phía bên cạnh (hình 1.4 ) Cung răng đặt bên có ưu điểm là đường tiếp xúc giữa răng cung răng và răng trục vít khi trục vít quay dịch chuyển trên toàn bộ chiều dài răng của cung răng nên ứng suất tiếp xúc và mức độ mài mòn giảm, do đó tuổi thọ và khả năng tải tăng Cơ cấu lái loại này thích hợp cho các xe tải cỡ lớn Trục vít có thể có dạng trụ tròn hay lõm. Khi trục vít có dạng lõm thì số răng ăn khớp tăng nên giảm được ứng suất tiếp xúc và mài mòn.
Ngoài ra còn cho phép tăng góc quay của cung răng mà không cần tăng chiều dài của trục vít.
Góc nâng của đường ren vít thường từ 80 ÷ 120 Khe hở ăn khớp khi quay đòn quay đứng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên, thay đổi từ 0,03 0,5 mm Sự thay đổi khe hở được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung răng có bán kính khác.
1.3.3.2 Loại trục vít - con lăn
Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn được sử dụng rộng rãi trên các loại ô tô do có ưu điểm:
+ Hiệu suất cao do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn
+ Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản và có thể thực hiện nhiều lần Để có thể điều chỉnh khe hở ăn khớp, đường trục của con lăn đươc bố trí lệch với đường trục của trục vít một khoảng 5-7 mm Khi dịch chuyển con lăn dọc theo trục quay của đòn quay đứng thì khoảng cách A sẽ thay đổi Do đó khe hở ăn khớp cũng thay đổi.
Hình 1.5 Cơ cấu lái trục vít glôbôít - con lăn hai vành
1- Trục đòn quay đứng; 2- Đệm điều chỉnh; 3- Nắp trên; 4- Vít điều chỉnh; 5-
Trục vít; 6- Đệm điều chỉnh; 7- Con lăn; 8- Trục con lăn. Ưu điểm:
Nhờ trục vít có dạng glô-bô-it cho nên tuy chiều dài trục vít không lớn nhưng sự tiếp xúc các răng khớp được lâu hơn và trên diện rộng hơn, nghĩa là giảm được áp suất riêng và tăng tốc độ mài mòn.
Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc được phân tán tùy theo cỡ ô tô mà làm con lăn có 2 đến 4 vòng ren.
Mất mát do ma sát ít hơn nhờ thay được ma sát trượt thành ma sát lăn.
Có khả năng điều chỉnh được khe hở ăn khớp giữa các bánh răng Đường trục của con lăn nằm lệch với đường trục của trục vít 1 đoạn ∆= 5÷7 mm, điều này cho phép triệt tiêu sự ăn mòn khi ăn khớp bằng cách điều chỉnh trong quá trình sử dụng.
Hình 1.6 Cơ cấu lái trục vít – chốt quay
1- Chốt quay; 2- Trục vít; 3- Đòn quay Ưu điểm:
Có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi, theo quy luật bất kỳ nhờ cách chế tạo bước răng trục vít khác nhau Tùy theo điều kiện cho trước khi chế tạo, khi chế tạo trục vít ta có thể có cơ cấu lái chốt quay với tỷ số truyền không đổi, tăng hoặc giảm khi quay vành lái ra khỏi vị trí trung gian.
Khi gắn chặt chốt hay ngõng vào đòn quay giữa ngõng và trục vít hay đòn quay và trục vít phát sinh ma sát trượt Để tăng hiệu suất của cơ cấu lái và giảm độ mòn của trục vít và chốt quay thì chốt được trang bị ổ bi.
Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu loại này vào khoảng 0,7.
Cơ cấu lái này dùng nhiều ở hệ thống lái không có cường hoá và chủ yếu trên các ôtô tải và khách Tuy vậy do chế tạo phức tạp và tuổi thọ không cao nên hiện nay ít sử dụng.
Hình 1.7 Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
1- Lỗ ren; 2- Bánh răng; 3- Thanh răng; 4- Bulông hãm; 5- Đai ốc điều chỉnh khe hở bánh răng thanh răng; 6- Lò xo; 7- Dẫn hướng thanh răng
Hình 1.8 Sơ đồ lắp đặt cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
Bánh răng có thể răng thẳng hay răng nghiêng Thanh răng trượt trong các ống dẫn hướng Để đảm bảo ăn khớp không khe hở, bánh răng được ép đến thanh răng bằng lò xo.
- Có tỷ số truyền nhỏ dẫn đến độ nhạy cao Vì vậy được sử dụng rộng rãi trên các xe đua, du lịch, thể thao
- Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo.
- Không sử dụng được với hệ thống treo trước loại phụ thuộc.
- Tăng va đập từ mặt đường lên vô lăng.
1.3.3.5 Trục vít êcubi cung răng
Hình 1.9 Cơ cấu lái êcubi cung răng kiểu bi tuần hoàn 1- Vỏ cơ cấu lái; 2- Trục vít; 3- Ổ bi trên; 4- Đai ốc điều chỉnh; 5- Bánh răng rẻ quạt; 6- Bi dưới; 7- Êcu bi; 8 -Phớt; 9- Đai ốc hãm; 10- Bi
Cơ cấu lái trục vít ê cu bi cung răng có những ưu điểm sau:
Do lực cản nhỏ, ma sát lăn giữa trục vít và trục rẻ quạt rất nhỏ ( do có ma sát lăn)
CƯỜNG HÓA LÁI
Trên các xe ô tô tải trọng lớn, xe du lịch cao cấp và các xe khách hiện đại thường có trang bị cường hoá lái để:
+ Giảm nhẹ lao động cho người lái.
+ Tăng an toàn cho chuyển động.
Khi xe đang chạy một tốc độ lớn mà một bên lốp bị thủng, cường hoá lái đảm bảo cho người lái đủ sức điều khiển, giữ được ô tô trên đường mà không bị lao sang một bên.
Sử dụng cường hoá lái có nhược điểm là lốp mòn nhanh hơn (do lạm dụng cường hoá để quay vòng tại chỗ), kết cấu hệ thống lái phức tạp hơn và tăng khối lượng công việc bảo dưỡng.
+ Cường hoá khí (khí nén hoặc chân không)
Cường hoá thuỷ lực được dùng phổ biến nhất vì có kết cấu nhỏ gọn và làm việc khá tin cậy.
Theo sơ đồ bố trí phân ra làm 4 dạng:
+ Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xylanh lực được bố trí chung thành một cụm
+ Cơ cấu lái bố trí riêng, bộ phận phân phối và xi lanh lực bố trí chung + Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xy lanh lực bố trí riêng
+ Xy lanh lực bố trí riêng, bộ phận phân phối và cơ cấu lái bố trí chung.
Cường hoá lái phải đảm bảo các yêu cầu chính sau:
+ Khi cường hoá lái hỏng thì hệ thống lái vẫn làm việc bình thường cho dù lái nặng hơn.
+ Thời gian chậm tác dụng nhỏ.
+ Đảm bảo sự tỷ lệ giữa góc quay vô lăng và góc quay bánh xe dẫn hướng.
+ Khi sức cản quay vòng tăng lên thì lực yêu cầu tác dụng lên vô lăng cũng tăng theo, tuy vậy không được vượt quá 100 150 N.
+ Không xảy ra hiện tượng tự cường hoá khi xe đi qua chổ lồi lỏm, rung xóc.
Phải có tác dụng như thế nào để khi một bánh xe dẫn hướng bị hỏng, bị nổ thì người lái có thể vừa phanh ngặt vừa giữ được hướng chuyển động cần thiết của xe.
LIÊN HỆ GIỮA HỆ THỐNG LÁI VÀ HỆ THỐNG TREO
Hệ thống treo trước trên xe Toyota Vios là hệ thống treo độc lập gồm có cơ cấu dẫn hướng, phần tử đàn hồi, thiết bị giảm chấn và thiết bị giữ ổn định ngang.
Bộ treo là cơ cấu nối giữa vỏ xe và các bánh xe Toàn bộ các lực tác dụng lên bánh xe khi xe chạy đều được truyền lên khung vỏ xe qua bộ treo. Các chi tiết bộ treo có tác dụng làm dịu tải trọng động, làm giảm dao động của vỏ xe, đảm bảo độ ổn định tốt, xe chuyển động êm dịu Bộ treo còn có tác dụng cùng với hệ thống lái bảo đảm khả năng quay vòng xe, điều khiển tay lái và điều chỉnh góc đặt bánh xe trước.
Hình 1.11 Cấu tạo hệ thống treo trước
1- Lò xo; 2- Bộ giảm chấn ống; 3- Thanh nối của bộ cân bằng ngang.
Hệ thống treo liên kết thân xe với các bánh xe và thực hiện các chức năng sau đây:
- Trong lúc xe chạy, hệ thống này cũng với các lốp xe sẽ tiếp nhận và làm tắt dao động, rung động và chấn động do mặt đường không bằng phẳng, để bảo vệ hành khách và hành hóa, làm cho xe chạy ổn định hơn.
- Truyền lực dẫn động và lực phanh do ma sát giữa lốp xe và mặt đường tạo ra đến khung xe và thân xe.
- Đỡ thân xe trên các cầu xe và duy trì quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe.
Sự dao động của bánh xe, cầu xe và các bộ phận khác:
- Sự dịch đứng: là chuyển động lên xuống của bánh xe, thường xuất hiện khi xe chạy với tốc độ trung bình và cao trên đường gợn sóng.
- Sự xoay dọc: là dao động lên xuống theo chiều ngược nhau của bánh xe bên phải và bên trái, làm cho bánh xe nhảy lên, bỏ bám mặt đường Hiện tường này thường xảy ra đối với xe có hệ thống treo phụ thuộc.
- Sự uốn là hiện tượng xảy ra khi momen tăng tốc hoặc momen phanh tác động lên nhíp, có xu hướng làm quay nhíp quanh trục bánh xe Dao động uốn này có ảnh hưởng làm xe chạy không êm.
Hệ thống treo hai cầu đều sử dụng hệ thống treo độc lập.
Hệ thống treo trước kiểu Macpherson với thanh cân bằng làm tăng độ chắc chắn, độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe dễ dàng và thoải mái hơn
Hệ thống treo sau kiểu đòn treo kép độc lập với thanh cân bằng, tay đòn dưới được thiết kế dài hơn nhằm tăng độ chắc chắn và bám đường khi xe rẽ.
Hình 1.12 Cơ cấu treo sau trên ôtô Toyota Vios
1- Lò xo trụ; 2- Ống giảm chấn; 3, 6- Các tay đòn; 4- Thanh cân bằng;
SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010
GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA VIOS 2010
Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc.
Thế hệ Vios đầu tiên là một phần trong dự án hợp tác giữa các kĩ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật của Toyota được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan.
Toyota Vios 2010 là mẫu thế hệ mới sử dụng động cơ 1.5 lít, công suất
107 mã lực tại vòng tua máy 6000 vòng/phút Xe sử dụng hệ thống trợ lực lái điện giúp tiết kiệm nhiên liệu Hệ thống treo MacPherson.
Xe sở hữu kích thước tổng thể dài x rộng x cao tương ứng 4300x1.700x1.460 (mm), khoảng cách trục cơ sở là 2.550 mm. Điều này mang đến không gian cabin rộng rãi cho hàng ghế trước.Hàng ghế sau với chiều dài tăng thêm giúp cho khoảng để chân cực kỳ rộng rãi. Tuy nhiên, với thiết kế mặt ghế sau khá bằng phẳng khiến cho khoảng chiều cao ở vị trí này bị ảnh hưởng khá lớn Với những người có chiều cao 1m7 sẽ dễ dàng "đụng nóc" khi ngồi thẳng lưng Điều này sẽ gây không ít khó chịu khi phải di chuyển những đoạn đường xa.
Một nhược trừ khác trong thiết kế ghế ngồi của Vios 2010 là bệ tì gác tay giữa hai vị trí ghế trước bị tụt về phía sau khiến người ngồi khó có thể gác tay lên đúng vị trí này được.
Xe có các phiên bản khác nhau, với những đặc điểm nhận dạng như các chi tiết mạ crom hay vành xe khác kích thước Chiếc xe hạng nhỏ có kích thước tổng thể là 4300mm dài, 1700mm rộng và 1460mm cao Khoảng sáng gầm xe 145mm Xe có bình xăng 42 lít Trọng lượng là 1030 - 1085 kg, và trọng lượng toàn tải là 1495kg
Hình 2.1 Hình bên ngoài của xe Toyota Vios 2010
2.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE TOYOTA VIOS
2.2.1 Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-i) Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là loại động cơ xăng 4 kỳ, với 4 xy lanh đặt thẳng hàng Động cơ sử dụng trục cam kép, dẫn động bằng đai với công nghệ điều khiển đóng mở xu páp thông minh (VVT- i), giúp cho xe tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường.
- Công suất tối đa: 107 HP / 6000 rpm.
- Mô men xoắn tối đa: 144 Nm / 4200 rpm.
- Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L/100 Km (trong điều kiện thử nghiệm)
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: xe Toyota Vios sử dụng hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MPI) với các loại xăng có chỉ số octan là RON 95, 92,
87, 83 Dung tích bình xăng là 42 lít.
- Hệ thống làm mát: hệ thống làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước.
- Hệ thống bôi trơn: theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cưỡng bức kết hợp với vung té Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn như: SAE5W30, SAE 10W30, SAE 15W40.
- Ly hợp: Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng , có lò xo ép hình đĩa, dẫn động cơ khí kiểu cáp Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thể tận dụng kết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng Mặt đáy của lò xo được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của lò xo được liên kết với vỏ Mặt đỉnh của lò xo sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó.
+ Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp.
+ Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp.
- Truyền lực chính và vi sai: Đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai cũng được bố trí luôn trong cụm hộp số Xe Toyota Vios sử dụng truyền lực chính một cấp, bánh răng trụ răng nghiêng.
Hệ thống phanh xe Toyota Vios bao gồm hệ thống phanh chân và phanh dừng (phanh tay).
- Hệ thống phanh chân có dẫn dộng phanh thuỷ lực trợ lực chân không hai dòng chéo nhau, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở cả bánh trước và bánh sau.
Bộ trợ lực phanh và xi lanh chính được ghép với nhau thành một khối Ty đẩy của bàn đạp phanh trước khi tác dụng vào pittông trong xi lanh chính có liên hệ với van phân phối của bộ cường hoá nên khi phanh lực tác dụng lên pittông xi lanh chính bao gồm cả lực của người lái và lực của bộ trợ lực phanh.
- Xe Toyota Vios còn được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS, với cơ chế phân bố lực phanh điện tử EBD giúp bánh xe không bị bó cứng và ổn định ngay cả khi phanh gấp trên đường trơn trượt và hỗ trợ phanh khẩn cấpBA
Hệ thống lái trên xe Toyota Vios là hệ thống lái bánh răng thanh răng có trợ lực điện, giúp tay lái nhẹ hơn khi chạy xe ở tốc độ thấp và trở lại mức bình thường khi xe chạy ở tốc độ cao.
Hệ thống lái xe Toyota Vios bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái, và trợ lực lái.
Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái.
Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối.
Trợ lực lái gồm các bộ phận cơ bản: ECU trợ lực lái, cảm biến momen trợ lực lái, moto trợ lực lái, cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến tốc độ vòng tua động cơ.
Hệ thống treo trên xe bao gồm treo trước và treo sau
- Treo trước là hệ thống treo độc lập kiểu nến (mcpherson), kích thước đòn treo trên của hệ thống treo này giảm về bằng 0 Còn đầu trong của đòn treo dưới được liên kết bản lề với dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với trục khớp nối dẫn hướng mà điểm liên kết nằm trên đường tâm của trụ xoay đứng Đầu trên của giảm chấn ống thuỷ lực được liên kết với gối tựa trên vỏ ôtô Phần tử đàn hồi là lò xo được đặt một đầu tì vào tấm chặn trên vỏ giảm chấn còn một đầu tì vào gối tựa trên vỏ ôtô Trên xe Toyota Vios vì đòn treo dưới chỉ gồm một thanh nén nên có bố trí thêm một thanh giằng ổn định Ngoài ra đây là bánh xe dẫn hướng nên trụ đứng là vỏ giảm chấn có thể quay quanh trục của nó khi xe quay vòng.
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA VIOS 2010
Hệ thống lái Toyota Vios bao gồm: cơ cấu lái, dẫn dộng lái và trợ lực lái.
Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái Toyota Vios:
Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống lái xe Toyota Vios 2010
1- Cơ cấu lái 5- Cảm biến tốc độ ô tô
3- Hộp số truyền 7- Đèn báo EPS
4- Bộ cảm biến momen 8- Đường dẫn điện
Hệ thống lái xe Toyota Vios 2010 là hệ thống lái có trợ lực điện nên khi động cơ khởi động thì đồng thời bộ trợ lực cũng bắt đầu hoạt động Bộ trợ lực điện hoạt động dựa trên sự thay đổi của tốc độ đánh lái và tốc độ ô tô. Để biết được những sự thay đổi đó thì ở hệ thống lái này có các cảm biến để thu nhận những tín hiệu để truyền đến bố xử lý trung tâm ECU Thường có các cảm biến như cảm biến tốc độ của xe, cảm biến góc quay vành tay lái…
Bộ xử lý trung tâm ECU sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biến sẽ xửlý các thông tin đó và đưa ra tín hiệu để điều khiển cho mô tơ điện quay,làm cho bộ bánh răng hành tinh quay theo dẫn tới thanh răng sẽ được chuyển động và làm cho các bánh xe dẫn hướng hoạt động.
1- Vành trong vô lăng bằng thép; 2- Vành ngoài vô lăng bằng nhựa.
Hình 2.4 Hình ảnh chụp tổng thể vành tay lái
+ Chức năng: có chức năng tiếp nhận mômen quay từ người lái rồi truyền cho trục lái.
+ Cấu tạo: vành tay lái ô tô Toyota Vios 2010 có dạng hình tròn, với ba nan hoa được bố trí xung quanh vành trong của vành tay lái Bán kính ngoài của vành tay lái là 190 mm.
Vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận khác của ô tô như: nút điều khiển còi, túi khí an toàn
Hình 2.5 Túi khí an toàn
Túi khí an toàn có hình dáng tương tự cây nấm được làm bằng nylon phủ neoprene, được xếp lại và đặt trong phần giữa của vành tay lái Khi xe đâm thẳng vào một xe khác hoặc vật thể cứng, túi khí sẽ phồng lên trong khoảnh khắc để hình thành một chiếc đệm mềm giữa lái xe và vành tay lái.Túi khí an toàn chỉ được sử dụng một lần Sau khi hoạt động túi khí phải được thay mới.
Trục lái là một đòn dài có thể đặc hoặc rỗng, có nhiệm vụ truyền momen từ vô lăng xuống cơ cấu lái Độ nghiêng của trục lái sẽ quyết định góc nghiêng của vô lăng, nghĩa là ảnh hưởng đến sự thoải mái của người lái khi điều khiển.
Trục lái còn là nơi lắp đặt nhiều bộ phận khác của ôtô như: cần điều khiển hệ thống đèn, cần điều khiển gạt nước, cần điều khiển hộp số,hệ thống dây điện và các đầu nối điện, mô tơ điện… Đầu trên của trục lái thường có ren và then hoa để liên kết và cố định vành tay lái trên trục lái, đầu dưới của trục lái liên kết với trục đầu vào của cơ cấu lái.
1- Vành tay lái; 2- Trục lái; 3- Trục các đăng; 4- Mô tơ điện
Nguyên lí làm việc của trục lái:
Trục lái là yếu tố cấu thành hệ thống lái có chức năng chính là truyền momen lái từ vô lăng đến cơ cấu lái Một trục lái đơn giản chỉ bao gồm trục lái và các bộ phận bao che trục lái.
Trục lái trên xe Toyota Vios có cấu tạo phức tạp hơn, nó cho phép thay đổi độ nghiêng của vành tay lái hoặc cho phép trụ lái chùm ngắn lại khi người lái va đập trong trường hợp xảy ra tai nạn để hạn chế tác hại đối với người lái.
Cơ cấu loại thành răng bánh răng:
Chức năng biến chuyển động quay từ trục lái thành chuyển động ngang của bánh răng, từ đó chuyển ra các bánh dẫn hướng. Được truyền chuyển động từ trục lái thông qua trục lái trung gian Trục lái không gian gồm hai khớp nối các đăng hai đầu.
Hình 2.7 Thước lái xe Vios
Cơ cấu lái loại này là một loại cơ cấu cơ khí khá đơn giản Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên một ông kim loại Một thanh nối nối với hai đầu mút của thanh răng.
Bánh răng tròn được nối với trục tay lái Thanh nối ở hai đầu thanh răng được gắn với một cánh tay đòn trên một trục xoay.
Cơ cấu lái sử dụng trên xe Toyota Vios là loại bánh răng trụ - thanh răng
Cơ cấu lái thực chất là một hộp giảm tốc, có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vô lăng thành chuyển động góc (lắc) của đòn quay đứng và bảo đảm tăng mô men theo tỷ số truyền yêu cầu.
Cơ cấu lái hoạt động tương tự như một hộp số với hai bộ phận cơ bản trục quay và trục lắc Trục quay là đầu vào của cơ cấu lái, nó trực tiếp liên kết với đầu dưới của trục lái và thực hiện chuyển động quay theo chuyển động của trục lái Trục lắc là đầu ra của cơ cấu lái, nó liên kết với đòn lắc chuyển hướng của dẫn động lái.
Hình 2.8 Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
1- Lỗ ren 5- Đai ốc điều chỉnh khe hở bánh răng thanh răng
3- Thanh răng 7- Dẫn hướng thanh răng
Cơ cấu lái loại bánh răng – thanh răng có trục quay (đầu vào) được chế tạo giống một bánh răng trên đoạn trục liên kết trục lắc (đầu ra) Trục lắc là một thanh răng thẳng, hai đầu của thanh răng liên kết với hai thanh nối bên của dẫn động lái thông qua các khớp cầu Các răng trên bánh răng và thanh răng liên kết với nhau.
Khi bánh răng quay, thanh răng sẽ chuyển động tịnh tiến trên mặt phẳng ngang sang trái hoặc phải tùy theo chiều quay của vô lăng Trong dẫn động lái với cơ cấu lái loại bánh răng – thanh răng không có đòn lắc chuyển hướng mà thanh răng trực tiếp truyền chuyển động ngang cho các thanh nối.
* Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng có các ưu điểm sau:
- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có tác dụng như thanh dẫn động lái nên không cần các thanh ngang như ở các cơ cấu lái khác.
- Ăn khớp răng trực tiếp nên độ nhạy cao.
- Ma sát trượt và lăn nhỏ kết hợp với sự truyền mômen tốt nên lực điều khiển trên vành lái nhẹ.
- Cơ cấu lái được bao kín hoàn toàn nên ít phải bảo dưỡng.
MÔ TẢ HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI ĐIỆN
Hệ thống trợ lực lái diện sinh ra momen qua hoạt động của môt và bánh răng giảm tốc lắp trên trục lái để được hỗ trợ vào lực đánh lái
ECU sẽ định hướng và độ lớn của trợ lực lái dựa trên tín hiệu tốc độ xe và tín hiệu từ cảm biến lắp trong cụm trục lái Kết quả là lực đánh lái được điều chỉnh nhẹ đi khi ở tốc độ thấp và lớn hơn khi ở tốc độ cao. a, ECU trợ lực lái
ECU trợ lực lái tính toán trợ lực dựa trên tín hiệu momen đánh lái từ cảm biến momen và tín hiệu tốc độ từ ECU điều khiển. b, Cảm biến momen
Cảm biến momen sẽ xác định được lực đánh lái được tạo ra khi vô lăng quay và chuyển nó thành tín hiệu điện. c, Mô tơ tợ lực lái
Mô tơ trợ lực lái được kích hoạt bằng nguốn điện ECU trợ lực lái và tạo ra momen hỗ trợ cho lực đánh lái
Hình 2.11 Sơ đồ mạch hệ thống lái điện
1 Nhóm tín hiệu từ cảm biến mômen lái
2 Tín hiệu vận tốc chuyển động ô tô có thể gửi trực tiếp về ECU hoặc thông qua ECU truyền lực và mạng điều khiển vùng ( CAN – Controller Area Network) và các giắc nối truyền tới ECU.
3 Tín hiệu tốc độ vòng tua thông qua ECU động cơ và mạng CAN truyền tới ECU.
4 Nhóm dữ liệu cài đặt và tra cứu thông qua giắc kết nối dữ liệu DLC3 (Data Link Connector) để truy nhập các thông tin cài đặt và tra cứu thông tin làm việc của hệ thống và báo lỗi hệ thống.
Tùy theo vị trị đặt của trợ lực lái điện (mô tơ điện) có hai kiểu trợ lực lái điện Kiểu thứ nhất, mô tơ điện đặt trực tiếp trên trục lái ngay dưới vành tay lái Kiểu thứ hai, mô tơ điện được tích hợp vào cơ cấu lái.
1- Mô tơ điện; 2- Cảm biến momen; 3- Trục lái; 4- Trục vit – Bánh vít
5- Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng;
Tùy thuộc vào vị trí đặt hộp giảm tốc có 2 kiểu trợ lực điện: Kiểu thứ nhất, hộp giảm tốc đặt trực tiếp trên trục lái ngay dưới vành lái Kiểu thứ hai, hộp giảm tốc được tích hợp vào cơ cấu lái (trong trường hợp này cơ cấu lái thường là loại bánh răng – thanh răng và đặt trực tiếp trên thanh lái ngang). Toyota Vios sử dụng hệ thống lái trợ lực điện có mô tơ lắp trên trục lái cùng cơ cấu giảm tốc trục vít- bánh vít được bố trí ở trục lái chính Tại đây cũng bố trí cảm biến mômen lái Cạnh đó là bộ điều khiển điện tử của trợ lực lái điện (EPS ECU) Trong hệ thống lái điện, phần tử rất quan trọng không thể thiếu là các cảm biến Các cảm biến này có nhiệm vụ truyền thông tin đên ECU để ECU xử lý thông tin và quyết định vòng quay của mô tơ điện.
Cảm biến trong hệ thống lái điện gồm: Cảm biến momen quay vành tay lái, cảm biến tốc độ ô tô.
2.4.1 Đặc điểm cấu tạo của cảm biến tốc độ ô tô
Hình 2.13 Cảm biến tốc độ
1- Trục thứ cấp của hộp số; 2- Bánh răng bị động; 3- Cảm biến tốc độ ô tô
4- Mạch MRE; 5- Các vòng từ tính.
Cảm biến tốc độ được lắp ở trục thứ cấp của hộp số.
Hình 2.14 Vị trí cảm biến tốc độ ô tô
Có 4 loại cảm biến tốc độ bánh xe chính đó là:
– Loại công tắc lưỡi gà
– Loại MRE (Phần tử điện trở từ)
Cảm biến tốc độ ô tô sử dụng trên xe Toyota Vios 2010 là cảm biến loại MRE Cảm biến gồm một vòng nam châm nạp nhiều cực lắp trên trục của cảm biến Khi vòng nam châm quay, từ trường sẽ tác động lên mạch từ trở MRE và tạo ra các xung điện xoay chiều tại hai đầu mút 2 và 4 của mạch MRE Các xung đưa tới bộ đo và điều khiển tranzito để tạo xung 0V – 12V ở đầu ra của cảm biến Tần số xung tỉ lệ với tốc độ động cơ.
Tín hiệu ra của cảm biến được đưa tới đồng hồ côngtơmet để báo tốc độ của ô tô và đưa tới ECU để điều khiển mô tơ điện.
2.4.2 Đặc điểm cấu tạo của momen vành tay lái
Hình 2.15 Cấu tạo cảm biến momen vành quay tay lái
1- Cảm biến momen vành tay lái; 2- Trục lái chính; 3- Vành tay lái; 4- Vòng phát hiện số 1; 5- Trục sơ cấp; 6- Cuộn dây bù; 7- Cuộn dây cảm ứng; 8- Vòng phát hiện số 3; 9- Trục thứ cấp;10- Từ trục lái; 11- Từ cơ cấu lái; 12-
Hình 2.16 Vị trí cảm biến momen lái
Cảm biến momen lái có 3 loại:
Cảm biến mô men vành tay lái trên xe Toyota Vios là loại lõi thép xoay gồm trục vào (gắn với phần trên trục lái), trục ra (gắn với phần nối tiếp của trục lái tới cơ cấu lái), giữa trục vào và trục ra được liên kết bằng một thanh xoắn Trên trục vào lắp một vòng phát hiện (cảm ứng) số 1 có các rãnh để cài với các răng của vòng phát hiện số 2 Còn vòng phát hiện số 3 cũng có các răng và các rãnh được lắp trên trục ra Phía ngoài các vòng cảm ứng là các cuộn dây được chia ra các cuộn dây cảm ứng và các cuộn dây bù.
Các vòng phát hiện có cuộn dây phát hiện kiểu không tiếp xúc trên vòng ngoài để hình thành một mạch kích thích Khi tạo ra mô men lái thanh xoắn bị xoắn tạo ra độ lệch pha giữa vòng phát hiện thứ hai và ba Dựa trên độ lệch pha này một tín hiệu tỉ lệ với mô men được đưa vào ECU Dựa trên tín hiệu này ECU tính toán mô men trợ lực cho tốc độ xe và dẫn động mô tơ điện với một cường độ, chiều và thời điểm cần thiết.
2.4.3 Kết cấu mô tơ điện 1 chiều
Mô tơ điện trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu, gắn trên trục lái có nhiệm vụ cung cấp 1 lực hỗ trợ người lái quanh vòng. Cấu tạo mô tơ trợ lực điện.
Hình 2.17 Mô tơ điện 1 chiều
1- Trục vít 2- Vỏ trục lái 3- Khớp nối
7- Trục láichính 8- Bánh vít 9- Ổ bi Để động cơ đảm bảo được công suất tự lực cần thiết trên bộ trợ lực điện sử dụng loại động cơ điện 1 chiều Nó bao gồm stato và roto trục chính và cơ cấu giảm tốc Cơ cấu giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít, momen do roto động cơ điện tạo ra được truyền tới cơ cấu giảm tốc sau đó được truyền tới trục lái chính.
Trục vít được đỡ trên các ổ đỡ để giảm độ ồn và tăng tuổi thọ làm việc, khớp nối đảm bào cho công việc nếu động cơ bị hư hỏng thì trục lái chính và cơ cấu giảm tốc không bị khóa cứng lại và hệ thống lái vẫn có thể hoạt động được.
Hình 2.18 Trục lái xe Toyota Vios
Nguyên lí hoạt động của mô tơ điện: Ở dòng xe Toyota Vios thì mô tơ điện được bố trí trên trục lái Mô tơ điện được điều kiển hoạt động bởi bộ xử lí trung tâm ECU.Sau khi thu nhận tín hiệu từ cảm biến mô men vành tay lái và cảm biến tốc độ ô tô thì bộ điều kiển ECU tính toán lực, phương, chiều và dẫn động cho mô tơ điện hoạt động trợ lực lái theo những tính toán mà bộ điều kiển ECU lập trình sẵn.
2.4.4 Đặc điểm cấu tạo rô tuyn
Rô tuyn ô tô được thiết kế là một khớp cầu nhằm có tác động và dẫn hướng cho bánh xe.
GÓC ĐẶT BÁNH XE
Hình 2.20 Các yếu tố góc đặt bánh xe
Góc đặt bánh xe gồm 5 yếu tố sau đây:
Góc nghiêng dọc (góc caster)
Góc nghiêng của trụ xoay đứng (góc kingpin) Độ chụm của các bánh xe (góc chụm)
Góc đặt bánh xe có tác dụng làm cho xe vận hành ổn định trên đường thẳng, chạy theo đường vòng và khả năng phục hồi để chạy trên đường thẳng,khả năng làm mềm các chấn động truyền từ bánh xe đến hệ thống treo Nếu góc đặt bánh xe không hợp lý thì sẽ xuất hiện các vấn đề như lái bị chém góc,lái không ổn định, trả lái trên đường vòng kém và tuổi thọ của lốp xe giảm.
Góc doãng là góc bánh xe nghiêng về bên phải hay nghiêng vềđối với đường thẳng góc với mặt đường Nếu đầu trên bánh xe nghiêng ra ta có góc doãng dương.Nếu đầu trong bánh xe nghiêng vào phía trong xe ta có góc doãng âm Số đo được tính bằng độ và gọi là góc doãng của bánh xe trước.
Góc nghiêng dọc là sự nghiêng về phíatrước hoặc phía sau của trục xoay so với đường thẳng góc với mặt dường Nếu đầu trên trục xoay nghiêng ra phía sau bánh xe ta có độ nghiêng dọc dương.Nếu đầu trên trục xoay nghiêng ra phía trước bánh xe ta có độ nghiêng dọc âm.
Nói cách khác nếu khớp nối hình cầu phía trên nằm phía sau đường thẳng góc với mặt đường, ta có độ nghiêng dọc dương, nếu khớp nối này nằm trước đường thẳng góc mặt đường ta có độ nghiêng dọc âm Nếu khớp nối hình cầu trên và dưới cùng nằm trên đường thẳng đứng thì ta góc nghiêng dọc của trục xoay là số không.
Hình 2.22 Góc nghiêng dọc dương
1- Đường tìm trục xoay; 2- Góc nghiêng dọc dương; 3- Đường thẳng góc mặt đất; 4- Khớp hình cầu; 5- Phía trước xe
2.5.3 Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hướng
Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hướng, còn gọi là góc nghiêng ngang vào của chốt trục xoay là góc đo giữa trục xoay và đường thẳng góc với mặt đường khi ta nhìn vào đầu xe.
Tác dụng của góc nghiêng ngang chốt chuyển hướng:
Giảm lực đánh tay lái: Khi bánh xe quay sang phải và sang trái quanh trụcxoay đứng với khoảng lệch là bán kính Khoảng lệch lớn sẽ sinh ra momenlớn quanh trục xoay đứng do sự cản lăn của lốp, vì vậy làm tăng lực tay lái.Để giảm bớt lực lái, ta có thể giảm độ lệch bằng hai cách: tăng góc kingpin hoặc làm lốp có góc camber dương.
Giảm sự đàn hồi và kéo lệch sang một phía: Nếu khoảng lệch quá lớn,phản lực tác dụng lên các bánh xe khi xe đang chuyển động hay phanh sẽ sinhra một momen quanh trục xoay đứng, làm cho bánh xe bị kéo sang phía cóphản lực lớn hơn Cũng như những va đập từ mặt đường tác dụng lên bánh xesẽ làm cho vành tay lái bị giật thình lình hay đẩy ngược Momen này tỷ lệ thuậnvới độ lớn của khoảng lệch Khoảng lệch gần bằng không, momen nhỏ hơn sẽsinh ra quanh trục xoay đứng khi tác dụng lên bánh xe và vô lăng sẽ chịu ảnhhưởng ít hơn bởi lực phanh tay va đập từ mặt đuờng.
Cải thiện tính ổn định chạy thẳng: Khi quay bánh xe sang trái hoặc phải bánh xe có xu hướng dìm xuống dưới (bởi vì nó quay xung quanh trục quayđứng đặt nghiêng).Sau khi qua khúc quanh ta buông vành tay lái,chính trọnglượng đầu xe sẽ kéo hai bánh trước trở lại vị trí hướng thẳng Nghĩa là haibánh dẫn hướng có đặc tính tự động trở về vị trí hướng thẳng lúc ta buôngvành tay lái sau khi qua khúc quay.
Khi phía trước của hai bánh xe gần nhau hơn phía sau của hai bánh xe khi nhìn từ trên xuống thì gọi là độ chụm đầu.
Tác dụng của độ chụm đầu: Độ chụm đầu bảo đảm cho hai bánh xe dẫn hướng song song nhau khi lăn trên mặt đường,nhờ vậy ổn định được việc lái xe, tránh tình trạng rê ngang và giúp vỏ xe mòn đều Độ chụm đầu của hai bánh xe trước còn có tác dụng bù trừ vào độ võng nhỏ của hệ thống treo khi phóng tới Độ võng này phát sinh do lực cản của mặt đường Nói tóm lại mặc dầu hai bánh xe trước được chỉnh túm đầu, nhưng đến khi lăn,bánh chúng sẽ trở nên song song với nhau.
Góc quay vòng là góc quay của bánh xe phía trước bên trái và bên phải khi chạy trên đường vòng.
Với góc quay của bánh xe trước bên trái và bên phải giống nhau lốp xe bên trong hoặc ngoài sẽ bị trượt về một bên và không thể quay xe một cách nhẹ nhàng Điều này cũng làm cho lốp xe mòn không đều.
Với góc quay của các bánh xe bên phải và bên trái khác nhau, phù hợp với tâm quay của cả bốn bánh xe thì độ ổn định của xe chạy trên đường vòng sẽ tăng lên.
ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TRỢ LỰC ĐIỆN SO VỚI TRỢ LỰC THỦY LỰC
Ưu điểm đầu tiên của trợ lực lái thủy lực là cảm giác lái Hệ thống này có kết cấu hoàn toàn bằng cơ khí nên phản ứng với mặt đường chân thực nhất. Tài xế có thể cảm nhận được lực dội ngược lên vô lăng Tuy nhiên, sự phát triển mạnh của hệ thống trợ lực lái điện giúp cảm giác lái ngày một chân thực. Nhiều mẫu xe đắt tiền dùng trợ lực điện và không nhiều người phàn nàn về chúng.
Bên cạnh đó, chi phí bảo dưỡng hệ thống trợ lực lái thủy lực thấp hơn vì đã thông dụng từ lâu Chỉ thường gặp một số hỏng hóc như rò rỉ dầu, hay hỏng van phân phối Tuy nhiên, cần thường xuyên kiểm tra bảo dưỡng, kiểm tra dầu trợ lực lái.
Hệ thống trợ lực điện ít phải kiểm tra, dễ dàng sửa chữa, nhưng nếu hỏng hóc phần cứng, các gara thường khuyên nên thay toàn bộ, kéo theo chi phí lớn Vì sửa chữa không thể đảm bảo tuyệt đối, gây sự cố ở hệ thống lái, thậm chí có tình huống vô lăng quay liên tục không thể kiểm soát.
Trợ lực lái thủy lực phức tạp hơn, nặng hơn và chiếm nhiều không gian hơn Cộng với cơ cấu nhận công suất từ động cơ nên lúc nào cũng trong trạng thái hoạt động, nên tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn Còn hệ thống trợ lực điện chỉ hoạt động khi nào nhận được tín hiệu từ cảm biến Theo tính toán của các chuyên gia, trợ lực điện giúp tiết kiệm hơn 2%-3% nhiên liệu so với trợ lực lái thủy lực.
Trợ lực lái điện rất được lòng khách hàng Bởi lẽ, do hoạt động theo cơ cấu điện tử nên được kết nối với cảm biến tốc độ, cảm biến trượt ở bánh xe, cảm biến va chạm và con quay hồi chuyển để điều chỉnh lực vô-lăng phù hợp. Chính vì thế, khi xe di chuyển chậm hay vào bãi đỗ xe, vô lăng nhẹ nhàng và dễ dàng đánh lái Khi đi tốc độ cao, vô lăng tự động trở nên nặng hơn.
Trợ lực lái thủy lực ngược lại, nặng ở tốc độ thấp và nhẹ ở tốc độ cao (do áp suất dầu lớn) Tuy nhiên, trợ lực lái thủy lực lại có tốc độ trả vô-lăng về trung tâm nhanh hơn, đồng nghĩa với việc giữ xe đi thẳng tốt hơn. Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện là giúp cho việc điều khiển tay lái nhẹ nhàng hơn và tính cơ động của xe cao hơn Đặc biệt, trong các trường hợp xe chạy ở tốc độ càng cao thì việc đánh lái càng nặng giúp tài xế có cảm giác thật hơn và an toàn hơn.
Ngoài ra, hệ thống EPS không cần dẫn động bơm lực trợ lái từ động cơ nên sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Hệ thống EPS không dùng dầu thủy lực (môi chất) dẫn động trợ lực nên không ảnh hưởng đến môi trường như hệ thống lái trợ lực thủy lực.
Hệ thống EPS sẽ kết hợp với hệ thống cân bằng điện tử ESP và các cảm biến giúp tránh va chạm trên đường trong những tình huống bất ngờ.
CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH KIỂM TRA BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA
Việc bảo quản bảo dưỡng xe là việc làm thường xuyên và liên tục của người lái xe và thợ nhất là đối với chủ xe, có như vậy mới đảm bảo giữ tốt, dùng bền, an toàn tiết kiệm.
Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra hư hỏng làm mất khả năng điều khiển do đó có thể gây nên những tai nạn bất ngờ Chính vì vậy, việc thường xuyên kiểm tra hệ thống lái là một việc làm cần thiết đảm bảo tính an toàn và sử dụng cho xe Mặt khác hệ thống lái nằm trong nhóm các hệ thống có tỷ lệ hư hỏng cao do mòn cao cho nên ta phải chú ý bảo dưỡng sửa chữa bôi trơn đúng chế độ.
Dưới đây là 1 số yêu cầu chung và một số nội dung cụ thể trong chăm sóc bảo dưỡng hệ thống lái, một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục.
CÁC YÊU CẦU CHUNG
Trên cơ sở nắm vững đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống lái, trong quá trình sử dụng bảo dưỡng sửa chữa ta phải tuân thủ một và yêu cầu sau:
Phải thường xuyên kiểm tra mức dầu trợ lực, thông rửa các phần tử lọc của bơm, thường xuyên kiểm tra độ kín khít của các mối ghép, đường ống thủy lực đối với trợ lực thủy lực Đối với hệ thống trợ lực điện không có chế độ bảo dưỡng chỉ thay thế khi bị hỏng Tuy nhiên nếu như 2 chụp chắn bụi ở 2 đầu thước lái phải chú ý kiểm tra thường xuyên tránh bị rách khi đó bụi và nước sẽ làm hỏng thước lái.Chi phí sửa chữa khá cao và yêu cầu phải có thiết bị chuyên dụng (thường phải của hãng) Khi đánh hếtlái thì không nên gì giữ vô lăng trong thời gian dài (dễ bị hỏng hệ thống EPS).
BẢNG CÁC TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG CỦA TRỤC LÁI, TRỢ LỰC LÁI
Bảng 3.1 Các triệu chứng, hư hỏng của trục lái
STT Triệu chứng Khu vực nghi ngờ
Lốp trước (không đủ độ căng hay mòn không đều)
Góc đặt bánh trước (không chính xác) Trục lái trung gian, hệ thống treo trước Cụm trục lái
Cụm cơ cấu lái ECU trợ lực lái
Lốp trước (không đủ độ căng hay mòn không đều)
Góc đặt bánh trước (không chính xác) Cụm trục lái
Cụm cơ cấu lái ECU trợ lực lái
3 Không có độ rơ hay độ rơ quá lớn
Trục lái trung gian Cụm cơ cấu lái
Tiếng gõ xuất hiện khi vô lăng quay trong khi trợ lực lái hoạt động
Hệ thống treo trước (khớp cầu dưới) Moay ơ cầu trước (vòng bi moay ơ) Cụm cơ cấu lái
Ma sát xuất hiện khi đánh lái vô lăng trong khi xe chạy ở tốc độ thấp
Mô tơ trợ lực lái Cụm trục lái
6 Âm thanh có tần số cao
(rít) xuất hiện khi vô lăng quay chậm với đỗ
Mô tơ trợ lực lái
7 Vô lăng bị rung và tiếng ồn xảy ra khi quay vô
Mô tơ trợ lực lái lăng vơi đỗ xe Cụm trợ lực lái
Bảng 3.2 Các triệu chứng, hư hỏng của hệ thống trợ lực lái
T Triệu chứng Khu vự nghi ngờ
Lốp trước (không đủ căng hoặc mòn không đều)
Góc đặt bánh trước không đúng
Hệ thống treo trước (khớp cầu dưới) Cụm cơ cấu lái
Mô tơ trợ lực lái Ắc quy và hệ thống nguồn Điện áp nguồn ECU trợ lực lái ECU trợ lực lái
Lực đánh lái khác nhau giữa hai bên trái và phải hoặc lực đánh lái không đều Điểm giữa của vô lăng (điểm 0) được ghi lại không chính xác
Lốp trước (không đủ độ căng hoặc mòn không đều)
Góc đặt bánh trước (không đúng)
Hệ thống treo trước (khớp cầu dưới) Cụm cơ cấu lái
Cảm biến momen (lắp trong trục lái) Cụm trục lái
Mô tơ trọ lực lái
3 Khi lái xe, lực đánh lái không thể thay đổi theo tốc độ của xe hay vô lăng hồi về
Hệ thống thông tin CAN
Hệ thống treo trướcCảm biến tốc độ không tốt
ECU điều khiển trượt Cảm biến momen
Mô tơ trợ lực lái ECU trợ lực lái
Xuất hiện ma sát khi đánh lái vô lăng trong khi lái xe ở tốc độ thấp
Mô tơ trọ lực lái Cụm trục lái
5 Âm thanh có tần số cao xuất hiện khi quay chậm vô lăng với xe đang đỗ
Mô tơ trợ lực lái
Vô lăng bị rung và tiếng ồn xuất hiện khi quay vô lăng với xe đang đỗ
Mô tơ trọ lực lái Cụm trục lái
7 Đèn cảnh báo luôn sáng trên đồng hồ taplo Điện áp nguồn của ECU trợ lực lái Đồng hồ taplo
Việc hiệu chỉnh không thể thực hiện được
Mạch TS và CGECU trợ lực lái
CÁCH KIỂM TRA VÀ KHẮC PHỤC HƯ HỎNG
3.3.1 Quy trình kiểm tra sự cố Đưa xe vào xưởng
Kiểm tra dữ liệu lưu giữa trên xe
Xác nhận các hiện tượng hỏng
Kiểm tra hệ thống truyền thông tin
Nếu mạng CAN lỗi chuyển sang h nếu không chuyển sang g
Nếu DTC có tín hiệu chuyển sang l nếu không chuyển sang i Đối chiếu với bảng hư hỏng
Nếu tìm thấy lỗi trong bảng chuyển sang bước l nếu không chuyển sang bước k
Phân tích các hư hỏng bằng thiết bị kiểm tra ECU
Sửa chữa hoặc thay thế
Kiểm tra xem các lốp xe có bị mòn hay áp suất lốp đã chính xác chưa Áp xuất lốp lúc nguội
Kích thước lốp Phía trước kPa ( kgf/cm 3 , Psi)
Phía sau kPa ( kgf/cm 3 , Psi)
Dùng đồng hồ lo xo kiểm tra sự đảo lốp. Độ đảo của lốp 1,4mm (0.005in) trở xuống. Đảo lốp. Đảo các lốp như hình vẽ (A)
Nếu lốp xe được trang bị lốp dự phòng hãy đảo như trong hình
Kiểm tra cân bằng bánh xe
Kiểm tra và tiến hành cân bằng bánh xe với các bánh xe đã được tháo ra khỏi xe. Độ không cân bằng sau khi điều chỉnh: 8g (0.0816) trở xuống.
3.3.4 Tháo lắp bộ điều khiển điện tử ECU
Bảng 3.3 Quy trình tháo lắp bộ điều khiển điện tử ECU
Tháo kẹp bọc dây điện
Tháo hai đại ốc và tháo ECU
Lắp kẹp bọc dây điện
Lắp ECU và siết hai đai ốc bắt
CƠ CẤU LÁI HƯ HỎNG
Mài mòn cơ cấu lái
Cơ cấu lái là một cụm đảm nhận tỷ số truyền rất lớn trong hệ thống lái. Thông thường tỷ số truyền ở ô tô con nằm trong khoảng 14:23, ở ô tô tải và ô tô buýt khoảng 18:32 Do vậy trên các chỗ làm việc của cơ cấu lái bị mài mòn khá nhanh, mặc dù trong chế tạo đã cố gắng sử dụng vất liệu có độ bền cao, khả năng chịu mài mòn tốt Cơ cấu lái thường là kết cấu cơ khí nên luôn luôn tồn tại các khe hở ban đầu Khi ô tô còn mới, khe hở ban đầu trong cơ cấu đã tạo nên góc rơ vành lái Góc ro này đac được tiêu chuẩn kĩ thuật hạn chế tới mức tối thiểu để đảm bảo khả năng nhanh chóng điều khiển xe chuyển hướng khi cần thiết, chúng ta thường dùng với khái niệm độ rơ vành lái.
Sự mài mòn trong cơ cấu lái tham gia phần lớn vào việc tăng độ rơ vành lái Việc gia tăng độ rơ vành lái làm cho độ nhạy của cơ cấu lái giảm tạo nên sự va đập khi làm việc và mất khả năng điều khiển chính xác hướng chuyển động.
Sự mài mòn cơ cấu lái có thể chia thành các dạng chính sau đây:
Mài mòn theo quy luật thông thường, có nghĩa là khi chuyển động ô tô thường hoạt động theo hướng chuyển động thẳng Vì vậy sự mài mòn trong cơ cấu lái xảy ra nhiều nhất tại lân cận vị trí ăn khớp trung gian, sự mài mòn giảm dần khi cơ câu lái làm việc ở vùng biên Do vậy để đánh giá sự mòn, chúng ta thường đặt vành lái tương tác với chế độ ô tô đi thẳng và kiểm tra độ rơ vành lái.
Mài mòn đợt biến xảy ra do chế dộ nhiệt luyện bề mặt không đều do sai sót trong chế tạo Hiện tượng này xảy ra theo quy luật ngẫu nhiên và không cố định tại 1 vị trí nào đó Tuy nhiên có thể xác định khi chúng ta đánh lái đều về hai phía và xác định sự thay đổi lực đánh tay lái.
Sự mài mòn cơ cấu lái con do nguyên nhân mòn các ổ bi, bạc tựa, thiếu dầu mỡ bôi trơn Hậu quả của sự mài mòn này là: gây nên tăng độ rơ vành lái,tăng lực điều khiển vành lái, đôi khi còn xuất hiện tiếng ồn khi đánh lái.
Cơ cấu lái bánh răng thanh răng chủ yếu bị mòn của bánh răng và thanh răng, các bạc tựa của thanh răng với cơ cấu.
Rạn nứt gãy trong cơ cấu lái.
Sự làm việc nặng nề trước tải trọng va đập có thể dẫn tới rạn nứt gãy trong cơ cấu lái Các hiện tượng phổ biến là: rạn nứt chân răng, gãy răng Các hư hỏng này có thể làm cho cơ cấu lái khi làm việc có thể gây nặng đột biến tại chỗ gây nứt Các mài mòn tiếp theo tạo nên các hạt mài có kích thước lớn làm kẹt cơ cấu hoặc tăng tốc đôh mài mòn của cơ cấu lái.
Sự mài mòn và rạn nứt cơ cấu lái còn gây ồn và tăng nhiệt độ cho cơ câu lái, tăng tác dụng lên các chi tiết cảu trục lái, vành lái.
Hiện tượng thiếu dầu, mỡ trong cơ cấu lái.
Cơ cấu lái luôn được bôi trơn bằng dầu mỡ Cần hết sức lưu ý đến sự thất thoát dầu mỡ, đặc biệt cơ cấu lái có xy lanh thủy lực cùng chung đường bôi trơn Nguyên nhân do sách đệm kín, gioãng phớt che kín các bạc mòn tạo nên khe hở hướng tâm lớn mà phớt không đủ khả năng làm kín.
Bảng 3.4 Quy trình tháo lắp cụm cơ cấu lái
Yêu cầu kỹ thuật Hình vẽ Ghi chú
Tháo gạt mưa và máng thông gió,
Cờlê, tay lực, khẩu và tôvít dẹt nhỏ
Tháolần lượt từ gạt mưa rồi đến máng thông gió và thanh giằngvách bên
Tháo bánh xe và nâng xe
Khẩu, tay lực, cầu nâng 2 trụ
Tháo bánh xe sau đó nâng xe lên độ cao sao cho vừa tầm đứng.Chốt chốt an toàn cầu xe
Tháo khớp các đăng và dầm ngang
Cờ lê,tay lực, khẩu, kích
Dùng kích kê bệ đỡ để hạ dầm ngang và thước lái (làm chậm, an toàn)
Chốt chẻ, đai ốc bắt rôtuyn lái ngoài không dùng lại
Tháo rời thước lái ra khỏi xe
Thực hiện ngược lại quy trìnhtháo
