ĐỒ ÁN HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE FORD FIESTA 2018 dành cho bạn sinh viên tham khảo gồm file word và 3 bản vẽ cad đúng tiêu chuẩn cho mọi người từ từng chi tiết một Hiện nay ô tô là phương tiện được sử dụng rộng rãi và phổ biến. Ô tô là phương tiện được sử dụng dùng để di chuyển, vận chuyển con người và hàng hoá... Ngày nay các hệ thống trên ô tô rất hiện đại. Việc nghiên cứu các hệ thống trên ô tỏ có ý nghĩa rất quan trọng nhằm giúp cho chúng ta hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống
TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ
Giới thiệu hệ thống lái trên xe
1.1.1 Mục đích ý nghĩa đề tài Để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động trên đường, người vận hành phải có kinh nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác điều khiển Mặt khác, để thuận tiện cho người vận hành thực hiện các thao tác đó, đòi hỏi ôtô phải đảm bảo tính năng an toàn cao Mà hệ thống lái là một bộ phận quan trọng đảm bảo tính năng đó Việc quay vòng hay chuyển hướng của ôtô khi gặp các chướng ngại vật trên đường đòi hỏi hệ thống lái làm việc thật chuẩn xác.
Chất lượng của hệ thống lái phụ thuộc rất nhiều vào công tác bảo dưỡng sửa chữa Muốn làm tốt việc đó thì người cán bộ kỹ thuật cần phải nắm vững kết cấu và nguyên lí làm việc của các bộ phận của hệ thống lái.
Các nội dung được trình bày theo các mục, nhằm mục đích nghiên cứu kết cấu và nguyên lí làm việc cũng như công dụng, phân loại, yêu cầu chung của các chi tiết cũng như từng cụm chi tiết Sự ảnh hưởng của các chi tiết hay từng cụm chi tiết đến quá trình làm việc cũng như các thông số kỹ thuật, để đảm bảo cho ôtô vận hành an toàn trên đường Ngoài ra đề tài này còn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng sửa chữa một số hiện tượng hư hỏng thường xuyên xảy ra của hệ thống lái. Đề tài này còn có thể giúp các cơ sở hình thành các tài liệu giảng dạy, đào tạo nghề và giúp cho bạn đọc hiểu biết thêm về hệ thống lái của ôtô Đặc biệt là ô tô du lịch
1.1.2 Hệ thống lái trên xe du lịch
Hình 1 1 Sơ đồ hệ thống lái
Hệ thống lái là cụm chi tiết có nhiệm vụ chuyển hướng di chuyển hướng di chuyển của xe Cụm chi tiết này sử dụng chuyển động quay của vô-lăng và truyền nó đến thước lái bên dưới để định hướng bánh xe dẫn hướng theo mong muốn của người lái Bên cạnh đó, các cơ cấu bên trong giúp giảm lực hoặc được trang bị trợ lực để khiến việc đánh lái trở nên dễ dàng hơn [5]
Hệ thống lái là cụm chi tiết có nhiệm vụ giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô đi thẳng,quay vòng hoặc rẽ trái,rẽ phải hoặc teo tác động của người lái lên vô lăng
Hệ thống lái tham gia cùng các hệ thống khác thực hiện điều khiển ô tô và đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi ô tô chuyển động
Các bộ phận chính của hệ thống lái:
+ Cơ cấu lái,vô lăng,trục lái: Truyền momen do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái
+ Dẫn động lái: Truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo động học quay vòng đúng
+ Trợ lực lái: Có thể có hoặc không Dùng để giảm nhẹ lực quay vòng của người lái
Có nhiều cách phân loại hệ thống lái:
- Phân loại theo số lượng cầu dẫn hướng.
+Các bánh dẫn hướng ở cầu trước.
Hình 1 2 Dẫn động cầu trước
+Các bánh dẫn hướng ở cầu sau.
Hình 1 3 dẫn hướng cầu sau
+Các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
-Phân loại hệ thống lái theo kiểu truyền lực
+ Hệ thống lái cơ khí.
Hình 1 5 Hệ thống lái thuần cơ khí
+ Hệ thống lái có trợ lực bằng thuỷ lực, bằng khí nén, hoặc kết hợp…
Hình 1 6 Hệ thống lái trợ lực thủy lực
-Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái.
+Cơ cấu lái loại liên hợp ( trục vít, ê cu, cung răng ).
- Phân loại theo bố trí vành lái
+Bố trí vành lái bên trái (theo luật đi đường bên phải ).
+Bố trí vành lái bên phải (theo luật đi đường bên trái ).
*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 (Plmax) 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 150 200 200 N;
+ 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.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN XE FORD FIESTA
Khái quát hệ thống lái trợ lực điện
2.1.1.Các phần tử cơ bản của trợ lực lái điện
Các phần tử chính cua trợ lực lái điện gồm có: Mô tơ điện một chiều; Các cảm biến; Bộ điều khiển trung tâm (ECU); Hộp giảm tốc.
Mô tơ điện của trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu, gắn với bộ truyền động của trợ lực lái Mô tơ chấp hành của trợ lực lái điện có nhiệm vụ tạo ra mô men trợ lực dưới điều khiển của ECU và phải đáp ứng các yêu cầu:
+ Mô tơ phải đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà không làm quay vô lăng.
+ Mô tơ phải có cơ cấu đảo chiều quay khi có sự cố xảy ra.
+ Những dao động của mô tơ và mô men xoắn, lực xoắn phải trực tiếp chuyển đổi thông qua vành lái tới tay người lái phải được cân nhắc.
- Do vậy Mô tơ điện có các đặc điểm:
+ Nhỏ, nhẹ, và có kết cấu đơn giản.
+ Lực, mô men xoắn biến thiên nhỏ thông qua điều khiển.
+ Dao động và tiếng ồn nhỏ.
+ Lực quán tính và ma sát nhỏ.
+ Độ an toàn và độ bền cao.
* Bộ điều khiển trung tâm (ECU)
Bộ điều khiển trung tâm (ECU) nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý thông tin để điều khiển mô tơ.
Yêu cầu đối với ECU gồm có:
-Đảm bảo tính tiện nghi khi lái (chức năng điều khiển dòng điện mô tơ) Các chức năng này gồm có:
+ Điều khiển được dòng điện cấp cho Mô tơ theo qui luật xác định
Tạo ra lực trợ lực (tương ứng với dòng điện cấp cho Mô tơ ) theo tốc độ xe và mô-men đặt lên vành lái để đảm bảo lực lái thích hợp trong toàn dải tốc độ xe.
+ Điều khiển bù: Giảm thiểu sự biến động của lực lái bằng cách bù dòng điện cấp cho Mô tơ tương ứng với sự biến động mô-men xoắn đầu vào.
+ Bù ma sát: Khi ôtô chuyển động với vận tốc thấp,trợ lực lái điện giúp cho vành tay lái trở lại vị trí chuyển động thẳng sau khi đã quay vòng bằng cách bù dòng điện mô tơ.
+ điều khiển tụ: Khi ô tô chuyển động với vận tốc cao, trợ lực lái giữ ổn định lực tác động lên vành lái ở vị trí đang quay vòng (ví dụ, trong khi chuyển làn đường) bằng cách bù dòng điện cấp cho mô tơ làm cho vành lái có thể dễ dàng trở về vị trí thẳng
+ Tối đa dòng điện cấp cho mô tơ: Giới hạn dòng điện của mô tơ tối đa đến mức tối ưu để bảo vệ ECU và mô tơ không bị hư hỏng do quá tải.
-Đảm bảo độ tin cậy (Chức năng tự chuẩn đoán và sửa lỗi) Để đảm bảo độ tin cậy trong ECU sẽ có mạch tự chuẩn đoán và sửa lỗi) Nó sẽ theo dõi sự sai lệch của các phần tử trong hệ thống và khi phát hiện bất kỳ sai lệch nào, nó sẽ điều khiển các chức năng EPS phụ thuộc vào ảnh hưởng của sự sai lệch và cảnh báo cho người lái xe Ngoài ra, nó còn lưu trữ các vị trí các sai lệch trong ECU.
-Đảm bảo tính đối thoại với các hệ thống khác (Chức năng truyền tin và kiểm tra hệ thống EPS).
Các cảm biến có nhiệm vụ cấp tín hiệu mô men lái, vận tốc chuyển động xe và tốc độ trục khuỷu động cơ Về cơ bản trợ lực lái điện có cảm biến mô men lái hoặc tốc độ đánh lái Đa phần hiện nay sử dụng cảm biến mô men lái Các cảm biến này có hai loại chính là có tiếp điểm và không có tiếp điểm Ưu điểm của loại không tiếp điểm là : không bị mòn do lão hóa, từ trễ nhỏ, là ít bị ảnh hưởng bởi dịch chuyển dọc trục và lệch trục.Giảm tốc có nhiệm vụ tăng lực lái và truyền mô men trợ lực đến cơ cấu lái.
2.1.2.Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống trợ lực lái điện
Trợ lực lái được điều khiển theo các bản đồ được lưu trữ sẵn trong bộ nhớ của ECU EPS ECU có thể lưu trũ 16 bản đồ, các bản đồ này được kích hoạt ở nhà máy phụ thuộc vào các yêu cầu cho trước (ví dụ trọng lượng của ô tô).
Hình 2 1 Sơ đồ khối nguyên lý trợ lực lái điện
1- Dòng cấp mô tơ; 2- Tốc độ mô tơ; 3- Vận tốc mô tơ; 4- Mô men lái; 6- Điều khiển dòng tối đa cho mô tơ; 7- Điều khiển bù rung động; 8- Điều khiển phục hồi; 9- Điều khiển bù; 10- Điều khiển chính; 11- Dòng đích; Hạn chế dòng cấp áp tối đa ra mô tơ; 13- Điều khiển dòng cấp ra mô tơ; 14- Dòng cấp cho mô tơ
Ngoài ra các bản đồ náy cũng được kích hoạt bằng những công cụ quét ECU hoặc hệ thống lái sau khi bảo dưỡng hoặc thay thế ECU hoặc hệ thống lái Với bất kì một cái xe đã cho thì cả hai bản đồ tương ứng với xe hạng nặng và hạng nhẹ được chon Mỗi bản đồ có 5 đặc tính khác nhau tương ứng với các vận tốc chuyển động của ô tô Các bản đồ này xác định vùng trợ lực lái có thể làm việc.
Hình 2 2 Bản đồ điều khiển ECU trong hệ thống trợ lực lái điện
Nguyên lý làm việc của trợ lực lái gồm các bước:
Bước 1 Trợ lực lái sẽ bắt đầu làm việc khi người lái tác dụng lực để quay vô lăng.
Bước 2 Lực tác dụng lên vành lái sẽ làm cho thanh xoắn trong cơ cấu lái xoay Cảm biến mô men lái sẽ xác định góc quay của thanh xoắn và gửi các lực lái đã được tính toán đên ECU
Bước 3 Cảm biến góc quay của vô lăng sẽ thông báo góc quay vành lái và tốc độ đánh tay lái hiện thời.
Bước 4 Phụ thuộc vào lực lái, tốc độ chuyển động, tốc độ động cơ, góc quay vô lăng, tốc độ đánh tay lái và bản đồ được lưu giữ trong ECU, EPS ECU sẽ tính toán lực trợ lực cần thiết và gửi đến động cơ điện.
Bước 5 Trợ lực lái sẽ tác động lên cơ cấu lái một lực trợ lực song song với lực đặt lên vành lái.
Bước 6 Tổng của lực đặt lên vành lái và lực trợ lực sẽ tác động lên cơ cấu lái để quay vòng xe.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của EPS
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).[1]
2.2.1.Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 1
Trong hệ thống trợ lực lái kiểu này được sử dụng trên xe Kia Mornig, 2009,Toyota Vioss 2008, Corolla altis 2009 có một môtơ điện trợ lực cùng cơ cấu giảm tốc trục vít- bánh vít được bố trí ở trục lái chính ( trước đoạn các đăng trục lái) (Hình 1.3) Tại đây cũng bố trí cảm biến mômen lái Cạnh đó là bộ điều khiển điện tử của trợ lực lái điện (EPS ECU) Trên hình 1.4 là cấu tạo hộp giảm tốc.
Hình 2 3 Trợ lực lái điện với moto trợ lực trên trục lái
1- moto; 2- cảm biến mômen; 3- trục lái; 4- trục vít - bánh vít; 5- cơ cấu lái trục răng - thanh răng; 6- ly hợp điện từ
Hình 2 4 Hộp giảm tốc dùng cho trợ lực lái kiểu 1
1-vòng bi; 2- trục vít; 3- vỏ trục lái; 4- khớp nối; 5- roto; 6- stator; 7- trục môtơ;
8- trục lái chính; 9- bánh vít
Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống.
Hệ thống được điều khiển theo sơ đồ tổng quát hình trên đó có thể nhận thấy các tín hiệu đầu vào của EPS ECU gồm 4 nhóm tín hiệu chính:
Hình 2 5 Tổng quát hệ thống điều khiển
Sơ đồ trợ lực lái kiểu 1
Tín hiệu cảm biến mô men số 1;B- Tín hiệu cảm biến mô men số2; 1- Giắc nối đa năng số 1; 2- Giắc nối đa năng số 2; 3- Táp lô; 4- ABS+TRC ECU; 5- Cảm biến tốc độ ô tô; 6- ECU Mô tơ ; 7- Cảm biến vị trí trục khuỷu; 8- Đèn báo; 9- Mô tơ trợ lực;10- EPS ECU; 11- Giắc kết nối dữ liệu số 1; 12- Giắc kết nối dữ liệu số 2
1 Nhóm tín hiệu (2 hoặc 4 tín hiệu) từ cảm biến mômen lái
2 Tín hiệu vận tốc chuyển động ô tô có thể gửi trực tiếp về EPS ECU hoặc thông qua ECU truyền lực và mạng điều khiển vùng ( CAN – ControllerArea Network) và các giắc nối truyền tới EPS ECU.
3.Tín hiệu tốc độ mô tơ ( xung biểu diễn số vòng quay trục khuỷu ne từ cảm biến trục khuỷu) thông qua ECU động cơ và mạng CAN truyền tới EPS 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.
Hình 2 6 Bố trí các cụm và taplo thể hiện đèn báo lỗi P/S
1- Đèn báo; 2-EPS ECU; 3- ECU Mô tơ ; 4- Bảng táp lô;5- Trục lái(cảm biến mô men, Mô tơ điện 1 chiều,cơ cấu giảm tốc);6- ECU điều khiển trượt.
Những sự cố trong quá trình vận hành hệ thống được ghi lại trong bộ nhớ của EPS ECU và cảnh báo bằng đèn P/S trên Bảng táp lô 4
2.2.2.Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 2
Kiểu này có 2 cách bố trí mô tơ trợ lực: Thứ nhất là loại môtơ chế tạo rời lắp với trục bánh răng của cơ cấu lái sử dụng trên xe Toyota Lexus.
Thứ hai là loại môtơ được chế tạo liền khối với cơ cấu lái Loại này sử dụng trên xe BMW Trong trợ lực lái loại này mô tơ trợ lực được chế tạo liền với cơ cấu lái và là một bộ phận cấu thành của cơ cấu lái Phương án này rất gọn, tuy nhiên giá thành hệ thống cao Phương án này đang được áp dụng cho dòng xe Lexus đời 2006.
Hình 2 7 Môtơ trợ lực lắp rời trên cơ cấu lái
1- Khớp cầu; 2- Chụp cao su; 3- Thanh lái; 4- Mô tơ; 5- Giắc điện; 6-Trục lái
Cấu tạo mô tơ thể hiện ở hình Phần kéo dài của thanh răng 13 được chế tạo dưới dạng trục vít và trục vít này ăn khớp với đai ốc 7 liên kết cứng với rôto 10 của mô tơ trợ lực lái thông qua các viên bi tuần hoàn 9.
Hình 2 8 Sơ đồ trợ lực lái điện trên cơ cấu lái
1- Cảm biến mô men; 2- Vành tay lái; 3- Cảm biến góc quay; 4- Mô tơ trợ lực;
Hình 2 9 Cụm mô tơ và trục vít, thanh răng và cảm biến góc quay
1-Cảm biến mô men; 2- Stator; 3- Cuộn dây; 4- Bi cầu; 5- Giắc điện;6- Gioăng làm kín; 7- Đai ốc; 8-Chốt ; 9- Bi cầu; 10- Rô to; 11- Nam châm; 12- Vỏ thanh răng; 13- Thanh răng của cơ cấu lái; 14- Vòng bi Cảm biến mô men là loại không tiếp điểm được bố trí trên trục lái, cấu tạo của nó thể hiện trên hình Để điều khiển chế độ trợ lực ( Điều khiển mô tơ trợ lực) cảm biến mô men lái gửi tín hiệu giá trị mômen về EPS ECU EPS ECU sẽ tính toán chế độ trợ lực theo chương trình đã được cài đặt sẵn và điều khiển mô tơ trợ lực bằng chuỗi xung để tạo ra các mức điện áp khác nhau tùy theo việc cần trợ lực mạnh hay yếu.
Trong hệ thống điều khiển này để tăng độ nhạy chấp hành và giảm kích thước, trọng lượng mô tơ điều khiển EPS ECU có thêm mạch tăng thế, nâng điện áp điều khiển lên gấp đôi (24V), cụm 5 trên hình.
Hình 2 10 Cụm mô tơ và trục vít, thanh răng và cảm biến góc quay
1- Trục bánh răng của cơ cấu lái; 2- Thanh xoắn; 3- Trục vào; 4- Thanh răng; 5-
Cuộn phân tích 1; 6- Cuộn phân tích 2.
Các tín hiệu từ động cơ, hệ thống phanh thông qua mạng CAN gửi về EPSECU, còn các tín hiệu từ các cảm biến khác được gửi trực tiếp về EPS ECU EPSECU sẽ tính toán và đưa ra lệnh điều khiển mô tơ lực, trong đó tín hiệu của cảm biến mômen đóng vai trò quan trọng nhất.
Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện
Trong trợ lực lái điện, có một phần tử rất quan trọng không thể thiếu đó là các cảm biến Các cảm biến này có nhiệm vụ truyền thông tin đến ECU để ECU sử lý thông tin và quyết định vòng quay của môtơ trợ lực.
Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện – điện tử gồm: Cảm biến mômen lái, cảm biến tốc độ đánh lái ( tốc độ quay vành lái ), cảm biến tốc độ ôtô.[7]
2.3.1.Cảm biến tốc độ đánh lái
2.3.1.1.Loại máy phát điện Được dẫn động từ trục lái thông qua các cặp bánh răng tăng tốc làm tăng tốc độ quay và phát ra điện áp 1 chiều tuyến tính tỉ lệ với tốc độ quay của trục lái. Tín hiệu của máy phát phát ra được hiệu chỉnh và khuyếch đại thông qua 1 bộ khuyếch đại.
Hình 2 11 Cấu tạo và tín hiệu của cảm biến tốc độ đánh lái
1- Trục răng; 2- Biến thế vi sai; 3- Mạch giao diện; 4- Trục vào; 5- Thanh xoắn; 6- Bánh răng trung gian; 7- Mô tơ; 8- Cơ cấu cam; 9- Lõi thép trượt; 10- Cánh
2.3.1.2.Loại cảm biến tốc độ đánh lái loại hiệu ứng Hall
Có cấu tạo đơn giản hơn, dễ lắp đặt và đặc tính ra là dạng xung số Vì vậy các xe ngày nay thường sử dụng loại cảm biến này.
Cấu tạo của cảm biến gồm 1 rôto nam châm nhiều cực gắn với trục lái Một
IC Hall được đặt đối diện với vành nam châm ( Cách 1 khe hở nhỏ: 0,2 ÷ 0,4 mm) Cảm biến được cấp nguồn điện 12v một chiều Khi đánh tay lái, vành nam châm sẽ quay và từ trường của nam châm tác động vào IC Hall tạo ra chuỗi xung vuông 0v ÷ 5v Số xung tăng dần theo góc quay trục lái Tín hiệu này sẽ được gửi về EPS ECU và phân tích thành góc quay trục lái và tốc độ đánh lái ( nếu đặt vào mạch đếm thời gian). a- Cấu tạo; b- Xung của cảm biến
Hình 2 12 Cảm biến tốc độ đánh lái
1- Vỏ; 2- Rô to nam châm; 3- Ổ bi; 4- IC Hall; 5- Giắc điện; 6- Nhựa từ tính
Gồm 1 lõi thép được lắp lỏng trượt trên trục lái, trên đó có 1 rãnh chéo, rãnh này sẽ được lắp với 1 chốt trên trục lái Phía ngoài lõi thép là 3 cuộn dây quấn: 1 cuộn sơ cấp và 2 cuộn thứ cấp Cuộn sơ cấp được cấp 1 nguồn điện xoay chiều tần số cao Tùy thuộc vào vị trí của lõi thép mà suất điện động cảm ứng ra trong hai cuộn dây thứ cấp khác nhau Tín hiệu của 2 cuộn thứ cấp được chỉnh lưu và đưa về mạch so sánh để biến đổi thành điện áp tuyến tính tỉ lệ với góc xoắn của 1 thanh xoắn đặt giữa trục lái và cơ cấu lái ( Như trong van trợ lực thủy lực loại van xoay).
Ba trạng thái của rãnh chéo và chốt và lõi thép tương ứng với các trường hợp quay vòng phải, vị trí trung gian và quay vòng trái cũng được thể hiện trên Hình2.13
Hình 2 13 Sơ đồ đặc tính và các vị trí làm việc của cảm biến mômen lái loại lõi thép trượt
1- Lái phải; 2- Trung gian; 3- Lái trái;
4- Cuộn sơ cấp; 5,7- Cuộn thứ cấp; 6- Lõi thép trượt;
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 1 thanh xoắn. Trên trục vào lắp 1 vành cảm ứng số 1 có các rãnh để cài với các răng của vành cảm ứng số 2 Còn vành cảm ứng số 3 cũng có các răng và 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 cuộn dây bù Sơ đồ nguyên lý của cảm biến và đặc tính được trình bày trên hình 2.14
Hình 2 14 Vị trí lắp, cấu trúc và đặc tính của cảm biến mô men lái loại lõi thép
1- Cảm biến mô men; 2- Trục lái chính; 3- Bộ giảm tốc; 4- Vô lăng; 5- Vành phát hiện 1; 6- Trục sơ cấp;7- Cuộn dây bù;8-Vành cảm ứng 1; 9- Vành cảm ứng 3; 10- Trục thứ cấp; 11- Từ trục lái; 12- Từ cơ cấu lái; 13-Vành cảm ứng 2
Hình 2 15 Cấu tạo cảm biến mô men loại 4 vành dây
1-Vành 2; 2-Thanh xoắn; 3- Vành 1; 4- Trục vào;5- Vành 1(phần Stator); 6-
+ Phần stato có 2 vành dây, các dây được cuốn trên các răng thép định hình
+ Phần rôto có 2 vành dây: 1 vành được gắn với trục răng, phần thứ 2 được gắn với cácđăng trục lái Giữa vành thứ nhất và thứ hai có thể xoay lệch nhau 1 góc bằng góc xoắn của thanh xoắn ( Khoảng 7 độ 58 phút)
Sơ đồ bố trí các cuộn dây và xung của cảm biến được trình bày trên hình.
Hình 2 16 Sơ đồ nguyên lý và xung của cảm biến mô men lái loại 4 vành dây
2.3.4.Cảm biến tốc độ ôtô
+ Loại công tắc lưỡi gà
+ Loại mạch từ trở MRE
2.3.4.1.Loại công tắc lưỡi gà
Gồm 1 tiếp điểm lá đặt trong một ống thủy tinh nhỏ và đặt cạnh một mâm nam châm quay Mâm nam châm được dẫn động bởi dây côngtơmét.
Khi ô tô chuyển động, thông qua bánh vít- trục vít ở trục thứ cấp hộp số làm cho dây côngtơmét quay và làm quay mâm nam châm Từ trường của nam châm làm cho công tắc lưỡi gà đóng, mở theo nhịp quay của mâm nam châm và tạo ra chuỗi xung vuông Cảm biến này thường được lắp ngay sau công tơ mét ( đồng hồ tốc độ ôtô) ở bảng táplô.
Hình 2 17 Cảm biến loại công tắc lưỡi gà
1- Nối với cáp đồng hồ tốc độ; 2- Nam châm; 3- Công tắc lưỡi gà
Hình 2 18 Cảm biến loại từ điện
1- Rô to; 2- Cảm biến tốc độ; 3- Trục thứ cấp
Gồm 1 cánh phát xung được lắp ở trục thứ cấp hộp số và 1 cuộn phát xung với 3 phần tử: Lõi thép, nam châm và cuộn dây Được đặt cách cánh phát xung một khe hở 0,5 ÷ 1,0 mm Mỗi lần cánh phát xung lướt qua đầu cuộn phát xung thì ở cuộn dây sẽ cảm ứng ra 1 cặp.
2.3.4.3.Loại quang điện: Được lắp ngay sau đồng hồ côngtơmét Nó gồm 1 cánh xẻ rãnh được dẫn động quay từ dây côngtơmét Cánh xẻ rãnh quay giữa khe của đèn LED và phototransittor ( Tranzito quang) Tốc độ quay của cánh sẻ rãnh tỉ lệ với tốc độ ô tô và lần lượt che và thông luồng ánh sáng từ đèn LED sang tranzito quang để tạo nên chuỗi xung vuông 0V– 5V tỷ lệ với tốc độ quay của trục thứ cấp hộp số phản ảnh tốc độ ôtô.
Hình 2 19 Cảm biến loại quang điện
2.3.4.4.Loại mạch từ trở MRE:
Cảm biến được lắp ở trục thứ cấp hộp số Cảm biến gồm 1 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 xoay chiều tại 2 đầu mút 2 và 4 của mạch MRE Các xung đưa tới bộ so và điều khiển tranzito để tạo xung 0v – 12v ở đầu ra của cảm biến Tần số xung tỉ lệ với tốc độ ôtô.
Hình 2 20 Cảm biến tốc độ MRE
1- Trục thứ cấp của hộp số; 2- Bánh răng bị động; 3- Cảm biến tốc độ; 4- HIC có gắn MRE bên trong; 5- Các vòng từ tính
Tín hiệu ra của cảm biến được đưa tới đồng hồ côngtơmét để báo tốc độ ôtô và đưa tới các ECU như PS ECU, ECT ECU để điều khiển các cơ cấu chấp hành ( ví dụ van điện từ trong hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển điện tử hoặc mô tơ trợ lực lái).
PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE FORD FIESTA 2018
Giới thiệu tổng quát về xe Ford fiesta
- Hệ thống lái của ôtô Ford fiesta là hệ thống lái có trợ lực Cấu tạo của hệ thống lái bao gồm: vành tay lái, trục lái, các đăng truyền động, cơ cấu lái, bộ trợ lực thuỷ lực và dẫn động lái Trên ôtô Ford fiesta người ta bố trí cơ cấu lái và bộ trợ lực lái riêng thành hai cụm như trên sơ đồ hình 3.1.
- Phương án bố trí này có ưu điểm:
+Kết kấu cơ cấu lái nhỏ gọn
+Dễ bố trí bộ trợ lực lái
+Tăng tính thống nhất sản phẩm
+Giảm tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống lái
- Nhược điểm: Kết cấu kém cứng vững, chiều dài các đường ống lớn dẫn đến tăng khả năng dao động các bánh xe dẫn hướng.
+ Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảm bớt lực điều khiển của người lái, làm giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng Bộ trợ lực còn làm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ Vì lúc đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt.
+ Bơm trợ lực lái là loại bơm cánh gạt, được đặt trên thân động cơ và được truyền động từ trục khuỷu động cơ thông qua dây đai.
+ Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảm nhẹ lực điều khiển của người lái,làm giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng Bộ trợ lực còn làm tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ Vì lúc đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt.
+ Tay lái có thể điều chỉnh theo 4 hướng: gật gù và xa-gần đến vị trí thích hợp làm tăng sự thoải mái cho người lái.
+ Cơ cấu lái là loại bánh răng-thanh răng Loại này có kết cấu nhỏ gọn, tỷ số truyền nhỏ, độ nhạy cao, chế tạo đơn giản và hiệu suất cao.
Bảng 3 1 Thông số kỹ thuật xe Ford Fiesta
Hộp số Hộp số tự động vô cấp/ CVT
Kich thước và trọng lượng Kích thước tổng thể bên ngoài( Dài x rộng x cao)
Chiều dài cơ sở Mm 2489
Chiều rộng cơ sở Trước/sau Mm 1489/1480
Khoảng gầm sáng xe Mm 140
Bán kính vòng quay tối thiểu m 5.1
Trọng lượng không tải Kg 1107
Trọng lượng toàn tải Kg 1550
Kiểu 4 xi lanh Thẳng hàng VVT-i
Dung tích công tác Cc 1495
Công suất tối đa Kw(m ã lực)
Hệ thống treo Trước Macpherson với thanh cân bằng
Hệ thống phanh Trước Đĩa trhoong gió
Dung tích bình nhiên liệu Lít 43
Vỏ và mâm xe 195/50 R16, mâm đúc Trang thiết bị chính
Cụm đèn trước Đèn chiếu gần Đèn chiếu xa
Halogen kiểu đèn chiếu Halogen phản xạ đa hướng
Hệ thống đèn tự động điều chỉnh góc chiếu Loại tĩnh
Hệ thống tự động mở góc chiếu Loại tĩnh
Chế độ điều khiển tự động bật tắt Có Đèn sương mù Có viền mạ crom
Kính chiếu hậu ngoài Gập điện Có Đèn báo rẽ tích hợp Có
Khóa cửa điều khiển từ xa Có
Tay lái Điều chỉnh 4 hướng
Các nút điều khiển tích hợp) Âm thanh, hệ thống điều hòa, màn hình hiển thị đa thông tin
Thiết kế 4 chấu bọc da
Bảng đồng hồ optitron Có
Màn hình hiển thị đa thông tin Hiển thị 6 loại thông tin
Cửa sổ điều chỉnh điện Có chức năng chống kẹt 4 cửa
Hệ thống âm thanh AM/FM, CD 6 đĩa,MP3,WMA,6 loa
Hệ thống điều hòa Bộ lọc khí sử dụng công nghệ plasma cluster
Tự động 2 vùng độc lập
Ghế trước Trượt ngả, Đệm đỡ lưng, điều chỉnh độ
Các nút điều khiển tích hợp trên tựa tay phía sau Âm thanh Không Điều hòa Không
Rèm che nắng Không Điều chỉnh ghế Không
Rèm che nắng Chỉnh tay
Hệ thống chống bó cứng phanh
Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp(BA)
Hệ thống phân phối lực phanh điện tử
Hệ thống điều khiển ổn định xe(VSC)
Hệ thống chống chộm Có
Túi khí phía trước Có
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của xe Ford fiesta
Hệ thống lái của Ford fiesta là hệ thống lái có trợ lực Cấu tạo của hệ thống lái bao gồm : vành tay lái, trục lái, các đăng chuyển động, cơ cấu lái, bổ trợ lực thủy lực và dẫn động lái.[5]
Hình 3 1 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái
1-Đai ốc hãm; 2- Khớp cầu; 3- Đòn quay đứng; 4- Đai ốc dầu; 5- Đường dầu từ bơm đến; 6- Đường dầu hồi về bình chứa; 7- Hộp điều khiển lái; 8- Vô lăng; 9- Trục lái; 10- Trục các đăng; 11- Khớp các đăng; 12- Đai ốc định vị trục van điều khiển; 13- Cơ cấu lái; 14- Gân tăng cứng; 15- Đường dầu nối giữa khoang phải xylanh với van xoay; 16- Đường dầu nối giữa khoang trái xylanh với van xoay; 17- Xylanh trợ lực; 18- Đai ốc dầu; 19- Thanh kéo ngang; 20- Thanh kéo bên; 21- Đai ốc hãm; 22- Bánh xe; 23- Puly; 24- Bơm; 25- Bình chứa dầu; 26- Đai ốc dầu.
3.2.2 Nguyên lí làm việc của hệ thống lái Ford fiesta a.Khi xe đi thẳng.
Hình 3 2 Van xoay ở vị trí trung gian
1- Xy lanh; 2- Thân van ngoài; 3- Thân van trong; 4- Thanh xoắn; 5- Bơm; 6-
Bình chứa; a- Đường dầu hồi.
+ Khi xe đi thẳng, vành tay lái ở vị trí trung gian, cụm van xoay nằm ở vị trí như hình 4.10 Chất lỏng từ bơm đến chạy vào trong lõi và trở về bình dầu, áp suất chất lỏng ở khoang bên trái (khoang II) và khoang bên phải (khoang I) của xylanh lực là như nhau, do đó piston không dịch chuyển Thanh răng giữ nguyên vị trí với xe đi thẳng Trong trường hợp này các va đập truyền từ bánh xe được giảm bớt nhờ chất lỏng ở áp suất cao. b Khi xe quay vòng sang trái
Hình 3 3 Van hoạt động trái
1- Xy lanh; 2- Thân van ngoài; 3- Thân van trong; 4- Thanh xoắn; 5- Bơm; 6-
Bình chứa; a- Đường dầu hồi.
+ Khi xe quay vòng sang trái, cụm van xoay nằm ở vị trí như hình 2.11 Thân van trong xoay sang trái mở đường dầu đi từ bơm tới vào khoang I của xylanh và mở đường dầu ở khoang II thông với đường dầu hồi về bình chứa, làm cho thanh răng dịch về bên trái đẩy bánh xe quay sang trái, thực hiện quay vòng sang trái.
+ Khi dừng quay vành tay lái ở một vị trí nào đó, thân van trong đứng yên, nhưng dầu vẫn tiếp tục đi vào khoang I, đẩy bánh răng ngược chiều làm thanh xoắn trả lại, các cửa van mở ở một trạng thái nhất định, tạo nên sự chênh áp suất ổn định giữa hai khoang I và II ở một giá trị nhất định đảm bảo ô tô không quay tiếp. c.Khi xe quay vòng sang phải
Hình 3 4 Van hoạt động phải
1-Xy lanh; 2-Thân van ngoài; 3-Thân van trong; 4-Thanh xoắn; 5-Bơm; 6- Bình chứa; a- Đường dầu hồi.
+ Khi xe quay vòng sang phải, cụm van xoay nằm ở vị trí như hình 12 Thân van trong xoay sang phải mở đường dầu đi từ bơm tới vào khoang II của xylanh và mở đường dầu ở khoang I thông với đường dầu hồi về bình chứa, làm cho thanh răng dịch về bên phải đẩy bánh xe quay sang phải, thực hiện quay vòng sang phải.
+ Khi dừng quay vành tay lái ở một vị trí nào đó, thân van trong đứng yên, nhưng dầu vẫn tiếp tục đi vào buồng II, đẩy bánh răng ngược chiều làm thanh xoắn trả lại, các cửa van mở ở một trạng thái nhất định, tạo nên sự chênh áp suất ổn định giữa hai khoang I và II ở một giá trị nhất định đảm bảo ô tô không quay tiếp.
+ Độ rơ kết cấu của hệ thống lái phụ thuộc nhiều vào độ rơ của cơ cấu lái Sự gài trợ lực phụ thuộc vào độ cứng của thanh xoắn đàn hồi Khả năng trợ lực của hệ thống lái thực hiện nhờ quá trình biến dạng thanh xoắn, mở thông các đường dầu, do vậy kết cấu này cho phép tạo nên khe hở nhỏ bằng cách gia công chính xác các miệng rãnh đường dầu của thân van trong và thân van ngoài của van phân phối và khả năng biến dạng thanh xoắn Thanh xoắn càng nhỏ khả năng trợ lực càng sớm Thanh xoắn được cố định đầu trên với trục van điều khiển và đầu dưới với bánh răng bởi chốt cố định.
+ Thanh xoắn đàn hồi cho phép xoay 70 từ vị trí trung gian về mỗi phía, tạo nên sự quay tương đối giữa thân van trong và thân van ngoài, đủ đóng mở tối đa đường dầu.
+ Kết cấu van xoay cho phép khả năng tạo nên góc mở thông các đường dầu bé, do vậy độ nhạy của cơ cấu cao.
Kết cấu của hệ thống lái
Hình 3 5 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 Ford fiesta 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
-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 3 6 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.
3.3.2 Trục lái và trục các đăng của hệ thống lái Ford fiesta
Hình 3 7 Kết cấu trục lái
1- Đầu trục nối với vô lăng; 2- Vòng chặn; 3- Ổ bi; 4- Trục trượt; 5- Ống trượt trục; 6- Tấm hãm; 7- Vòng bi; 8- Trục chính; 9- Giá đỡ trên trục; 10- Khớp các đăng;11- Trục các đăng; 12- Vòng chặn; 13- Bu lông hãm; 14- Cần khoá
-Trục lái là thành 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 Corolla 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 Ngoài ra trụ 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,
-Trục các đăng là bộ phận nối chuyển tiếp giữa trục lái và cơ cấu lái Trên trục các đăng có khớp nối chữ thập Khớp chữ thập cho phép có độ lệch giữa trục lái và trục vít của cơ cấu lái khi hai trục này không đồng trục với nhau.
Hình 3 8 Hình ảnh tổng thể của trụ lái
-Trên ô tô Ford fiesta người ta lắp cơ cấu lái kiểu Bánh răng-Thanh răng kết hợp dùng trợ lực thủy lực trực tiếp.
-Cơ cấu lái loại này có ưu điểm là tỷ số truyền nhỏ, kết cấu đơn giản, hiệu suất cao nên được sử dụng rộng rãi trên ô tô con và ô tô tải nhỏ.[1]
th và ng là hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu lái.
Hình 3 9 Kết cấu van phân phối
1- Chốt cố định thanh xoắn và trục van điều khiển; 2- Thanh xoắn; 3- Trục van điều khiển; 4- Vòng bít; 5- Ổ bi đũa; 6- Vòng chắn dầu; 7- Đường dầu cao áp từ bơm tới;8- Đường dầu hồi về bình chứa ;9- Then hoa; 10- Ổ bi đũa; 11- Vỏ cơ cấu lái; 12- Ổ bi kim; 13- Chốt; 14- Con lăn; 15- Chốt 3x22; 16- Chốt 3x9; 17- Đường dầu đến khoang bên trái xy lanh; 18- Đường dầu đến khoang bên phải xy lanh; 19- Van xoay; 20- Vỏ van xoay; 21- Then hoa;11
Hình 3 10 Kết cấu thanh răng
1-Thanh răng; 2- Lỗ ren; 3- Piston; 4- Vòng làm kín.
- Dẫn động lái trên ôtô Toyota Corolla bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngỗng quay của các bánh xe Bộ phận cơ bản và quan trọng nhất của dẫn động lái là hình thang lái, được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang, và các cạnh bên Nó có nhiệm vụ đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe không bị trượt lê khi quay vòng Do đó làm giảm mài mòn lốp, giảm tổn hao công suất và tăng tính ổn định khi quay vòng.
Hình 3 11 Kết cấu khớp cầu của thanh kéo bên
1- Vòng kẹp; 2- Bạc lót; 3- Khớp cầu; 4- Cao su giảm chấn; 5- Lò xo.
- Bơm trợ lực lái lắp trên xe Ford fiesta là loại bơm cánh gạt tác dụng kép, nghĩa là trong một vòng quay bơm thực hiện hai lần hút và hai lần đẩy, số cánh gạt là 10 cánh Bơm cánh gạt có ưu điểm là kết cấu nhỏ gọn, đơn giản, dễ chế tạo, làm việc tin cậy, ít hư hỏng và có khả năng điều chỉnh được lưu lượng
Hình 3 12 Kết cấu bơm trợ lực lái loại cánh bơm cánh gạt
1 - Trục bơm; 2 - Vỏ bơm; 3 - Stato; 4 - Roto; 5 - Đường dẫn dầu; 6 - Đường dầu tới van điều chỉnh lưu lượng; 7 - Cánh gạt; 8 - Chốt định vị; 9 - Bu lông lắp.
-Bơm cánh gạt được dẫn động bằng mômen của động cơ nhờ truyền động puly- đai Nó bao gồm 10 cánh gạt vừa có thể di chuyển hướng kính trong các rãnh của một roto.
Nguyên lý hoạt động của bơm trợ lực thủy lực:
-Khi roto quay, dưới tác dụng của lực ly tâm các cánh gạt này bị văng ra và tì sát vào một không gian kín hình ô van Dầu thủy lực bị hút từ đường ống có áp suất thấp và bị nén tới một đầu ra có áp suất cao Lượng dầu được cung cấp phụ thuộc vào tốc độ của động cơ Bơm luôn được thiết kế để cung cấp đủ lượng dầu ngay khi động cơ chạy không tải, và do vậy nó sẽ cung cấp quá nhiều dầu khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao Để tránh quá tải cho hệ thống ở áp suất cao, người ta lắp đặt cho hệ thống một van giảm áp.Khi áp suất dầu quá lớn thì hệ thống sẽ mở van giảm áp và cho dầu chạy về khoang chứa dầu.[3]
Kết luận: -Hệ thống lái của xe có đặc điểm là kết cấu cơ cấu lái nhỏ, dễ bố trí trợ lực lái, tải trọng tác dụng lên các chi tiết nhỏ
-Hệ thống lái của xe sử dụng các Pitson trong cơ cấu lái và dầu từ bơm trợ lực thủy lực để giúp xe quay vòng.
QUY TRÌNH THÁO LẮP, CÁC DẠNG HƯ HỎNG, PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI FORD FIESTA
Quy trình tháo lắp hệ thống lái trên xe Ford fiesta
Bảng 4 1 Quy trình tháo hệ thống lái trên xe Ford Fiesta
Thực hiện Vị trí chi tiết
Tháo nắp che 2 bên phía dưới vô lăng.
-Dùng một tô vít có bọc băng dính ở đầu, nhả khớp vấu hãm để tháo nắp che phía dưới vô lăng số
-Dùng chìa vặn hoa khế T30, nới lỏng 2 vít cho đến khi rãnh dọc theo chu vi của vít khớp vào vỏ vít.
-Kéo mặt vô lăng ra khỏi cụm vô lăng và đỡ mặt vô lăng bằng một tay như trong hình vẽ.
-Ngắt giắc còi ra khỏi mặt vô lăng.
- Dùng một tô vít có bọc băng dính ở đầu, ngắt giắc nối của túi khí và tháo mặt vô lăng Tháo cụm vô lăng.
-Tháo đai ốc bắt vô lăng.
-Đánh các dấu ghi nhớ lên cụm vô lăng và trục lái chính.
-Tháo các giắc nối ra khỏi cáp xoắn.
Tháo cụm công tắc xi nhan có cáp xoắn.
-Ngắt các giắc nối ra khỏi cụm công tắc xi nhan cùng với cáp xoắn.
-Dùng kìm giữ kẹp và nâng vấu hãm lên bằng tô vít Tháo cụm công tắc xi nhan cùng với cáp xoắn ra khỏi cụm trục lái Tháo tấm cách âm.
-Lật thảm trải sàn lên và tháo 2 kẹp rồi tháo tấm cách âm nắp lỗ trục lái
-Nhả khớp kẹp dây điện ra khỏi cụm ECU trợ lực lái.
-Ngắt 2 giắc nối ra khỏi ECU trợ lực lái.
-Ngắt các giắc nối và nhả khớp các kẹp dây điện ra khỏi cụm trục lái.
-Tháo bu lông, 2 đai ốc và cụm trục lái.
-CHÚ Ý:+Không được làm rơi hay đập lên cụm trục lái.
+Nếu cụm trục lái bị rơi hoặc bị va đập, thì hãy thay mới nó.
Tháo cụm trục lái trung gian
-Tháo bulông. Đánh các dấu ghi nhớ trên cụm trục lái trung gian số 2 và cụm trục lái.
-Tháo cụm trục lái trung gian số 2 ra khỏi cụm trục lái.
4.1.2 Quy trình lắp hệ thống lái
Bảng 4 2 Quy trình lắp hệ thống lái trên xe Ford Fiesta
Nguyên công Dụng cụ Chú ý
1 Lắp phớt dầu vào đầu xi lanh,ống cách và bạc dẫn hướng
Bôi keo làm kín mặt ngoài của phớt
2 Lắp thanh răng Tay Bôi một lớp bột mỡ vào bề mặt của thanh răng
Lắp phớt chắn dầu vào piston
Tay Bôi keo vào bề mặt phơdt chắn dầu
4 Kẹp hộp lái trên ê tô -Ê tô kẹp chuyên dụng
5 -Lắp khối đỡ bạc xi lanh và phớt chắn dầu
-Đóng chặt gối đỡ bạc đến phần ren thì dừng lại
-Vặn chặt gối đỡ lại
-Búa nhựa, tuýt chuyên dùng đục
-Lắp đai ốc điều chỉnh rơ vào vỏ van dọc của trục chính
Tuýt 13 Momen xiết 250 kg.cm
7 -Lắp cụm van điều khiển vào
-Lắp đệm vào trục van
-Đưa cụm van phân phối vào
-Lắp hai bu lông cố định vào cụm van.
8 -Lắp cụn van điều khiển vào
-Lắp đệm vào trục van.
Lục lang 24 Bôi một lớp mỡ mỏng vào bề mặt Bạc và gôi đỡ của bạc Mô men xiết
-Lắp hai bu lông cố định vào cụm van.
9 Điều khiển sự ăn khớp của trục chính và thanh răng lại cho đúng
-Quay trục chính sang phải và sang trái nhiều lần.
-Quay trục chính và siết chặt đai ốc điều chỉnh
-Tay vặn chuyên dụng, lục lăng 24.
10 -Lắp đai ốc khóa Lục lăng 24, Clê dẹt 24, kẹp chuyên dụng
11 -Lắp vòng đệm và khớp cầu và thanh ngang cuối.
12 Lắp phớt che bụi Phớt
14 -Lắp các đường ống dẫn Cle dẹt 12,17 Momen xiết 200 kg.cm
Các dạng hư hỏng
4.2.1 Hư hỏng cơ cấu lái a 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 khoảng14-23, 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 vật liệu có độ bền cao và có 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 lái đã tạo nên góc rơ vành lái, góc rơ này đã được các tiêu chuẩn kỹ 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 trong khi làm việc và làm mất khả năng điều khiển chính xác hướng chuyển động.
-Sự mài mòn trong cơ cấu lái có thể chia ra thành các dạng chính sau đây:
+ Mài mòn theo quy luật sử dụng thông thường, có nghĩa là khi chuyển động ô tô thường hoạt động theo hướng chuyên 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 cấu làm việc ở các vùng biên Do vậy để đánh giá sự mài mòn, thường đặt vành lái tương ứng với chế độ ô tô đi thẳng và kiểm tra độ rơ vành lái.
+ Mài mòn đột biến xảy ra do chế độ nhiệt luyện bề mặt không đồng đều, do sai sót trong chế tạo Hiện tượng này xảy ra theo quy luật ngẫu nhiên và không cố định tại một 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 đánh tay lái.
+ Sự mài mòn cơ cấu lái còn 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 tay lái, tăng lực điều khiển vành lái, đôi khi còn có thể xuất hiện độ ồn trong khi quay vành lái.
-Với cơ cấu lái trục vít con lăn sự mài mòn chủ yếu xảy ra tại chỗ ăn khớp của trục vít với con lăn Cơ cấu lái bánh răng thanh răng mài mòn chủ yếu là của bánh răng với thanh răng, các bạc tựa của thanh răng Với cơ cấu lái là trục vít êcu bi thanh răng bánh răng mài mòn chủ yếu tại chỗ ăn khớp của thanh răng bánh răng. b Rạn nứt gãy trong cơ cấu lái
-Sự làm việc nặng nề trước tải trọng va đập có thể dẫn tới rạn nứt gẫy trong cơ cấu lái Các hiện tượng phổ biến là : rạn nứt chân răng,gẫy răng Các hư hỏng này có thể làm cho cơ cấu lái khi làm việc bị nặng đột biến tại các chỗ rạn nứt gẫy Các mài mòn tiếp theo tạo nên các hạt mài có kích thước lớn làm kẹt cơ cấu hoặc tăng nhanh tốc độ mài mòn cơ cấu lái.
-Sự mài mòn và rạn nứt cơ cấu lái còn gây ồn và tăng nhiệt độ cho cơ cấu lái,tăng tải tác dụng lên các chi tiết của trục lái,vành lái. c Hiện tượng thiếu dầu, mỡ trong cơ cấu lái
-Các cơ cấu lái sự chảy dầu mỡ, đặc biệt trong cơ cấu lái có xy lanh thuỷ lực cùng chung buồng bôi trơn Nguyên nhân của thiếu dầu mỡ có thể là do rách nát đệm kín luôn được bôi trơn bằng dầu, mỡ Cần hết sức lưu ý đến sự thất thoát dầu mỡ của cơ cấu lái thông qua, joăng phớt che kín, các bạc đỡ mòn tạo nên khe hở hướng tâm lớn mà phớt không đủ khả năng làm kín Hậu quả dẫn tới là thiếu dầu,gây mài mòn nhanh, tăng độ ồn và nhiệt độ cơ cấu lái.
- Trên hệ thống lái trợ lực thuỷ lực còn dẫn tới khả năng mất áp suất dầu và khả năng trợ lực. d Rơ lỏng các vỏ cơ cấu lái với khung vỏ xe
- Cơ cấu lái liên kết với khung vỏ xe nhờ các liên kết bằng mối ghép bu lông, êcu Các liên kết này lâu ngày có hiện tượng tự nới lỏng Nếu không kịp thời vặn chặt thì có thể gây nên hiện tượng tăng độ rơ vành lái, khi thay đổi chiều chuyển hướng có thể gây nên tiếng va mạnh, quá trình điều khiển xe mất chính xác.
4.2.2 Hư hỏng dẫn động lái a đối với dẫn động lái kiểu cơ khí
* Những hư hỏng chính thường gặp là:
- Mòn,rơ lỏng các khớp cầu,khớp trụ:
+ Trong sử dụng, các khớp cầu, khớp trụ thường là các chi tiết có kích thước nhỏ, làm việc trong trạng thái bôi trơn bằng mỡ, tính chất chịu tải và đập thường xuyên, luôn luôn phải xoay tương đối với đệm hoặc vỏ, dễ bị bụi bẩn bám vào do vậy rất hay bị mài mòn.
+ Các dạng mòn thường tạo nên các hình oval không đều Một số khớp cầu có lò xo tỳ nhằm tự triệt tiêu khe hở, một số khác không có Do vậy khi bị mòn thường dẫn tới tăng độ rơ trong hệ thống lái và thể hiện qua độ rơ vành lái.
+ Khi bị mòn lớn thường gây nên va đập và tạo nên tiếng ồn khi đổi chiều quay vòng Đặc biệt nghiêm trọng là khi mòn, rơ lỏng các khớp cầu, khớp trụ sẽ làm thay đổi góc bố trí bánh xe dẫn hướng, gây nên sai lệch các góc đặt bánh xe, và mài mòn lệch lốp xe.
-Biến dạng các đòn dẫn động bánh xe dẫn hướng:
+ Các đòn dẫn động bánh xe dẫn hướng đều có thể bị quá tải trong sử dụng nhưng nghiêm trọng hơn cả là đòn ngang (hay cụm đòn ngang) hệ thống lái.Hiện tượng cong vênh đòn ngang do va chạm với chướng ngại vật của đường,hoặc do sai lệch kích thước đòn ngang đều làm sai lệch góc quay các bánh xe dẫn hướng.Bánh xe sẽ trượt ngang nhiều trên đường khi quay vòng (kể cả bánh xe dẫn hướng và bánh xe không dẫn hướng),như vậy sẽ gây nên khả năng điều khiển hướng không chính xác,luôn phải giữ chặt vành lái và thường xuyên hiệu chỉnh hướng chuyển động,mài mòn nhanh lốp xe…
+ Các dạng hư hỏng phổ biến kể trên là đặc trưng tổng quát cho các hệ thống lái,kể cả với hệ thống lái có trợ lực.
Phương pháp kiểm tra
4.3.1 Kiểm tra độ dơ vành lái
-Độ dơ vành lái là độ dài cung quay tự do của vành lái từ vị trí tác động làm bánh xe bắt đầu chuyển động về một phía đến vị trí tác động làm bánh xe chuyển hướng về phía ngược lại Độ dơ vành lái được kiểm tra khi bánh xe dẫn hướng ở vị trí thẳng trên đường bằng.[3]
-Các ô tô cần phải có độ dơ vành lái để giảm lực tác dụng của phân lực sóc mặt đường truyền lên tay lái giúp người lái đỡ mệt Tuy nhiên, nếu độ rơ vành tay lái quá lớn sẽ hạn chế tính cơ động và khả năng điều khiển xe Đối với hệ thống lái có trợ lực thủy lực như Toyota Altis thì độ dơ vành lái yêu cầu khoảng 30mm
-Việc kiểm tra vành tay lái được thực hiện như sau:
1.Kiểm tra và điều chỉnh đúng độ căng dây đai dẫn động bơm thủy lực của xe và mức dầu trong bình chứa thủy lực cảu xe và mức dầu trong bình chứa bơm thủy lực
2.Khởi động động cơ và đặt 2 bánh trước ở vị trí thẳng.
3.Xoay vành tay lái từ từ cho đến khi dịch chuyển rồi đánh đấu bằng phấn tren vành tay lái thẳng với 1 điểm dấu trên thước cố định.
4.Xoay vành tay lái từ từ cho đến khi bánh xe trước bắt đầu chuyển động. Đánh đấu thứ hai trên thước đo thẳng với dấu trên vành đai lái.
5.Khoảng cách giữa 2 dấu trên thước đo chính là độ dơ vành lái cần kiểm tra. Nếu số đo này vượt quá 30mm thì phải kiểm tra điều chỉnh các bộ phận liên quan.Độ dơ vành lái lớn là do hiện tượng ăn mòn hoặc do chỉnh sai cơ cấu lái.
Do đó , cần kiểm tra các bộ phận này.
4.3.2 Kiểm tra dẫn động cơ cấu lái
- Độ rơ tổng hợp của cơ cấu dẫn động lái được kiểm tra bằng cách kích đầu xe để nâng hai bánh lên khỏi mặt đất dùng hai giữ hai bánh xe trước rồi cùng giật vào rồi đảy ra xem độ lắc của chúng Nếu cảm thấy nhận được độ lắc lớn hơn chứng tỏ cơ cấu lái bị rơ nhiều Để xác định chính xác độ dơ cần dùng thước đề đo bằng cách kéo hai bánh xe hết cỡ rồi nhờ một người đo khoảng cách hai mép trong phía trước của bánh xe, sau đó đẩy ra hết cỡ rồi lại đo lại khoảng cách hai điểm đo lúc trước Độ chênh lệch giữa hai lần đo chính là độ dơ tổng hợp của cơ cấu dẫn động lái Độ rơ này cho phép là 6.5 mm Độ rơ các thanh nối, là do khớp cầu quá mòn và lò xo đẩy khớp cầu tì lên quá yếu Các khớp có vít lắp ren còn điều chỉnh được thì điều chỉnh lại, nếu không có thì kiểm tra thay lò xo hoặc thay cả chốt khớp cầu.
- Kiểm tra cơ cấu lái : Một người ngôi trên xe quay vành tay lái theo hai chiều , một người đứng dưới quan sát đòn quay đứng theo một hướng đến vị trí bắt đầu dịch chuyển đòn quay theo hướng ngược lại thì chứng tỏ cơ cấu lái bị rơ. Cần tháo ra và căn chỉn lại, nếu không điều chỉnh được thì phải thay thế chi tiết mòn.
4.3.3 Kiểm tra hiện tượng tay lái nặng
- Hiện tượng tay lái nặng liên quan đến hệ thống lái là chủ yếu là do ma sát lớn trong các bộ phận của hệ thống lái Có thể tìm nguyên nhân theo phương pháp kiểm tra phân đoạn như sau :
+ Kích đầu xe để nâng bánh xe trước lên rồi xoay vành tay lái qua lại để kiểm tra độ nặng của nó.
+Kéo thanh kéo dọc khỏi đòn quay đứng rồi xoay vành tay lái để kiểm tra lại độ nặng nếu thấy nhẹ hơn nhiều thì chứng tỏ nguyên nhân là ở khớp cầu của các thanh kéo trong của cơ cấu dẫn động lái Ngược lại, nếu vành tay lái vẫn nặng thì nguyên nhân là ở cơ cấu lái.
4.3.4 Áp suất của cường hóa lái thủy lực hệ thống lái không ổn định
- Van lưu thông của bơm bị bẩn:
+Van lưu thông hạn chế việc nạp dầu vào bộ cường hoá khi số vòng quay của động cơ tăng lên Van bị bẩn sẽ làm cho bộ cường hoá làm việc không bình thường Áp suất trở nên không điều.
+ Chỉ được phép đổ vào hệ thống cường hoá loại dầu sạch và đúng tiêu chuẩn, khi đổ phải dùng phểu lọc sạch Trong thùng dầu trên đường dầu về phải có lưới lọc Dùng dầu bẩn sẽ làm cho các chi tiết của bơm và bộ cường hoá thuỷ lực bị mòn nhanh chóng.
-Ống dẫn dầu của bơm bị vỡ: Áp suất dầu không đồng đều của bộ cường hoá thuỷ lực hệ thống lái phát sinh do dầu bị chảy rò mạnh qua những đoạn ống dẫn hỏng.
-Bơm dầu không làm việc hoặc làm việc không ổn định: Kiểm tra dây đai xem có bị chùng hay hỏn g không, nếu bị hỏng phải thay dây đai mới Lưu ý: Dùng dưỡng do độ căng dây đai dẫn động; đai mới: 45-55 kgf, đai cũ: 25-35 kgf. Nếu độ căng đai không như tiêu chuẩn thì cần phải thay.
-Không khí lọt vào hệ thống cường hóa lái :Không khí có thể lọt vào bộ cường hoá thuỷ lực khi thay thế dầu Điều đó sẽ làm cho áp suất bộ cường hoá thuỷ lực không đồng điều.
-Mức dầu của bơm trong bình dầu không đủ hoặc có bọt: Mức dầu đúng quy định trong bình dầu phải lên tới mức đánh dấu Mức dầu thấp làm cho khí lọt vào hệ thống Do vậy phải luôn luôn kiểm tra mức dầu trên bình dầu Kiểm tra xem có bọt hoặc vẩn đục không, nếu có bọt hoặc vẩn đục thì xả khí hệ thống lái.
