Được học và rèn luyện tại trường Đại Học Giao Thông Vận Tải là một niềm vinh dự và nguồn tự hào lớn đối với em. Các giảng viên tại viện Cơ khí đã cung cấp cho em kiến thức cơ bản về chuyên ngành, giúp em phần nào đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội. Dựa trên kiến thức này, trường cũng khuyến khích và tạo điều kiện để em tham gia nghiên cứu các đề tài khoa học.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ơ TƠ TOYOTA XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Chun ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Văn Thức Sinh viên thực MSSV: 19H1080098 : Nguyễn Thành Trung LỚP: CO19CLCB TP.HỒ CHÍ MINH, 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Chun ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Văn Thức Sinh viên thực MSSV: 19H1080098 : Nguyễn Thành Trung LỚP: CO19CLCB TP.HỒ CHÍ MINH, 2023 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung LỜI CẢM ƠN Được học rèn luyện trường Đại Học Giao Thông Vận Tải niềm vinh dự nguồn tự hào lớn em Các giảng viên viện Cơ khí cung cấp cho em kiến thức chuyên ngành, giúp em phần đáp ứng yêu cầu phát triển xã hội Dựa kiến thức này, trường khuyến khích tạo điều kiện để em tham gia nghiên cứu đề tài khoa học Sau hai tháng làm việc chăm với hỗ trợ nhiệt tình từ thầy Phạm Văn Thức, em hoàn thành luận văn tốt nghiệp cách xuất sắc Em muốn thể lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy dành thời gian tâm huyết để hướng dẫn chúng em việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp trình giảng dạy lớp Luận văn tốt nghiệp hoàn thành theo kế hoạch Tuy nhiên, khả em hạn chế, thời gian thực bị giới hạn có ngun nhân khách quan, khơng thể tránh khỏi số sai sót Em mong nhận thơng cảm đóng góp ý kiến từ giảng viên môn Một lần nữa, em xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến tất giảng viên tạo điều kiện hỗ trợ suốt thời gian học tập qua năm vừa qua Đặc biệt, em muốn bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt đến thầy Phạm Văn Thức, người nhiệt tình hỗ trợ em việc hồn thành luận văn tốt nghiệp này! TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực Nguyễn Thành Trung i Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH SÁCH HÌNH VẼ v DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tóm tắt tình hình vấn đề 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Phương pháp nghiên cứu .2 1.4 Giới hạn đề tài .3 1.5 Tóm tắt luận văn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA INNOVA 2.1 Giới thiệu ô tô Toyota Innova 2.2 Công dụng, phân loại yêu cầu hệ thống lái ô tô Toyota Innova 2.2.1 Công dụng hệ thống lái 2.2.2 Phân loại hệ thống lái .9 2.2.3 Yêu cầu hệ thống lái .9 2.2.4 Cấu tạo phần tử chủ yếu hệ thống lái .10 2.3 Sơ đồ động học nguyên lý hoạt động ô tô Toyota Innova .18 2.4 Cấu tạo hệ thống lái ô tô Toyota Innova 20 2.4.1 Vành tay lái 20 2.4.2 Trục lái khớp đăng .21 2.5 Cơ cấu lái kiểu trục vít - 22 2.6 Trợ lực lái .24 2.6.1 Bơm trợ lực lái 24 ii Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung 2.6.2 Trợ lực lái kiểu van xoay 26 2.6.3 Nguyên lý làm việc trợ lực lái kiểu van xoay 27 2.7 Các chi tiết cấu dẫn động lái 31 2.7.1 Các đòn dẫn động 31 2.7.2 Khớp cầu .32 2.8 Đánh giá hệ thống trợ lực thủy lực 32 CHƯƠNG 3: CHUẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA INNOVA 34 3.1 Chẩn đoán hệ thống lái 34 3.2 Bảo dưỡng hệ thống lái .36 3.2.1 Quy định bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái hãng ô tô Toyota .36 3.2.2 Các công việc bảo dưỡng .36 3.3 Sửa chữa hệ thống lái .41 3.3.1 Sửa chữa nhỏ hệ thống lái .41 3.3.2 Sửa chữa lớn hệ thống lái 41 3.3.3 Sửa chữa đại tu cấu lái 46 3.4 Tháo lắp hệ thống lái 46 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC .60 4.1 Mục đích xây dựng mơ hình hệ thống lái trợ lực thủy lực 60 4.2 Chuẩn bị vật tư, phụ tùng 60 4.3 Xây dựng mơ hình 3D 64 4.3.1 Đo kích thước vật tư, phụ tùng .64 4.3.2 Xây dựng khung sắt cho mơ hình 64 4.4 Xây dựng phương án lắp đặt lắp đặt mơ hình .65 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN .77 iii Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO .78 iv Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 2.1 Kích thước tổng quan xe Toyota Innova .5 Hình 2.2 Hệ thống lái ô tô .8 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí tổng quan hệ thống lái hệ thống treo phụ thuộc 10 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái hệ thống treo độc lập 11 Hình 2.5 Vành tay lái trục lái 12 Hình 2.6 Cơ cấu lái trục vít chốt quay .13 Hình 2.7 Cấu tạo cấu lái trục vít lăn 13 Hình 2.8 Cấu tạo cấu lái trục vít - êcu bi - - cung 14 Hình 2.9 Cấu tạo cấu lái trục vít - .15 Hình 2.10 Sơ đồ hình thang lái hệ thống treo phụ thuộc 16 Hình 2.11 Sơ đồ hình thang lái hệ thống treo độc lập 17 Hình 2.12 Kết cấu van phân phối 18 Hình 2.13 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái .18 Hình 2.14 Vành tay lái 20 Hình 2.15 Kết cấu trục lái 21 Hình 2.16 Kết cấu khớp đăng 22 Hình 2.17 Cơ cấu lái Innova 23 Hình 2.18 Kết cấu bơm trợ lực lái loại cánh bơm cánh gạt .25 Hình 2.19 Cấu tạo chung hệ thống lái có trợ lực kiểu van xoay 26 Hình 2.20 Van phân phối 27 Hình 2.21 Vị trí van xe thẳng .28 Hình 2.22 Vị trí van xe quay vịng sang phải 29 Hình 2.23 Vị trí van xe quay vịng sang trái 30 Hình 2.24 Địn dẫn động 31 v Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung 16 Ống dầu trợ lực 17 Vành lái 4.3 Xây dựng mơ hình 3D 4.3.1 Đo kích thước vật tư, phụ tùng Dựa vật tư chuẩn bị em tiến hành đo kích thước với độ sai số nhất, lắp đặt lên ý tưởng xây dựng khung hình 4.3.2 Xây dựng khung sắt cho mơ hình Việc xây dựng khung sắt cho mơ hình hệ thống lái trợ lực dầu địi hỏi cẩn thận xác việc tái chi tiết tỷ lệ từ thực tế lên mơ hình 3D Dựa vào kích thước thực tế vật tư phụ tùng, xây dựng khung sắt cho mơ hình Khung sắt sở để gắn phận phụ tùng theo tỷ lệ thích hợp, cần đảm bảo khung sắt chứa đựng tồn hệ thống lái Sau xây dựng khung sắt, dựa vào kích thước thực tế thiết kế vật tư để tạo mơ hình 3D 64 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung Hình 4.1 Mơ hình hệ thống lái 3D 4.4 Xây dựng phương án lắp đặt lắp đặt mơ hình Bảng 4.2 Bảng dụng cụ lắp đặt mơ hình STT Dụng cụ lắp đặt Hình ảnh Máy hàn 65 Luận Văn Tốt Nghiệp Máy khoan Máy cắt Búa SVTH: Nguyễn Thành Trung 66 Luận Văn Tốt Nghiệp Máy mài Kềm Thước dây SVTH: Nguyễn Thành Trung 67 Luận Văn Tốt Nghiệp Thước kẹp Cảo chữ C 10 Cờ lê SVTH: Nguyễn Thành Trung 68 Luận Văn Tốt Nghiệp 11 Mũ bảo hộ hàn 12 Cần vặn ốc SVTH: Nguyễn Thành Trung - Các bước tiến hành xây dựng mơ hình : Bước 1: Đo kích thước cắt linh kiện cần thiết theo vẽ xác định trước Bước 2: Thực việc hàn khung gắn phận chữ A vào vị trí cố định Bước 3: Cố định thước lái vào vị trí xác để đảm bảo ổn định 69 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung Hình 4.2 Hình bắt A thước lái Bước 4: Gắn ngỗng moay vào vị trí cố định Bước 5: Tiến hành hàn khung xe để đảm bảo cố định an toàn Bước 6: Gắn phuộc vào vị trí cố định để đảm bảo ổn định an toàn 70 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung Hình 4.3 Hình bắt phuộc ngổng moay Bước 7: Hàn gắn vơ lăn trục lái Bước 8: Lắp đặt bánh xe canh góc đặt bánh xe hàn bốn bánh xe để di chuyển mơ hình Hình 4.4 Hình gắn trục lái, vô lăng bánh xe 71 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung Bước 9: Lắp đặt đường dầu hàn chân mô tơ để đảm bảo hoạt động hiệu hệ thống lái Bước 10: Gắn bình dầu vào vị trí thích hợp để đảm bảo cung cấp dầu cho hệ thống lái Bước 11: Tiến hành vệ sinh kiểm tra đường dầu để đảm bảo hoạt động hiệu Bước 12: Thực chạy thử xe để kiểm tra hoạt động hệ thống lái, phát lỗi xử lý tình phát sinh Bước 13: Nếu có lỗi phát sinh q trình chạy thử, thực việc sửa lỗi để đảm bảo hoạt động ổn định Bước 14: Tháo phận để sơn lại sau gắn lại vào vị trí Hình 4.5 Hình sơn mơ hình Bước 15: Hồn thiện q trình lắp đặt cách kiểm tra lại tồn hệ thống đảm bảo hệ thống lắp đặt cách hoạt động tốt - Thực bước để đảm bảo tính an tồn, hiệu chất lượng cho mơ hình 72 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung Hình 4.6 Mơ hình hồn thiện - Mơ hình giúp ta hiểu rõ hơn: Góc đặt bánh xe yếu tố quan trọng thiết kế xe đại Chúng đảm bảo ổn định khả di chuyển thẳng quay vòng xe đường Để làm điều này, bánh xe cần lắp với góc đặt cụ thể phải điều chỉnh phù hợp Trên ô tô thông thường có loại góc đặt bánh xe: + Góc Camber + Góc Kingpin + Góc Caster + Bán kính quay vịng + Độ chụm * Góc đặt camber: Góc đặt bánh xe góc nghiêng bánh xe nhìn từ phía trước xe, tạo đường tâm bánh xe đường thẳng vng góc với mặt đường 73 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung Phần bánh xe nghiêng gọi Camber Dương (+), phần bánh xe nghiêng vào gọi Camber Âm (-) Chức năng: + Làm giảm lực quay vòng + Làm giảm tải trọng thẳng đứng + Giảm biến dạng phận treo bạc lót * Góc đặt Kingpin: Góc kingpin đường thẳng nối khớp khớp trục cầu xác định tâm quay bánh xe trước áp dụng lực từ vô lăng θ b: Góc Kingpin (Đây góc nghiêng trục lái) L: Độ lệch kingpin (Là khoảng cách từ trung tâm lốp đến điểm gặp trục lái mặt đường) Chức năng: Giảm lực cần lái: Khi bánh xe quay sang trái phải, với tâm quay trục đứng, độ lệch lớn, cản trở trình quay bánh xe cao (do sức cản lốp xe), làm tăng lực cần để lái xe Ngược lại, góc kingpin giảm, lực cần để lái xe giảm Giảm lực phản hồi: Nếu độ lệch lớn, lực đẩy từ động lực phanh tạo mô-men xoay lớn quanh trục đứng, tỷ lệ thuận với độ lệch Tăng ổn định đường thẳng: Góc nghiêng trục lái giúp bánh xe tự động trở lại vị trí thẳng sau vào đường cong * Góc đặt Caster: Góc Caster góc nghiêng trục xoay đứng đường thẳng đứng nhìn từ bên cạnh xe Khi trục xoay đứng nghiêng phía sau, gọi Góc Caster Dương (+), ngược lại, trục xoay đứng nghiêng phía trước, gọi Góc Caster Âm (-) Góc Caster có ảnh hưởng đến độ ổn định xe chạy đường thẳng, khoảng Caster ảnh hưởng đến tính trả lái sau xe vào đường cong Nếu có Góc Caster Dương lớn, độ ổn định đường thẳng tốt hơn, việc lái xe đường cong trở nên khó khăn 74 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung + Độ ổn định chạy thẳng trả lái bánh xe: Góc Caster cải thiện độ ổn định đường thẳng Khi trục đứng xoay để xe vào đường cong, Góc Caster tạo mơ-men kích: Lốp bánh xe nghiêng so với mặt đường tạo mơ-men kích, nâng thân xe lên + Mơ-men kích hoạt động lực trả lại bánh xe: Giúp đưa thân xe trở vị trí nằm ngang trì độ ổn định xe chạy đường thẳng + Hồi vị bánh xe nhờ khoảng Caster: Khi bánh xe có Góc Caster, giao điểm trục xoay đứng với mặt đường nằm phía trước tâm tiếp xúc lốp xe mặt đường + Nếu bánh xe có góc caster giao điểm đường tâm trục xoay đứng với mặt đường nằm phía trước tâm điểm tiếp xúc lốp xe với mặt đường + Lốp xe bị kéo phía trước, đẩy lực lấn át lực làm ổn định bánh xe: Điều giúp trì độ ổn định xe chạy đường thẳng * Bán kính quay vịng: Đây góc quay bánh trước trước áp dụng lực từ bánh lái Bánh xe bên bên quay với góc khác để tạo vịng trịn có tâm chung, điều đảm bảo tính quay vịng xe tơ + Giảm lực đánh lái: Khi bánh xe quay sang trái phải, độ lệch lớn, cản trở trình quay bánh xe làm tăng lực cần để lái xe Ngược lại, góc kingpin giảm, lực cần để lái xe giảm + Giảm lực phản hồi: Khi độ lệch lớn, lực đẩy từ động lực phanh tạo mômen xoay lớn quanh trục đứng, tỷ lệ thuận với độ lệch + Tăng độ ổn định đường thẳng: Góc nghiêng trục lái giúp bánh xe tự động quay trở lại vị trí chạy thẳng sau vào đường cong * Độ chụm: Khi nhìn từ xuống, hai bánh xe trước thường hướng vào trong, tạo trạng thái gọi "Độ chụm trong," giúp xe chạy thẳng Ngược lại, "Độ chụm ngoài" xảy bánh xe trước hướng + Độ chụm yếu tố quan trọng việc giảm mài mịn lốp q trình vận hành trì ổn định chuyển động xe Mỗi loại xe sản xuất với thơng số tiêu chuẩn góc đặt bánh xe Nếu thông số không 75 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung điều chỉnh đúng, ảnh hưởng đến thoải mái lái, độ mòn lốp khả vận hành xe Vì vậy, hiểu kiểm tra góc đặt bánh xe phần quan trọng bảo dưỡng xe 76 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Trong tương lai, việc nghiên cứu tối ưu hóa hệ thống lái tơ Toyota Innova đóng vai trị quan trọng việc nâng cao hiệu suất vận hành đảm bảo tính an tồn tối đa cho người dùng Thông qua việc tổng hợp thơng tin phân tích chi tiết cấu, hoạt động tính hệ thống lái mẫu xe này, có hội rút nhận định quan trọng phát triển ứng dụng tương lai Hệ thống lái ô tô Toyota Innova không phần quan trọng việc đảm bảo tính an tồn mà cịn có vai trị khơng thể thiếu việc cải thiện hiệu suất hoạt động xe Cơ cấu lái, hệ dẫn động phận trợ lực thành phần cốt lõi giúp kiểm soát điều khiển xe cách xác linh hoạt Điều đặc biệt quan trọng tình khẩn cấp vận hành loại đường khác Việc đào sâu vào hoạt động hiệu suất hệ thống lái ô tô Toyota Innova giúp tìm hiểu sâu cách thành phần tương tác ảnh hưởng đến trải nghiệm lái độ an tồn Tối ưu hóa hoạt động hệ thống lái khơng cải thiện tính lái mà đảm bảo khả đáp ứng tốt với yêu cầu mong muốn người lái tình Xây dựng mơ hình hệ thống lái trợ lực dầu ô tô Toyota Innova cung cấp cho công cụ mạnh mẽ để dự đốn đánh giá hiệu suất tính an tồn hệ thống Từ đó, có khả tiến xa việc phát triển công nghệ lái xe tiên tiến, tạo cải tiến đáng kể trải nghiệm lái đồng thời nâng cao mức độ an toàn cho người dùng 77 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Thành Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Anycar, “Tổng quan sửa chữa bảo dưỡng hệ thống thước lái ô tô’’,2022 [2] Daihocsaodo, “Nghiên cứu kiểm tra, hiệu chỉnh hệ thống trợ lực lái dòng xe hãng Toyota”,2021 [3] Đức Huy, “Kỹ thuật sửa chữa ô tô, bản”, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2015 [4] Obdhanoi, “Hệ thống lái ô tô: cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động”, 2021 [5] Nguyễn Khắc Trai, “Kết cấu ô tô”, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2020 [6] Thanh Phong Auto, “Hệ Thống Lái Xe Ơ Tơ (Cấu Tạo – Phân Loại – Nguyên Lý)”, 2023 [7] Vương Ngọc Thắng, “Hướng dẫn tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa thước lái xe ô tô", 2022 78