1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Thiết kế, chế tạo xe sinh thái sử dụng động cơ honda wave 110cc

96 0 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 96
Dung lượng 2,38 MB

Cấu trúc

  • 1.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI (19)
    • 1.1.1 Vấn đề khủng hoảng dầu mỏ trên thế giới hiện nay (19)
    • 1.1.2 Mục đích, ý nghĩa của đề tài (20)
  • 1.2 YÊU CẦU, QUY ĐỊNH XE SINH THÁI (21)
    • 1.2.1 Yêu cầu về hình dáng kích thước (21)
    • 1.2.2 Hệ thống phanh (21)
    • 1.2.3 Tầm nhìn trước (21)
    • 1.2.4 Gương chiếu hậu (21)
  • 1.3 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN XE SINH THÁI (22)
    • 1.3.1 Đặc điểm kết cấu xe thiết kế (22)
    • 1.3.2 Phương pháp điều khiển xe chạy (22)
  • Chương 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUNG XE (8)
    • 2.1 YÊU CẦU VỚI KHUNG XE (23)
    • 2.2 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHUNG (23)
      • 2.2.1 Chọn phương án thiết kế khung (23)
      • 2.2.2 Xác định kích thước sơ bộ và thiết kế khung xe (26)
      • 2.2.3 Vật liệu và công nghệ chế tạo khung xe (27)
    • 2.3 THIẾT KẾ, KIỂM NGHIỆM BỀN KHUNG XE (28)
      • 2.3.1 Phương án kiểm tra bền khung xe (28)
      • 2.3.4 Kiểm nghiệm khung xe (35)
  • Chương 3 HỆ THỐNG LÁI XE SINH THÁI (8)
    • 3.1 MÔ TẢ CHUNG HỆ THỐNG LÁI (37)
      • 3.1.1 Các trạng thái quay vòng của xe (37)
      • 3.1.2 Phân loại hệ thống lái (38)
      • 3.1.3 Yêu cầu trên hệ thống lái ô tô (38)
    • 3.2 CÁC BỘ PHẬN HỢP THÀNH HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ (39)
      • 3.2.1 Vành lái (39)
      • 3.2.2 Trục lái (40)
      • 3.2.3 Cơ cấu lái (40)
      • 3.2.4 Dẫn động lái (42)
      • 3.2.5 Các góc đặt bánh xe (44)
    • 3.3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE SINH THÁI SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ HONDA WAVE 110cc (49)
      • 3.3.1 Lựa chọn góc đặt bánh xe trên xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu (49)
      • 3.3.2 Lựa chọn phương án dẫn động lái (50)
      • 3.3.3 Tính toán động học hình thang lái (52)
    • 3.4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE SINH THÁI SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ (54)
    • 3.5 KIỂM TRA BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG LÁI (55)
      • 3.5.1 Xác định mômen cản quay vòng (55)
      • 3.5.2 Kiểm tra bền trục lái (57)
      • 3.5.3 Kiểm tra bền đòn quay đứng (59)
      • 3.5.4 Kiểm tra bền các thanh kéo (62)
      • 3.5.5 Kiểm tra bền đòn bên (66)
      • 3.5.6 Kiểm tra bền rôtuyn (66)
  • Chương 4 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC (8)
    • 4.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC (69)
      • 4.1.1 Tổng quan hệ thống truyền lực trên xe máy (69)
      • 4.1.2 Cấu tạo chung của hệ thống truyền lực (70)
      • 4.1.3 Cơ sở để tính toán hệ thống truyền lực (74)
      • 4.1.4 Tỷ số truyền của một số dòng xe thông dụng (77)
    • 4.2 LỰA CHỌN KIỂU TRUYỀN ĐỘNG (78)
      • 4.2.3 Tận dụng quán tính của xe (81)
    • 4.3 TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC (81)
      • 4.3.1 Tính lực cản lăn (81)
      • 4.3.2 Tính lực cản không khí (82)
      • 4.3.3 Tính tỷ số truyền (83)
      • 4.3.4 Tính lực kéo của xe (84)
      • 4.3.5 Kiểm nghiệm xích theo độ bền (87)
      • 4.3.6 Kiểm nghiệm đĩa xích (88)
  • KẾT LUẬN (36)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (92)
  • PHỤ LỤC (93)

Nội dung

MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Vấn đề khủng hoảng dầu mỏ trên thế giới hiện nay

Trong báo cáo về tình hình năng lượng năm 2012 của liên hợp quốc, các chuyên gia cảnh báo thế giới đang đối diện với tình trạng cạn kiệt dầu mỏ Theo mức tiêu dùng hiện nay, loại "vàng đen" này sẽ hết trong vòng 49 năm nữa

Trong khi dầu mỏ có thể cạn kiệt vào năm 2060 thì các chuyên gia cho rằng trữ lượng khí đốt dồi dào hơn, nhưng lại có những thách thức về hậu cần và vận chuyển; than đá nhiều, nhưng là thủ phạm gây ra khí thải cacbon Các nguồn năng lượng khác chỉ có thể phát triển độc lập nếu giá dầu vẫn ở mức cao, có nghĩa là giá dầu thế giới phải ở mức cao trong thời gian dài để thế giới có thể dần từ bỏ việc sử dụng dầu Năng lượng hạt nhân là đáng quan tâm, nhưng với cuộc khủng hoảng hạt nhân tại Nhật Bản hiện nay, các nước dường như sẽ thận trọng với loại năng lượng này, ít nhất là trong tương lai gần Báo cáo của ngân hàng HSBC viết: "Với giá dầu ở mức hơn 100 USD/thùng, các sản phẩm thay thế dầu thô như dầu cát và chất lỏng tổng hợp sẽ được phát triển nhiều hơn tuy nhiên do công nghệ chưa phát triển và nguồn nhiên liệu cung ứng để ứng dụng và phát triển công nghệ mới này là không đủ"

Dự báo thế giới sẽ cạn kiệt dầu mỏ sau 49 năm nữa được ước tính dựa trên mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu hiện nay Nhưng theo phân tích, dự đoán mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu tiếp tục tăng, khi các thị trường đang nổi phát triển nền kinh tế của họ: Nhu cầu dầu mỏ tăng thêm 110%, lên hơn 190 triệu thùng/ngày (so với mức 90 triệu thùng/ngày hiện nay) khi có thêm hàng tỷ chiếc xe ô tô sẽ lăn bánh trên đường, khi thu nhập tại các nền kinh tế đang nổi tăng lên Nhu cầu tổng năng lượng sẽ tăng gấp đôi khi các nền kinh tế đang nổi tiếp tục mức tăng trưởng mạnh

Lượng khí thải cacbon trong khí quyển sẽ tăng gấp đôi, tức gấp 3 đến 5 lần số lượng khí thải được khuyến cáo để giữ cho nhiệt độ trái đất ở mức an toàn Nhưng điểm chính trong báo cáo của ngân hàng HSBC là sản lượng năng lượng của thế giới vào năm 2050 sẽ không có khả năng đáp ứng nhu cầu của thế giới Việc phát hiện những mỏ dầu mới ngày càng khó khăn hơn Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) ước tính rằng từ năm 1990, trữ lượng dầu phát hiện mới hàng năm chỉ đủ bù một nửa sản

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 1 lượng khai thác Điều đáng quan ngại không kém là quy mô các mỏ mới được phát hiện đang giảm và chỉ bằng 1/10 quy mô của những mỏ được phát hiện trong những năm 1960 Mặc dù không có những giải pháp dễ dàng để giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng, nhưng HSBC khuyến nghị phát triển các loại xe ô tô tiết kiệm năng lượng hơn nữa, bởi vì số xe chở khách chiếm tới hơn một nửa nhu cầu năng lượng trong giao thông, sẽ tăng mạnh khi số ô tô/1.000 dân của Trung Quốc sẽ tăng từ mức 22 xe hiện nay lên 350 xe; và Ấn Độ tăng từ 55 xe lên 200 xe vào năm 2050 Bất chấp những nỗ lực này, tất cả các dấu hiệu đều cho thấy thế giới đang bước vào một kỷ nguyên giá năng lượng cao do không thể khuyến khích việc tiết kiệm năng lượng và phát triển các nguồn nhiên liệu thải ít khí cacbon nếu giá các loại nhiên liệu hóa thạch không tiếp tục tăng cao hơn nữa. Ngoài ra, thời gian trước khi có các giải pháp thay thế thường rất dài, do vậy việc tạm thời thiếu các loại nhiên liệu hóa thạch sẽ kéo dài và khi giá dầu trở nên quá nhạy cảm cả với sự mất cân bằng nhỏ giữa cung - cầu năng lượng Một lý do nữa là việc đáp ứng các mục tiêu tăng trưởng sẽ dễ dàng hơn việc đáp ứng các mục tiêu biến đổi khí hậu.

Và để sự chuyển tiếp của thế giới năm 2050 diễn ra suôn sẻ, các chính phủ cần phối hợp và có những hành động ngăn chặn, trước khi việc cạn kiệt dầu mỏ bắt đầu gây khó khăn cho thế giới Một trong những biện pháp được các nhà chuyên môn trong lĩnh vực ôtô đưa ra đó là phải cải tiến kỹ thuật, chế tạo những loại xe có khả năng tiết kiệm nhiên liệu cao.

Mục đích, ý nghĩa của đề tài

Sau gần ba tháng làm việc, đội chúng em đã thiết kế xong một chiếc xe hoàn chỉnh để tham dự cuộc thi lại xe sinh thái – tiết kiệm nhiên liệu do công ty Honda Việt Nam tổ chức Trong quá trình làm xe ngoài việc thiết kế chế tạo theo kinh nghiệm thì cần có các tính toán để đảm bảo độ chính xác và tối ưu cho xe tham gia cuộc thi Do đó đề tài này là sự bổ sung hoàn thiện cho quá trình thiết kế xe từ khâu tính toán cho tới khâu chế tạo sản phẩm và đóng góp cơ sở lý thuyết cũng như kinh nghiệm thực tế mà chúng em thu được cho đội tuyển của trường các năm tiếp theo

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 2

YÊU CẦU, QUY ĐỊNH XE SINH THÁI

Yêu cầu về hình dáng kích thước

- Hình dáng của xe tham gia cuộc thi cả khi đỗ và khi chạy phải có 3 bánh trở lên và phải đứng vững bằng đúng cấu trúc xe

- Chiều cao xe tính từ mặt đất không được quá 1,8m

- Khoảng cách giữa bánh trước và bánh sau tạo thành kích thước hông xe không được nhỏ hơn 1m

- Khoảng cách giữa bánh xe bên trái và bên phải tạo thành kích thước đầu xe không được nhỏ hơn 0,5m

- Chiều dài xe tính từ điểm đầu đến điểm cuối xe không vượt quá 3,5 m

- Chiều rộng xe tính từ bên trái sang bên phải không vượt quá 2,5m

- Phần ống xả nhô ra khỏi thân xe không vượt quá 10cm

- Vì sự an toàn của người lái xe, phần thân xe phải thiết kế sao cho phần mũ bảo hiểm của người lái xe không rơi vào phần sau của trục xe trước Bên cạnh đó, cấu trúc xe phải thiết kế giúp phần đầu của người lái xe có thể tránh khỏi những va đập trực tiếp lên các trướng ngại vật bên ngoài.

Hệ thống phanh

Mỗi xe tham gia cuộc thi phải có ít nhất 2 hệ thống phanh và mỗi hệ thống phanh phải hoạt động độc lập với bàn đạp phanh hoặc tay phanh Ngoài ra, khi các hệ thống phanh được lắp chắc chắn vào khung xe đều phải hoạt động hiệu quả.

Tầm nhìn trước

Ở vị trí lái thông thường, người lái xe phải có thể quan sát được mặt trước bằng mắt thường Tầm nhìn trước phải là một góc quay giữa trái và phải > = 90 độ và không được sử dụng thiết bị quan sát khác như kính viễn vọng hoặc kính phản xạ.

Gương chiếu hậu

Gương chiếu hậu Mỗi xe tham gia phải lắp đặt gương chiếu hậu ở cả 2 cánh trái và cánh phải, mỗi bên một cái, để người lái có thể dễ quan sát phía sau Gương chiếu hậu phải có khung an toàn bao quanh gương và diện tích bề mặt phải ít nhất là 40cm2

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 3

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN XE SINH THÁI

Đặc điểm kết cấu xe thiết kế

Để tiết kiệm nhiên liệu đến mức tối đa, chiếc xe phải có khối lượng nhỏ, kết cấu đơn giản nhưng vẫn phải đảm bảo sự chắc chắn, giảm được hao phí do ma sát, có kết cấu khí động học hợp lý để giảm lực cản gió Do vậy, xe thiết kế có những đặc điểm về kết cấu như sau:

- Xe có 3 bánh, 2 bánh dẫn hướng phía trước và 1 bánh chủ động phía sau. Bánh xe được chọn là bánh xe đạp

- Xe sử dụng 2 hệ thống phanh chuyên dụng dành cho xe đạp, cùng tác dụng lên bánh sau

- Động cơ của xe thiết kế được cắt bổ, loại bỏ bớt phần cacte, hộp số để giảm tiêu hao công suất, giảm không gian động cơ chiếm chỗ, giành không gian cho người lái, giảm kích thước của xe.

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUNG XE

YÊU CẦU VỚI KHUNG XE

Khung sườn xe được thiết kế, chế tạo dựa trên cuộc thi “Cuộc thi Lái xe sinh thái Tiết kiệm nhiên liệu” của hãng HONDA

Kết cấu đảm bảo cho xe thiết kế có các thông số không vi phạm tiêu chí của cuộc thi xe sinh thái

- Độ cứng vững, đồ bền cao cùng với thời gian phục vụ của xe

- Kết cấu gọn nhẹ, dễ bố trí các chi tiết, cụm chi tiết của xe

- Đảm bảo hành trình hoạt động của hệ thống treo

- Kết cấu hợp lí để hạ thấp trọng tâm của xe

Khung xe trước tiên là dùng để tạo nên độ cứng vững cho xe, đảm bảo an toàn cho người trên xe, các tải trọng trên xe, các phần tử khác trên xe khi tham gia cuộc thi Khung xe còn là khuôn để định vị và lắp các hệ thống lái, động cơ, bánh xe…

Một vai trò nữa đó là khung dùng để định hình và lắp vỏ xe tạo nên tính thẩm mỹ cho xe thiết kế

Do mục đích sử dụng, do chế độ khai thác và tải trọng của xe nên khung xe phải có kết cấu hợp lý, hình dạng thích hợp để có thể bố trí lắp đặt các cụm, hệ thống, thiết bị khác trên xe, đồng thời phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản về độ cứng vững, độ bền và độ an toàn tuyệt đối cho người lái

- Độ cứng vững, đồ bền cao cùng với thời gian phục vụ của xe

- Kết cấu gọn nhẹ, dễ bố trí các chi tiết, cụm chi tiết của xe

- Kết cấu hợp lí để hạ thấp trọng tâm của xe.

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHUNG

2.2.1 Chọn phương án thiết kế khung

2.2.1.1 Phân tích phương án thiết kế khung

Loại xe này dùng chủ yếu cho phục vụ cho cuộc thi, chạy với tốc độ thấp ( tối đa khoảng 50 km/h), được thiết kế 01 chỗ duy nhất cho người lái Căn cứ vào đó ta có thể giới hạn các loại khung có thể dùng để làm cơ sở tham khảo cho việc thiết kế

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 5

2.2.1.2 Chọn phương án thiết kế khung

Sau khi lựa chọn được loại khung và vỏ cùng chịu lực thì ta điểm qua một số loại khung sử dụng trên các xe thể thao, xe con, xe du lịch, trên cơ sở đó kết hợp với điều kiện thực tế để chọn loại khung thích hợp

- Khung chịu lực loại dầm dọc ở hai bên Đặc điểm cấu tạo chủ yếu của loại khung này là 2 dầm dọc Các xà dọc và xà ngang được chế tạo bằng thép và được nối với nhau bằng mối ghép đinh tán hạn hữu nối với mối ghép hàn

Tiết diện các xà ngang, hình dáng và khoảng cách cũng như kiểu chọn loại bố trí xà ngang phụ thuộc vào chế độ tải trọng đặt lên khung, việc bố trí các hệ thống như động cơ, hộp số gắn lên chúng Vật liệu chế tạo thanh xà ngang thường dùng là các loại thép các bon thấp và trung bình như 20, 25, 30T

Các xà dọc thì dùng lọai tiết diện hình ống, hộp, hình chữ C Trong số đó thì loại thép dập chữ C là loại được dùng phổ biến nhất Bên cạnh đó để giảm trọng tâm của xe, thì ta uốn xà dọc vòng lên ở vị trí đỡ các cầu xe

Ngoài ra thì trên xà dọc khoan nhiều lỗ nhằm mục đích nối với vỏ xe hay các cụm khác bằng bulong, đinh tán Ngoài ra còn để nhiều lỗ trống để khung chịu ứng suất đều Ưu điểm: Khung gầm loại này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp, có giá thành rẻ, phù hợp với sản xuất đơn chiếc, dễ bảo dưỡng sữa chữa

Nhược điểm: Vì có cấu trúc 2 chiều nên độ cứng xoắn thấp hơn hẳn so với các loại khung gầm khác, đặc biệt là khi chịu tác động của trọng tải đứng hoặc xóc nảy lên. Ngày nay nhiều loại ô tô dùng loại khung này từ xe du lịch, khách đến xe tải

- Khung chịu lực loại dầm dọc ở giữa Đặc điểm của loại khung gầm hình xương sống rất đơn giản: Cũng như loại khung có cấu trúc hai dầm dọc, loại khung này các xà ngang và xà dọc được chế tạo từ thép Xà dọc là một xương sống có tiết diện hình ống rắn chắc (thường cắt hình chữ nhật)

Các xà ngang được ghép vào dầm dọc ở giữa bằng mối ghép hàn và mối ghép đinh tán. Việc bố trí các xà ngang về số lượng, tiết diện và khoảng cách nó còn tùy thuộc vào

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 6 việc ta chọn bố trí các cụm như động cơ, hộp số, ghế ngồi trên khung Vật liệu chế tạo thanh xà ngang thường dùng là các loại thép cacbon thấp và trung bình như 20, 25, 30T Ưu điểm: Thích hợp cho dòng xe thể thao loại nhỏ Dễ chế tạo bằng tay kéo theo chi phí thấp đối với các dây chuyền sản xuất qui mô nhỏ Cấu trúc đơn giản giúp giảm chi phí Tiết kiệm không gian hơn cả loại khung gầm liền khối

Nhược điểm: Khung gầm xương sống không thể bảo vệ người lái trong các vụ va chạm Do đó, nó cần đi kèm các thiết bị bù khác trong thân xe Chế tạo đơn chiếc hoặc bằng tay khó khăn

- Khung chịu lực loại hỗn hợp (hay hình chữ X)

Loại khung này là kết hợp được nhiều ưu điểm của hai loại khung trên

Tuy có kết cấu khác với hai loại khung trên, tuy nhiên loại khung có kết cấu hình chữ X cũng có những đặc điểm tương tự như hai loại khung trên Các xà dọc và xà ngang được chế tạo bằng thép và được nối với nhau bằng mối ghép đinh tán hãn hữu nối với mối ghép hàn

Tiết diện các xà ngang, hình dáng và khoảng cách cũng như kiểu chọn loại bố trí xà ngang phụ thuộc vào chế độ tải trọng đặt lên khung, việc bố trí các hệ thống như động cơ, hộp số gắn lên chúng Vật liệu chế tạo thanh xà ngang thường dùng là các loại thép các bon thấp và trung bình như 20, 25, 30T

Các xà dọc thì ta có thể dùng lọai tiết diện hình ống, hộp, hình chữ C Trong số đó thì loại thép dập chữ C là loại được dùng phổ biến nhất Bên cạnh đó để giảm trọng tâm của xe, thì ta uốn xà dọc vòng lên ở vị trí đỡ các cầu xe Ưu điểm: Có độ cứng vững tốt, chịu được độ xoắn cao, dễ bố trí các hệ thống cũng như thiết bị, đảm bảo tính an toàn cao cho các hệ thống và thiết bị trên ô tô

Nhược điểm: có khối lượng lớn, chế tạo phức tạp, giá thành đắt và chỉ phù hợp với sản xuất hàng loạt

Với tất cả các phân tích ở trên, để thiết kế phù hợp với điều kiện tải trọng nhỏ, tốc độ thấp, chủ yếu phục vụ cuộc thi, vận hành trong đường bằng phẳng và để thuận lợi trong việc bố trí các hệ thống trên xe Do đó mà chúng em quyết định chọn loại khung với hai dầm dọc chịu lực chính ở hai bên và các dầm ngang trên nền 2 dầm dọc.

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 7

2.2.2 Xác định kích thước sơ bộ và thiết kế khung xe

2.2.2.1 Xác định kích thước sơ bộ của khung xe

HỆ THỐNG LÁI XE SINH THÁI

MÔ TẢ CHUNG HỆ THỐNG LÁI

Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ô tô khi cần thiết

Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếp nhận lực tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ vô lăng tới cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới các thanh dẫn động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng. Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vô lăng một lực Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên mặt vuông góc với bánh xe Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng phải quay quanh một tâm quay tức thời khi quay vòng

3.1.1 Các trạng thái quay vòng của xe

Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là quá trình phức tạp Khi xe chuyển động trên đường vòng với tốc độ thấp thì ứng với mỗi vị trí góc quay của vành tay lái nhất định vl xe sẽ quay vòng với một bán kính quay vòng

R0 tương ứng Đây có thể coi là trạng thái quay vòng tĩnh (quay vòng đủ)

Trong thực tế xe thường chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy quá trình quay vòng là động, trạng thái quay vòng đủ ít xảy ra mà thường gặp là trạng thái quay vòng thiếu và quay vòng thừa xảy ra trên cơ sở của việc thay đổi tốc độ chuyển động, sự đàn hồi của lốp và hệ thống treo

Khi quay vòng thiếu, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R0 người lái phải tăng góc quay vành lái một lượng vl Khi quay vòng thừa, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R0 người lái phải giảm góc quay vành lái một lượng vl

Quay vòng thừa và quay vòng thiếu là những trạng thái quay vòng nguy hiểm, làm mất tính ổn định và tính điều khiển của xe vì chúng gia tăng lực ly tâm (vận tốc quay vòng của xe tăng kéo theo lực ly tâm khi quay vòng tăng) Ở những trạng thái này yêu cầu người lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt Vấn đề chất tải, độ đàn hồi của

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 19 lốp cũng có ảnh hưởng tới tính năng quay vòng và tính an toàn chuyển động của xe, đặc biệt là những xe có vận tốc lớn

3.1.2 Phân loại hệ thống lái

Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ôtô :

- Phân loại theo phương pháp chuyển hướng

- Phân loại hệ thống lái theo đặc tính truyền lực

- Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái

- Phân loại theo cách bố trí vành lái

3.1.3 Yêu cầu trên hệ thống lái ô tô

Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ô tô là hệ thống lái Theo đó hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau: Đảm bảo tính năng vận hành cao của ô tô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh và ngặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé

Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái Đảm bảo được động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt lết khi quay vòng

Hệ thống trợ lực phải có tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ giữa sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của bánh xe dẫn hướng

Tránh va đập truyền ngược từ bánh xe lên vành lái

Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống treo trước không ảnh hưởng đến động học cơ cấu lái

Giữ chuyển động thẳng ổn định

Hệ thống lái phải bố trí thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 20

CÁC BỘ PHẬN HỢP THÀNH HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ

Hình 3.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống lái

1 Vành lái 6 Hình thang lái

2 Trục lái 7 Đòn quay ngang

3 Cơ cấu lái 8 Trụ xoay đứng 4 Đòn quay đứng 9 Bánh xe

Vành lái có dạng vành tròn Lực của người lái tác dụng lên vành lái tạo ra mô men quay để hệ thống lái làm việc Mô men tạo ra trên vành lái là tích số của lực người lái trên vành tay lái với bán kính của vành lái

Mvl : Mô men vành lái

Pl : Lực mà người lái tạo ra trên vành lái rvl : Bán kính vành lái

Vành lái của bất kỳ loại ô tô nào cũng có độ rơ nhất định, với xe con không được vượt quá 8 0

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 21

Trục lái có nhiệm vụ truyền mômen lái xuống cơ cấu lái Trục lái gồm có trục lái chính có thể chuyển động truyền chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái và ống trục lái để cố định trục lái vào thân xe Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp thụ va đập

Cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có va đập mạnh hoặc khi tai nạn xảy ra

Cơ cấu lái là bộ giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động của người lái đến các bánh xe dẫn hướng Tỷ số truyền của cơ cấu lái thường bằng 18 đến 20 đối với xe con và bằng từ 21 đến 25 đối với xe tải

3.2.3.1 Các yêu cầu của cơ cấu lái

Cơ cấu lái cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:

- Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe

- Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch để các va đập từ mặt đường được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái

- Đảm bảo thay đổi trị số của tỷ số truyền khi cần thiết

- Đơn giản trong việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp của cơ cấu lái

- Độ rơ của cơ cấu lái là nhỏ nhất

- Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp và tuổi thọ cao

- Chiếm ít không gian và dễ dàng tháo lắp

Sự đàn hồi của hệ thống lái có ảnh hưởng tới sự truyền các va đập từ mặt đường lên vô lăng Độ đàn hồi càng lớn thì sự va đập truyền lên vô lăng càng ít, nhưng nếu độ đàn hồi lớn quá sẽ ảnh hưởng đến khả năng chuyển động của xe Độ đàn hồi của hệ thống lái được xác định bằng tỷ số góc quay đàn hồi tính trên vành lái vô lăng và mô men đặt trên vành lái Độ đàn hồi của hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi của các phần tử như cơ cấu lái, các đòn dẫn động …

3.2.3.2 Tỉ số truyền của cơ cấu lái

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 22

Tỷ số truyền cơ cấu lái 𝒊𝒄 là tỷ số giữa góc quay của bánh lái và góc quay của đòn quay đứng d    i c = d= 

 : góc quay đòn quay đứng

Tỷ số truyền của cơ cấu lái đảm bảo tăng mômen từ vành lái đến các bánh xe dẫn hướng Tỷ số truyền lớn sẽ giảm lực đánh lái nhưng người lái phải quay vô lăng nhiều hơn khi quay vòng

Vấn đề chọn tỷ số truyền của cơ cấu lái trên cơ sở ứng với 1 đến 2 vòng quay của vô lăng thì bánh xe phải quay được tối đa từ 35 0 đến 45 0 từ vị trí trung gian trở đi

Trong phạm vi góc quay   /2 thì tỷ số truyền của cơ cấu lái có giá trị cực đại đảm bảo chính xác cao trong khi lái ô tô trên đường thẳng với tốc độ cao và giúp lái nhẹ nhàng vì đa số thời gian lái là quay vành lái một góc nhỏ quanh vị trí trung gian. Ngoài việc lái nhẹ ra, cơ cấu lái có tỷ số truyền thay đổi theo qui luật như thế sẽ giảm ảnh hưởng của những va đập từ bánh dẫn hướng lên vành lái

Khi  > /2 thì i c giảm rất nhanh, ở hai rìa của đồ thị thì i c hầu như không thay đổi Ở đoạn này khi quay vành lái một góc nhỏ thì bánh dẫn hướng quay một góc lớn giúp khả năng quay vòng của ô tô tốt hơn

3.2.3.3 Tỷ số truyền của dẫn động lái i d

Tỷ số truyền này phụ thuộc vào kích thước và quan hệ của các cánh tay đòn. Trong quá trình bánh xe dẫn hướng quay vòng giá trị của các cánh tay đòn sẽ thay đổi. Trong các kết cấu hiện nay i d thay đổi không nhiều lắm: i d = 0,9  1,2

3.2.3.4 Tỷ số truyền lực của hệ thống lái i l

Là tỷ số giữa tổng lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng và lực đặt lên vành lái cần thiết để khắc phục lực cản quay vòng pc il pl

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 23 pc = M c c , pl = M r l

Mc : Mômen cản quay vòng của bánh xe c : Cánh tay đòn quay vòng tức là khoảng cách từ tâm mặt tựa của lốp đến đường trục đứng kéo dài

Ml : Mômen lái đặt trên vành lái r : Bán kính vành tay lái

Bán kính vành tay lái ở đa số ô tô hiện nay là 200  250 mm và tỷ số truyền góc ig không vượt quá 25 vì vậy 𝑖𝑙 không được lớn quá, 𝑖𝑙 hiện nay chọn trong khoảng từ

Dẫn động lái gồm những chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng quay của bánh xe Dẫn động lái phải đảm bảo các chức năng sau:

- Nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng

- Đảm bảo quay vòng của các bánh xe dẫn hướng sao cho không xảy ra hiện tượng trượt bên lớn ở tất cả các bánh xe, đồng thời tạo liên kết giữa các bánh xe dẫn hướng

- Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang và đòn kéo bên Nhờ hình thang lái nên khi quay vô lăng một góc thì các bánh xe dẫn hướng sẽ quay đi một góc nhất định Hình thang lái có thể bố trí trước hoặc sau cầu dẫn hướng tùy theo bố trí chung

3.2.4.1 Quan hệ hình học ACKERMAN

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 24

Quan hệ hình học ACKERMAN biểu thị quan hệ góc quay của các bánh xe dẫn hướng quanh trục đứng với giả thiết tâm quay tức thời của xe nằm trên đường kéo dài của tâm trục cầu sau

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE SINH THÁI SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ HONDA WAVE 110cc

3.3.1 Lựa chọn góc đặt bánh xe trên xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu

Tương tự như ô tô thông thường ta cũng cần đặt các góc lái để xe có thể chạy ổn định khi tiến thẳng và có khả năng phục hồi tiến thẳng sau khi xe quay vòng

Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber) Ở xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu này có những đặc điểm đặc trưng không giống với các chiếc ô tô bình thường, đó là để đảm bảo mục tiêu giành thành tích trong cuộc thi Chính vì một số đặc điểm như: xe chạy ở tốc độ thấp (tốc độ tối đa chỉ khoảng 50 km/h ) và tải trọng nhỏ ( tính tổng cả khối lượng xe và người lái khoảng 95-100 kg ) vì vậy góc Camber sẽ lấy theo video hướng dẫn chế tạo của Honda cung cấp và bằng 0

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 31

Góc nghiêng dọc trụ đứng và chế độ lệch dọc (Caster và khoảng Caster) Đối với các xe hiện đại thì trị số của góc Caster bằng khoảng từ 0 0 đến 3 0

Dựa vào kinh nghiệm thực tế từ cuộc thi những năm trước và hướng dẫn chế tạo ta chọn được góc Caster bằng 3 0

Góc nghiêng ngang trụ đứng (Kingpin)

Dựa theo video hướng dẫn chế tạo của ban tổ chức cung cấp và thực tế làm xe ta chọn góc kingpin bằng 7 0

Các góc đặt được chọn ở trên có thể chưa phải là tốt nhất nhưng có thể giúp xe chuyển động ổn định khi đi thẳng, quay vòng Độ chụm và độ mở (góc doãng)

Với xe sinh thái ta lấy độ chụm bằng 0 o (tức là a = b) để giảm cản trở khi xe chạy, đảm bảo độ ổn định khi chạy trên đường thẳng

Bảng 3.1: Các góc đặt trên xe sinh thái

3.3.2 Lựa chọn phương án dẫn động lái

3.3.2.1 Các phương án dẫn động lái:

Phương án 1: Dẫn động lái bằng cơ cấu xoay cùng lúc 2 thanh lái Mỗi thanh lái cho một bên bánh xe

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 32

Hình 3.8 Phương án dẫn động lái bằng 2 thanh lái độc lập cho mỗi bên - Ưu điểm: kết cấu đơn giản, giảm chiều cao vỏ trước xe

- Nhược điểm: Khi bán kính quay vòng nhỏ, cần đánh lái với một góc lớn hoặc người lái dùng lực đánh lái thừa sẽ làm cho bánh trước bị chụm quá gây nguy hiểm Việc điều chỉnh độ chụm cần chính xác và giống nhau cho mỗi thanh lái

Phương án 2: Sử dụng thanh ngang nối 2 bên bánh xe và thanh lái để điều khiển quay vòng

- Ưu điểm: Chế tạo đơn giản, đáp ứng được khả năng đánh lái khi góc đánh lái lớn (bán kính vòng cua nhỏ)

- Nhược điểm: Kết cấu phức tạp hơn so với phương án 1, đòn quay đứng làm cho vỏ trước của xe cao lên ảnh hưởng đến tầm nhìn Kết luận:

Từ những ưu nhược điểm của các phương án trên cộng với kinh nghiệm của những năm trước và khả năng thực tế Nhóm làm xe đã lựa chọn phương án 2 làm cơ cấu dẫn động lái

Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái đantô, nó được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang và các đòn kéo bên Sự quay vòng của xe rất phức tạp, để đảm bảo mối quan hệ động học của các bánh xe phía trong và phía ngoài khi quay vòng là một điều khó thực hiện Hiện nay người ta chỉ đáp ứng gần đúng mối quan hệ động học đó bằng hệ thống khâu khớp và đòn kéo tạo lên hình thang lái Với xe thiết kế có

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 33 hệ thống treo phụ thuộc, do đó chọn phương án dẫn động lái với hình thang lái Đantô (hình thang lái 4 khâu)

3.3.3 Tính toán động học hình thang lái

Nhiệm vụ của tính toán động học hình thang lái là xác định những thông số tối ưu của hình thang lái, đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫn hướng

3.3.3.1 Xây dựng đường cong lý thuyết

Khi xe đi thẳng các đòn bên tạo với phương dọc một góc  Khi ôtô quay vòng với các bán kính quay vòng khác nhau mà quan hệ giữa  và  vẫn được giữ nguyên như công thức trên thì hình thang lái Đantô không thể thoả mãn hoàn toàn được Tuy nhiên ta có thể chọn một kết cấu hình thang lái sao cho sai lệch với quan hệ lý thuyết trong giới hạn cho phép tức là độ sai lệch giữa góc quay vòng thực tế và lý thuyết cho phép lớn nhất ở những góc quay lớn không được vượt quá 1,5 độ

Khi xe quay vòng để đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng không bị trượt lết hoặc trượt quay thì đường vuông góc với các véc tơ vận tốc chuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm, điểm đó là tâm quay vòng tức thời của xe

Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý quay vòng

Từ lý thuyết quay vòng, để bánh xe lăn tinh khi quay vòng thì hệ thống lái phải đảm bảo mối quan hệ dưới đây của các bánh xe dẫn hướng

𝐵 𝑐𝑜𝑡 𝑔𝛼 − 𝑐𝑜𝑡 𝑔𝛽 SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 34

B : Khoảng cách giữa hai đường tâm trụ đứng, B 0 (mm)

L : Chiều dài cơ sở của xe, L = 1600 (mm)

 : Góc quay bánh xe dẫn hướng phía ngoài

 : Góc quay bánh xe dẫn hướng phía trong

Xác định góc quay lớn nhất của bánh xe dẫn hướng phía trong max:

𝑅 𝑚 𝑖 𝑛 − 𝐿 Với : Rmin – là bán kính quay vòng nhỏ nhất của xe, Rmin = 3.7(m)

Từ qua các phép biến đổi ta có :

Thay số vào ta có phương trình: α = 44 o 6’

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 35

Các thông số của hình thang lái:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE SINH THÁI SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ

Vị trí Tên gọi Số lượng

1 Tay khớp dẫn hướng bị động 01

2 Tay khớp dẫn hướng chủ động 01

5 Trục lái và đòn quay đứng 01

Hình 3.11 Mô hình thiết kế hệ thống lái trên phần mềm Solidwords

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 36

HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

4.1.1 Tổng quan hệ thống truyền lực trên xe máy

Hệ thống truyền lực cơ bản của xe gắn máy được mô tả trong sơ đồ dưới đây

Nhiệm vụ của hệ thống truyền lực của xe máy là truyền chuyển động từ trục khuỷu động cơ đến trục bánh chủ động, đáp ứng các chế độ hoạt động của động cơ và xe máy

- Truyền lực đến bánh xe chủ động (truyền xích, truyền các đăng, truyền bánh răng)

Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống truyền lực trên xe máy

2 Cụm đầu xilanh 9 Bánh răng lớn (bộ truyền sơ cấp)

4 Piston 11 Trục thứ cấp hộp số

5 Chế hòa khí 12 Nhông xích nhỏ

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 51

7 Bánh răng nhỏ 14 Nhông xích to

- Hệ thống truyền động có điều khiển

- Hệ thống truyền động có điều khiển li hợp và số

- Hệ thống truyền động có điều khiển số và li hợp tự động

- Hệ thống truyền động tự động

- Hệ thống truyền động tự động có số (li hợp tự động và số tự động)

- Hệ thống truyền động tự động không số (li hợp tự động và chuyển số không bậc) còn gọi là hệ thống truyền động tự động vô cấp

4.1.2 Cấu tạo chung của hệ thống truyền lực

Công dụng: Ly hợp được bố trí giữa động cơ và hộp số, nó có nhiệm vụ truyền lực từ động cơ ra các hệ thống phía sau trong các trường hợp khởi động, hoặc dừng xe hay khi chuyển đổi số

- Bộ ly hợp truyền chuyển động từ trục khuỷu sang hộp số nhanh, vững chắc, êm dịu…

- Cắt tạm thời sự chuyển động của trục khuỷu lúc khởi động, vào số, chuyển số, động cơ vận hành nhưng không chạy xe…

- Bảo đảm an toàn cho động cơ khi bị quá tải

Ly hợp còn gọi là côn, cần đạt các yêu cầu kĩ thuật sau:

- Truyền được mô men lớn mà không trượt

- Nối và cắt nhẹ nhàng

- Khi cắt ly hợp phải tách rời hoàn toàn phần phát động với phần tiếp động

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 52

Hình 4.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống truyền lực

1 Bộ truyền sơ cấp 3 Bánh răng hộp số

2 Ly hợp 4 Bộ truyền thứ cấp

Lý do tại sao động cơ phải được ngắt với các hệ thống phía sau: là vì khi ở tốc độ động cơ thấp, mômen động cơ sinh ra nhỏ và không thể dẫn động được bánh sau

Không thể khởi động được động cơ nếu như bánh sau nối trực tiếp với động cơ. Khi khởi động mà động cơ không được ngắt truyền động với bánh sau sẽ có thể làm cho xe đột ngột chồm về phía trước và rất nguy hiểm

Chính vì vậy mà phải ngắt ly hợp đến khi tốc độ động cơ đạt được giá trị nhất định Có nghĩa là động cơ được khởi động khi ngắt truyền động với bánh sau Khi mômen động cơ sinh ra đủ lớn để dẫn động bánh sau thì ly hợp sẽ từ từ được đóng lại để làm xe chuyển động một cách êm ái Trong quá trình hoạt động, cần phải thay đổi tốc độ động cơ và mômen và thay đổi số truyền phù hợp với điều kiện hoạt động của xe và điều kiện đường xá Khi chuyển đổi số, ly hợp phải được ngắt để tránh hư hỏng bánh răng do xung lực va đập

4.1.2.2 Hộp số và cơ cấu sang số

Hộp số được bố trí ở giữa ly hợp và bộ truyền thứ cấp (truyền động ra bánh xe sau) Hộp số cho phép thay đổi các số truyền để phù hợp với điều kiện đường và hoạt động, ví dụ như khi bắt đầu chuyển động, khi tăng tốc, leo dốc, tình trạng mặt đường, sức cản gió để thay đổi tốc độ và mômen tại bánh xe sau

Lý do tại sao phải thay đổi tỷ số truyền: Khi xe bắt đầu chuyển bánh hoặc leo dốc, không cần tốc độ phải cao nhưng yêu cầu mômen kéo phải lớn Nói cách khác,

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 53 khi xe chạy trên đường phẳng, cần tốc độ chạy cao, mômen kéo không cần lớn Để tăng thêm mômen kéo, phải áp dụng các bộ giảm tốc sơ cấp và thứ cấp Hơn nữa, cần phải điều khiển mômen động cơ tuỳ thuộc vào điều kiện đường tránh sự quá tải cho động cơ

- Sự chuyển đổi số thực hiện bởi người lái Hộp số bánh răng (sử dụng rất phổ biến trên xe gắn máy)

- Tốc độ tự động thay đổi theo tốc độ động cơ và tải Hộp số thuỷ lực, loại dây đai chữ V, hộp số 2 tốc độ, hộp số liên kết với ly hợp tự động (chủ yếu sử dụng trên xe ga và xe loại nhỏ)

Theo sách lý thuyết ô tô máy kéo ta có: it = nn be

Trong đó: it : Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ne:

Số vòng quay của trục khuỷu

Hình 4.3 Sơ đồ cấu tạo hộp số trên động cơ xe máy Honda Wave 110cc

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 54 ộng. đ a bánh xe chủ y củ vòng qua

1 Cần đẩy 6 Bánh răng trượt

2 Bánh răng quay trơn 7 Bánh răng quay trơn

3 Bánh răng trượt 8 Bánh răng cố

4 Bánh răng cố định trên trục 9 Xích

5 Bánh răng thứ cấp 10 Nhông sơ cấp (nhông trước)

4.1.2.3 Bộ truyền xích Đối với bộ truyền này, nhông sơ cấp (phía động cơ) và nhông thứ cấp (phía bánh xe sau) được nối với nhau bởi xích tải Nhìn chung, đối với các loại xe thông thường, bộ truyền xích được nằm trong hộp xích kín để tránh bụi bẩn và bùn đất xâm nhập, giúp tăng tuổi thọ Hệ thống này đòi hỏi phải kiểm tra và hiệu chỉnh định kỳ độ căng xích và cho dầu bôi trơn

Hình 4.4 Cấu tạo bộ truyền xích

1 Bánh kéo xích 3 Đĩa xích 2.

Loại động cơ nằm ngang: Đối với loại động cơ nằm theo phương ngang, trục khuỷu được đặt theo phương vuông góc với tâm dọc xe, vì vậy trục chính (trục thứ cấp hộp số) vuông góc với trục truyền các đăng Đầu kia của trục truyền các đăng có một bộ truyền bánh răng côn xoắn để biến chuyển động quay của bánh xe cùng hướng với chuyển động quay của trục khuỷu

Do bánh xe sau dịch chuyển lên xuống và tiến lui, nên để duy trì việc truyền động và sự ăn khớp của các cặp bánh răng côn thì trên trục các đăng phải sử dụng các loại

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 55 khớp nối đặc biệt như khớp các đăng, khớp bi cầu, khớp then hoa Đối với xe loại nhỏ thường sử dụng kết cấu trục các đăng liền với động cơ

So sánh với bộ truyền xích, bộ truyền này giảm được tổn thất công suất và hệ thống được bôi trơn liên tục Nó có độ bền cao, giảm tiếng ồn và không phải bảo dưỡng thường xuyên Đường truyền lực của hệ thống trục các đăng (loại trục mềm)

Chuyển động quay của ly hợp truyền sang trục chính (trục thứ cấp hộp số), thông qua một cặp bánh răng côn xoắn để đổi hướng chuyển động và truyền tới trục các đăng

Phía đầu kia của trục các đăng cũng có một bộ truyền bánh răng côn xoắn để biến hướng chuyển động thành chuyển động của bánh xe sau

Trên thân trục các đăng có một cơ cấu giảm chấn kết hợp với lò xo giảm chấn (đoạn trục mềm)

LỰA CHỌN KIỂU TRUYỀN ĐỘNG

Dựa trên những yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế hệ thống truyền lực ta chọn kiểu truyền động bằng xích Ưu điểm của bộ truyền xích là:

- Kết cấu đơn giản, dễ điều chỉnh, thay thế nhanh, nhẹ…Truyền được lực kéo lớn, đáp ứng nhanh nhu cầu tăng tốc của xe

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 60

- Hiệu suất truyền động cao ɳ ≈ 0,93 Nhược điểm của bộ truyền xích là:

- Xích nhanh mòn gây tiếng động

- Dễ va đập, tuột xích

- Thường xuyên phải điều chỉnh, bảo dưỡng

Với bộ truyền xích ta sẽ có rất nhiều cách để bố trí chúng trên hệ thống truyền lực chúng ta đang thiết kế Tuy nhiên điều chúng ta cần làm ở đây là thiết kế bố trí sao cho bộ truyền xích là tối ưu nhất, thích hợp nhất nhưng vẫn mang lại hiệu suất cao và giá thành rẻ nhất Ở đây chúng ta xét tới hai cách bố trí bộ truyền xích là:

- Bộ truyền xích kiểu trung gian

- Bộ truyền xích loại truyền thẳng

4.2.2.1 Phương án thiết kế bộ truyền trung gian: Ưu điểm của bộ truyền trung gian:

- Có thể truyền được mô men giữa hai trục có khoảng cách lớn mà ít sảy ra sự cố tuột xích

- Có thể truyền mô men với một tỷ số truyền lớn mà bánh xích không cần quá lớn

Nhược điểm của bộ truyền:

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 61

- Chi phí cho bộ truyền lớn

- Tổn thất công suất lớn do ma sát sinh ra trên các cụm ổ lăn của trục trung gian và trên đĩa xích trung gian

- Cần không gian để đặt bộ truyền

4.2.2.2 Phương án thiết kế bộ truyền thẳng:

Bộ truyền thẳng là bộ truyền được thiết kế mà trong bộ truyền đó mô men được truyền trực tiếp giữa hai trục và không qua một khâu trung gian nào Ưu điểm của bộ truyền thẳng:

- Có cấu trúc đơn giản, dễ lắp đặt, giá thành rẻ

- Không bị tổn thất công suất trong quá trình truyền mô men từ trục chủ động đến trục bị động cho các khâu không cần thiết như trục trung gian, puny, đĩa xích trung gian…

Nhược điểm của bộ truyền:

- khi muốn truyền mômen giữa 2 trục có khoảng cách trục lớn đòi hỏi cần phải có đai hoặc xích dài do đó dễ gây tuột đai, tuột xích, đứt xích

Do cấu trúc của bộ truyền chỉ có một cặp puly hoặc bánh đai nên khi muốn có một tỷ số truyền rất lớn hay rất nhỏ thì bánh đai, đĩa xích bị động sẽ rất lớn hay bánh đai, đĩa xích bị động rất nhỏ và ngược lại

Do khoảng cách giữa hai trục cần lắp đặt bộ truyền không quá lớn (khoảng cách giữa trục động cơ và bánh chủ động), nên bộ truyền này đáp ứng được các yêu cầu trên xe nên ta quyết định sử dụng phương án bộ truyền thẳng này

SVTH: Đặng Nguyễn Huy Tùng, Phạm Duy Pháp, Lê Tuấn Vũ GVHD: ThS Phùng Minh Tùng 62

4.2.3 Tận dụng quán tính của xe

Việc tận dụng được lực quán tính của có khả năng chạy quán tính không bị phanh bởi động cơ là rất quan trọng cho việc tiết kiệm nhiên liệu trên xe Nó giúp cho xe có khả năng chạy trơn ngày cả khi động cơ không nổ máy Một yêu cầu được đặt ra là làm sao để chúng ta có thể tận dụng được quán tính của xe, giúp xe chạy trơn trong khi động cơ vẫn tắt mà bánh xe không bị kìm hãm bởi động cơ

Các phương án thiết kế nhằm tận dụng quán tính của xe trên bộ truyền:

Các phương án được đặt ra để có thể làm bánh xe quay trơn trong quá trình tắt máy mà không ảnh hưởng đến việc truyền mô men từ động cơ đến bánh xe trong quá trình động cơ làm việc là:

Sử dụng ly hợp từ

- Ưu điểm: Hiệu suất cao, lực truyền tải lớn, độ bền lớn

- Nhược điểm: Phức tạp, giá thành cao, tiêu thụ điện áp acquy lớn điều khiển phụ thuộc vào người lái xe

Sử dụng khớp một chiều

- Ưu điểm: Hiệu suất tương đối cao, đơn giản, dễ gia công để lắp đặt trên bộ truyền, tự động làm bánh xe quay trơn khi số vòng quay bánh xe lớn hơn số vòng quay trên động cơ

- Nhược điểm: Tuổi thọ thấp hơn ly hợp từ

Kết luận: từ những ưu điểm của hai phương án trên quyết định chọn sử dụng khớp một chiều do ưu điểm của nó vượt trội hơn ly hợp từ.

Ngày đăng: 07/03/2024, 15:34

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w