Mục đính, mục tiêuMột trong những hệ thống đặc biệt quan trọng của ô tô là hệ thống lái.Hệ thống này có chức năng điều khiển hướng chuyển động của ô tô,đảm bảo tính năng ổnđịnh chuyển độ
Yêu cầu
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 15° khi có trợ lực và không lớn hơn 5° 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 với bán kính quay vòng nhỏ nhất.
- 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 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.
Phân loại
- Theo vị trí bố trí vô lăng, chia ra:
+ Vô lăng bố trí bên trái (tính theo chiều chuyển động).
+ Vô lăng bố trí bên phải: dùng cho các nước thừa nhận luật đi đường bên trái như: Anh, Thuỵ Điển , Đài Loan
Sở dĩ được bố trí như vậy là để đảm bảo tầm quan sát của người lái, đặt biệt là khi vượt xe ( phụ thuộc vào luật giao thông).
- Theo kết cấu cơ cấu lái, chia ra:
+ Bánh răng trụ - Thanh răng;
+ Trục vít- Bánh vít + Cơ cấu lái loại liên hợp (Trục vít - Liên hợp êcu bi - Thanh răng - Cung răng)
- Theo số lượng bánh xe dẫn hướng, chia ra:
+ Các bánh xe dẫn hướng nằm ở cầu trước hay cầu sau + Các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu;
- Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của trợ lực lái, chia ra:
+ Trợ lực lái thuỷ lực+ Trợ lực lái khí (khí nén hoặc chân không)+ Trợ lực lái điện
Sơ đồ các hệ thống lái
Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc
Với hệ thống treo phụ thuộc, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc dầm cầu xe, vì thế cả hai bánh xe sẽ cùng dao động với nhau khi gặp chướng ngại vật.
Trên hình 2.1 Trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc:
Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc
1- Vô lăng; 2- Trục lái; 3- cơ cấu lái; 4- Trục ra của cơ cấu lái; 5- Đòn hình thang lái; 10- Đòn kéo ngang; 11- Bánh xe; 12- Bộ phận phân phối ; 13- Xi lanh lực.
Loại hệ thống treo này có những đặc tính sau:
+ Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng.
+ Có độ cứng vững cao nên có thể chịu được tải nặng.
+ Vì có độ cứng vững cao nên khi xe đi vào đường vòng, thân xe ít bị nghiêng.
+ Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng, nhờ thế mà các bánh xe ít bị mòn.
+ Vì có khối lượng không được treo lớn nên tính êm dịu của xe khi sử dụng hệ thống treo phụ thuộc kém.
+ Do chuyển động của bánh xe bên trái và bên phải có ảnh hưởng lẫn nhau nên dễ xuất hiện dao động và rung động.
Vô lăng cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng của người lái từ vô lăng đến trục vít của cơ cấu lái.
Cơ cấu lái biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động góc của đòn quay đứng và khuyếch đại lực điều khiển trên vô lăng.
Dẫn động lái biến chuyển động góc của đòn quay đứng thành chuyển động góc của trục bánh xe dẫn hướng.
Hình thang lái có nhiệm vụ tạo chuyển động góc của hai bánh xe dẫn hướng theo một quan hệ xác định bảo đảm các bánh xe không bị trượt khi quay vòng.
Hệ thống lái xe corolla altis 2.0
Những chi tiết chính của hệ thống lái
1 Cấu tạo và hoạt động của hệ thống lái
Hệ thống lái bao gồm các bộ phận chính sau:
- Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: dùng để tăng và truyền mômen do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái.
- Dẫn động lái: dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và để đảm bảo động học quay vòng cần thiết của chúng.
- Trợ lực lái: Thường sử dụng trên các xe tải trọng lớn và vừa Nó dùng để giảm nhẹ lực quay vòng cho người lái bằng nguồn năng lượng bên ngoài.
Trên các xe cỡ nhỏ có thể không có.
2 Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái.
Vô lăng hay còn gọi là bánh lái thường có dạng tròn với các nan hoa, dùng để tạo và truyền mô men quay do người lái tác dụng lên trục lái Các nan hoa có thể bố trí đối xứng hoặc không, đều hay không đều tuỳ theo sự thuận tiện khi lái.
Bán kính vô lăng được chọn phụ thuộc vào loại xe và cách bố trí chổ ngồi của người lái, dao động từ 190 mm (đối với xe du lịch cở nhỏ) đến 275 mm (đối với xe tải và xe khách cở lớn ).
Trục lái là một đòn dài có thể đặc hoặc rỗng, có nhiệm vụ truyền mô men từ vô lăng xuống cơ cấu lái Độ nghiêng của trục lái sẽ quyết định góc nghiêng của vô lăng, nghĩa là ảnh hưởng đến sự thoải mái của người lái khi điều khiển.Tuỳ thuộc vào tư thế và khuôn khổ của người lái mà vô lăng có thể được điều chỉnh với góc nghiêng phù hợp.
Trục lái có hai loại: loại cố định không thay đổi được góc nghiêng và loại thay đổi được góc nghiêng.
Cơ cấu lái thực chất là một hộp giảm tốc, có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vô lăng thành chuyển động góc (lắc) của đòn quay đứng và bảo đảm tăng mô men theo tỷ số truyền yêu cầu.
Khe hở trong cơ cấu lái.
Khe hở trong cơ cấu lái cần phải nhỏ ở vị trí trung gian của vô lăng ứng với chuyển động thẳng của xe Ở vị trí này, bề mặt làm việc các chi tiết của cơ cấu lái làm việc nhiều nên cường độ mài mòn lớn và khe hở tăng nhanh hơn ở các vị trí khác Do vậy, để khi điều chỉnh khe hở không xảy ra kẹt ở các vị trí biên, khe hở ở các vị trí này được làm tăng lên bằng các biện pháp kết cấu và công nghệ Trong quá trình sử dụng, chênh lệch giá trị khe hở sẽ giảm dần.
Hình 2.4 Sự thay đổi khe hở trong cơ cấu lái
1- cơ cấu lái còn mới; 2- cơ cấu lái đả sử dụng;
3- Sau khi đã điều chỉnh khe hở trung gian.
2.3.1 Các loại cơ cấu lái thông dụng. a Loại trục vít - Cung răng.
Loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc bền vững Tuy vậy có nhược điểm là hiệu suất thấp th= 0,5-0,7; ng=0,4-0,55, điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục trục vít.
Cung răng có thể là cung răng thường đặt ở mặt phẳng đi qua trục trục vít (hình 2-5) hoặc đặt ở phía bên cạnh (hình 2-6) Cung răng đặt bên có ưu điểm là đường tiếp xúc giữa răng cung răng và răng trục vít khi trục vít quay dịch chuyển trên toàn bộ chiều dài răng của cung răng nên ứng suất tiếp xúc và mức độ mài mòn giảm, do đó tuổi thọ và khả năng tải tăng Cơ cấu lái loại này thích hợp cho các xe tải cỡ lớn Trục vít có thể có dạng trụ tròn hay glôbôít (lõm).
Khi trục vít có dạng glôbôit thì số răng ăn khớp tăng nên giảm được ứng suất tiếp xúc và mài mòn.
Ngoài ra còn cho phép tăng góc quay của cung răng mà không cần tăng chiều dài của trục vít.
Hình 2.5 Trục vít lăn - cung răng đặt giữa
1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4-Vỏ.
Hình 2.6 Cơ cấu loại trục vít hình trụ - cung răng đặt bên
1- Ổ bi ; 2 - Trục vít; 3- Cung răng ; 4- Vỏ.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - cung răng không đổi và xác định theo công thức: iω 2 πRR 0 t Ζ 1 (2 - 4) Ở đây:
R0 - Bán kính vòng lăn của cung răng; t - Bước trục vít;
Z1 - Số mối ren trục vít.
Khe hở ăn khớp khi quay đòn quay đứng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên, thay đổi từ 0,03 0,5 mm Sự thay đổi khe hở được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung răng có bán kính khác. b Loại trục vít - con lăn.
Hình 2.7 Cơ cấu lái trục vít glôbôít - con lăn hai vành
1- Trục đòn quay đứng; 2- Đệm điều chỉnh; 3- Nắp trên; 4- Vít điều chỉnh; 5- Trục vít; 6- Đệm điều chỉnh; 7- Con lăn; 8- Trục con lăn.
Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn (hình 2.7) được sử dụng rộng rãi trên các loại ô tô do có ưu điểm:
+ Hiệu suất cao do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn;
+ Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản và có thể thực hiện nhiều lần. Để có thể điều chỉnh khe hở ăn khớp, đường trục của con lăn đươc bố trí lệch với đường trục của trục vít một khoảng 5-7 mm Khi dịch chuyển con lăn dọc theo trục quay của đòn quay đứng thì khoảng cách A sẽ thay đổi Do đó khe hở ăn khớp cũng thay đổi.
Sự thay đổi khe hở ăn khớp từ vị trí giữa đến vị trí biên được thực hiện bằng cách dịch chuyển trục quay O2 của đòn quay đứng ra khỏi tâm mặt trụ chia của trục vít O1 một lượng x =2,5-5 mm.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - con lăn được xác định theo công thức sau: i ω = 2 πRR K tZ 1 = 2 πRR 0 tZ 1 R K
R K R 0 (2-5) Ở đây : t- Bước của mối răng trục vít;
Z1- Số đường ren trục vít;
Rk- Bán kính vòng (tiếp xúc) giữa con lăn và trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp xúc đến tâm đường quay đứng);
R0- Bán kính vòng chia của bánh răng cắt trục vít; i0- Tỷ số truyền giửa bánh răng cắt và trục vít.
Theo công thức trên ta thấy iω thay đổi theo góc quay trục vít Tuy vậy sự thay đổi này không lớn khoảng từ 5-7% (từ vị trí giữa ra vị trí biên) Nên có thể coi như iω = const c Trục vít - chốt quay.
Trên hình 2.8 là kết cấu của cơ cấu lái trục vít - chốt quay. Ưu điểm: có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi, theo quy luật bất kỳ nhờ cách chế tạo bước răng trục vít khác nhau.
Nếu bước răng trục vít không đổi thì tỷ số truyền được xác định theo công thức: i ω 2πRR t cos (2 - 6) Ở đây :
- Góc quay của đòn quay đứng.
Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu loại này vào khoảng 0,7.
Cơ cấu lái này dùng nhiều ở hệ thống lái không có cường hoá và chủ yếu trên các ôtô tải và khách Tuy vậy do chế tạo phức tạp và tuổi thọ không cao nên hiện nay ít sử dụng.
Hình 2.8 Cơ cấu lái trục vít - chốt quay
1- chốt quay; 2- Trục vít; 3- Đòn quay. d Bánh răng - thanh răng
Hình 2.9 Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
1- Lỗ ren; 2- Bánh răng; 3- Thanh răng; 4- Bulông hãm; 5- Đai ốc điều chỉnh khe hở bánh răng thanh răng; 6- Lò xo; 7- Dẫn hướng thanh răng
Hình 2.10 Sơ đồ lắp đặt cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
Trên hình 2.10 là kết cấu của cơ cấu lái bánh răng - thanh răng.
Hệ thống lái xe corolla altis 2.0 dùng bơm trợ lực
3.1 Hệ thống lái xe corolla altis 2.0
Hệ thống lái của ôtô Toyota Corolla Altis 2.0 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 Toyota Corolla Altis 2.0 người ta bố trí cơ cấu lái và bộ trợ lực lái riêng thành hai cụm như trên sơ đồ hình 3.1.
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 kéobên; 21- Đai ốc hãm;
22- Bánh xe; 23- Puly; 24- Bơm; 25- Bình chứa dầu; 26- Đai ốc dầu.
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.
1- Vành trong vô lăng bằng thép; 2- Vành ngoài vô lăng bằng nhựa.
+ Chức năng: có chức năng tiếp nhận mômen quay từ người lái rồi truyền cho trục lái.
+ Cấu tạo: vành tay lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 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 195 mm.
Vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận khác của ô tô như: nút điều khiển còi, túi khí an toàn
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 cứngz, 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 Trục lái và trục các đăng của hệ thống lái TOYOTA COROLLA ALTIS.
Hình 3.3 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.
Trên ô tô Toyota Corolla 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.
HììH ình3.4 Kết cấu van phân phối
1- Chốt cố định thanh xoắn và trục van điều khiển; 2- Thanh xoắn; 3-
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;
Hình 3.5 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 3.6 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 Toyota Corolla 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 3.7 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:
Quy trình kiểm tra bảo dưỡng
Những hư hỏng trong hệ thống lái
1.1 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 đông theo hướng chuyển động thẳng,vì vậy sự mài mòn trong cơ cấu lái xảy ra nhiều nhất tại lân cận vị trí ăn khớp trung gian,sự mài mòn giảm dần khi cơ 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 gẫy 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 liên kết 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.
1.2.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 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.
+ Các ốc hạn chế sự quay của bánh xe dẫn hướng thường đặt ở khu vực bánh xe,do vậy khi quay vòng ở góc quay lớn nhất,tải trọng va đập trực tiếp lên ốc hạn chế,có thể gây nên lỏng ốc,cong thân ốc.Sự nguy hiểm là khi phải thay đổi góc quay bánh xe ở tốc độ cao sẽ có thể gây lật xe.Biểu hiện của hư hỏng là bán kính quay vòng của ô tô về hai phía không như nhau.
+ Biến dạng dầm cầu dẫn hướng:
kiểm tra , bảo dưỡng hệ thống lái
+ Lỏng và sai lệch các liên kết:
Sự rơ lỏng và sai lệch các liên kết trong sử dụng,đòi hỏi thường xuyên kiểm tra vặn chặt.
2 Kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lái
2.1.Kiểm tra hệ thống lái
A Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ vành tay lái Độ rơ vành tay lái là độ dài cung quay tự do của vành tay lái từ vị trí tác động làm bánh xe bắt đầu chuyển hướng về một phía đến vị trí tác động làm bánh xe chuyển hướng về phía ngược lại.Độ rơ vành tay lái được kiểm tra khi bánh xe dẫn hướng ở vị trí đi thẳng trên đường thẳng.
Các xe ô tô cần phải có độ rơ vành tay lái để giảm tác dụng của phản lực sóc của mặt đường truyền lên vành 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 thuỷ lực,độ rơ vành tay lái yêu cầu vào khoảng 50mm;còn đối với hệ thống lái không trợ lực,độ rơ yêu cầu khoảng 75mm.
Việc kiểm tra độ rơ vành tay lái được thực hiện như sau:
- Kiểm tra và điều chỉnh đúng độ căng dây đai dẫn động bơm thuỷ lực và mức dầu trong bình chứa của bơm thuỷ lực.
- Khởi động động cơ và đặt hai bánh xe trước ở vị trí đi thẳng.
- Xoay vành tay lái từ từ cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển rồi đánh một điểm dấu bằng phấn trên vành tay lái thẳng với một điểm dấu trên thước cố định.
- Xoay từ từ vành tay lái ngược lại cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển.Đánh dấu thứ hai trên thước đo thẳng với dấu trên vành tay lái.
- Khoảng cách giữa hai dấu trên thước đo chính là độ rơ vành tay lái cần kiểm tra.Nếu số đo này vượt quá thông số quy định thì cần phải kiểm tra và điều chỉnh các bộ phận liên quan. Độ rơ vành tay lái lớn là do hiện tượng mòn hoặc chỉnh sai hộp tay lái và cơ cấu dẫn động lái.Do đó,cần kiểm tra và điều chỉnh lại các bộ phận này.
Kiểm tra cơ cấu dẫn động lái: Độ rơ tổng hợp của cơ cấu dẫn động lái được kiểm tra bằng cách kích đầu xe để nâng hai bánh xe trước lên khỏi mặt đất,dùng hai tay giữ hai bánh xe trước rồi cùng giật vào và đẩy ra để xem độ lắc của chúng.Nếu cảm nhận được độ lắc lớn chứng tỏ cơ cấu dẫn động lái bị rơ nhiều.Để xác định chính xác độ rơ,cần dùng thước để đo bằng cách kéo hai bánh xe vào hết cỡ rồi nhờ một người đo khoảng cách hai mép trong phía trước của bánh xe,sau đó đẩy ra hết cỡ và lại đo khoảng cách giữa hai điểm đo lúc trước.Độ chênh lệch hai lần đo chính là độ rơ tổng hợp của cơ cấu dẫn động lái.Độ rơ này cho phép khoảng 6,5mm đối với xe có đường kính bánh xe là 16 inch.Độ rơ của các thanh nối là do khớp cầu quá mòn và lò xo đẩy khớp cầu tì lên đế quá yếu.Các khớp có vít nắp ren điều chỉnh còn điều chỉnh được thì điểu chỉnh lại : nếu không có thì kiểm tra,thay lò xo hoặc thay cả chốt khớp cầu.
Kiểm tra độ rơ vòng bi bánh xe trước: Độ rơ vòng bi bánh xe dẫn hướng là một phần độ rơ tổng của cơ cấu dẫn động lái ảnh hưởng đến độ rơ vành tay lái.
Kiểm tra độ rơ khớp nối cầu của cơ cấu treo bánh xe trước: Độ rơ này cũng là một phần trong độ rơ tổng của cơ cấu dẫn động lái.
Kiểm tra hộp tay lái: Một người ngồi trên xe quay vành tay lái theo hai chiều một người ở dưới quan sát đòn quay đứng ở hộp tay lái.Nếu độ rơ vành vị trí bắt đầu dịch chuyển đòn quay đứng theo hướng ngược lại) thì chứng tỏ hộp tay lái bị rơ,cần tháo ra căn chỉnh lại theo hướng dẫn của sổ tay sửa chữa,nếu không thể chỉnh được độ rơ yêu cầu thì phải thay thế chi tiết mòn.
B Kiểm tra hiện tượng tay lái nặng Hiện tượng tay lái nặng liên quan đến hệ thống lái 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.
- Tháo thanh kéo dọc khỏi đòn quay đứng rồi xoay vành tay lái kiểm tra lại độ nặng,nếu thấy nhẹ hơn nhiều thì chứng tỏ nguyên nhân là ở các khớp cầu của các thanh kéo trong cơ cấu dẫn động lái.Ngược lại,nếu vành tay lái vẫn nặng thì nguyên nhân là ở hộp tay lái.
2.2.Bảo dưỡng hệ thống lái
Trong bảo dưỡng kỹ thuật hàng ngày, kiểm tra khoảng chạy tự do của tay lái và cả tác động của hệ thống lái đối với đường đi của ôtô Cần xem tình trạng bên ngoài các tấm đệm khít của cácte cơ cấu lái để ngăn ngừa tình trạng rò rỉ dầu.
Trong bảo dưởng kỹ thuật cấp một, kiểm tra độ kín khít của những mối ghép nối của bộ trợ lực lái, vặn chặt các đai ốc bắt chặt cơ cấu lái vào khung xe, các chốt cầu của đòn lái.
Bảo dưởng kỹ thuật cấp hai gồm những việc sau đây: cọ rửa bầu lọc của bơm trợ lực, kiểm tra độ bắt chặt của đòn quay đứng vào trục và chốt cầu vào đòn quay đứng kiểm tra khe hở trong cơ cấu lái và nếu khe hỏ vượt quá giới hạn quy định thì điều chỉnh lại.
2.3 Sửa chữa các chi tiết của hệ thống lái
Sau khi kiểm tra tình trạng rơ lỏng chung của hệ thống lái như trên,nếu không điều chỉnh được hoặc phát hiện có các hư hỏng bất thường,cần phải tháo rời các chi tiết của hệ thống lái cũng như hộp tay lái để kiểm tra độ mòn và tìm phương pháp sửa chữa.Dùng vam và các dụng cụ chuyên dùng để tháo các chi tiết ghép chặt như vành tay lái,đòn quay đứng.Hư hỏng chính của các chi tiết hệ thống lái gồm mòn trục vít và mòn con lăn của trục đòn quay đứng,các ống lót,vòng bi và ổ lắp vòng bi,sứt mẻ hoặc nứt vỡ các mặt bích và thân hộp tay lái,mòn lỗ lắp trục đòn quay đứng,mòn các chi tiết khớp cầu của các thanh dẫn động,các thanh kéo bị cong.
