Cơ sở lý thuyết về hệ thống lái trợ lực thủy

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ 1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống trợ lực lái Vào đầu thế kỷ 19, khi ý tưởng về việc điều khiển một mẫu xe bốn bánhmới chỉ "nảy mầm" tron

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ

Lịch sử phát triển của hệ thống trợ lực lái

Vào đầu thế kỷ 19, khi ý tưởng về việc điều khiển một mẫu xe bốn bánh mới chỉ "nảy mầm" trong tâm trí của các nhà phát minh thời đó, thực sự chỉ có một phương tiện có thể điều hướng theo ý muốn là tàu thuyền

Vì vậy, những chiếc thuyền đã trở thành nguồn cảm hứng cho các nhà phát minh ô tô trong việc cố gắng tìm ra cách điều khiển một chiếc xe vì tàu thuyền khi ấy được con người điều hướng nhờ cần lái thuyền dạng thanh

Hình 1.1 Vô lăng xe hơi những ngày đầu thiết kế

Tuy nhiên, đến năm 1894, các nhà chế tạo xe hơi bắt đầu thay thế các cần lái bằng các tay lái có dạng hình tròn tương tự như tay lái thuyền nhưng có thiết kế nhỏ và đơn giản hơn Vô lăng xe hơi ra đời từ đó, đồng thời ghi được dấu ấn trong cuộc đua Paris-Rouen, khi tay đua Alfred Vacheron sử dụng vô lăng để vượt qua các góc cua trên mẫu xe Panhard và về đích đầu tiên

Sự dễ dàng và thuận tiện khi xử lý nhờ vô lăng thể hiện rõ ràng trong cuộc đua năm 1894 đã khiến các mẫu xe Panhard et Levassor ra đời năm 1898 đều được trang bị tiêu chuẩn với vô lăng Ở Anh, Charles Stewart Rolls đã mua một chiếc Panhard từ Pháp và đưa vô lăng vào các thiết kế của mình Đến năm

1899, cơn sốt vô lăng mở rộng sang Mỹ Ở đó, Packard cho giới thiệu hệ thống vô lăng trên một trong những mẫu xe của hãng

Hình 1.2 Mẫu xe Ford Model T được trang bị vô lăng

Những năm 1920, các thử nghiệm với nguyên mẫu của các hệ thống lái trợ lực bắt đầu diễn ra Francis W Davis, một kỹ sư của công ty ô tô Pierce Arrow, đã phát minh ra hệ thống lái trợ lực đầu tiên được lắp vào xe hơi Từ năm 1931 đến 1943, Davis đã nhận được bằng sáng chế cho 5 phát minh khác nhau tạo nên hệ thống lái trợ lực Năm 1936, Bendix Corporation đã ký hợp đồng với Davis để phát triển và quảng bá sản phẩm Đến năm 1939, 10 mẫu xe sử dụng hệ thống lái trợ lực bằng thủy lực của Davis đã được chế tạo và chỉ có 2 chiếc được bán ra Một lần nữa, GM đã mua 2 hệ thống để lắp vào các mẫu xe Buick thử nghiệm Và rồi Thế chiến 2 nổ ra

Các hệ thống lái trợ lực Bendix-Davis đã thể hiện hiệu quả rõ rệt lần đầu tiên vào năm 1940 sau khi được lắp vào xe bọc thép của Chevrolet chế tạo cho Quân đội Anh Đến cuối cuộc chiến, hơn 10.000 xe được trang bị hệ thống lái trợ lực đã có mặt trên các mặt trận

Sau chiến tranh, Chrysler bắt đầu phát triển hệ thống lái trợ lực của riêng mình dựa trên một vài bằng sáng chế đã hết hiệu lực của Davis Hệ thống này được giới thiệu trên chiếc Chrysler Imperial và có tên là Hydraguide GM đã thỏa thuận với Davis để sử dụng hệ thống và đến năm 1953, 1 triệu xe có hệ thống lái trợ lực được chế tạo Thành công đến ngay lập tức và tạo ra làn sóng vô cùng lớn: vào năm 1956, cứ 4 chiếc xe trên đường thì có một chiếc được trang bị hệ thống lái trợ lực Đến thập kỷ tiếp theo, 3,5 triệu hệ thống lái trợ lực được bán ra

Kể từ đó, một số loại hệ thống lái trợ lực khác đã được phát triển Tùy thuộc vào thành phần được sử dụng để cung cấp năng lượng hỗ trợ cho vô lăng mà có thể chia thành các hệ thống khác nhau như: trợ lực bằng thủy lực, điện kết hợp thủy lực, điện

Lý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật thế giới đã phát triển cực kỳ mạnh mẽ với nhiều thành công rực rỡ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ ô tô

Các nhà sản xuất xe hơi đã tạo ra được những dòng xe cao cấp và hiện đại, đi cùng với nó là sự tiện nghi và an toàn rất được chú trọng nghiên cứu và phát triển nhằm tạo ra sự êm ái và an toan khi điều khiển

Hệ thống lái là một trong những hệ thống quan trọng nhất quyết định an toàn của một chiếc xe Chính vì vậy, trong tập đồ án này sẽ đề cập đến cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống lái và trong đó sẽ đi sâu nghiên cứu hệ thống lái trợ lực trên dòng xe tải ISUZU QKR 230.

Giới thiệu sơ bộ về dòng xe lựa chọn

 Giới thiệu chung về xe tải ISUZU

ISUZU là một công ty sản xuất ô tô tại Nhật Bản có trụ sở được xây dựng ở Tokyo từ năm 2005 Và là trở thành hãng sản xuất các dòng xe tải hạng nhẹ, trung, nặng nổi tiếng không chỉ ở Nhật Bản mà còn ở các nước khác trên thế giới Là dòng thương hiệu nổi tiếng nhất sử dụng động cơ Diesel đây cũng chính là động cơ được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhất không chỉ cho dòng xe tải isuzu mà còn nhiều dòng xe khác Được đưa vào Việt Nam từ những năm 1995 với những lĩnh vực hoạt động trong lĩnh vực hoạt động lắp ráp, phân phối các sản phẩm xe thương mại nhãn hiệu ISUZU Chính thức ra mắt với những bước tiến của hãng tại thị trường Việt Nam Hội tụ đầy đủ các đặc tính ưu việt được nhiều người yêu thích như êm ái, bền bỉ, tiết kiệm nhiên liệu cũng như điểm mạnh nổi bật của các thương hiệu sản xuất xe chuyên dùng

 Giới thiệu xe tải ISUZU QKR 230

Là dòng xe được ra mắt người dùng Việt từ năm 2012 cho đến nay Là sự kết hợp công nghệ của Nhật Bản và Việt Nam Là sản phẩm chất lượng cao với khả năng vận hành êm ái, bền bỉ, tiết kiệm thời gian và nhiên liệu, khả năng vận chuyển hàng hóa lớn với trọng tải lên đến 2,4 tấn ISUZU 230 là sự lựa chọn hoàn hảo cho những ai mong muốn sử dụng dòng xe bán tải hạng nhẹ

Năm 2018 tại Việt Nam ISUZU giới thiệu đến người dùng dòng sản phẩm đạt tiêu chuẩn khí thải Euro 4 ISUZU 230 Là xe chuyên dụng với thiết kế linh hoạt dễ dàng di chuyển trong thành phố trong khoảng thời gian cao điểm

Các bộ phận chính của xe như động cơ, hộp số, cabin,… đều là những sản phẩm nhập khẩu 100% của Nhật Bản

Hình 1.3 Hình ảnh mẫu xe ISUZU QKR 230

Hệ thống lái được trang bị trên ISUZU QKR 230 là hệ thống lái trợ lực trục vít – êcu bi

Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống lái

Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để giữ cho ôtô máy kéo chuyển động theo một hướng xác định nào đó và để thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe

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: Được sử dụng cho hầu hết các loại xe hiện nay Nó dùng để giảm nhẹ lực quay vòng cho người lái bằng nguồn năng lượng bên ngoài

- Theo vị trí bố trí vô lăng, chia ra:

+ Vô lăng bố trí bên trái (tính theo chiều chuyển động) dùng cho những nước xã hội chủ nghĩa trước đây: Pháp, Mỹ,

+ Vô lăng bố trí bên phải: Dùng cho các nước thừa nhận luật đi đường bên trái như: Anh, Thụy Điển

Sở dĩ được bố trí như vậy là để đảm bảo tầm quan sát của người lái, đặt biệt là khi vượt xe

- Theo kết cấu cơ cấu lái, chia ra:

+ Thanh răng liên hợp (Trục vít - Liên hợp êcu bi - Thanh răng - Cung răng)

- Theo số lượng bánh xe chuyển hướng, chia ra:

+ Các bánh xe dẫn hướng nằm ở cả hai cầu;

+ Các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu;

- Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của bộ trợ lực, chia ra:

+ Trợ lực khí (khí nén hoặc chân không);

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 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.

Kết luận chương

- Vô lăng không ra đời cùng lúc với chiếc xe, nhưng đã được hình thành sau đó, vì rõ ràng hình dạng của nó là hoàn hảo cho nhiệm vụ điều khiển hướng đi cho xe hơi Đến năm 1894, các mẫu xe Panhard et Levassor ra đời năm 1898 đều được trang bị tiêu chuẩn với vô lăng

- Những năm 1920, các thử nghiệm với nguyên mẫu của các hệ thống lái trợ lực bắt đầu diễn ra Do Thế chiến thứ 2 bùng nổ nên mãi đến năm

1956, các nhà sản xuất xe hơi mới có thể áp dụng hệ thống trợ lực lái trên các mẫu xe Vào thời điểm đó, cứ 4 chiếc xe trên đường thì có một chiếc được trang bị hệ thống lái trợ lực Đến thập kỷ tiếp theo, 3.5 triệu hệ thống lái trợ lực được bán ra

-ISUZU QKR 230 là dòng xe được ra mắt người dùng Việt từ năm 2012 cho đến nay Là sự kết hợp công nghệ của Nhật Bản và Việt Nam Là sản phẩm chất lượng cao với khả năng vận hành êm ái, bền bỉ, tiết kiệm thời gian và nhiên liệu, khả năng vận chuyển hàng hóa lớn với trọng tải lên đến 2,4 tấn

-Hệ thống lái được trang bị trên xe tải ISUZU QKR 230 là hệ thống lái trục vít – êcu bi trợ lực thủy lực Hệ thống lái có tác dụng tăng và truyền mômen quay do người lái tác dụng lên vô lăng đến các bánh xe dẫn hướng và còn làm giảm nhẹ lực quay vòng cho người lái bằng hệ thống trợ lực lái Phân loại hệ thống lái có 4 cách: theo vị trí bố trí vô lăng, theo kết cấu cơ cấu lái,theo số lượng bánh xe dẫn hướng và theo kết cấu, nguyên lý làm việc của bộ trợ lực Hệ thống lái có các yêu cầu chính: đảm bảo chuyển động thẳng ổn định, đảm bảo tính cơ học cao, đảm bảo động học quay vòng đúng, điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC

Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái

1 Vô lăng 5 Đòn kéo dọc

2 Trục lái 6 Hình thang lái

3 Cơ cấu lái 7 Đòn quay ngang

4 Đòn quay đứng 8 Trụ xoay đứng

Hình 2.1 Hệ thống lái với cầu dẫn hướng loại liền

- Hệ thống lái này thường được bố trí trên ô tô tải nhỏ và trung bình

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 cỡ nhỏ) đến 275 mm (đối với xe tải và xe khách cỡ 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

Hình 2.2 Trục lái trên xe tải

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 mômen theo tỷ số truyền yêu cầu

2.1.3.1 Loại liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng

- Cơ cấu này hiện đang được sử dụng trên hầu hết các xe tải và SUV

- Hai đầu trục vít được đỡ bằng ổ bi đỡ chặn, một đai ốc bi chạy trên trục vít nhờ rất nhiều các viên bi ở trong các rãnh xoắn trên trục vít và bên trong đai ốc Các viên bi lăn trong các rãnh này, các rãnh được thiết kế để cho phép các viên bi tuần hoàn một cách liên tục

- Một trục với bánh răng rẻ quạt được lắp trong hộp cơ cấu lái bằng một ổ bi kín Phần răng rẻ quạt ăn khớp với răng của đai ốc bi Khi trục vít quay đai ốc bi chạy dọc trục vít, chuyển động tịnh tiến này làm cung răng rẻ quạt quay dẫn đến trục đòn quay đứng quay

- Chiếc êcu ăn khớp với khối kim loại nhờ các viên bi tròn Các bi này có hai tác dụng: một là nó giảm ma sát giữa các chi tiết Thứ hai, nó làm giảm độ rơ của cơ cấu Độ rơ xuất hiện khi đổi chiều tay lái, nếu không có các viên bi, các răng sẽ rời nhau ra trong chốc lát gây nên độ dơ của tay lái

- Hệ thống trợ lực của cơ cấu lái này cũng tương tự như của cơ cấu lái bánh răng - thanh răng Việc hỗ trợ cũng được thực hiện bằng cách đưa dòng chất lỏng áp suất cao vào một phía của khối kim loại

Hình 2.3.a Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng – cung răng

Hình 2.3.b Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng

1– Đai ốc hãm đòn quay đứng; 2– Trục tròn quay đứng; 3– Vòng chặn dầu; 5- Vỏ cơ cấu lái; 4,6- Ổ bi kim; 5– Vỏ cơ cấu lái; 7– Tấm đệm; 8- Đai ốc điều chỉnh; 9– Vít điều chỉnh ăn khớp; 10– Đai ốc hãm; 11– Vòng làm kín; 12– Mặt bích bên cơ cấu lái; 13– Đai ốc tháo dầu; 14– Vòng làm kín; 15– Chốt định vị; 16– Tấm chặn; 17– Đai ốc điều chỉnh độ rơ của ổ bi; 18– Nắp dưới cơ cấu lái;19- Ổ đỡ chặn; 20– Êcu; 21– Ống dẫn hướng bi; 22– Bi; 23 – Vít đậy lỗ rót ầu; 24 - Ổ đỡ chặn; 25 – Vòng chặn dầu; 26 – Then bán nguyệt;

+ Tổn thất ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt rất nhỏ nhờ có biến ma sát trượt thành ma sát lăn

+ Có có thể thiết kế với tỉ số truyền không đổi hoặc thay đổi

+ Hiệu suất của cơ cấu lái tương đối cao (0,75 ÷ 0,85) cơ cấu lái loại này nhỏ gọn cho phép tỉ số truyền lớn

+ Rất thuận tiên cho việc kết hợp với hệ thống trợ lực thủy lực

+ Tuổi thọ và khả năng tải cao vì vậy thường được dùng cho các xe cở lớn

- Nhược điểm: kết cấu phức tạp, giá thành cao

2.1.3.2 Cơ cấu lái bánh răng trụ thanh răng

Hình 2.4 Cơ cấu lái bánh răng trụ 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

- Bánh răng trụ được chế tạo liền với trục lái nên gọi là trục răng Khi quay vành lái trục răng quay làm thanh răng dịch chuyển sang trái hoặc sang phải sợ dịch chuyển của thanh răng được truyền tới cam quay qua các đầu thanh răng và khớp cầu.

+ Có tỉ số truyền nhỏ, inhỏ dẫn đến độ nhạy cao Vì vậy nó được sử dụng rộng rải trên các xe đua, du lịch cở nhỏ, thể thao… + Hiệu suất cao

+ Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo

+ Lực điều khiển lớn (do i  nhỏ)

+ Không sử dụng được với hệ thống treo trước loại phụ thuộc + Nhạy cảm với va đập từ mặt đường do ma sát nhỏ

2.1.3.3 Cơ cấu lái loại trục vít con lăn

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

+ Nhờ trục vít có dạng goloboit cho nên mặc dù chiều dài trục vít không lớn nhưng sự tiếp súc của các bánh răng ăn khớp được lâu hơn và trên diện rộng hơn, có nghĩa là giảm được kích thước chung và giảm được ướng suất tiếp xúc của các răng

+ Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc với nhau phân tán, tùy theo loại ô tô mà có thể làm con lăn từ 2 đến 4 vòng ren

+ Tổn thất do ma sát tít hơn nhờ thay ma sát trượt bằng ma sát lăn

+ Có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp của các bánh răng

+ Được sử dụng rộng rãi trong các ô tô khác nhau

- Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, giá thành cao

2.1.3.4 Cơ cấu lái loại trục vít cung răng

1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4-Vỏ

+ Cơ cấu lái trục vít cung răng có ưu điểm là giảm được trọng lượng và kích thước so với loại trục vít bánh răng Do ăn khớp trên toàn bộ chiều dài của cung răng nên áp suất trên răng bé, giảm được ứng suất tiếp xúc và hao mòn + Kết cấu đơn giản, làm việc bền vững

+ Cung răng có thể là cung răng thường hoặc cung răng bên Cung răng bên có ưu điểm là tiếp theo toàn bộ chiều dài răng, do đó giảm được ướng suất tiếp xúc và răng ít bào mòn, thường dùng cho ô tô cở lớn

+ Tỷ số truyền của cơ cấu lái loại này có giá trị không đổi Hiệu suất thuận khoảng 0,5 còn hiệu suất nghịch khoảng 0,4 Cơ cấu lái loại này có thể dùng trên các loại ôtô khác nhau

- Nhược điểm: Hiệu suất thấp (  th =0,5….0,7;  ng=0,4….0,55), điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp nên bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục vít

Bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến trục đứng của bánh xe Vì vậy nó cần đảm bảo các chức năng sau:

+ Nhận chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng

+ Đảm bảo quay vòng bánh xe dẫn hướng, đồng thời tạo liên kết giữa các bánh xe dẫn hướng

Vấn đề quay vòng và dẫn hướng đối với ô tô

2.2.1 Vấn đề quay vòng của xe

Có nhiều phương pháp để quay vòng đối với ô tô Cụ thể là:

 Quay vòng nhờ điểu khiển các bánh xe dẫn hướng

Tùy theo loại ô tô, số bánh xe dẫn hướng có thể từ 1- 4 bánh Thông thường đối với các loại xe du lịch, xe tải nhỏ, trung bình thì sử dụng hai bánh trước dẫn hướng Còn đối với xe có tải trọng lớn, xe con có tính năng thông qua cao thì sử dụng 4 bánh xe dẫn hướng

 Quay vòng bằng cách bẻ gãy thân xe

Không có bánh xe dẫn hướng, khi quay vòng nhờ khớp nối giữa thân xe là khớp nối di di chuyển, làm tâm quay vòng chuyển hướng

 Quay vòng nhờ lực kéo trên các bánh chủ động khác nhau Quay vòng máy kéo loại bánh xích có hai loại:

+ Loại cơ cấu quay vòng với một dòng công suất đến các bánh chủ động và loại có hai dòng công suất đến bánh chủ động

+ Loại máy kéo bánh xích quay vòng nhờ lực kéo trên các bánh chủ động khác nhau

2.2.2 Các trạng thái quay vòng của xe

Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là một quá trình phức tạp Nếu cho xe chuyển động trên đường vòng với tốc độ chậm, thì cứ ứng với mỗi vị trí góc quay vành lái nhất định β vl , xe sẽ quay vòng với một bán kính Ro tương ứng Trạng thái quay vòng này có thể coi là “quay vòng tĩnh” Mối tương quan giữa góc quay vành lái β vl với bán kính Ro là mối tương quan lý thuyết Trạng thái quay vòng này gọi là quay vòng đủ Trong thực tế quá trình quay vòng là “động”, trạng thái “quay vòng đủ” rất ít xảy ra Chúng ta thường gặp trạng thái “quay vòng thiếu” và “quay vòng thừa” Các trạng thái quay vòng động xảy ra trên cơ sở của việc tăng tốc độ chuyển động và sự đàn hồi của bánh xe, hệ thống lái

+ Quay vòng thiếu: Với góc quay vành lái vẫn thực hiện là β vl song bán kính quay vòng thực tế lại lớn hơn bán kính Ro Khi đó để thực hiện quay vòng, người lái phải tăng góc vành lái một lượng ∆β vl

+ Quay vòng thừa: Khi góc quay vành lái là β vl , bán kính quay vòng thực tế nhỏ hơn bán kính Ro Để xe chuyển động với bán kính Ro người lái phải giảm góc quay vành lái một lượng ∆β vl

Hình 2.8 Các trạng thái quay vòng của ô tô a) Quay vòng thừa b) Quay vòng thiếu

2.2.3 Vấn đề dẫn hướng của xe

Dựa vào nhiều yếu tố như điều kiện khai thác kỹ thuật, thời tiết, khí hậu, mà người ta thiết kế các xe có hệ thống lái khác nhau

+ Xe có số cầu dẫn hướng từ 1-2 cầu

+ Xe có một cầu dẫn hướng: thường sử dụng với các xe ô tô du lịch, ô tô thường, ô tô có tải trọng nhỏ

+ Xe có hai cầu dẫn hướng: Thường ứng dụng với các xe ô tô tải cỡ trung bình, cỡ lớn và có tính năng thông qua cao

Hình 2.9 Sơ đồ quan hệ hình thang lái

 Quan hệ hình học Ackerman: Là quan hệ biểu thị góc quay của bánh xe dẫn hướng quanh trục trụ đứng, với giả thiết tâm quay vòng của xe nằm trên đường kéo dài của tâm trục cầu sau

- Để thỏa mãn điều kiện không bị trượt bánh xe sau thì tâm quay vòng phải nằm trên đường kéo dài của tâm cầu sau, mặt khác các bánh xe dẫn hướng phải quay theo các góc α (đối với bánh xe ngoài), β (đối với bánh xe trong)

- Quan hệ hình học được xác định:

B: là khoảng cách của hai đường tâm trụ đứng trong mặt phẳng đi qua tâm trục bánh xe và song song với mặt đường

L: Là chiều dài cơ sở của xe.

Tính ổn định của bánh xe dẫn hướng

Tính ổn định của bánh xe dẫn hướng được hiểu là khả năng của chúng giữ được vị trí ban đầu ứng với khi xe chuyển động thẳng và tự quay về vị trí này sau khi bị lệch

Nhờ tính ổn định mà khả năng dao động của các bánh xe dẫn hướng và tải trọng tác dụng lên hệ thống lái được giảm đáng kể

Tính ổ định của bánh xe dẫn hướng được duy trì dưới tác dụng của các thành phần phản lực: Thẳng đứng, bên và tiếp tuyến tác dụng lên chúng khi xe chuyển động

Góc doãng: Là góc tạo bởi mặt phẳng quay bánh xe và mặt phẳng thẳng đứng, chiều dương ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn từ đầu xe

+ Tác dụng của góc doãng dương:

- Giảm tải trọng thẳng đứng: Nếu góc doãng bằng không tải trọng tác dụng lên trục sẽ đặt vào giao điểm giữa đường tâm lốp và trục (F’ trên hình2.12 b) Nó dễ làm trục hay cam quay bị cong Việc đặt góc doãng dương sẽ làm tải tác dụng vào phía trong của trục, ký hiệu F, giảm lực tác dụng lên trục và cam quay

- Ngăn ngừa sự tụt bánh xe: Phản lực F (trên hình 2.12 a) có độ lớn bằng tải trọng xe, tác dụng lên bánh xe theo phương vuông góc với mặt đường F được phân tích thành F1 vuông góc với đường tâm trục và F2 song song với đường tâm trục Lực F2 đẩy bánh xe vào trong ngăn cản bánh xe tụt khỏi trục.

Vì vậy ổ bi trong làm lớn hơn ổ bi ngoài để chịu tải trọng này

- Ngăn cản góc doãng âm ngoài ý muốn do tải trọng gây ra: Khi chất đầy tải lên xe, phía trên các bánh xe có xu hướng nghiêng vào trong do sự biến dạng của chi tiết của hệ thống treo và các bạc tương ứng Góc doãng dương giúp chống lại hiện tượng này

- Giảm lực đánh tay lái: Khi bánh xe quay sang phải hay trái quanh trục quay đứng với khoảng lệch là bán kính Khoảng lệch lớn sẽ sinh ra mômen lớn quanh trục quay đứng do sự cản lăn của lốp, vì vậy làm tăng lực đánh tay lái.

Do đó khi khoảng cách này nhỏ thì giảm lực đánh tay lái a b

Hình 2.11 Tác dụng của góc doãng dương + Tác dụng của góc doãng âm :

- Ngăn ngừa khả năng bánh xe bị nghiêng theo chiều ngược lại dưới tác dụng của trọng lượng xe do các khe hở và sự biến dạng trong các chi tiết của trục trước và hệ thống treo trước

- Tạo nên thành phần chiều trục từ trọng lực xe và giữ cho bánh xe trên trục của cam quay

- Giảm cánh tay đòn của phản lực tiếp tuyến đối với trục trụ đứng, để làm giảm tải trọng tác dụng lên dẫn động lái và giảm lực lên vành tay lái

- Khi bánh xe bị đặt nghiêng, nó có xu hướng lăn theo một cung tròn với tâm quay là giao điểm của đường tâm bánh xe và mặt đường.điều này dẫn đến làm nảy sinh ở vùng tiếp xúc của bánh xe với mặt đường phản lực bên hướng về phía nghiêng của bánh xe Như vậy, lực cản lăn đối với bánh xe nghiêng và độ mài mòn lốp sẽ tăng lên

- Góc doãng cũng có thể bằng không Lý do chính để đặt góc doãng bằng không là để ngăn cản sự mòn không đều của lốp Cả góc doãng dương hay âm đều làm mòn lốp nhanh Điều này dễ hiểu khi lốp đặt nghiêng trên đường, tải trọng sẽ tập trung một bên lốp

- Khi tải thẳng đứng tác dụng lên lốp có đặt góc doãng, lốp có xu hướng lún xuống Tuy nhiên do bị chặn bởi mặt đường nên gai lốp sẽ bị biến dạng. lúc đó tính đàn hồi của lốp sẽ chống lại sự biến dạng này và vì vậy tác dụng lên mặt đường theo hướng A Kết quả là đường sinh ra phản lực B gọi là lực camber

Lực camber tăng cùng với sự tăng góc nghiêng với mặt đường cũng như khi tăng tải

Hình 2.12 Tác dụng của góc doãng âm

2.3.2 Góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng (Góc Caster)

Góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng: Là sự nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục xoay so với đường thẳng góc với mặt đường Nếu đầu trên trục xoay nghiêng ra phía sau bánh xe ta có độ nghiêng dọc dương Nếu đầu trên trục xoay nghiêng ra phía trước bánh xe ta có độ nghiêng dọc âm

Hình 2.13 Góc nghiêng dọc dương của trụ xoay đứng

1- Đường tim trục xoay; 2- Góc nghiêng dọc caster dương;

3- Đường thẳng góc mặt đất; 4-Khớp hình cầu; 5- Phía trước xe

Hình 2.14 Góc nghiêng dọc a- Góc nghiêng dọc dương; b- Góc nghiêng dọc âm

+ Tác dụng của góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng: Làm tăng hiệu quả trở về vị trí chuyển động thẳng của bánh xe dẫn hướng

2.3.3 Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng (Góc Kingpin)

Là góc đo giữa trục xoay và đường thẳng góc với mặt đường khi ta nhìn từ đầu xe

+ Tác dụng góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng:

- Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng có tác dụng làm giảm mômen cản quay vòng, tức là giảm khoảng cách từ tâm trụ xoay đứng đến điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường

- Ô tô có khả năng tự ổn định trở về vị trạng thái chuyển động thẳng

- Khi ô tô quay vòng với góc quay vành tay lái lớn (bán kính quay vòng càng nhỏ), lực tác động lên vành tay lái càng lớn, tức tạo điều kiện cảm nhận được mức độ quay vòng của ô tô trên vành tay lái và khả năng trả về chuyển động thẳng càng lớn

Hình 2.15 Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hướng

Khi phía trước của hai bánh xe gần nhau hơn phía sau của hai bánh xe khi nhìn từ trên xuống thì gọi là độ chụm đầu (sự bố trí ngược lại gọi là độ mở) Độ chụm được xác định bằng hiệu số của hai khoảng cách giữa các đầu nút sau (B) và trước (A) của vành bánh xe nằm ở chiều cao tâm bánh xe

+ Tác dụng của độ chụm đầu:

- Hệ thống lái có các bộ phận chính bao gồm: vô lăng, trục lái, cơ cấu lái, dẫn động lái Ngoài ra, hệ thống trợ lực lái cũng đóng vai trò rất quan trọng đối với hệ thống lái

- Trên ô tô có 3 phương pháp quay vòng phổ biến là: quay vòng nhờ điểu khiển các bánh xe dẫn hướng, quay vòng bằng cách bẻ gãy thân xe, quay vòng nhờ lực kéo trên các bánh chủ động khác nhau Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là một quá trình phức tạp Xe chuyển động thường hay gặp phải hiện tượng quay vòng thiếu và quay vòng thừa. Muốn xe quay vòng đủ thì phải thỏa mãn điều điện Ackerman

- Tính ổn định của bánh xe dẫn hướng được hiểu là khả năng của chúng giữ được vị trí ban đầu ứng với khi xe chuyển động thẳng và tự quay về vị trí này sau khi bị lệch Nhờ tính ổn định mà khả năng dao động của các bánh xe dẫn hướng và tải trọng tác dụng lên hệ thống lái được giảm đáng kể.

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TẢI ISUZU QKR

Thông số trên xe ISUZU QKR 230

Bảng 3.1 Các thông số chính của ô tô tải ISUZU QKR 230

STT Tên danh nghĩa Ký hiệu Giá trị Đơn vị đo

2 Trọng lượng bản thân G0 2690 KG

3 Trọng lượng toàn bộ GT 4400 KG

4 Phân bổ cầu trước G1 1350 KG

5 Phân bổ cầu sau G2 1410 KG

7 Chiều dài cơ sở L 2750 mm

8 Chiều rộng vệt trước BT 1385 mm

9 Chiều rộng vệt sau BS 1425 mm

10 Chiều dài toàn bộ ƩL 5350 mm

11 Chiều cao bánh xe H 2850 mm

12 Chiều rộng toàn bộ D 1875 mm

13 Bán kính quay vòng 5800 mm

14 Vận tốc tối đa Vmax 95 km/h

15 Tỷ số truyền cơ cấu ic 25

Cấu tạo hệ thống lái xe ISUZU QKR 230:

- Hệ thống lái của ôtô ISUZU QKR 230 là hệ thống lái trục vít êcu bi có trợ lực thủy 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 QKR 230 người ta bố trí cơ cấu lái và bộ trợ lực lái riêng thành hai cụm

Phương án này bố trí có ưu điểm:

+ Tuổi thọ và khả năng tải cao vì vậy thường được dùng cho các xe cở lớn -

Nhược điểm: kết cấu phức tạp và giá thành cao

+ 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.

+ 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

+ Tay lái chắc chắn, thiết kế thuận tiện cho việc điều khiển của người lái

+ Cơ cấu lái là loại trục vít êcu bi Loại này có kết cấu phức tạp, tỷ số truyền lớn, độ nhạy cao và hiệu suất cùng tuổi thọ cao.

Nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe ISUZU QKR 230

+ Khi xe đi thẳng, vành tay lái ở vị trí trung gian, cụm van xoay nằm ở vị trí như hình 2.3 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

Hình 3.1 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 quay vòng sang trái

+ Khi xe quay vòng sang trái, cụm van xoay nằm ở vị trí như hình 2.4 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

Hình 3.2 Van hoạt động quay 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 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

 Khi xe quay vòng sang phải

Hình 3.3 Van hoạt động quay 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 2.5 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 7 0 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 các bộ phận trong hệ thống lái xe ISUZU QKR 230

Hình 3.4 Vành tay lái xe tải ISUZU

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 ISUZU QKR 230 có dạng hình tròn, với hai nan hoa được bố trí xung quanh vành trong của vành tay lái Ở trung tâm vô lăng có bố trí còi

3.3.2 Trục lái và trục các đăng

Hình 3.6 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 mômen 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 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 ISUZU QKR 230 người ta lắp cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi kết hợp dùng trợ lực thủy lực trực tiếp

Hình 3.7 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- Vỏ cơ cấu lái; 11- Chốt 3x22; 12- Chốt 3x9; 13- Đường dầu đến khoang bên trái xy lanh; 14- Đường dầu đến khoang bên phải xy lanh; 15- Van xoay; 16- Vỏ van xoay; 17- Then hoa;

Dẫn động lái trên ôtô ISUZU QKR bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng 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 3.8 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 ISUZU 230 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

Hình 3.9 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

- Hệ thống lái của ôtô ISUZU QKR 230 là hệ thống lái trục vít êcu bi có trợ lực thủy 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 QKR

230 người ta bố trí cơ cấu lái và bộ trợ lực lái riêng thành hai cụm

- Phương án này bố trí có ưu điểm:

+ Tuổi thọ và khả năng tải cao vì vậy thường được dùng cho các xe cở lớn -

Nhược điểm: kết cấu phức tạp và giá thành cao

+ 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

+ 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

+ Tay lái chắc chắn, thiết kế thuận tiện cho việc điều khiển của người lái

+ Cơ cấu lái là loại trục vít êcu bi Loại này có kết cấu phức tạp, tỷ số truyền lớn, độ nhạy cao và hiệu suất cùng tuổi thọ cao.

CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI

Những chú ý trong quá trình bảo dưỡng

- Trên cơ sở nắm vững đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống lái, trong quá trình sử dụng bảo dưỡng sửa chữa, cần phải tuân thủ một số yêu cầu sau đây:

- Phải thường xuyên kiểm tra mức dầu trong trợ lực, thông rửa các phần tử lọc của bơm, thường xuyên kiểm tra độ kín khít của các mối ghép và đường ống trong trợ lực

- Không tự ý tháo cơ cấu lái, van phân phối hay bơm trợ lực Khi tháo lắp các chi tiết của các bộ phận này phải đảm bảo thợ có tay nghề cao và đảm bảo vệ sinh công nghiệp

- Dầu dùng trong trợ lực lái phải đúng chủng loại và sạch

 Khi bảo dưỡng sửa chữa phải tuân thủ một số quy định sau:

- Tháo lắp đúng thứ tự

- Làm đúng, làm hết nội dung bảo dưỡng sửa chữa

- Không làm bừa làm ẩu

- Đảm bảo vệ sinh công nghiệp, các chi tiết tháo lắp phải để đúng nơi quy định.

Bảo dưỡng kĩ thuật hệ thống lái xe

4.2.1 Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái

- Bảo dưỡng thường xuyên là những công việc do lái xe, phụ xe chịu trách nhiệm và được thực hiện trước hoặc sau khi xe hoạt động, những công việc đó như sau: kiểm tra các chỗ nối, các ổ có bị lỏng ra không và còn chốt chẻ không, kiểm tra độ rơ vành tay lái và xem có bị kẹt không, kiểm tra mức dầu trong hộp cơ cấu lái, kiểm tra trạng thái làm việc của bộ trợ lực lái, hình thang lái

- Ngoài những công việc trong bảo dưỡng thường xuyên còn làm thêm những công việc sau: kiểm tra và xiết lại ổ, các khớp nối, kiểm tra các chốt chẻ Kiểm tra độ rơ vành tay lái và của các khớp thanh lái ngang Kiểm tra và bổ xung dầu trợ lực lái, bơm mỡ các khớp Kiểm tra độ căng dây đai bơm dầu

- Ngoài những công việc trong bảo dưỡng 1 còn làm thêm những công việc sau: kiểm tra dầu trợ lực lái, nếu cần thiết thì thay dầu kiểm tra điều chỉnh độ rơ ở các khớp cầu của thanh lái dọc, ngang Bơm mỡ đầy đủ vào các vú mỡ

- Thông rửa các phần tử lọc của bơm dầu, kiểm tra áp suất trong hệ thống trợ lực, điều chỉnh độ căng dây đai Kiểm tra xiết chặt vỏ của cơ cấu lái với khung xe, trục lái với giá đỡ trong buồng lái, kiểm tra, điều chỉnh độ rơ và lực quay vành tay lái Kiểm tra, điều chỉnh khe hở ăn khớp trong cơ cấu lái trục vít thanh răng

4.2.2 Nội dung kiểm tra điều chỉnh

4.2.2.1 Kiểm tra hành trình tự do của vành tay lái

- Độ an toàn chuyển động của xe phụ thuộc vào hành trình tự do của vành tay lái Hành trình tự do của vành tay lái được kiểm tra bằng thước khi động cơ làm việc ở chế độ không tải và bánh trước ở vị trí thẳng

- Các bước tiến hành để đo hành trình tự do

+ Kẹp thước đo hành trình tự do vành tay lái vào vỏ trục lái

+ Đánh tay lái sang trái cho đến khi bánh trước của xe bắt đầu dịch chuyển thì dừng lại, đánh dấu vị trí lên thước

+ Quay vành tay lái theo hướng ngược lại cho đến khi bánh xe dịch chuyển

+ Góc quay của kim sẽ tương ứng với hành trình tự do của vành tay lái, nếu xe không nổ máy thì hành trình tự do vành tay lái phải nhỏ hơn 30 mm.

Nếu hành trình tự do quá lớn thì phải điều chỉnh khớp của thanh nối, cơ cấu lái, điều chỉnh độ rơ trục các đăng lái, siết chặt đai ốc bắt trục các đăng, điều chỉnh moay ơ bánh xe

- Các bước tiến hành kiểm tra

+ Lắp đai ốc vào vít cấy

+ Lắc khớp cầu ra trước và sau 5 lần hay hơn

+ Đặt cân lực vào đai ốc, quay khớp cầu liên tục với tốc độ từ 3 đến 5 giây cho một vòng quay, và kiểm tra mômen quay ở vòng quay thứ 5

+ Mômen quay tiêu chuẩn: 0,29 đến 1,96 Nm

- Nếu mômen quay không nằm trong giá trị tiêu chuẩn, phải thay đầu thanh nối bằng chiếc mới

4.2.2.3 Hiệu chỉnh lệch tâm của vô lăng

- Kiểm tra xem vô lăng có bị lệch tâm hay không

+ Dán băng dính che lên tâm bên trên của vô lăng và nắp trên của trục lái

+ Lái xe theo đường thẳng trong 100 m với tốc độ không đổi 56 km/h, giữ vô lăng để duy trì hướng chạy

+ Vẽ một đường thẳng trên băng che

+ Quay vô lăng đến vị trí thẳng

+ Đo khoảng cách giữa hai đường thẳng trên băng dính ở trên vô lăng

+ Chuyển khoảng cách đo được thành góc đánh lái Khoảng cách là 1mm bằng khoảng 1 độ góc lái

4.2.2.4 Điều chỉnh góc quay vô lăng

- Vẽ một đường thẳng trên thanh nối và đầu thanh răng ở chỗ có thể nhìn thấy dễ dàng

- Dùng thước dây, đo khoảng cách giữa đầu thanh nối và ren đầu thanh răng

- Tháo 2 kẹp cao su chắn bụi bên trái và bên phải ra khỏi thanh răng

- Nới lỏng các đai ốc hãm bên trái và bên phải

- Quay đầu thanh răng phải và trái với một lượng như nhau (nhưng ngược chiều nhau) theo góc lái

- Lắp các kẹp cao su chắn bụi bên trái và bên phải

4.2.2.5 Kiểm tra góc doãng của bánh xe (camber), góc nghiêng dọc của trụ đứng (caster) và góc nghiêng ngang của trụ đứng (kingpin)

- Để bánh trước trên tâm của dụng cụ đo góc đặt bánh xe - Tháo ốp bánh xe

- Đặt dụng cụ đo góc camber-caster-kingpin và gắn nó vào tâm của moayơ cầu xe hoặc bán trục

- Kiểm tra camber, caster và góc kingpin

- Tiến hành kiểm tra trong khi xe trống (không có lốp dự phòng hay dụng cụ trên xe)

- Dung sai cho sự chênh lệch giữa bánh xe trái và phải là 0 độ 30 phút hay nhỏ hơn cho cả hai góc camber và caster

- Tháo đồng hồ đo các góc camber-caster và kingpin và miếng gá

- Lắp ốp moay ơ bánh xe

- Nếu góc caster và góc kingpin không nằm trong vùng tiêu chuẩn sau khi đã điều chỉnh đúng góc camber, phải kiểm tra lại các chi tiết của hệ thống treo xem có bị hỏng và hoặc mòn không

4.2.2.6 Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm

- Đo các độ dài ren của các đầu thanh răng bên phải và bên trái Tiêu chuẩn chiều dài ren chênh lệch 1.5 mm hay nhỏ hơn

- Tháo các kẹp bắt cao su chắn bụi thước lái

- Nới lỏng các đai ốc hãm đầu thanh nối

- Điều chỉnh các đầu thanh răng nếu sự chênh lệch về chiều dài ren giữa các đầu thanh răng bên phải và bên trái không nằm trong phạm vi tiêu chuẩn

- Kéo dài đầu thanh răng ngắn hơn nếu độ chụm đo được lệch về hướng ra ngoài

- Thu ngắn đầu thanh răng dài hơn nếu độ chụm đo được hướng vào trong

- Vặn các đầu thanh răng bên phải và bên trái một lượng bằng nhau để điều chỉnh độ chụm

- Phải đảm bảo rằng chiều dài của đầu nối thanh răng trái và phải là giống nhau.

- Xiết chặt đai ốc hãm đầu thanh nối đến mômen xiết tiêu chuẩn: 75 Nm

4.2.2.7 Kiểm tra, điều chỉnh bộ phận trợ lực lái -

Kiểm tra dầu trợ lực:

+ Để nâng cao độ tin cậy của hệ thống lái, trong quá trình sử dụng phải thường xuyên kiểm tra mức dầu trong bình dầu một cách định kỳ theo chỉ dẫn. Việc kiểm tra thường xuyên đảm bảo hệ thống trợ lực làm việc tốt

+ Đỗ xe ở nơi bằng phẳng

+ Tắt máy kiểm tra mức dầu trong bình chứa

+ Kiểm tra mức dầu nằm trong vùng HOT LEVEL trên vỏ bình chứa Nếu dầu nguội thì kiểm tra mức dầu nằm trong vùng COLD LEVEL

+ Khởi động động cơ và để động cơ chạy không tải

+ Đánh tay lái hết cỡ từ bên này sang bên kia để làm nóng dầu Nhiệt độ dầu 75÷80 0 C

+ Kiểm tra xem có bọt hoặc vẩn đục không

+ Để động cơ chạy không tải, đo mức dầu trong bình chứa

+ Tắt máy, chờ vài phút và đo mức dầu trong bình chứa

+ Khi động cơ làm việc ở chế độ không tải mức dầu cần thấp hơn mặt trên của bầu dầu 5 mm

- Thay dầu trợ lực lái

Tiến hành thay dầu trợ lực lái: việc thay dầu trợ lực lái có thể tiến hành 2 lần

1 năm nếu xe hoạt động liên tục

+ Khi thay dầu phải kích bánh trước của xe lên và đỡ bằng giá để xe không chạm đất

+ Tháo ống dầu hồi ra khỏi bình chứa rồi xả dầu vào khay

+ Cho động cơ chạy không tải, đánh lái hết cỡ sang hai bên trong khi đang xả dầu

+ Nổ máy và chạy ở 1000 v/p Sau 1÷2 (s) thì tắt máy

+ Lắp ống dầu hồi vào bình dầu

+ Xả khí khỏi hệ thống trợ lực lái

- Kiểm tra áp suất dầu trợ lực lái

+ Tháo ống cấp dầu cao áp ra khỏi hộp cơ cấu lái

+ Xả khí hệ thống trợ lực lái

+ Khởi động động cơ và để hệ thống chạy không tải

+ Đánh tay lái hết cỡ từ bên này sang bên kia vài lần để làm nóng dầu + Áp suất dầu nhỏ nhất: 60 kgf/cm 2

+ Để vô lăng ở vị trí trung tâm

+ Tháo cụm nút nhấn còi

+ Khởi động động cơ và để động cơ chạy không tải

+ Đo lực lái ở cả hai phía

+ Lực lái: 60 kgf.cm hay nhỏ hơn

- Kiểm tra sự làm việc của bơm Để kiểm tra cần tháo bơm ra khỏi xe, xả dầu, làm sạch bên ngoài Bơm làm việc tốt khi áp suất lớn hơn 60 KG/cm 2 ở số vòng quay 800 ÷ 1000 v/p

- Tiến hành kiểm tra bơm trên giá thử động cơ có dẫn động băng dây đai, có bộ phận trợ lực đồng hồ áp lực van bi để đóng tức thời đường nén của bơm, khi đóng hoàn toàn van bi nếu bơm làm việc tốt phải đạt 65 KG/cm 2

- Nhiệt độ dầu khi thử nghiệm nếu hệ thống trợ lực làm việc tốt thì nhiệt độ trong khoảng 75÷80 0 C.

Kiểm tra, chuẩn đoán

- Việc kiểm tra, chẩn đoán ôtô được tiến hành ở trạng thái tĩnh (không nổ máy) hoặc trạng thái động (nổ máy, có thể lăn bánh)

- Quan sát toàn bộ bên ngoài và bên trong ôtô, phát hiện các khiếm khuyết của buồng lái, thùng xe, kính chắn gió, gương chiếu hậu, biển số, cơ cấu nâng hạ kính, cửa lên xuống, nắp động cơ, khung, nhíp, lốp và áp suất hơi lốp, cơ cấu nâng hạ (nếu có) và trang bị kéo moóc

- Kiểm tra hệ thống điện: ắc qui, sự làm việc ổn định của các đồng hồ trong buồng lái, đèn tín hiệu, đèn pha, cốt, đèn phanh, còi, gạt nước, cơ cấu rửa kính, hệ thống quạt gió

- Kiểm tra hệ thống lái: Hành trình tự do của vành tay lái, trạng thái làm việc của bộ trợ lực tay lái, hình thang lái

- Kiểm tra hệ thống phanh: Hành trình tự do của bàn đạp phanh, trạng thái làm việc và độ kín của tổng phanh, các đường dẫn hơi, dầu, hiệu lực của hệ thống phanh

- Kiểm tra sự làm việc ổn định của động cơ, các cụm, tổng thành và các hệ thống khác (hệ thống cung cấp nhiên liệu, bôi trơn, làm mát, truyền lực chính, cơ cấu nâng hạ ).

Bôi trơn, làm sạch

- Kiểm tra mức dầu bôi trơn của động cơ, truyền lực chính, hộp tay lái Nếu thiếu phải bổ sung

- Kiểm tra mức nước làm mát, dung dịch ắc qui

- Kiểm tra bình chứa khí nén, thùng chứa nhiên liệu, bầu lọc nhiên liệu, bầu lọc dầu

- Đối với động cơ Diesel cần kiểm tra mức dầu trong bơm cao áp, bộ điều tốc

- Làm sạch toàn bộ ôtô, buồng lái, đệm và ghế ngồi, thùng xe Lau sạch kính chắn gió, gương chiếu hậu, đèn, pha, cốt, đèn phanh, biển số.

- Các hư hỏng thường gặp trên hệ thống lái thủy lực: Lái nặng , trả lái kém, độ rơ quá lớn, tiếng kêu bất thường

- Tiến hành kiểm tra độ rơ của vành tay lái, cơ cấu dẫn động lái, cơ cấu lái

- Sau khi kiểm tra tình trạng rơ, lỏng của hệ thống lái như trên nếu không điều chỉnh được hoặc phát hiện có hư hỏng bất thường, cần phải tháo rời các chi tiết của hệ thống lái cũng như cơ cấu lái để kiểm tra độ mòn và tìm phương pháp sửa chữa thích hợp.

Tiêu đề	Cơ sở lý thuyết về hệ thống lái trợ lực thủy lực
Người hướng dẫn	Giáo viên hướng dẫn
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	12,63 MB