đồ án tốt nghiệp khai thác kỹ thuật hệ thống lái và hệ thống treo trên xe toyota innova g

Lời nói đầu

Trong nền kinh tế đang tăng trưởng mạnh mẽ của nước ta, nhu cầu về giao

thông vận tải ngày càng lớn Vai trò quan trọng của ôtô ngày càng được khẳngđịnh vì ôtô có khả năng cơ động cao, vận chuyển được người và hàng hoá trênnhiều loại địa hình khác nhau Những năm gần đây, lượng xe du lịch có xu hướngtăng lên đặc biệt là loại xe T oyota INNOVA G với ưu điểm về khả năng cơ độngtính kinh tế và thích hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau.Với ôtô nói chungvà xe T OYOTA INNOVA G nói riêng an toàn, êm dịu chuyển động là chỉ tiêuhàng đầu trong việc đánh giá chất lượng khai thác và sử dụng của phương tiện.Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn, êm dịu và ổn định chuyểnđộng là sự kết hợp hoàn hảo của hệ thống lái và hệ thống treo đặc biệt là ở tốc độcao Chính vì vậy em rất muốn tìm hiểu sâu hơn nữa về hai hệ thống này và cũngrất mày cho em vì các thầy giáo trong bộ môn cơ khí ôtô đã đồng ý cho em được

nhận đồ án tốt nghiệp của mình là Khai thác kỹ thuật hệ thống lái và hệ thốngtreo trên xe TOYOTA INNOVA G Sau hơn ba tháng làm việc nghiêm túc cùngvới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.S Trương Mạnh Hùng cùng các thầy

giáo trong bộ môn cơ khí và của các bạn sinh viên cùng lớp, em đã cơ bản hoànthành đồ án tốt nghiệp của mình Trong quá trình thực hiện, chắc chắn em khôngtránh khỏi những thiếu sót Do đó em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý củacác thầy và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn !Hà Nội ngày 9 tháng 2 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Ngô Đức Thắng

CHƯƠNG ITỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI VÀ HỆ THỐNG TREO

I) TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng thống lái.

Hệ thống lái của ôtô dùng để giữ đúng hướng chuyển động hoặc thay đổi hướngchuyển động của ôtô khi cần thiết Có thể thay đổi hướng chuyển động bằng nhiềucách khác nhau như

- Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng - Thay đổi mô men xoắn ở bánh sao chủ động đối với xe bánh xích - Kết hợp cả hai phương pháp trên

1.2 Yêu cầu của hệ thống lái ôtô

Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau - Đảm bảo cho xe quay vòng thật ngoặt trong thời gian rất ngắn trên một diện tíchnhỏ

- Lái nhẹ (lực tác dụng lên vành tay lái bé)- Đảm bảo động lực học quay vòng đúng để các bánh xe dẫn hướng không bị trượtlê gây mòn lốp

- Hệ thống lái phải có khả năng ngăn được các va đập của các bánh xe dẫn hướnglên vành lái

- Giữ cho xe chuyển động thẳng và ổn định.- Đặt cơ cấu lái lên phần được treo cua ô tô để kết cấu của hệ thống treo không làmảnh hưởng đến cơ cấu lái, cấu tạo đơn giản dễ điều khiển

1.3 Phân loại hệ thống lái

Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ô tô tuỳ theo từng phương pháp mà cócác cách phân loại khác nhau Có các cách phân loại sau

1.3.1 Phân loại theo số bánh dẫn hướng

- Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở cầu trước.- Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở cầu sau.- Hệ thống lái với bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu

1.3.2 Phân loại theo nguyên lý làm việc của bộ phận trợ lực lái

- Loại trợ lực lái thuỷ lực- Loại trợ lực lái loại khí (khí nén hoặc chân không).- Loại trợ lực lái dùng điện

- Loại trợ lực lái cơ khí

1.3.3 Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái

- Cơ cấu lái kiểu trục vít - chốt quay

Hình 1.1 Sơ đồ cơ cấu lái kiểu trục vít - chốt quay

- Cơ cấu lái kiểu trục vít - cung răng

Hình 1.2 Sơ đồ cơ cấu lái trục vít - cung răng

- Cơ cấu lái kiểu trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng

Hình 1.3 Sơ đồ cơ cấu lái trục vít – êcu bi1 Vỏ cơ cấu lái; 2 Ổ bi dưới; 3 Trục vít; 4 Êcu bi; 5 Ổ bi trên; 6 Phớt;

7 Đai ốc điều chỉnh; 8 Đai ốc hãm; 9.Bánh răng rẻ quạt; 10 Bi.

Cơ cấu lái kiểu vít me - êcu bi - thanh răng - bánh răng có ưu điểm lực cản nhỏ,mà sát giữa trục vít và trục rẻ quạt nhỏ (mà sát lăn)

- Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng

Hình 1.4 Sơ đồ cơ cấu lái thanh răng - bánh răng

1.3.4 Phân loại theo cách bố trí vành lái

- Bố trí vành lái bên trái (đối với các nước có luật giao thông quy định chiềuchuyển động bên phải)

- Bố trí vành lái bên phải (khi chiều chuyển động bên trái như Anh, Thụy ĐiểnNhật…)

1.4 Cấu tạo chung hệ thống lái ô tô1.4.1 Sơ đồ chung hệ thống lái

Hình 1.5 Sơ đồ chung hệ thống lái1 Vành tay lái; 2 Trục lái;

3 Cơ cấu lái; 4 Đòn quay5 Xylanh trợ lực; 6 Pít tông trợlực; 7 Van phân phối; 8 Thanh kéo

ngang; 11 Trụ đứng; 12 Thanh bên

Hệ thống lái cấu tạo gồm ba bộ phận chính là:

- Cơ cấu lái- Dẫn đông lái - Trợ lực lái

1.4.2 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái dùng để truyền lực từ vành tay lái đến dẫn động lái Việc quay vòng

các bánh xe dẫn hướng, nhất là quay vòng tại chỗ đòi hởi phải có lực lái lớn Đểquay vòng các bánh xe dẫn hướng được dễ dàng người ta tăng tỉ số truyền của hệthống lái nghĩa là tăng tỉ số giữ góc quay trên vành tay lái và góc quay của tay biên(đòn quay đứng) Khi chuyển động ở vận tốc cao để đảm bảo chuyển động chínhxác và tránh quay vòng ngẫu nhiên thì cũng cần tăng tỉ số truyền của hệ thống Cơ cấu lái có các loại sau:

- Cơ cấu lái kiểu trục vít - chốt quay- Cơ cấu lái kiểu trục vít - cung răng - Cơ cấu lái kiểu trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng- Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng

1.4.3 Dẫn động lái

Dẫn động lái bao gồm hệ thống các đòn để truyền lực từ cơ cấu lái đến các bánh xedẫn hướng, đồng thời đảm bảo cho các bánh xe của ô tô quay vòng với động lựcđúng Bộ phận quan trong nhất của dẫn động lái là hình thang lái có nhiệm vụ đảmbảo động học các bánh xe dẫn hướng của ô tô làm cho lốp xe khỏi bị trượt lê khilái lốp ít bị mòn Ngoài ra kết cấu của hình thang lái còn phải phù hợp với bộ phậndẫn hướng của hệ thống treo, để khi bánh xe chuyển hướng dao động thẳng đứngthì không ảnh hưởng đến động học của dẫn động lái

1.4.4 Hệ thống lái trợ lực

a Công dụng và sự cần thiết của hệ thống trợ lực lái.

* Công dụng

Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng giảm nhẹ lực tác dụng của người lái xe lênvành tay lái khi điều khiển ô tô

* Sự cần thiết của trợ lực lái

Trên xe có tốc độ cao trợ lực lái còn nâng cao tính an toàn chuyển động khi xecó sự cố ở bánh xe và giảm va đập truyền từ bánh xe lên vành tay lái Ngoài ra đểcải tiến tính dịu êm của chuyển động, phần lớn các xe hiện đại đều dùng lốp bảnrộng, áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc với mặt đường Kết quả là cần một lựclái lớn hơn Vì vậy để giữ cho hệ thống lái nhanh nhậy trong khi chỉ cần một lựclái nhỏ cần phải có thiết bị giảm lực lái gọi là hệ thống trợ lực

b Phân loại hệ thống trợ lực lái:* Theo phương pháp trợ lực:

- Trợ lực thuỷ lực- Trợ lực khí nén- Trợ lực điện- Trợ lực cơ khí

* Theo kết cấu và nguyên lý của van phân phối :

- Hệ thống trợ lực kiểu van ống- Hệ thống trợ lực kiểu van quay- Hệ thống trợ lực kiểu van cánh

* Dựa vào vị trí của van phân phối và xylanh trợ lực:

- Hệ thống lái kiểu van phân phối, xylanh lực đặt chung trong cơ cấu lái.- Hệ thống lái trợ lực kiểu van phân phối, xylanh lực đặt riêng

- Hệ thống lái trợ lực kiểu van phân phối, xylanh lực đặt kết hợp trong đòn kéo.Hiện nay dạng bố trí thông dụng nhất trên hệ thống lái của xe con là van phânphối, xylanh lực và cơ cấu lái đặt chung Còn nguồn năng lượng là một bơm trợlực cánh gạt được dẫn động từ động của xe nhờ dẫn động đai

c Nguyên lý làm việc của trợ lực lái Trợ lực lái là một thiết bị thuỷ lực sử dụng công suất của động cơ để giảm nhẹ

lực lái Động cơ dẫn động bơm tạo ra dầu cao áp tác dụng lên Pít tông nằm trongxylanh trợ lực Pít tông trợ lực chuyển động của hình thang lái Nếu là Pít tông liênvới thanh răng thì trợ lực cho chuyển động của thanh răng Mức độ chuyển độ trợlực phụ thuộc vào độ lớn của áp suất của dầu trợ lực tác dụng lên Pít tông Vì vậymuốn trợ lực lớn hơn thì phải tăng áp suất dầu

Hình 1.6 Sơ đồ trợ lực lái ở vi trí xe đi thăngSơ đồ làm việc của hệ thống trợ lực khi xe đi thẳng

Dầu từ bơm được đẩy lên van điều khiển Nếu van ở vị trí trung gian, tất cả dầusẽ chảy qua van vào cửa xả và hồi về bơm Vì áp suất dầu bên trái và bên phải Píttông là như nhau nên Pít tông không chuyển động về hướng nào Sơ đồ làm việc

của hệ thống trợ lực khi xe quay vòng Khi trục lái chính quay theo bất kỳ hướng

nào, giả sử quay sang phải thì van điều khiển cũng di chuyển làm đóng một phầncửa dầu, còn cửa kia mở rộng hơn Vì vậy làm thay đổi lượng dầu vào các cửa,cùng lúc đó áp suất dầu được tạo ra Như vậy tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa haikhoang trái và phải của Pít tông Sự chênh lệch áp suất đó làm Pít tông dịchchuyển về phía có áp suất thấp, dầu bên áp suất thấp sẽ được đẩy qua van điềukhiển về bơm

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái khi quay vòngd) Các bộ phận chính của trợ lực lái

Một hệ thống trợ lực lái cơ bản gồm có 3 phần chính sau:- Bơm trợ lực lái thường là loại bơm cánh gạt

- Van điều khiển lưu lượng dầu đến xylanh trợ lực.- Xylanh trợ lực

e) Bố trí trợ lực lái

Pít tông trong xylanh trợ lực gắn với thanh răng, là nơi để tiếp nhận áp lực doáp suất dầu sinh ra để tạo thành lực trợ lực Một phớt dầu trên Pít tông để tăng độkín khít của khoang trong xylanh Phớt dầu cũng được đặt ở hai đầu của xylanh đểtránh rò rỉ dầu ra bên ngoài

Trục van điều khiển được nối với trục lái thông qua khớp các đăng lái Khi xe ởvị trí đi thẳng, thì van điều khiển cũng ở vị trí trung gian, nên dầu từ bơm trợ lựckhông đến xylanh mà theo đường hồi dầu về bình chứa Tuy nhiên khi đánh láitheo bất kỳ hướng nào, van điều khiển thay đổi cửa dẫn dầu nên dầu đi vào 1buồng của xylanh trợ lực Dầu ở buồng bên cạnh bị đẩy ra ngoài và trơ về bìnhchứa thông qua van điều khiển

Hiện nay có 3 kiểu van điều khiển khác nhau nhưng chúng đều thực hiện mộtnhiệm vụ là thay đổi đường dẫn dầu Ba kiêu van đó là: van ống, van xoay và vancánh.

II) TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng của hệ thống treo

Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung vỏ xe với các cầu, các bánh xecủa ô tô, giảm các tải trọng động và dập tắt các dao động của các bộ phận đượctreo khi xe đi trên đường không bằng phẳng Dùng để truyền các lực và mô mentác động giữa bánh xe và khung vỏ xe

Hệ thống treo bao gồm các bộ phận chính và chúng có chức năng riêng biệt.- Bộ phận dẫn hướng: xác định động học và tính chất chuyển động của các bánh xedẫn hướng so với khung, vỏ của ô tô đồng thời để truyền các lực kéo, lực phanh,lực bên và các mô men phản lực của chúng lên khung vỏ xe

- Bộ phận đàn hồi: Nhận và truyền lên khung xe các lực thẳng đứng của đường,giảm tải trọng động khi xe chạy trên đường không bằng phẳng, đảm bảo tính năngêm dịu của xe

- Bộ phận giảm chấn: Cùng với mà sát bên trong của hệ thống treo bộ phận giảmchấn hấp thụ những năng lượng của thân xe, vỏ xe và bánh xe trên cơ sở biến cơnăng thành nhiệt năng

1.2 Yêu cầu của hệ thống treo trên ôtô

- Đảm bảo cho ô tô có tính năng êm dịu tốt khi xe chạy trên đường cứng vàbằng phẳng

- Đảm bảo cho ô tô chạy với tốc độ giới hạn khi xe chạy trên đường xấu mà khôngcó các va đập lên các ụ đỡ

- Đảm bảo động học đúng của các bánh xe dẫn hướng khi chúng dao động trongmặt phẳng thẳng đứng

- Dập tắt nhanh các dao động của thùng xe và vỏ xe

- Giảm độ nghiêng bên của thùng xe khi xe quay vòng

1.3 Phân loại hệ thống treo

Có nhiều cách để phân loại hệ thống treo ta có thể phân loại như sau:

1.3.1 Phân loại theo cấu tạo của bộ phận dẫn hướng - Hệ thống treo phụ thuộc

Các bánh xe bên trái và bên phải được liên kết với nhau bằng dầm cầu cứng, nhípđặt trực tiếp lên dầm cầu khi một bên bánh xe bị dao động thì bên kia cũng daođộng theo

H 1.8 Hệ thống treo phụ thuộc-Hệ thống treo độc lập

Dầm cầu rời hai nửa, từng bánh xe dao động độc lập với nhau không ảnh hưởnglẫn nhau

H 1.9 Hệ thống treo độc lập1 Giảm xóc; 2 Giảm chấn; 3 Bán trục- Hệ thống treo cân bằng

Hệ thống này thường dùng trên các xe nhiều cầu chủ động để tạo lên mối quan hệphụ thuộc giữa hai hàng bánh xe ở hai cầu liên tiếp nhau.

H 1.10 Hệ thống treo cân bằn

1.3.2 Phân loại theo các phần tử đàn hồi

- Bằng kim loại (nhíp lá, lò xo, thanh xoắn)- Loại khí (bầu cao su - sợi, bầu màng, loại ống)- Loại thủy lực, thủy khí

- Loại cao su chịu nén chịu xoắn

1.3.3 Phân loại theo phương pháp dập tắt dao động

- Giảm chấn thủy lực (loại ống va loại đòn).- Dập tắt dao động nhờ mà sát cơ học trong phần tử đàn hồi và phần tử dẫn hướng

1.4 Hệ thống treo phụ thuộc 1.4.1 Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp

Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp gồm có các lá nhíp và các bộ phận dùng đểbắt chặt các phần tử đàn hồi bố trí dọc theo xe có các loại: nhíp nửa elip và nhípđảo lật

H 1.11 Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp (loại nhíp nửa elíp)Phần khối không được treo bắt ở giữa lá nhíp hai đầu bộ nhíp được bắt với phần

được treo bằng các khớp.

H 1.12 Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp (loại nhíp đảo lật)

Phần khối lượng không được treo bắt vào đầu lá nhíp bằng các chốt cò phầnkhối lượng được treo thì bắt với bộ nhíp bằng quang treo và chốt quay

Các lá nhíp được bắt thành bộ nhờ bu lông xuyên tâm, hạn chế sự dịch chuyểnngang của các lá nhíp người ta dùng thêm các ốp nhíp Có một số loại không dùngbu lông xuyên tâm mà định vị bằng các vấu có trên lá nhíp Cả bộ nhíp được bắtchặt lên xe nhờ quang treo Tùy theo các dạng tải trọng mà có các dạng tai nhípkhác nhau như hình sau

H 1.13 Các loại tai nhípa Tai nhíp đơn; b,c Tai nhíp kép có gia cường; c Loại tai nhíp không uốn cong

Hình 1.30 a,b tai nhíp chỉ uốn ở còn lá thứ hai làm ngắn hơn để giảm độ cứng loạinày chủ yếu dùng trên xe con

Hình 1.30 c: Lá nhíp và thứ hai đều uốn cong cả vòng và giữa chúng có khe hở đểchúng có thể biến dạng được như vậy thì lá nhíp chính không chịu uốn chỉ chịukéo

Khi làm việc thì mặt trên của lá nhíp chịu kéo con mặt dưới chịu nén vì vậy khithiết kế người ta tăng tiết diện phần chịu nén và giảm phần chịu kéo nhằm làm tăngtuổi thọ của các lá nhíp như hình vẽ

* Ở các xe tải do có sự chênh lệch về tải trọng tác dụng lên nhíp khi không có tảivà khi có tải khác nhau nhiều Do yêu cầu về độ cứng của nhíp có thể thay đổiđược để đảm bảo sự êm dịu khi chuyển động khi làm việc người ta sử dụng thêmbộ nhíp phụ như hình vẽ.

Hình 1.16 Phương án đặt nhíp phụ

Khi tải trọng nhỏ chỉ có một bộ nhíp chính làm việc, đến khi tải trọng tăng làmhai đầu nhíp phụ tì vào vấu trên khung xe thì nhíp phụ và nhíp chính cùng làm việcdo đó độ cứng được tăng lên

1.4.2 Hệ thống treo phụ thuộc loại lò xo

Loại này chủ yếu sử dụng ở cầu sau xe con gồm có giảm chấn, lò xo, các thanhphản lực dọc và ngang (để truyền các lực bên, lực phanh, lực kéo từ bánh xe quadầm cầu lên khung và vỏ xe) bộ phận dẫn hướng chính là những thanh phản lực, sovới hệ thống treo loại nhíp thì hệ thống treo loại lò xo có trọng lượng nhỏ tuổi thọcao, nhược điểm là phải thêm bộ phận dẫn hướng và giảm chấn

H ình 1.17 Hệ thống treo trước

H ình 1.18 Hệ thống treo sau1 lò xo; 2 Giảm chấn; 3 Khung xe; 4 Thanh cân bằng; 5 Đòn kéo dọc

6,8 Thanh đòn ngang; 7 Vỏ truyền lực chính

1.4.3 Hệ thống treo cân bằng Ở xe ôtô có nhiều cầu chủ động do tải trọng đặt lên các cầu lớn, thường sử dụng

hệ thống treo cân bằng để đảm bảo sự phân bố tải trọng tĩnh lên các cầu là nhưnhau, tuỳ theo giá trị tải trọng chuyên chở khác nhau Đối với xe ba cầu, hai cầusau bố trí liền nhau, với bốn cầu thì bố trí hai cặp phía trước và hai cặp phía sau để

dùng hệ thống treo cân bằng

Hình 1.19 Hệ thống treo cân bằnga )Hệ thống treo cân băng cơ cấu dẫn hướng dùng các thanh giằng cầu

b) Hệ thống treo cân bằng sử dụng nhíp để truyền các lực dọc

Tùy theo đặc tính dịch chuyển của bánh xe trong hệ thống treo độc lập có các loạisau:

* Loại bánh xe dịch chuyển trong mặt phẳng ngang, dọc, trong hai mặt phẳng,chúng có sơ đồ như sau:

1.5.1 Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi là lò xo

Hình 1.20 Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi là lò xo1 Khung xe; 2 Bulông; 3 Giá đòn dưới; 4 Giảm chấn; 5 Vấu hạn chế

6 Khớp cầu trên; 7 Đệm điều chỉnh; 8 Phanh đĩa; 9 Khớp cầu dưới

10 Lò xo trụ; 11 Đòn ngang dưới; 12 Thanh ổn định.

1.5.2 Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi là thanh xoắn

Hệ thống này áp dụng trên một số xe vận tải lớn như MAZZ, IVECO, TATRASo với hệ phần tử đàn hồi là lò xo, nhíp thanh thanh xoắn có khả năng dự chữnăng lượng lớn hơn dễ bố trí trên xe và có độ bền cơ học và tuổi thọ cao hơn

Hình 1.21 Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi là thanh xoắn1,3 Tay quay xoắn; 2 Thanh xoắn; 4 Đệm; 5 Đai ốc; 6 Giá chữ A

So với hệ thống treo nhíp ta thấy phần tử đàn hồi của hệ thống treo khí nén có đặcđiểm là:

Dựa vào tính chất giãn nở của không khí khối lượng hơi hoặc thể tích của nó có thểđiều chỉnh được, nên có thể giữ được ôtô đúng chiều cao so với khung xe khôngđổi so với mặt đường mà không phụ thuộc vào tải trọng

1.6.1 Bố trí chung của hệ thống treo khí nén

Hình 1.22 Sơ đồ bố trí chung hệ thống treo khí nén xe KAROSA 4301 Máy nén khí; 2 Bộ lọc khí; 3 van điều chỉnh áp suất;4 Van an toàn; 5 Bình chứa khí nén; 6 Van điều chỉnh chiều cao;

7 Lò xo khí nén; 8 Nhíp; 9 Giá ngang

Máy nén khí sẽ cung cấp khí nén cho cả hệ thống phanh và hệ thống treo khínén, lò xo dạng sóng được bố trí giữa cầu xe và khung xe, van 6 điều chỉnh chiềucao không đổi ở trạng thái tĩnh, khi động cơ làm việc không khí nén từ máy nénkhí 1 qua lọc và van 2,3,4 đến bình chứa 5, từ đó đến van 6 Van 6 được bắt cốđịnh trên phần được treo (khung vỏ xe) liên hệ với phần không được treo qua hệthống tay đòn Rồi từ đó qua bình chứa khí nén phụ đến lò xo khí nén.

- Cấu tạo của một số loại lò xo khí nén

Hình 1.23 Cấutạo của lò xo

khí néna) Lò xo khínén dạng sóng;b) Lò xo khí nén dạng ống trụ

1.6.2 Hệ thống treo thủy - khí

Hệ thống treo thủy khí được áp dụng rộng rãi trên xe con, không gian công táccủa phần tử đàn hồi được phân cách làm hai phần nhờ màng ngăn cách Khốilượng khí thường dùng khí nitơ không thay đổi Việc truyền lực từ bánh xe lên bộphận khí thông qua bộ phận thủy lực nên gọi là hệ thống treo thủy - khí

Sơ đồ bố trí chung hệ thống treo thủy - khí

Hình 1.24 Cấu tạo khối lò xo thủy khí1 Đường ống thoát chất Lỏng thừa; 2 Pít tông

3 Đường ống cung cấp dầu cao áp 4 Cửa

5 Khí nitơ6 Màng7 Chất Lỏng8 Giảm chấn9 Xylanh 10 Hệ thống làm kín 11 Thanh truyền12 Vỏ bao kín Hình 1.25 Cấu tạo của van giảm chấn 1 Thân van; 2 Các đĩa đàn hồi; 3 vòng tì hạn chế; 4 Lỗ tiết lưu rất nhỏ T : Hành trình trả; TN : Trả nhẹ

N : Hành trình nén; NN : Nén nhẹ

Hệ thống thủy lực dùng cho hệ thống treocũng dùng chung cho cả hệ thống phanh, hệthống lái, số tự động

Trong xylanh thủy lực 9 có Pít tông 2 dịchchuyển qua thanh truyền 11 được liên kết với

bánh xe qua các đòn dẫn động Phía trên xylanh 9 có khối hình cầu có màng 6ngăn cách 2 khoang, khoang 5 chứa khí nitơ khoang 7 có chứa chất Lỏng với ápsuất cao Phía dưới xylanh 9 có cụm làm kín 10 để tránh chất Lỏng rò rỉ, nếu bị ròrỉ sẽ vào vỏ 12 và được hồi về thùng chứa dầu thông qua đường 1 Hệ thống treonày bố trí cụm giảm chấn 8 làm việc theo nguyên lý của giảm chấn ống, đây là hệthống treo kết hợp giữa bộ phận đàn hồi là khoang thủy khí và giảm chấn 8 NếuPít tông chuyển động lên trên chất Lỏng được nén lại đẩy đĩa đàn hồi ở cửa néndầu đi lên phía trên 7 Trường hợp ngược lại dầu sẽ theo của T xuống xylanh 9.Đĩa đàn hồi đóng mở cửa trả (hút) có độ cứng lớn hơn so với cửa nén do dó tạo rasự dập tắt dao động khác nhau ở hai hành trình Chất lỏng được không ngừng cungcấp bởi bơm dầu đến các lò xo thủy khí qua các van điều chỉnh vị trí

III KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI VÀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Khai thác kỹ thuật hệ thống lái

1.1.1 Tìm hiểu kết cấu, cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống lái và hệ thống treo

1.1.2 Tìm hiểu quy định về bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái và hệ thống treo từ đó xây dựng nội dung sửa chữa hệ thống lái.

a) Nội dung bảo dưỡng hàng ngày - Nội dung bảo dưỡng hàng ngày theo quy định 992 bộ giao thông vận tải - Nội dung bảo dưỡng hàng ngày theo quy định của hãng sản xuất

b) Nội dung bảo dưỡng định kỳ - Nội dung bảo dưỡng định kỳ theo quy định 992 bộ giao thông vận tải - Nội dung bảo dưỡng định kỳ theo quy định của hãng sản xuất

1.1.3 Tìm hiểu nguyên nhân hư hỏng của hệ thống lái và hệ thống treo trong quá trình ô tô vận hành và từ đó đưa ra hướng bảo dưỡng sửa chữa cho 2 hệ thống

IV GIỚI THIỆU ÔTÔ TOYOTA INNOVA G

Kiểu dáng và thiết kế của xe TOYOTA INNOVA G

* Phong cách thanh lịch và hiện đại

Xe INNOVA G được thiết kế với kiểu dáng thanh thoát, lịch lãm nhưng khôngkém phần mạnh mẽ, cá tính, INNOVA G là biểu tượng của phong cách sống năngđộng và hiện đại

- Chiều rộng lớn, trọng tâm xe thấp.- Thiết kế hài hòa với các đường lượn, vòng cung mềm mại nhưng cũng rất khỏekhoắn điều này tạo nên một phong cách khác biệt cho xe INNOVA G mới Trọngtâm xe thấp và bề rộng xe lớn thể hiện rõ nét phong cách hiện đại và thể thao

* Kiểu dáng khí động học

- Kiểu dáng khí động học giúp xe tăng tốc nhanh, giảm sự cản và tiếng ồn của gió,tăng tốc ổn định và tiết kiệm nhiên liệu

* Nội thất sang trọng và tiện nghi

- Thiết kế nội thất lí tưởng với bảng điều khiển hiện đại, ghế bọc da trang nhã vànhững chi tiết ốp gỗ tinh xảo INNOVA G tạo sự khác biệt và tôn thêm vị thế củachủ nhân

- Không gian nội thất thoáng rộng thiết kế sang trọng, tiện nghi với nhiều ngănđựng vật dụng tiện lợi và cách sắp xếp ghế linh hoạt mang lại cảm giác thư giãnthoải mái trong suốt hành trình

- Bảng đồng hồ Optirron với thiết kế hiện đại trẻ trung tăng độ sáng và trương phảncùng với các thông số hiển thị khoa học giúp người lái kiểm soát các thông số vậnhành dễ dàng và thuận tiện.

- Bảng điều khiển trung tâm và các chi tiết nội thất ốp gỗ làm tăng thêm vẻ tinh tếvà sang trọng cho xe

- Màn hình hiển thị đa thông tin giúp người lái kiểm soát hiệu quả tình trạng lái vàsử lý kịp thời mọi tình huống một cách dễ dàng

- Hệ thống điều hòa hai giàn nạnh với khả năng làm mát nhanh và hiệu quả, cáccửa gió độc lập được thiết kế tiên lợi giúp mọi hành khách có thể điều chỉnh theo ýthích

- Khoang hành lý rộng rãi cho phép chứa nhiều vật dụng cồng kềnh rất lý tưởngcho các chuyến đi xa

- Các nút điều khiển phải người lái cho phép người lái có thể hạ kính chỉ trong 1lần bấm và điều khiển tất cả các cửa.

* Tính năng hoạt động

- Vận hành mạnh mẽ và hiệu quả Xe được trang bị động cơ 1 TR - FE mạnh mẽ cùng các công nghệ hiện đại, đặcbiệt là cấu trúc khung và gầm xe TOP cứng cáp cùng hệ thống treo ưu việt giúp xevận hành êm dịu trên mọi địa hình

- Khả năng giảm xóc và chống rung tốt tạo cảm giác thoải mái và êm ả cho ngườilái và hành khách trong xe trên mọi nẻo đường

- Hệ thống treo trước độc lập với lò xo cuộn, đòn kép và thanh cân bằng làm tăngsự ổn định của xe, cho hành khách cảm giác thoải mái tối đa

- Hệ thống treo sau có cấu trúc bốn điểm liên kết với lò xo cuộn và tay đòn biên,cho hiệu quả giảm xóc tuyệt vời như xe du lịch

- Góc thoát trước sau lớn cùng với khoang sáng gầm xe lớn giúp INNOVA G dễdàng vượt qua chướng ngại vật

* An toàn

- An toàn tuyệt đối là một trong những tiêu chí hàng đầu của xe, với những tínhnăng an toàn tiên tiến INNOVA là lựa chọn tối ưu cho sự an toàn của ban và ngườithân

- An toàn chủ động INNOVA G có phanh đĩa được bố trí ở bánh trước giúp tránh được hiện tượng mấtphanh kết hợp với phanh sau trang trống và được hỗ trợ van phân phối lực phanh

theo tải trọng đảm bảo phanh an toàn Hệ thống chống trộm hiện đại giúp chủ nhânan tâm hơn.

- Cảm biến lùi cảnh báo cho người lái biết vật cản phía sau thuận lợi cho việc lùiđậu xe

- Dây đai an toàn được trang bị cho tất cả các ghế bảo vệ tốt cho mọi người - Hệ thống chống bó cứng ABS giúp bánh xe không bị bó cứng ngay cả khi phanhgấp trên đường trơn trượt, tăng tính năng an toàn đến mức tối đa

- Túi khí giúp bảo vệ người lái khỏi những chấn thương khi có va chạm, túi khíSRS phát huy tối đa hiệu quả khi kết hợp với dây đai an toàn

- Bàn đạp phanh an toàn có thể tự thu lại khi xảy ra va chạm giúp hạn chế chấnthương xương ống chân…

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE TOYOTA INNOVA G

Chiều rộng cơ sở mm 1510Khoảng sáng gầm xe mm 191Trọng lượng không tải kg 1530 - 1550Trọng lượng toàn tải kg 2130

KHUNG XEHệ thống treo trước Độc lập với lò xo cuộn,đon kép và thanh cân bằngHệ thống treo sau Liên kết 4 điểm, lò xocuộn và tay đòn bên Hệ thống phanh trước / sau Đĩa thông gió/Trang trốngBán kính quay vòng tối thiểu m 5,4

Dung tích bình xăng lít 55

ĐỘNG CƠ

Kiểu 4 Xylanh thẳng hàng, 16van, cam kép với VVT-iDung tích công tác cc 1998

Công suất tối đa HP/rpm 134/5600Mô men xoắn tối đa kg.m/rpm 18.6/4000

CHƯƠNG 2KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ HỆ THỐNG TREO TRÊN Ô TÔ

TOYOTA INNOVA G

2.1 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA Ga) Cấu tạo

Hình 2.1 Sơ đồ câu tạo của hệ thống lái TOYOTA INNOVA G1 Tay lái; 2 Cụm trục lái; 3 Cụm trục van phân phối4 Cơ cấu lái; 5 Xylanh trợ lực; 6 Bơm trợ lực lái; 7 Bình chứa.

b) Nguyên lý hoạt động

Thông qua vành tay lái, lái xe tác dụng lực để điều khiển ô tô Lực từ người láiđược truyền xuống cơ cấu lái thông qua cụm trục lái chính và cụm trục lái trunggian Mô men này làm trục nối với bánh răng quay làm bánh răng quay theo Bánhrăng ăn khớp với thanh răng lái Khi bánh răng quay làm thanh răng dịch chuyểnsang trái hoặc sang phải Đồng thời bơm trợ lực hoạt động nhờ dẫn động từ độngcó thông qua bộ truyền đai Bơm trợ lực tạo áp suất dầu tới xylanh trợ lực thôngqua van phân phối điều khiển lưu lượng dầu vào xylanh Trục bánh răng gắn vớitrục van điều khiển dầu trợ lực Tuỳ theo góc độ quay vành tay và chiều quay vànhtay lái mà van xoay phân bố lượng dầu vào từng khoang của xylanh trợ lực tạo ralực đẩy Pít tông trợ lực (thanh răng) cùng chiều với chiều của thanh răng làm giảm

lực tác dụng của người lái Thông qua hình thang lái và các khớp điều khiển bánhxe dẫn hướng chuyển động theo sự điều khiển của lái xe.

2.2 Kết cấu hệ thống lái trên ô tô TOYOTA INNOVA G2.2.1 Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng

Hình 2.2 Cơ cấu lái1 Van trợ lực lái; 2 Bánh răng lái; 3 Thanh răng lái; 4 Vòng hãm5 Gioăng; 6 Đai ốc hãm; 7 Nắp lò xo dẫn hướng; 8 lò xo dẫn hướng

9 Dẫn hướng thanh răng; 10 Vỏ thanh răng trợ lực11 Phớt dầu; 12 Bạc; 13 Bộ hãm đầu xylanh.

a) Bánh răng

Bánh răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng Khi vô lăng quay,làm răng quay làm dịch chuyển thanh răng sang phải hoặc sang trái Phía trên nốivới trục lái bằng then hoa và khớp các đăng Bánh răng được gắn với trục van điềukhiển dầu trợ lực cho cơ cấu lái

b) Thanh răng

Pít tông trong xylanh lực được đặt trên thanh răng, thanh răng dịch chuyển nhờsự ăn khớp với trục răng và áp suất của dầu trợ lực sinh ra do bơm cánh gạt tạo ra

tác dụng lên Pít tông Một phớt dầu trên Pít tông để ngăn cản rò rỉ áp suất dầu.Phớt cũng được đặt ơ hai đầu của xylanh để tránh rò rỉ dầu ra bên ngoài.

Trục van điều khiển được nối với vô lăng Khi vô ở vị trí trung gian (chạy thẳng),van điều khiển cũng ở vị trí trung gian nên dầu từ bơm không tác dụng lên buồngnào mà hồi ngay về bình Tuy nhiên khi đánh lái bất kỳ về hướng nào, van điềukhiển thay đổi cửa dẫn dầu nên dầu đi vào một buồng Dầu ở buồng đối diện bị đẩyra và trơ về bình qua van điều khiển

2.2.2 Dẫn động lái

Trên xe TOYOTA INNOVA G hệ thống lái được kết hợp với hệ thống treo cầutrước là hệ thống treo độc lập với lò xo cuộn, đòn kép và thanh cân bằng Cầu sau4 điểm liên kết, lò xo trụ và tay đòn bên

Hình 2.3 Dẫn động lái1 Chốt chẻ; 2 Thanh lái; 3 Hộp cơ cấu lái; 4 Moay ơ; 5 Ốc hãm

Thanh dẫn động lái được nối với thanh răng trợ lực băng khớp cầu Khớp cầuđược bôi trơn một lần Một đầu còn lại nối với cụm bánh trước cũng bằng khớpcầu và được hãm bằng chốt chẻ và đai ốc.

2.2.3 Trợ lực lái2.2.3.1 Bơm cánh gạt

Hình 2.4 Bơm trơ lực lái1 Bình chứa dầu; 2 Vỏ bơm trợlực; 3 Trục bơm; 4 Phớt chắn dầu5,10 Gioăng; 6 Vành cam; 7 Rôtobơm; 8 Cánh bơm; 9 Phanh hãm

11 Vỏ phía sau bơm; 12 Van điềukhiển; 13 Cút nối cổng cao áp

a) Cấu tạo

- Bình dầu Bình dầu để cấp dầu trợ lực lái Nó được gắn trực tiếp lên thân bơm Nắp bình dầucó thước đo đế kiểm tra mức dầu Nếu mức dầu thấp hơn mức tiêu chuẩn thì bơmsẽ hút khí vào làm hoạt động của bơm bị trục trặc

- Thân bơm Thân bơm được dẫn động bằng puly trục khuỷu và đai và bơm dầu cao áp đến cơcấu lái Công suất bơm tỷ lệ với tốc độ của động cơ, nhưng lượng dầu tới cơ cấu láiđược điều khiển bởi van điều khiển lưu lượng, lượng dầu thừa sẽ được đưa trơ lạicửa hút của bơm

- Van điều khiển lưu lượng

Van điều khiển lưu lượng điều khiển lượng dầu từ bơm đến cơ cấu lái, đảm bảomột lưu lượng không đổi phụ thuộc vào tốc độ của bơm Tuy nhiên, rất nhiều bơmhiện nay sử dụng một ống điều khiển cùng với van điều khiển lưu lượng dầu khibơm đạt đến 1 tốc độ nhất định Đó là trợ lực lái loại cảm biến RPM Nó tạo ra mộtlực phù hợp ngay cả khi xe chạy ở tốc độ cao.

- Kiểu bơm cánh gạt có một van an toàn được gắn bên trong van điều khiển lưulượng để điều khiển áp suất dầu cực đại Áp suất dầu cực đại sinh ra khi đánh vànhlái hết cỡ sang trái hoặc sang phải và van điều khiển đóng hoàn toàn đường hồidầu Lúc này, để ngăn cản áp suất quá cao, van an toàn mở khi cần thiết để xả bớtdầu cao áp về bình

b) Hoạt động bơm cánh gạt

Rôto quay trong vòng cam, vòng cam bắt chặt vào vỏ bơm Có các rãnh trongrôto và các cánh gạt được đặt trong các rãnh đó Vòng ngoài của rôto là hình trònmặt trong của vòng cam là hình ô van nên tạo ra khe hở giữa rôto và vòng cam.Các cánh gạt chia ra các khe hở này thành các buồng dầu Cánh gạt tỳ lên mặttrong vòng cam nhờ cả lực ly tâm lẫn áp xuất dầu tác dụng lên cạnh trong của cánhcó tác dụng làm kín rất tốt nên khi bơm sinh ra dầu cao áp, áp suất không bị rò tạiphần tiếp xúc giữa cánh gạt và vòng cam Thể tích buồng dầu tăng hay giảm khirôto quay để hoạt động bơm Nói cách khác thể tích buồng dầu tăng tại cửa hút nêndầu trong bình chứa được hút vào buồng dầu từ cửa hút Thể tích buồng dầu giảmở phía bơm, va khi nó bằng không, dầu hút vào trong buồng lúc trước bị đẩy rangoài theo cửa bơm Có 2 cửa hút và 2 cửa bơm vì vậy dầu được hút vào bơm 2lần trong 1 vòng rôto

2.2.3.2 Van phân phối

a) Tác dụng

Kiểu van phân phối trong hệ thống lái INNOVA G là van quay Van phân phốitrong cơ cấu lái quyết định dầu từ bơm sẽ đi đến buồng nào Trục van điều khiển

(mô men tư vành tay lái tác dụng lên) và trục bánh răng được nối với nhau bằngmột thanh xoắn Van quay và trục bánh răng được gắn với nhau bằng một chốt vàquay cùng với nhau Nếu không có áp suất dầu, thanh xoắn sẽ bị xoắn hết cỡ, trụcvan điều khiển và trục bánh răng sẽ tiếp xúc với nhau ở vấu chặn nên mô men từtrục răng điều khiển sẽ truyền thẳng đến trục bánh răng.

b) Sở đồ nguyên lý hoạt động

Hình 2.5 Kết cấu van phân phối

- Vị trí van khi xe đi thẳng.

Hình 2.6 Vị trí van khi ô tô đi thẳng

Khi trục van điều khiển không quay, nó ở vị trí trung gian so với van quay Dầudo bơm cung cấp quay về bình chứa qua cửa D và buồng D Buồng trái và buồng

phải của xylanh bị nén nhẹ nhưng không có sư chênh lệch áp suất giữa chúng,không có trợ lực lái.

- Vị trí van khi xe quay phải

Hình 2.7 Vị trí van khi ô tô quay phải phải

Khi xe quay phải, thanh xoắn bị xoắn và trục van điều khiển quay sang phải.Dầu từ bơm bị cản bởi cửa X và Y của cánh van điều khiển để ngắt dòng dầu vàocửa C và D Kết quả là dầu từ cửa B đến ống B và sau đó đến buồng xylanh bênphải làm thanh răng di chuyển sang bên trái và tạo ra sự trợ lực lái Cùng lúc, dầu ởxylanh bên trái chạy về bình chứa qua ống C → cửa C → cửa D → Buồng D

- Vị trí van khi xe quay trái

Hình 2.8 Vị trí van khi ô tô quay trái

Giống như xe quay sang phải, khi xe quay sang trái, thanh xoắn bị xoắn và trụcvan quay sang trái Dầu từ bơm bị cản bởi khe X’ và Y’ của cạnh van điều khiểnđể cắt dòng dầu vào cửa B và D Kết quả là dòng dầu từ cửa C vào ống C và sau đótới buồng xylanh trái làm thanh răng dịch chuyển sang phải vì vậy tạo ra sự trợ lựclái Cùng lúc đó dầu ở buồng xylanh bên phải quay về bình chứa qua ống B→ cửaB → cửa D→ buồng D

2.2.3.3 Xylanh trợ lực

Hình 2.9 Sở đồ xylanh trợ lực láia) Cấu tạo

Xylanh lực được chế tạo, tạo thành vỏ của thanh răng trợ lực lái Đồng thờithanh răng cũng được chế tạo để thêm chức năng Pít tông trợ lực (hình vẽ về cơcấu lái) Bên cạnh đó trên thanh răng phải lắp thêm các phớt chắn dầu để kín khítbuồng xylanh trợ lực Tạo thành 2 khoang xylanh

b) Hoạt động

Tuỳ vào chiều quay của vô lăng mà van phân phối điều chỉnh dầu vào buồng tráihay phải, áp suất của bơm dầu tạo lên tác dụng theo chiều chuyển động của thanhrăng (pít tông xylanh trợ lực) Tạo lên sự trợ lực lái

2.2.4 Vành tay lái

Hình 2.10 Hình dạng vành tay lái

Vành lái là nới để người lái tác dụng lực gây ra mô men tác dụng vào hệ thốnglái, để điều khiển xe Vành lái (vô lăng) trên mặt cụm vành lái đồng thời có lắp bộphận còi để người lái xe dễ điều khiển khi gặp chướng ngại vật hoặc xin đường.Vành lái ăn khớp với trục lái bằng then hoa và được cố định bằng đai ốc bắt vàotrục lái chính

2.2.5.Trục lái

Hình 2.11 Cụm trục lái1- Cụm trục lái

2, 4, 6 Cụm khớp các đăng3, 5 Cụm trục lái trung gian

- Trục lái gồm: trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấulái và ống trục lái được bắt gắn vào thân xe Đầu phía trên của trục lái chính đượcgia công ren và then hoa để gắn vành tay lái lên đó và giữ chặt nhờ đai ốc

- Trục lái kết hợp với cơ cấu hấp thụ va đập, cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tácdụng lên người lái khi có tai nạn Trục lái được gắn lên thân xe qua một giá đỡ đểtrục lái có thể dễ dàng tụt xuống khi bị va đập

- Đầu dưới của trục lái chính được nối với cơ cấu lái, nhìn chung thường nối bằngkhớp mềm hay khớp các đăng, trên xe INNOVA G được nối bằng khớp các đăngđể giảm tối thiểu sự truyền va đập của mặt đường từ cơ cấu lái lên vô lăng.

- Cụm trục lái bao gồm trục lái chính và trục lái trung gian Trục lái chính một đầuăn khớp với vô lăng một đầu ăn khớp với cụm trục lái phụ bằng cụm khớp cácđăng nạng kép Trục lái trung gian một đầu ăn khớp với trục lái chính và một đầuăn khớp với cơ cấu lái thông qua khớp các đăng

a) Cơ cấu hấp thụ va đập (dập tắt) lực va đập trên cơ cấu lái TOYOTA INNOVAG là thông qua các khớp các đăng giảm lực tác dụng truyền từ mặt đường lênngười lái, và giảm thưởng tích do lực mặt đường tác dụng lên khi có va đập

b) Khoá tay lái

Hình 2.12 Cụm ổ khoá điện1 Bộ khuyếch đại thu phát2 Cụm điện từ khoá liên động3 Cụm ổ khoá điện

4 Cụm công tác cảnh báo5 Ống trục lá

6 Vòng bi trục lái chính

* Cơ cấu khoá tay lái dùng để bảo vệ xe khỏi bọn trộm khi người lái rời khỏi xe.Cơ cấu này khoá trục lái chính vào ống trục lái khi khoá điện bị rút ra khỏi ổ khoá.Vì vậy xe không thể lái được ngay cả khỏi động được động cơ mà không dùng