Khai thác hệ thống lái xe ô tô VIOS của hãng TOYOTA

LỜI MỞ ĐẦU Ngành ô tô giữ một vị trí quan trọng trong sự phát triển của xã hội. Ô tô được dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân ở nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng an ninh… Trên nền tảng của đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế ngành công nghiệp ô tô ở nước ta ngày càng được chú trọng và phát triển. Thể hiện bởi các liên doanh lắp ráp ô tô giữa nước ta với nước ngoài ngày càng phát triển rộng lớn trên hầu hết các tỉnh của cả nước như: FORD, TOYOTA, DAEWOO Một vấn đề lớn đặt ra đó là việc nắm vững lý thuyết, kết cấu của các loại xe hiện đại, của từng hệ thống trên xe để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao, đáp ứng yêu cầu giữ tốt, dùng bền, an toàn, tiết kiệm. Một trong những hệ thống 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 ổn định chuyển động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Trong quá trình chuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng rất lớn đến an toàn chuyển động và quỹ đạo chuyển động của ô tô, đặc biệt đối với xe có tốc độ cao. Do đó người ta không ngừng cải tiến hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó. Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, em đã được giao thực hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Khai thác hệ thống lái trên xe TOYOTA VIOS”. 25 Nội dung phần thuyết minh đồ án bao gồm: Lời mở đầu. Chương 1. Giới thiệu chung về xe Toyota Vios. Chương 2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Toyota Vios. Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe Toyota Vios. Chương 4. Khai thác, sử dụng hệ thống lái xe Toyota Vios. Kết luận. Tài liệu tham khảo. Sinh viên thực hiện: Bùi Thanh Tùng 26 MỤC LỤC Trang Lời mở đầu 1 Chương 1. Giới thiệu chung về xe Toyota Vios 3 1.1. Giới thiệu chung về xe Toyota Vios 3 1.2. Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios 5 Chương 2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Toyota Vios 10 2.1. Giới thiệu chung về hệ thống lái ô tô 10 2.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu 10 2.1.2. Bố trí chung hệ thống lái xe Toyota Vios 12 2.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Toyota Vios 13 2.2.1. Cơ cấu lái 13 2.2.2. Dẫn động lái 15 27 2.2.3. Trợ lực lái 17 2.2.4. Tính tùy động hệ thống lái xe Toyota Vios 23 Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe Toyota Vios 25 3.1. Thông số đầu vào 25 3.2. Tính toán kiểm nghiệm hình thang lái xe Toyota Vios 26 3.2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán kiểm tra động học hình thang lái 26 3.2.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học 27 3.3.3. Kiểm tra bằng phương pháp đại số 28 3.3. Tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái 29 3.3.1. Xác định mômen cản quay vòng 29 3.3.2. Xác định lực cực đại tác dụng lên vành tay lái 32 3.3.3. Tính bền cơ cấu lái bánh răng trụ – thanh răng 32 28 3.3.4. Tính bền trục lái 36 3.3.5. Tính bền đòn kéo ngang 37 3.3.6. Tính bền đòn kéo dọc 39 3.3.7. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái 40 3.3.8. Tính bền khớp cầu 41 Chương 4. Khai thác, sử dụng hệ thống lái xe Toyota Vios 43 4.1. Các yêu cầu chung 43 4.2. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái 44 4.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên 44 4.2.2. Bảo dưỡng 1 (sau 6500 Km) 44 4.2.3. Bảo dưỡng 2 (sau 12500 Km) 44 4.3. Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục 45 29 4.3.1. Lái nặng 45 4.3.2. Hành trình tự do lớn 45 4.3.3. Trợ lực lái làm việc nhưng lực trợ lực nhỏ 45 4.3.4. Lực trợ lực nhỏ và không đều khi quay vòng về hai phía 46 4.3.5. Mất trợ lực lái 47 4.3.6. Có tiếng ồn khi bơm làm việc 47 4.3.7. Có tiêng gõ trong cơ cấu lái 47 4.3.8. Dầu chảy qua lỗ thông hơi của bơm 48 4.3.9. Dầu nóng quá gây lọt dầu 48 4.3.10. Dây đai quá căng 48 4.3.11. Dây đai chùng 48 4.3.12. Chảy dầu ở các đệm phớt 49 4.4. Một số nội dung bảo dưỡng sửa chữa chính 49 30 4.4.1. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái 49 4.4.2. Kiểm tra đầu thanh nối 50 4.4.3. Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng 51 4.4.4. Điều chỉnh góc quay vôlăng 52 4.4.5. Kiểm tra áp suất, độ đảo của lốp 52 4.4.6. Kiểm tra góc quay bánh xe 53 4.4.7. Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin 54 4.4.8. Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm 55 4.4.9. Bảo dưỡng bộ phận trợ lực lái 57 4.5. Tháo lắp cơ cấu lái 60 Kết luận 68 Tài liệu tham khảo 69 31 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA VIOS 1.1. Giới thiệu chung về xe Toyota Vios Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc. Thế hệ Vios đầu tiên là một phần trong dự án hợp tác giữa các kĩ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật của Toyota được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan. Với sự ra đời của Vios thế hệ thứ 2 năm 2007, Toyota bắt đầu cho dòng xe này tiến quân sang các thị trường khác ngoài châu Á, thay thế chiếc Toyota Soluna, một mẫu subcompact bình dân hơn Toyota Corolla và Toyota Camry trong khu vực Đông Nam Á. Hình 1.1. Hình dáng ngoài xe Toyota Vios. Thế hệ đầu 2003–2007 Kiểu thiết kế thân xe: sedan 4 chỗ Động cơ: 1.3 và 1.5 lít 32 Những chiếc xe đầu tiên của Vios ra đời tại Thái Lan dưới bàn tay của các kỹ sư Thái Lan và các nhà thiết kế Nhật. Phần lớn các mẫu xe Vios tại các quốc gia Đông Nam Á trong đó có Việt Nam được trang bị động cơ 1,5 lít trừ những chiếc Vios của quốc đảo Philippines. Người dân quốc đảo này ưa chuộng phiên bản sử dụng động cơ nhỏ hơn với dung tích 1,3 lít. Phiên bản đầu tiên của Vios được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz. Nhờ một số cải tiến về ngoại thất, những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là với phiên bản 2006. Phiên bản này được chỉnh sửa đáng kể với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu được làm mới cùng vành đúc và nội thất mới. Thế hệ thứ 2 (từ năm 2007 đến nay) Kiểu thiết kế thân xe: sedan 4 chỗ Động cơ: 1.5 lít Chiếc Toyota Vios mới là sự tái hiện lại mẫu Toyota Belta sedan trình làng tháng 11/2005. Toyota Belta còn có tên gọi khác là Toyota Yaris (tên này chỉ có ở Mỹ, Nhật và Australia), Toyota Echo (tên gọi tại Canada) và Toyota Vitz. Nếu Vios chỉ có phiên bản sedan thì Belta có thêm phiên bản hachtback. Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (ra mắt vào tháng 8/2003) I4 ký hiệu 1NZ-FE 1.5L DOHC tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i. Công suất cực đại của động cơ là 107 mã lực, mô-men xoắn tối đa 144 Nm. Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn mới. Phiên bản Vios 1.5E mới (5 số sàn) được nâng cấp từ xe Vios 2003 1.5G (5 số sàn), còn phiên bản Vios 1.5G mới (4 số tự động) lần đầu tiên được giới thiệu tại thị trường Việt Nam. Xe Vios 2007 có kích thước lớn hơn xe đời cũ. Trang bị an toàn và tiện nghi có nhiều cải tiến. Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt có cấu 33 trúc hình chữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi-nhan tích hợp trên gương (gương có thể gập lại khi không sử dụng), vành hợp kim thiết kế mới 1.2. Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios 1.2.1 Động cơ 1NZ-FE (DOHC 16 xu páp với VVT-i). Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là loại động cơ xăng 4 kỳ , với 4 xy lanh đặt thẳng hàng, thứ tự làm việc 1- 3- 2- 4. Động cơ sử dụng trục cam kép, dẫn động bằng đai với công nghệ điều khiển đóng mở xu páp thông minh (VVT- i), giúp cho xe tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường. - Công suất tối đa: 107 HP / 6000 rpm. - Mô men xoắn tối đa: 144 Nm / 4200 rpm. - Tỉ số nén: 10,5:1. - Mức tiêu hao nhiên liệu: 5,5L/100 Km (trong điều kiện thử nghiệm) - Hệ thống cung cấp nhiên liệu: xe Toyota Vios sử dụng hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MPI) với các loại xăng có chỉ số octan là RON 95, 92, 87, 83. Dung tích bình xăng là 42 lít. - Hệ thống làm mát: hệ thống làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hoàn cưỡng bức nhờ bơm nước. - Hệ thống bôi trơn: theo nguyên lý hoạt động hỗn hợp bao gồm bôi trơn cưỡng bức kết hợp với vung té. Xe sử dụng các loại dầu bôi trơn như: SAE 5W30, SAE 10W30, SAE 15W40. 1.2.2 Hệ thống truyền lực - Ly hợp: Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng , có lò xo ép hình đĩa, dẫn động cơ khí kiểu cáp. Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thể tận dụng kết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở 34 [...]... Dung tích công tác cc Công suất tối đa HP/rpm Mô men xoắn tối đa Nm/rpm 13 14 GHI CHÚ Lít 475 448 4 xy lanh, thẳng hàng, 16 xu páp, DOHC-VVT-i 1497 107/6000 144/4200 38 CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA VIOS 2.1 Giới thiệu chung về hệ thống lái ô tô 2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu a Công dụng của hệ thống lái ô tô Hệ thống lái của tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của tô nhờ quay... tác động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng - Đảm bảo tính tùy động 40 2.1.2 Bố trí chung hệ thống lái xe Toyota Vios Hệ thống lái ô tô Toyota Vios bao gồm : cơ cấu lái, dẫn động lái, trợ lực lái Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái xe Toyota Vios được cho trên hình 2.1 Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe Toyota Vios 1.Vành lái( vô lăng); 2 Trục lái; 3 Thanh răng lái; 4 Xi lanh trợ lực; 5 Cảm biến... 1.2.4 Hệ thống lái Hệ thống lái trên xe Toyota Vios là hệ thống lái cơ khí với tay lái trợ lực thủy lực, giúp tay lái nhẹ hơn khi chạy xe ở tốc độ thấp và trở lại mức bình thường khi xe chạy ở tốc độ cao 35 Hệ thống lái xe Toyota Vios bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái, và trợ lực lái - Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái. .. bánh xe dẫn hướng) b Phân loại hệ thống lái ô tô * Theo cách bố trí vành tay lái - Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên trái; - Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên phải * Theo số lượng cầu dẫn hướng - Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước; - Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau; - Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu * Theo kết cấu của cơ cấu lái - Cơ cấu lái. .. khiển lái rất nhẹ nhàng 2.2.2 Dẫn động lái Dẫn động lái của xe Toyota Vios bao gồm trục lái chính và các thanh dẫn động Trục lái bao gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng tới cơ cấu lái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái chính vào thân xe Đầu phía trên của trục lái chính được làm thon và xẻ hình răng cưa, vô lăng được xiết vào trục lái bằng một đai ốc Trục lái của xe Toyota Vios. .. các ô tô hiện đang sử dụng hệ số dao động δ i trong khoảng δ = 0,9 ÷ 1,07 Như vậy dựa theo kết quả tính toán có thể thấy hình thang lái của xe Toyota Vios đảm bảo điều kiện quay vòng không xảy ra trượt bên 3.3 Tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái 3.3.1 Xác định mômen cản quay vòng Lực tác động lên vành tay lái của tô sẽ đạt giá trị cực đại khi ta quay vòng tô tại chỗ Lúc đó mômen... động lái bao gồm trục lái, thanh ngang, trục rô tuyn, cam quay Nó có nhiệm vụ biến chuyển động góc của đòn quay đứng thành chuyển động góc của trục bánh xe dẫn hướng 41 -Hệ thống trợ lực lái: có nhiệm vụ làm giảm lực điều khiển trên vành tay lái để giảm cường độ lao động cho người lái và để tăng tính an toàn của hệ thống điều khiển lái So với hệ thống lái không có trợ lực, cấu tạo chung của hệ thống lái. .. cấu lái loại trục vít- cung răng; 39 - Cơ cấu lái loại trục vít- con lăn; - Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay; - Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, ê cu, cung răng); - Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng * Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của trợ lực - Hệ thống lái có trợ lực thủy lực; - Hệ thống lái có trợ lực khí nén; - Hệ thống lái có trợ lực điện c Yêu cầu của hệ thống lái ô tô -... cấu lái nhờ khớp các đăng 44 Hình 2.3 Trục lái 1.Trục lái chính(phía trên); 2.Giá đỡ; 3.Giá đỡ thấp; 4 Ống trục lái; 5 trục lái chính (phía dưới) - Lực trên vành tay lái khi trên đường xấu không quá 20 KG - Hành trình tự do của vành lái 300 Trên xe Toyota Vios được trang bị hệ thống lái có khả năng thay đổi góc nghiêng của tay lái Cấu tạo của hệ thống này như trên hình 2.4 Hình 2.4 Bố trí trục lái. .. KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA VIOS Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái bao gồm tính toán kiểm tra động học của dẫn dộng lái và tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái Tính toán kiểm tra động học của dẫn động lái nhằm kiểm tra dẫn động lái theo điều kiện trượt bên của các bánh xe dẫn hướng khi ô tô quay vòng Có hai phương pháp kiểm tra động học hình thang lái là phương pháp hình . về xe Toyota Vios. Chương 2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Toyota Vios. Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe Toyota Vios. Chương 4. Khai thác, sử dụng hệ thống lái xe Toyota Vios. Kết. thống lái ô tô 2.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu a. Công dụng của hệ thống lái ô tô. Hệ thống lái của tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của tô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như. Toyota Vios Hệ thống lái ô tô Toyota Vios bao gồm : cơ cấu lái, dẫn động lái, trợ lực lái. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái xe Toyota Vios được cho trên hình 2.1 Hình 2.1. Sơ đồ bố trí hệ thống lái