Vành tay lái có dạng hình tròn, lực của người lái tác dụng lên vành tay lái tạo ra mô men quay để hệ thống lái làm việc. Trục lái thường là một đòn dài (rỗng hoặc đặc) để truyền mô men quay từ vành tay lái tới cơ cấu lái. Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vành tay lái thành chuyển động lắc của tay biên trong mặt phẳng thẳng đứng và đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu cần thiết. Cơ cấu lái được bắt chặt lên xà dọc (phần được treo của ô tô). Dẫn động lái (gồm:11,7,8,9,10) có nhiệm vụ truyền chuyển động từ cơ cấu lái xuống bánh xe dẫn hướng đảm bảo tỷ số truyền nhất định và chủ yếu giữ được động học quay vòng đúng của ô tô.
Trang 1LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
LỜI NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐỒ ÁN
Trang 2
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
1.Tổng Quan Về Hệ Thống Lái Ô TÔ 4
2.Công Dụng,Phân Loại Và Yêu cầu 5
2.1 Công dụng 5
2.2 Phân Loại 5
2.3 Yêu Cầu 5
3.Nguyên Lý Hoạt Động Về Hệ Thống Lái 6
4 Kết Cấu Của Các Bộ Phận Trong Về Hệ Thống Lái 7
4.1 Trục lái 7
4.2 Cơ cấu lái 8
4.2.1 Chức năng 8
4.2.2 Một số cơ cấu lái thường dùng 8
4.3 Dẫn động lái ……… 12
5 Quy trình điều chỉnh hình thang lái……… 15
6.Các hư hỏng và phương pháp sửa chữa về hệ thống lái ô tô 16
6.1 Các hư hỏng thường gặp 16
6.1.1 Tay lái nặng 16
6.1.2 Độ dơ vô lăng lái quá lớn ( góc xoay vô lăng để bánh xe dẫn hướng dịch chuyển lớn )17 6.1.3 Hệ thống lái có tiếng kêu khác thường 17
6.2 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống lái 17
6.2.1 Kiểm tra độ đảo vành bánh xe: 17
6.2.2 Kiểm tra điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng 17
6.2.3 Kiểm tra độ dơ tay lái 18
6.2.4 Kiểm tra mức dầu và điều chỉnh độ căng đai 18
6.2.5 Lắp ghép, kiểm tra, điều chỉnh cơ cấu lái 19
- Bảo d ư ỡng hệ thống lái .21
1 Bảo dưỡng hàng ngày 21
2 Bảo dưỡng 1: 21
3 Bảo dưỡng 2: 21
Trang 3LỜI MỞ ĐẦU
Theo xu hướng phát triển toàn cầu hoá, nền kinh tế Việt Nam đang tiếnsang một thời kì mới thời kỳ Công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước gắn liềnvới việc mở rộng quan hệ hợp tác kinh tế với các nước trong khu vực và trêntoàn thế giới Sự chuyển đổi này đã ánh hưởng rõ rệt đến hoạt động kinh tế cũngnhư những hoạt động khác của xã hội.Trong nhiều năm gần đây cùng với sựphát triển của kinh tế, khoa học kỷ thuật và nhu cầu của con ngưừi tốc độ giatăng số lượng và chủng loại ô tô ở nước ta khá nhanh Nhằm thỏa mãn càngnhiều nhu cầu về giao thông vận tải và thị hiếu của con người Nhiều hệ thốngtrang thiết bị cũ kỹ trên ô tô đã dần được thay thế bởi các hệ thống kết cấu hiệnđại Tuy vậy chúng ta cũng gặp không ít khó khăn trong việc khai thác sử dụng
và làm quen với các hệ thống đó Hơn nữa khi công nghệ sản xuất ô tô liên tụcđược nâng lên theo xu thế cạnh tranh kéo theo sự thay đổi cơ bản trong côngnghệ sửa chửa thì một số thói quen trong sử dụng, sửa chửa cũng không cònthích hợp Chuyển từ việc sửa chữa chi tiết sang sửa chữa thay thế Do đó trongquá trình khai thác nhất thiết phải sử dụng kỹ thuật chuẩn đoán
Để tìm hiểu sâu hơn về hệ thống lái ô tô nên em được giao đề tài tìm hiểu
đồ án môn học “Tìm hiểu kết cấu và quy trình sữa chữa hệ thống lái”
Do thời gian, điều kiện nghiên cứ và trình độ còn nhiều hạn chế nên đồ
án môn học của em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được
sự giúp đỡ của các thầy cô giáo
Em xin chân thành cảm ơn Giáo viên : Nguyễn Văn Đại đã giúp đỡ emhoàn thành đồ án môn học này
Sinh viên thực hiện
Vũ Quốc Tiệp
Trang 41.Tổng Quan Về Hệ Thống Lái Ô TÔ
Hệ thống lái dùng để giữ đúng hướng chuyển động hoặc thay đổi hướngchuyển động của ô tô khi cần thiết Có thể thay đổi hướng chuyển động bằngcách:
+ Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng
+ Thay đổi mô men xoắn ở bánh sau chủ động
+ Kết hợp đồng thời cả hai phương pháp trên
Phương pháp quay các bánh xe dẫn hướng để quay vòng xe cơ giới được
sử dụng phổ biến nhất hiện nay Phương pháp thay đổi hướng momen ở cácbánh xe chủ động thường áp dụng cho các loại xe cơ giới bánh xích Đối với xebánh xích, có thể kết hợp việc truyền momen khác nhau đến các bánh chủ động
ở hai bên của xe với việc hãm các bánh xe phía gần tâm quay vòng để quayvòng trên diện tích rất nhỏ, thậm chí có thể quay vòng xe tại chỗ
Theo quan điểm về an toàn chuyển động thì hệ thống lái là hệ thống quan trọngnhất
Trang 52.Công Dụng,Phân Loại Và Yêu cầu
2.1 Công dụng
Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ô tôchuyển động theo một quỹ đạo xác định nào đó
2.2 Phân Loại
a) Phân loại theo cách bố trí cơ cấu lái
+ Loại cơ cấu lái đặt bên trái (dùng cho các nước có luật giao thông qui địnhchiều chuyển động là bên phải, đại đa số các nước có luật giao thông đi bênphải)
+ Loại cơ cấu lái đặt bên phải (dùng cho các nước có luật giao thông qui địnhchiều chuyển động là bên trái)
b) Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái
+ Loại trục vít- bánh vít (với cung răng con lăn và trục vít)
+ Loại trục vít đòn lắc
+ Loại liên hợp (trục vít - ê cu - cung răng)
+ Loại bánh răng - thanh răng
c) 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 các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu
d) Theo nguyên lý làm việc của bộ phận trợ lực lái.
+ Loại trợ lực lái thủy lực
+ loại trợ lực lái loại khí (khí nén hoặc chân không)
+ Loại trợ lực lái cơ khí
+ Loại trợ lực lái dùng điện
Ngoài ra hệ thống lái còn được phân ra: Hệ thống lái có trợ lực và hệ thống láikhông trợ lực Trong hệ thống lái có trợ lực lại được phân ra hệ thống lái trợ lựckhông có điều khiển và hệ thống lái trợ lực có điều khiển điện tử
2.3 Yêu Cầu
Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Trang 6+ Đảm bảo cho xe quay vòng ngoặt, trong thời gian ngắn, trên diện tích bé.+ Đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng tránh trượt lêgây mòn lốp.
+ Các bánh xe dẫn hướng khi ra khỏi đường vòng cần phải tự động quay vềtrạng thái chuyển động thẳng, hoặc là để quay bánh xe về trạng thái chuyểnđộng thẳng thì cần đặt lực lên vành tay lái nhỏ hơn khi xe đi vào đường vòng.+ Hệ thống lái phải có khả năng ngăn được các va đập của các bánh xe dẫnhướng lên các vành tay lái
+ Hệ thống lái không được có độ dơ lớn Với xe có tốc độ lớn hơn 100Km/h độ
dơ vành tay lái cho phép không vượt quá 18 độ Với xe có tốc độ lớn nhất nằmtrong khoảng (25 – 100)Km/h độ dơ vành tay lái cho phép không vượt quá 27độ
+ Giữ cho xe chuyển động thẳng ổn định
+ Đặt cơ cấu lái lên phần được treo của ô tô (để kết cấu của hệ thống treo khôngảnh hưởng đến cơ cấu lái), cấu tạo đơn giản điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi.+ Với hệ thống lái có trợ lực: Khi hệ thống trợ lực có sự cố hư hỏng vẫn có thểđiều khiển được xe Đảm bảo an toàn bị động của xe, không gây nên tổn thươngcho người sử dụng khi bị đâm chính diện
3.Nguyên Lý Hoạt Động Về Hệ Thống Lái
Vành tay lái có dạng hình tròn, lực của người lái tác dụng lên vành tay láitạo ra mô men quay để hệ thống lái làm việc Trục lái thường là một đòn dài(rỗng hoặc đặc) để truyền mô men quay từ vành tay lái tới cơ cấu lái Cơ cấu lái
có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vành tay lái thành chuyển động lắccủa tay biên trong mặt phẳng thẳng đứng và đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầucần thiết Cơ cấu lái được bắt chặt lên xà dọc (phần được treo của ô tô) Dẫnđộng lái (gồm:11,7,8,9,10) có nhiệm vụ truyền chuyển động từ cơ cấu lái xuốngbánh xe dẫn hướng đảm bảo tỷ số truyền nhất định và chủ yếu giữ được độnghọc quay vòng đúng của ô tô
Trang 7Khi người lái quay vô lăng (1) để điều khiển xe, qua cơ cấu lái (4) làmcho tay biên (5) quay một góc thông qua đòn kéo dọc (11) và đòn quay cam (7)làm bánh xe dẫn hướng bên trái dịch chuyển qua các đòn (8,10) của hình thanglái làm cho bánh xe dẫn hướng bên kia cũng dịch chuyển quanh trụ đứng, lệchphương chuyển động theo ý muốn của người lái.
Hình 1:Cấu tạo hệ thống lái
4 Kết Cấu Của Các Bộ Phận Trong Về Hệ Thống Lái
4.1 Trục lái
Hình 2: Cấu tạo chung của trục lái
Trang 8Trục lái bao gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng tới cơ cấulái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái chính vào thân xe Đầu phía trên củatrục lái chính được làm thon và xẻ hình răng cưa Vô lăng được xiết vào trục láibằng một đai ốc Trong trục lái có một cơ cấu hấp thụ va đập Cơ cấu này sẽ hấpthụ lực đẩy tác dụng lên người lái khi xe bị tai nạn Trục lái được gá với thân xequa một giá đỡ kiểu dễ vỡ do vậy khi xe bị đâm trục lái có thể dễ dàng bị phásập Đầu dưới của trục lái chính nối với cơ cấu lái bằng khớp mềm hoặc khớpcác đăng để giảm thiểu việc truyền chấn động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên
vô lăng Cùng với cơ cấu hấp thụ va đập, trục lái chính trên một số xe còn có thể
có một số kết cấu dùng để khống chế và điều chỉnh hệ thống lái: ví dụ cơ cấukhóa tay lái nghiêng, cơ cấu trượt tay lái
4.2 Cơ cấu lái
4.2.1 Chức năng
Cơ cấu lái hay còn gọi là hộp số lái có chức năng :
+ Biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động ngang của dẫn độnglái
+ Tăng lực tác động của người lái lên vành tay lái để thực hiện quay vòng xenhẹ nhàng hơn
Cơ cấu lái hoạt động tương tự như một hộp số với hai bộ phận cơ bản được gọiquy ước là trục quay của cơ cấu lái và trục lắc của cơ cấu lái Trục quay là đầuvào của cơ cấu lái, nó trực tiếp liên kết với đầu dưới của trục lái và thực hiệnchuyển động quay theo chuyển động của trục lái Trục lắc là đầu ra của hộp sốlái nó liên kết với đòn lắc chuyển hướng của dẫn động lái
4.2.2 Một số cơ cấu lái thường dùng
Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cặp truyền động trụcquay – trục lắc có thể phân biệt các kiểu cơ cấu lái sau:
Trang 9Hình 3: Hộp số lái kiểu trục vít – cung răng 1: Trục vít; 2: Cung răng; 3: Trục lắc
Loại cơ cấu lái trục vít cung răng có ưu điểm là: Giảm trọng lượng và kíchthước so với trục vít - bánh răng
Cơ cấu lái kiểu trục vít – con lăn:
Hình 4: Hộp số lái kiểu trục vít – con lăn 1: Trục vít; 2: Con lăn; 3: Đòn chuyển hướng của dẫn động lái
Trục quay (liên kết với trục lái) của hộp số lái kiểu trục vít - con lăn có cấu tạogiống một trục vít vô tận Trên trục lắc của hộp số lái có một bộ phận gọi là con
Trang 10lăn Con lăn giống một bánh xe có ren phía ngoài Hộp số lái kiểu trục vít - conlăn được sử dụng khá phổ biến hiện nay Ưu điểm của hộp số lái kiểu này là cókết cấu gọn, trục vít và con lăn có độ bền cao do ma sát giữa chúng là ma sát lăn
và ứng suất nhỏ nhờ có nhiều ren của con lăn và trục vít tiếp xúc với nhau, hiệusuất cao, dễ điều chỉnh khe hở giữa các bộ phận liên kết trong hộp số lái
Cơ cấu lái kiểu trục vít – đòn lắc:
Hộp số lái kiểu trục vít - đòn lắc có trục quay của nó hoạt động tương tựnhư một trục vít nhưng có mặt cắt ngang giống một trục cam do các rãnh có độsâu thay đổi theo chu vi, bởi vậy hộp số lái kiểu này còn gọi là kiểu cam đòn lắc.Trên trục lắc của hộp số lái có gắn chi tiết gọi là đòn lắc, trên đòn lắc có cácchốt Trục quay và trục lắc liên kết với nhau thông qua các chốt Khi trục vítquay theo trục lái, các chốt sẽ trượt lên, xuống trong rãnh của trục vít và làm chođòn lắc xoay trái, phải
Hình 5: Hộp số lái kiểu trục vít – đòn lắc 1: Trục vít; 2: Đòn lắc; 3: Chốt; 4: Trục lắc; 5: Đòn lắc chuyển hướng
Cơ cấu lái kiểu trục vít - đòn quay cho phép dễ dàng thay đổi tỷ số truyềntheo yêu cầu, nhưng có hiệu suất thấp và các chốt của kiểu hộp số lái này thườngmòn nhanh Kiểu hộp số lái này ngày càng ít được sử dụng trên các loại ôtô đờimới
Trang 11Hình 6: Hộp số lái kiểu trục vít – êcu – bi- cung răng 1: Trục vít; 2: Ecu; 3: Cung răng; 4: Trục lắc; 5: Bi; 6: Đòn lắc chuyển hướng
Hộp số lái kiểu trục vít - ecu - bi - cung răng có trục quay là một trục vít,còn trục lắc tương tự như trục lắc của hộp số lái kiểu trục vít- cung răng, nhưngcung răng không ăn khớp với trục vít mà nhận chuyển động từ trục vít thông quaecu và các viên bi Ecu có các răng thẳng phía ngoài và các rãnh phía trongtương ứng với các rãnh trên trục vít Các viên bi nằm trong rãnh giữa ecu và trụcvít và trong ống dẫn bao quanh ecu Khi trục vít quay các viên bi trong rãnh giữatrục vít và ecu sẽ đẩy nhau và luân chuyển trong ống dẫn để quay trở lại rãnh,đồng thời làm cho ecu dịch chuyển dọc theo trục vít Thông qua các răng củaecu và cung răng, chuyển động tĩnh tiến của ecu được biến đổi thành chuyểnđộng xoay của trục lắc
Như trên hình vẽ đã thể hiện, chiếc êcu ăn khớp với trục vít nhờ các viên
bi tròn Các bi này có hai tác dụng: một là nó giảm ma sát giữa các chi tiết nênhiệu suất cao Thứ hai, nó làm giảm độ dơ của cơ cấu Độ dơ xuất hiện khi đổichiều tay lái, nếu không có các viên bi, các răng sẽ rời nhau ra trong chốc lát gâynên độ dơ của tay lái
Kiểu bánh răng - thanh răng:
Trang 12Hình 7: Hộp số lái bánh răng – thanh răng
Các ren của con lăn ăn khớp với các ren của trục vít Khi trục vít quay,con lăn sẽ quay quanh trục của nó đồng thời chuyển động dịch chuyển dọc theotrục của trục vít Kết quả của các chuyển động đó là chuyển động xoay của trụclắc Hộp số lái kiểu bánh răng - thanh răng có trục quay (đầu vào) được chế tạogiống một bánh răng trên đoạn trục liên kết trục lắc (đầu ra) Trục lắc là mộtthanh răng thẳng Hai đầu của thanh răng liên kết với hai thanh nối bên của dẫnđộng lái thông qua các khớp cầu Các răng trên bánh răng và thanh răng liên kếtvới nhau Khi bánh răng quay, thanh răng sẽ chuyển động tịnh tiến trên mặtphẳng ngang sang trái hoặc phải tuỳ theo chiều quay của vành tay lái Trong dẫnđộng lái với hộp số lái kiểu bánh răng - thanh răng không có đòn lắc chuyểnhướng mà thanh răng trực tiếp truyền chuyển động ngang cho các thanh nối
4.3 Dẫn động lái
Dẫn động lái gồm hệ thống các đòn, các thanh liên kết với nhau để truyềnlực từ cơ cấu lái đến các bánh xe điều khiển, đồng thời đảm bảo cho các bánh xecủa ô tô quay vòng với động học đúng Bộ phận quan trọng của dẫn động lái làhình thang lái, có nhiệm vụ đảm bảo động học các bánh xe dẫn hướng của ô tôlàm cho lốp xe không bị trượt, lê khi lái, giảm mòn lốp Kết cấu của hình thang
Trang 13lái phải phù hợp với bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo để khi bánh xe daođộng thẳng đứng thì không ảnh hưởng đến động học của dẫn động lái.
Cấu tạo hình thang lái điển hình (Hình 1-9)
+ Đòn lắc chuyển hướng là chi tiết liên kết với trục lắc của hộp số lái và truyềnchuyển động của trục lắc đến phần còn lại của dẫn động lái Thông thường mộtđầu của đòn lắc chuyển hướng liên kết với trục lắc của hộp số lái bằng then hoa,đầu còn lại liên kết với một đầu của thanh nối giữa bằng khớp cầu
Hình 8: Cấu tạo hình thang lái điển hình 1,4 -Đòn lắc chuyển hướng, 2-Thanh nối giữa, 3-Thanh nối bên,
5- Đòn lắc phụ, 6- Khớp cầu, 7- Vú mỡ, 8- Vòng đệm
+ Đòn lắc phụ cũng có một đầu liên kết với một đầu của thanh nối giữa bằngkhớp nối cầu, đầu còn lại được lắp trên khung ôtô thông qua trục Đòn lắc phụ
Trang 14cũng thực hiện chuyển động lắc hoàn toàn giống chuyển động của đòn lắcchuyển hướng nhưng không truyền chuyển động đó cho bất cứ bộ phận nào Nó
có chức năng đỡ thanh nối giữa ở độ cao như tại đòn lắc chuyển hướng để đảmbảo động học của hệ thống lái
+ Thanh nối giữa có chức năng liên kết tất cả các bộ phận khác của dẫn động láivới nhau Hai đầu của thanh nối giữa là hai ổ đỡ chốt cầu để
liên kết với đòn lắc chuyển hướng và đòn lắc phụ Phía giữa thanh nối giữa cóhai lỗ để liên kết với hai thanh nối bên bằng các khớp cầu
+ Thanh nối bên là bộ phận trực tiếp truyền chuyển động cho đòn chuyển hướngtrên ngỗng quay của bánh xe dẫn hướng Thông thường mỗi cơ cấu dẫn động lái
có hai thanh nối bên, mỗi thanh nối bên được cấu thành từ ba đoạn được gọi làđầu trong, đầu ngoài, và đoạn điều chỉnh Đầu ngoài liên kết với đòn chuyểnhướng Đầu trong liên kết với thanh nối giữa, thanh răng hoặc một bộ phận kháccủa ôtô tuỳ thuộc vào kiểu dẫn động lái Đoạn điều chỉnh dùng để thay đổi chiềudài toàn bộ của thanh nối bên để điều chỉnh hình học lái trong quá trình kiểm tra,bảo trì gầm ôtô mà không cần phải tháo rời dẫn động lái
Hình 9: Kết cấu của thanh nối bên 1: Đầu ngoài của thanh nối bên; 2: Kẹp đàn hồi; 3: Đầu trong của thanh nối bên; 4: Ống điều chỉnh; 5: Bulong điều chỉnh; a) Kiểu ống; b) Kiểu bulong