khai thác hệ thống lái ô tô hyundai county

Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: dùng để tăng và truyền mô men do người láitác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái.Dẫn động lái: dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫ

M C L C Ụ Ụ

LỜI NÓI ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 4

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI XE HUYNDAI COUNTY 4

1.1 Giới thiệu chung về xe Hyundai County 4

1.2 Khái quát chung về hệ thống lái trên xe ô tô 10

1.2.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống lái trên ô tô 10

1.2.2 Các sơ đồ hệ thống lái 13

1.2.3 Bố trí chung hệ thống lái trên xe Huyndai County 14

CHƯƠNG 2 17

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE HYUNDAI COUNTY 17

2.1 Vành tay lái 17

2.2 Trục lái 17

2.3 Cơ cấu lái 18

2.4 Dẫn động lái cơ khí 22

2.4.1 Đòn quay đứng 22

2.4.2 Các thanh kéo dọc 22

2.4.3 Thanh kéo ngang giữa 23

2.4.4 Các thanh nối bên 24

2.4.5 Các khớp cầu 24

2.5 Trợ lực lái 25

2.5.1 Giới thiệu chung về hệ thống trợ lực lái 25

2.5.2 Van phân phối và xi lanh lực 26

2.5.3 Bơm dầu trợ lực 27

2.5.4 Van điều khiển dòng chảy 28

2.6 Nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe Hyundai County 31

2.6.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe Hyundai County 31

2.6.2 Nguyên lý làm việc của phần trợ lực lái 31

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE HYUNDAI COUNTY 34

3.1 Kiểm nghiệm động lực học hình thang lái xe Huyndai county 34

3.1.1 Cơ sở lý thuyết 34

3.1.2 Các phương pháp kiểm nghiệm động học hình thang lái 35

3.2 Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái 39

3.3 Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của hệ thống lái 41

3.3.1 Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái 41

3.3.2 Tính toán kiểm nghiệm các chi tiết dẫn động lái 43

CHƯƠNG 4 48

KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE HYUNDAI COUNTY 48

4.1 Những vấn đề chung về bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa hệ thống lái 48

4.1.1 Bảo dưỡng hằng ngày 48

4.1.2 Bảo dưỡng định kỳ 48

4.2 Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa hệ thống lái xe Hyundai County 48

4.2.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái xe Hyundai County 48

4.2.2 Một số hướng dẫn khi sửa chữa hệ thống lái xe Hyundai County 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

LỜI NÓI 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, HYUNDAI 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, dùng bền, an toàn và 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

Đồ án tốt nghiệp tôi được giao đề tài “Khai thác hệ thống lái trên xe

Hyundai County”, nội dung của đề tài này giúp tôi hệ thống được những kiến thức

đã học, tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống lái của ôtô Hyundai County nói riêng, từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn sau này

Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng các thầy giáo trong Khoa Ô tô, Trường SQKTQS đã giúp tôi hoàn thành đồ án đúng tiến độ được giao Tuy nhiên, do kiến thức thực tế còn hạn chế và lần đầu tiên làm quen với việc nghiên cứu khoa học nên đồ án không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận được sự quan tâm và giúp đỡ của các thầy để đồ án được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Lê Quang Việt và các

thầy giáo trong Khoa ô tô đã giúp tôi hoàn thành đồ án một cách tốt nhất

Tôi xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI XE HUYNDAI COUNTY 1.1 Giới thiệu chung về xe Hyundai County

có xu hướng gia tăng như hiện nay, kéo theo đó là nhu cầu đi lại của khách du lịchngày càng nhiều Hoặc bên cạnh đó là sự lưu động của các tuyến xe khách chạyđường dài ngày càng mở rộng để phục vụ nhu cầu đi lại thuận tiện của mọi người.Hyundai County 29 chỗ sẽ hội tụ đầy đủ các điều kiện để đem lại sự tiện ích vớiđầy đủ các trang bị tiện nghi cần thiết, với kiểu dáng model mới sang trọng kết hợpvới màu nâu trắng truyền thông luôn mang lại cảm giác thân thiện gần gũi với mọingười Xe Hyundai County được sử dụng đề vận chuyển hành khách nội đô và liêntỉnh

Xe khách Huyndai County là dòng xe được nhập khẩu 100% linh kiện từ nhà

máy Hyundai Hàn Quốc theo hình thức CKD, tức là nhập khẩu nguyên khối động

cơ, gầm và khung vỏ của xe Đây là dòng xe được người dùng tin dùng và sử dụngsuốt nhiều năm qua với tính hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệm nhiên liệu và bền bỉtheo thời gian Ngoài ra do địa hình khí hậu thời tiết của Việt Nam khác nhiều sovới bên Hàn Quốc nên một số chi tiết kĩ thuật được thay đổi để phù hợp với người

Hình 1.2: Cốp sau của xe khách Hyundai County

Nội thất bên trong xe sang trọng, rộng rãi tạo cảm giác thoải mái cho ngườingồi bên trong Hàng ghế bên trong được làm bằng vật liệu cao cấp với nhiều tiêuchuẩn như sau : ghế loại tiêu chuẩn chất liệu bọc nỉ hoặc phiên bản ghế Châu Âucao cấp với các bố trí theo kiểu 3-1 hoặc 2-2 có bật ngả sau giúp khách hàng thoảimái khi ngồi,tùy theo khách hàng mà có có cách bố trí ghế khác nhau

Hình 1.3: Nội thất bên trong của xe

Kính hành khách có 2 loại để khách hàng chọn lựa: loại kính liền Châu Âuhoặc loại kính trượt tùy theo sở thích hoặc loại hình chủ xe muốn chở khách nhưnào

Cửa hành khách cũng được thiết kế theo 2 dạng để khách hàng lựa chọn chophù hợp với mục đích sử dụng của xe: Cửa gập tự động thao tác dễ dãng, sử dụngđơn giản thuận lợi cho người lái hoặc kiểu cửa trượt điều khiển bằng điện

Hệ thống điều hòa, thông gió ,đèn trần, đèn đọc sách, đèn ngủ được trang bịđầy đủ tiện nghi giúp khách hàng cảm thấy thoải mái nhất khi sử dụng chiếc xeHyundai County này cho những chuyến đi xa

Động cơ Diesel D4DD kim phun điện tử, turbo tăng áp, công suất cực đại 140

Ps, tiêu chuẩn khí thải euro 3 Xe sử dụng động cơ diesel bố trí trước xe, có côngthức bánh xe 4x2, cầu sau chủ động Xe có một cửa khách lên xuốngvà có 29 ghếkhách

Hình 1.5: Động cơ của xe Bảng 1.a: Đặc tính kỹ thuật xe Hyundai County 29 chỗ STT Thông số kỹ thuật Hyundai County 29 chỗ

A Các thông số chung

STT Thông số kỹ thuật Hyundai County 29 chỗ

17 Mô men xoắn cực đại/Số vòng tua

STT Thông số kỹ thuật Hyundai County 29 chỗ

44 Hệ thống điều hòa

1 dàn lạnh, tự động, cửa gió đếntừng hành khách công suất

1.2 Khái quát chung về hệ thống lái trên xe ô tô

1.2.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống lái trên ô tô

1.2.1.1 Công dụng

Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để giữ cho ô tô chuyển động theo mộthướng xác định nào đấy và để thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêucầu cơ động của xe

Hệ thống lái nói chung gồm các bộ phận chính sau: Vô lăng, trục lái và cơ cấulái,dẫn động lái, trợ lực lái:

Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: dùng để tăng và truyền mô men do người láitác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái.

Dẫn động lái: dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫnhướng và để đảm bảo động học quay vòng cần thiết của chúng

Trợ lực lái: trợ lực lái có thể có hoặc không Dùng để giảm nhẹ lực quay vòngcủa người lái bằng năng lượng từ bên ngoài Trên các xe cỡ nhỏ có thể có hoặckhông

1.2.1.2 Yêu cầu

Hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:

- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định và không có hiện tượng tự dao độngcủa các bánh xe dẫn hướng trong mọi điều kiện làm việc

- Đảm bảo tính cơ động cao: tức là quay vòng thật ngoặt trên một diền tíchthật bé

- Giảm các va đập từ đường lên vô lăng khi chạy trên đường xấu hoặc chướngngại vật

- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện: lực điều khiển lớn nhất tác dụng lên vôlăng được quy định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn nghành

- Đảm bảo tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vô và mô men quay các bánh xe dẫnhướng (để đảm bảo cảm giác đường) cũng như sự tương ứng động học giữa gócquay của vô lăng và các bánh xe dẫn hướng

- Đảm bảo động lực học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lêgây mòn lốp, tiêu hao công suất vô ích và làm giảm tính ổn định của xe

- Hệ thống lái phải bố trí thuận tiện cho công việc bảo dưỡng và sửa chữa

1.2.1.3 Phân loại

Tùy thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành cácloại sau:

- Theo cách bố trí vành lái.

+ Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ôtô)được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt Nam và một

số các nước khác: Pháp, Mỹ,

+ Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ôtô)

được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên trái như ở: Anh, Nhật, ThụyĐiển,

- 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 loại trục vít - bánh vít.

+ Cơ cấu lái loại trục vít - cung răng.

+ Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn.

+ Cơ cấu lái loại trục vít - chốt quay.

+ Cơ cấu lái loại liên hợp (Trục vít -Êcu bi - Thanh răng - Cung răng).

+ Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng.

- Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cường hóa.

+ Hệ thống lái có cường hóa thủy lực.

+ Hệ thống lái có cường hóa khí (khí nén hoặc chân không).

+ Hệ thống lái có cường hóa điện.

+ Hệ thống lái có cường hóa cơ khí.

1.2.2 Các sơ đồ hệ thống lái

1.2.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc

Với hệ thống treo phụ thuộc, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặcdầm cầu xe, vì thế cả hai bánh xe sẽ cùng dao động với nhau khi gặp chướng ngại vật

Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc

1- Vô lăng; 2- Trục lái; 3- cơ cấu lái; 4- Trục ra của cơ cấu lái; 5- Đòn quay đứng; 6- Đòn kéo dọc; 7- Đòn quay ngang; 8- Cam quay; 9- Cạnh bên của hình thang lái; 10- Đòn kéo ngang; 11- Bánh xe; 12- Bộ phận phân phối ; 13- Xi lanh lực.

Loại hệ thống treo này có những đặc tính sau:

- Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng

- Có độ cứng vững cao nên có thể chịu được tải nặng

- Vì có độ cứng vững cao nên khi xe đi vào đường vòng, thân xe ít bị nghiêng

- Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng,nhờ thế mà các bánh xe ít bị mòn

- Vì có khối lượng không được treo lớn nên tính êm dịu của xe khi sử dụng hệthống treo phụ thuộc kém

- Do chuyển động của bánh xe bên trái và bên phải có ảnh hưởng lẫn nhaunên dễ xuất hiện dao động và rung động

1.2.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập

Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập

1-Vô lăng; 2-Trục lái; 3- Cơ cấu lái; 4-Trục ra của cơ cấu lái; 5- Đòn quay đứng; 6- Bộ phận hướng của hệ thống treo; 7- Đòn kéo bên; 8- Đòn lắc ; 9- Bánh xe.

Hệ thống treo độc lập là một phần nằm trong kết cấu chung của hệ thống treo

nó sẽ làm các nhiệm vụ :

- Tiếp nhận và dập tắt các dao động của mặt đường với ô tô

- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh

- Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe trongmọi điều kiện chuyển động

Và phải đảm bảo các yêu cầu sau :

- Đảm bảo tính êm dịu

- Dập tắt nhanh các dao động

- Đảm bảo tính ổn định khi xe chuyển động

1.2.3 Bố trí chung hệ thống lái trên xe Huyndai County

Hệ thống lái của ô tô dùng để giữ đúng hướng chuyển động hoặc thay đổi hướng chuyển động của ôtô khi cần thiết

Hình 1.8: Bố trí hệ thống lái xe Hyundai County

1- Vành lái; 2- Trục lái; 3- Cơ cấu lái; 4- Đòn quay đứng; 5- Thanh lái dọc; 6- Camquay; 7- Thanh lái ngang; 8- Rô tuyn thanh lái ngang; 9- Đòn quay ngang

Cơ cấu lái loại trục vít - đai ốc bi - thanh răng - cung răng Được lắp đặt đặttrực tiếp trên khung xe (thùng dầu, bơm dầu, van phân phối, xy lanh lực bố trí trợlực lái)

Trợ lực lái thuỷ lực gồm: thùng dầu, bơm dầu, van phân phối, xy lanh lực.Van phân phối và xy lanh lực bố trí ở trong cơ cấu lái Bơm dầu trợ lực lái kiểubánh răng chiều quay trái được đặt trên vỏ hộp số truyền cao bên phải phía sautheo hướng đi của xe dẫn động bằng trục dẫn động bơm

1.2.5 Các thông số kỹ thuật của hệ thống lái

Cùng với hệ thống phanh hệ thống lái thuộc phần điều khiển của xe

Bảng 1.b: Các thông số kỹ thuật của hệ thống lái

Vành lái LoạiO.D (đường kính ngoài) 2 nan hoaØ 410

Bánh răng

lái trợ lực

Góc vận hành trục ngang Bên trái 460 hay nhiều hơn

Bên phải 420 hay nhiều hơn

Áp suất vận hành cực đại 110kg/cm2Tốc độ dòng chảy chất lỏng

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE HYUNDAI COUNTY 2.1 Vành tay lái

Vành tay lái (vô lăng) là nơi để người lái tác dụng lực gây ra mô men tácdụng vào hệ thống lái, để điều khiển xe Vành tay lái xe Hyundai County (Hình

2.1) có dạng hình tròn với 2 nan hoa được bố trí xung quanh vành trong của vànhtay lái, vành lái còn là nơi bố trí nút điều khiển còi Bán kính ngoài của vành tay lái

là 205 mm Trên mặt cụm vành tay lái đồng thời có lắp bộ phận còi để người lái xe

dễ điều khiển khi gặp chướng ngại vật hoặc xin đường Vành tay lái ăn khớp vớitrục lái bằng then hoa và được cố định bằng đai ốc bắt vào trục lái chính Độ rơ lớnnhất của vành tay lái: 25 mm

Hình 2.1: Vành tay lái xe Hyundai County 2.2 Trục lái

Trục lái chính truyền chuyển động quay của vành tay lái xuống cơ cấu lái và ống trục lái được bắt gắn vào thân xe Đầu phía trên của trục lái chính được gia 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, trên xe Hyundai Countyđược nối bằng khớp các đăng để giảm tối thiểu sự truyền va đập của mặt đường từ

cơ cấu lái lên vành tay lái

Cụm trục lái bao gồm trục lái chính và trục lái trung gian Trục lái chính mộtđầu ăn khớp với vành tay lái một đầu ăn khớp với cụm trục lái phụ bằng cụm khớpcác đăng nạng kép Trục lái trung gian một đầu ăn khớp với trục lái chính và mộtđầu ăn khớp với cơ cấu lái thông qua khớp các đăng

Hình 2.2: Cụm trục lái

1- Trục lái ; 2- Trục lái trung gian, 3, 4-Trục các đăng.

2.3 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái của Huyndai County là loại liên hợp: trục vít- êcu bi- thanh cung răng ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn (giữa bi và đai ốc - giữa bi vàvít), có tỷ số truyền 26,9

răng-Nhiệm vụ của cơ cấu lái là biến chuyển động quay của vành tay lái thànhchuyển động quay và tịnh tiến của các chi tiết dẫn động lái Nó như là một hộpgiảm tốc đảm bảo tăng mômen của vành tay lái xuống các bánh xe dẫn hướng

Hình 2.3: Cơ cấu lái Hyundai County

1- Vỏ cơ cấu lái; 2- Bi; 3- Ống hồi bi; 4- Trục đòn quay đứng –Cung răng; 5- Bạc trục đòn quay đứng; 6- Nắp bên cơ cấu lái; 7- Vít điều chỉnh; 8-Cốc điều chỉnh; 9- Bạc; 10- Trục lái; 11- Nắp trên cơ cấu lái; 12- Vỏ van phân phối; 13- Ổ bi; 14- Trục xoắn; 15-Đai ốc-Thanh răng; 16-trục vít; 17-Ổ bi; 18-Nắp dưới cơ cấu lái.

Đặc điểm của kết cấu:

Trục vít ăn khớp với êcu thông qua các viên bi, do vậy giảm được nhiều lực

ma sát Các viên bi di chuyển tuần hoàn thành một vòng kính trên thân của êcu.Mặt ngoài của êcu là các thanh răng có tiết diện thay đổi từ tiết diện bé đến tiếtdiện lớn Êcu có thể di chuyển dọc theo trục vít và mang theo các bánh răng dichuyển

Cung răng là phần bị động của cơ cấu lái, trục bị động của cung răng được gọi

là ‘’trục rẻ quạt’’ Răng của cung răng cũng có tiết diện thay đổi từ tiết diện lớnđến bé, ngược chiều với thanh răng Khi làm việc, trục bị động (trục quay của cungrăng) quay xung quanh tâm trục của nó

Êcu, đồng thời là thanh răng ăn khớp với cung răng, được chế tạo với bề rộngthay đổi (dạng côn) để có thể điều chỉnh khi bị mòn

Trên vỏ cơ cấu lái bố trí các lỗ bắt đường dẫn dầu cấp và thoát dầu trongkhoang làm việc của pittông, xy lanh lực.

Xy lanh lực đường kính 100 mm là vỏ cơ cấu lái, pittông lực là một phần củaêcu hành trình 85,6 mm

Thanh xoắn có nhiệm vụ biến dạng tạo nên sự dịch chuyển tương đối giữathân van trong và thân van ngoài Thanh xoắn có kích thước nhỏ gọn và nằm trong

vỏ kết cấu, tạo nên góc xoay tương đối giữa hai điều thanh xoắn Góc xoay phụthuộc vào lực trên vành tay lái và lực cản của đường khi bánh xe quay Sự dịchchuyển tương đối giữa hai thân van trong và ngoài quyết định tính chất trợ lực nhờviệc đóng mở đường dầu

Cơ cấu lái trục vít êcu- thanh răng cung răng có ưu điểm là cho phép bố trí xylanh lực trong cơ cấu lái và có tỉ số truyền động cao, do vậy ngày nay nhiều hãngchế tạo loại liên kết này cho ô tô tải và ô tô buýt với các kích thước tiêu chuẩnkhác nhau

Do hiệu suất nghịch quá cao cho nên có hiện tượng va đập cứng truyền từđường lên vành lái lớn (hiệu suất thuận là 0,7-0,85 và hiệu suất nghịch là 0.85).Nhưng do hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực vì vậy va đập cứng này được dập tắt nhờtrợ lực thuỷ lực

Nguyên lý làm việc: Khi quay vành lái, trục lái cũng quay theo, tạo nên

chuyển động của trục vít Trục vít liên kết với êcu nhờ các viên bi, do đó êcu cũng

di chuyển theo mà mặt ngoài của êcu có các thanh răng Sự dịch chuyển của thanhrăng làm cung răng cũng quay theo và truc bị động Đòn quay đứng bắt trên trục bịđộng bằng then hoa cùng bị xoay một góc thích hợp

Hình 2.4: Hình dáng ngoài một số cụm chi tiết bên trong cơ cấu lái

2.4 Dẫn động lái cơ khí

Dẫn động cơ khí của hệ thống lái cơ khí trên xe Hyundai County dùng để thayđổi mặt phẳng lăn của các bánh xe dẫn hướng xoay quanh các trụ đứng các góc xácđịnh, phù hợp với tất cả các bánh xe của các cầu dẫn hướng

2.4.1 Đòn quay đứng

Đòn quay đứng có nhiệm vụ truyền chuyển động từ cơ cấu lái xuống dẫnđộng lái theo chiều quay vuông góc, phần dầu của cơ cấu lái được bắt với trục bịđộng của cơ cấu lái, phần đuôi được bắt nối với đòn kéo dọc và định vị bởi đai ốc

Hình 2.5: Đòn quay đứng 2.4.2 Các thanh kéo dọc.

Thanh kéo dọc có tác dụng truyền lực lái từ đòn quay đứng tới các hình thanglái Thanh kéo phân phối được làm bằng thép rỗng để tiếp kiệm vật liệu giảm trọnglượng và tăng độ bền Một đầu lắp với đòn quay đứng, đầu còn lại được lắp vớiđòn quay hai vai thông qua 1 khớp cam quay

Thanh kéo dẫn động hình thang lái cầu trước truyền lực dẫn động từ đòn quayhai vai xuống hình thang lái của cầu sau Các thanh kéo cũng được chế tạo từ cácống thép rỗng nhưng chiều dài các thanh kéo này khác nhau

Trên xe Huyndai County có bố trí 2 loại kiểu thanh kéo dọc là loại liền khốikhông điều chỉnh được và loại có thể điều chỉnh được

Hình 2.6: Đòn kéo dọc

2.4.3 Thanh kéo ngang giữa

Các thanh kéo ngang của hình thang lái phía trước có tác dụng truyền lực láiđến các thanh nối bên, đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng quay với các tốc độkhác nhau mà không bị trượt Các thanh kéo đều được chế tạo từ thép rỗng, hai đầuđược gia công để lắp các đầu nối Các đầu nối của các thanh kéo ngang giữa 3được làm dài hơn các cầu nối khác, phía ngoài đầu nối có cấu tạo để lắp chốt cầucòn phía bên trong có gia công tai có lỗ để lắp với thanh nối bên, đầu phía trongdạng trục có gia công ren ngoài để lắp với trục giữa của đòn kéo

Hình 2.7: Đòn kéo ngang

2.4.4 Các thanh nối bên

Các thanh nối bên của hình thang lái có tác dụng truyền lực lái từ đòn kéongang giữa đến các cam quay để làm quay các bánh xe Ở hai đầu của đòn kéo này

có các đầu nối khớp chốt cầu Các thanh nối bên ở cùng một hình thang lái có cấutạo, hình dáng giống nhau và kích thước giống các kích thước này thay đổi được đểđiều chỉnh độ chụm của các bánh xe dẫn hướng

2.4.5 Các khớp cầu

Mối ghép quan trọng nhất dẫn động lái là các khớp cầu (Hình 2.9.) Trong cáckhớp này phải đảm bảo không có khe hở và giảm đến mức tối thiểu và va đập từmặt đường truyền lên vành lái

Hình 2.8: Khớp cầu dẫn động lái

Trên xe Hyundai County sử dụng các loại khớp nối dạng chốt cầu, các chốt có

độ chống mòn cao và chắc chắn Các chốt cầu của trợ lực lái, của thanh kéo dọc vàđòn kéo ngang giữa có 2 loại là loại điều chỉnh được và loại không điều chỉnhđược Kết cấu điều chỉnh được: lò xò được ép bằng nắp có ren và được hãm bằngchốt chẻ Lò xo có tác dụng đảm bảo cho khe hở giữa chốt cầu và ổ luôn bằngkhông, ngoài ra còn làm giảm lực va đập lên dẫn động lái cơ cấu lái, giảm mòn chocác chốt cầu và ổ bán cầu.Ở thanh lái ngang vỏ của các khớp cầu được lắp vớithanh nối bằng mối ghép ren để điều chỉnh được chiều dài thanh lái ngang, ren của

vỏ các khớp cầu ở hai đầu thanh lái ngang có bước ren khác nhau nhằm đảm bảo

sự thuận lợi trong khi điều chỉnh

Khớp cầu ở thanh lái dọc Khớp cầu ở thanh lái ngang

Để bôi trơn cho các khớp cầu, ở các đầu nối có lắp vú mỡ để bơm mỡ Để bảo

vệ không cho bụi bẩn vào trong các khớp nối và không cho mỡ trong khớp nốichảy ra ngoài, tất cả các khớp nối đều có các tấm cao su bảo vệ và được bắt chặt lạibằng đai kẹp hay buộc chặt bằng dây thép

2.5 Trợ lực lái

2.5.1 Giới thiệu chung về hệ thống trợ lực lái

Hình 2.9: Bố trí trợ lực lái trên xe Huyndai County

1- Bơm dầu trợ lực lái; 2- Đường ống dầu ; 3- Thùng dầu; 4- Cụm cơ cấu lái-Van phân phối -Xy lanh trợ lực; 5- Đồng hồ áp suất dầu; 6- Van dừng; 7- Đường ống dầu cao áp.

Hệ thống trợ lực lái xe Hyundai County dùng để giảm nhẹ việc điều khiển lái.Đây là trợ lực lái thuỷ lực với áp suất cao nên hiệu quả trợ lực cao, thời gian chậmtác dụng ngắn song yêu cầu độ chính xác và công nghệ chế tạo cao Các phần tửcủa hệ thống trợ lực lái của xe Hyundai County gồm có bơm dầu trợ lực lái, đườngống dầu, thùng dầu, cụm cơ cấu lái - van phân phối - xi lanh trợ lực, đồng hồ ápsuất dầu, van dừng, đường ống dầu cao áp

2.5.2 Van phân phối và xi lanh lực

Van phân phối kiểu van xoay Được bố trí trong cơ cấu lái, nằm phía trên (khuvực nối với trục lái) Trục lái liên kết với van phân phối thông qua ngàm lỏng.Van phân phối dùng để hướng các dòng chất lỏng công tác được bơm dầu đẩyvào các khoang thích hợp của xi lanh

Hình 2.10: Van phân phối

Xi lanh lực là vỏ của cơ cấu lái, biến đổi năng lượng chất lỏng thành nănglượng cơ khí, được tiêu hao cho việc giảm nhẹ quay vòng bánh xe

Hình 2.11: Xi lanh lực

2.5.3 Bơm dầu trợ lực

Bơm dầu trợ lực thủy lực, có tác dụng giảm nhẹ lực lên vành tay lái và điềukhiển chuyển hướng các bánh xe nhẹ nhàng hơn Trên hệ thống lái xe HuyndaiCounty sử dụng bơm dầu kiểu cánh gạt, được dẫn động bằng dây đai và bu ly.Bơm dầu của hệ thống trợ lực dùng để cấp chất lỏng công tác vào hệ thống vàbảo đảm tuần hoàn nó Bơm được đặt trên vỏ hộp truyền số truyền cao bên phảiphía sau theo hướng đi của xe

Hình 2.12: Kết cấu bơm dầu thủy lực Huyndai County

1- bu lông lắp; 2- cụm chi tiết nắp bơm dầu; 3- gioăng; 4- chốt hãm; 5- vòng cam; 6- rô to; 7- cánh gạt; 8- đĩa hông bơm dầu; 9- vòng đệm chữ O (phía ngoài); 10- vòng đệm chữ O (phía trong); 11- lò xo đĩa hông; 12- vỏ trước; 13- cụm chi tiết nối; 14- bu lông lắp; 15- ống hút; 16- phốt dầu; 17- trục truyền động; 18- khoang đệm tránh bụi ở mặt đất, 19- khen chặn (kẹp vòng); 20- pu ly; 21- đai ốc pu ly.

Để cung cấp cho hệ thống thuỷ lực hoạt động hỗ trợ cho hệ thống lái, người ta

sử dụng một bơm thuỷ lực kiểu cánh gạt Bơm này được dẫn động bằng mô mencủa động cơ nhờ truyền động puli - đai Nó bao gồm rất nhiều cánh gạt di chuyểnhướng kính trong các rãnh của một rô to Khi rô to quay, dưới tác dụng của lực lytâm các cánh gạt này bị văng ra và tì sát vào một không gian kín hình ô van Dầuthuỷ lực bị kéo từ đường ống có áp suất thấp và bị nén tới một đầu ra có áp suấtcao Lượng dầu được cung cấp phụ thuộc vào tốc độ của động cơ Bơm luôn đượcthiết kế để cung cấp đủ lượng dầu ngay khi động cơ chạy không tải, do vậy nó sẽcung 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 phải lắp đặt cho hệ thống một van giảm áp

Bơm kiểu bánh răng chiều quay trái, dẫn động bằng trục dẫn động bơm

Hình 2.13: Hoạt động bên trong thân van

Dầu xả ra dưới áp suất sẽ đi vào van điều khiển và thay đổi theo tốc độ dòngchảy Van cuộn sẽ di chuyển do chênh lệch áp suất trong van để dầu sẽ hồi tiếp trở

về cửa hút của bơm dầu Khi vô lăng quay đến vị trí khóa cuối đóng đường dầu thìvan điều tiết sẽ được kích hoạt để có thể hồi tiếp dầu trở lại vào cửa hút của bơm

có vai trò như van điều khiển

2.5.4 Van điều khiển dòng chảy

Trong khi động cơ ở garăng ty thì dầu sẽ được bơm từ cửa xả của bơm thôngqua miệng A1 đến bộ lái trợ lực Khi tốc độ động cơ tăng lên thì tỉ lệ phân phối củabơm tăng lên Sau đó, khi lực P1 thắng được sức căng thiết đặt của lò xo điều

khiển dòng dầu thì van cuộn sẽ chuyển động để lượng dầu dư sẽ hồi trở lại cửa nạp

và duy trì một tỉ lệ dòng chảy ổn định

Hình 2.14: Dòng dầu trong van điều khiển dòng chảy

2.5.5 Van điều tiết

Vì áp suất vượt quá giá trị cực đại nên van điều tiết sẽ được mở ra để ngănngừa áp suất quá lớn bị phát sinh trong ống thủy lực khi vô lăng bị khóa hay ống bịtắc Áp suất bên trong ống đang nén vào bị thép sẽ đi vào van cuộn thông quamiệng A2 Nếu áp suất bị nén vào bi thép vượt quá giá trị cực đại [94-99kgf/cm2]thì nó sẽ thắng được sức căng thiết đặt của lò xo điều tiết để đẩy bi thép làm chodầu hồi tiếp trở về cửa hút của bơm, do đó áp suất bên trong sẽ được giữ ở mức tốiđa

Hình 2.15: Dòng dầu trong van điều tiết

Hình 2.16: Hình dáng ngoài cụm rô to và van điều khiển dòng chảy

2.6 Nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe Hyundai County

2.6.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe Hyundai County

Khi xe chuyển động thẳng người lái giữ nguyên vành lái, lúc này nhờ sự liênkết giữa các đòn kéo của dẫn động lái mà các bánh xe dẫn hướng chuyển độngthẳng ổn định, hệ thống trợ lực lái chưa làm việc

Khi thay đổi hướng chuyển động của xe, người lái sẽ quay vành tay lái, lựclái truyền từ vành tay lái qua trục lái đến trục chủ động thông qua chuyển động cácđăng Qua bộ truyền bánh răng côn chuyển động được truyền đến trục vít của cơcấu lái, với bộ truyền đai ốc bi, thanh răng, cung răng của cơ cấu lái chuyển độngđược truyền đến đòn quay ngang Nhờ chốt cầu trên van phân phối chuyển độngđược truyền đến van phân phối Lúc này động cơ làm việc, dẫn động bơm dầu của

hệ thống trợ lực lái bơm dầu thông qua các cửa dầu trong van phân phối, dầu từđây sẽ tới các khoang trợ lực trong xy lanh tùy theo hướng xe quay vòng Vỏ vanphân phối này chuyển dịch về phía trước hoặc phía sau sẽ kéo theo thanh kéo Khi

đó lực lái sẽ được truyền đến các hình thang lái của cầu dẫn hướng

2.6.2 Nguyên lý làm việc của phần trợ lực lái

Đối với vị trí truyền thẳng :

Nếu vô lăng không quay lái nữa thì trục vào sẽ ở vị trí trung hòa Trong điềukiện này thì dầu sẽ đi qua những khe hở ở giữa trục vào và lỗ ống lót để dầu dưới

áp lực của bơm dầu sẽ trở lại bình chứa dầu mà không có chảy qua buồng xi lanhphải hay trái

Khi rẽ phải :

Khi quay vô lăng theo chiều kim đồng hồ thì các tải từ lốp sẽ tác động lên trụcchính để xoay thanh xoay Kết quả là trục vào sẽ quay theo chiều kim đồng hồ Khitrục quay thì độ hở dọc trục sẽ trở nên hẹp hơn để giới hạn dòng dầu chảy, và sau

đó áp lực dầu ở buồng xi lanh phải sẽ tăng Sau đó dầu trong buồng xi lanh phảiđược hồi trở lại bình dẫu Kết quả là pít tông ray tiếp nhận lực đẩy theo phươngphải để làm cho trục ngang xoay ngược chiều kim đồng hồ Lực dùng để xoắnthanh xoắn trong khi lái được chuyển đến vô lăng sẽ tạo cảm giác lái cho tài xế

Hình 2.17: Hoạt động rẽ phải

Trong thân bộ phân phối có lắp van bi cho phép nối các khoang của xy lanhtrợ lực vào thời điểm quay vòng của các bánh xe điều khiển xe khi bơm không làmviệc, chính nó làm dễ dàng điều khiển xe khi không cung cấp dầu trong hệ thốngtrợ lực

Khi rẽ trái:

Hoạt động này chỉ ngược với hoạt động khi rẽ phải nhưng miêu tả này đượcdựa trên các mẫu xe có vô lăng trái

Hình 2.18: Hoạt động rẽ trái

Khi ống thủy lực bị hỏng :

Ngay cả khi ống thủy lực bị hỏng thì chi tiết chặn trục vào sẽ tiếp xúc trựctiếp với rãnh khe trong đầu lớn của trục chính để truyền lực lái cho phép chuyểnsang chế độ lái không có bộ trợ lực một cách an toàn

Trong thân bộ phân phối có làm các rãnh và lỗ thông để dẫn dầu và hướng nóvào trong khoang trợ lực thích hợp

Cảm giác về sức cản khi quay vòng:

Áp suất chất lỏng trong các khoang công tác của xy lanh trợ lực được tăngtheo sự tăng lên của lực cản quay vòng bánh xe Đồng thời qua rãnh trong vanxoay áp suất chất lỏng truyền phù hợp với trong các khoang phản ứng, tạo nên lực

có xu hướng đưa trở về vị trí trung gian Lực này qua cơ cấu lái truyền lên vànhtay lái và tạo cho lái xe có “cảm giác mặt đường”, có nghĩa là có cảm giác của việcquay vòng

Trường hợp đang chạy thẳng mà có một bánh xe dẫn hướng bị thủng:

Khi xe đang chạy thẳng mà có một bánh xe bị thủng, lúc này do bán kínhquay vòng các bánh xe dẫn hướng khác nhau nên nó có xu hướng quay vòng vềphía bánh xe bị thủng Khi đó thông qua cơ cấu dẫn động làm cho thanh kéo phânphối làm cho vỏ van phân phối cùng dịch chuyển theo Người lái vẫn giữ nguyênvành lái do đó mà va trượt vẫn giữ nguyên vị trí, vì vậy va trượt không còn ở vị trítrung gian so với vỏ van phân phối nó làm một trong hai khoang của xi lanh trợ lựcthông với bơm dầu còn khoang còn lại thông với bình dầu Tức là trợ lực lái lúcnày làm việc ngược lại với xe quay vòng Vì vậy tránh cho xe không bị chuyểnhướng đột ngột trước khi người lái kịp xử lý, đảm bảo được an toàn

Trường hợp bơm dầu trợ lực bị hỏng:

Khi bơm dầu bị hỏng, lúc này trợ lực lái không còn tác dụng trợ lực nữa Việcđiều khiển xe sẽ trở nên nặng nề, dầu trong xy lanh trợ lực sẽ cản trở chuyển độngcủa xy lanh trợ lực Khi người lái đánh tay lái thì dầu trong hai khoang sẽ tuầnhoàn theo các rãnh trong van phân phối và van thông qua, vì thế mà hệ thống láivẫn có thể làm việc được

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE HYUNDAI COUNTY

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái bao gồm: tính toán kiểm tra động học dẫnđộng lái và tính toán kiểm bền cho một số chi tiết cơ bản trong hệ thống lái và tínhtoán trợ lực lái

- Tính toán kiểm tra động học dẫn động lái nhằm kiểm tra dẫn động lái theođiều kiện trượt bên của các bánh xe dẫn hướng khi ôtô quay vòng Có hai phươngpháp kiểm tra động học hình thang lái là phương pháp đại số và phương pháp hìnhhọc

- Tính bền cho một số chi tiết cơ bản trong hệ thống lái bao gồm: Tính bềncho các chi tiết trong cơ cấu lái và tính toán bền các chi tiết cơ bản của hệ dẫnđộng lái

3.1 Kiểm nghiệm động lực học hình thang lái xe Huyndai county

3.1.1 Cơ sở lý thuyết

Điều kiện quay vòng lý tưởng của ô tô khi xe quay vòng là khi xe vào đườngvòng các bánh xe không xảy ra hiện tượng trượt bên, khi đó đường vuông góc củavới các véc tơ vận tốc chuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại mộtđiểm và điểm đó chính là tâm quay vòng tức thời của xe

Để quay vòng các bánh xe hai bên không trượt bên thì điều kiện quay vòng lýtưởng Từ tài liệu [1] ta có:

0

B cotgα -cotgβ =

B - Khoảng cách giữa hai trụ đứng (mm).

L - Chiều dài cơ sở xe (mm)

Như vậy, để đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng lăn không trượt khi vàođường cong thì hiệu cotg các góc quay vòng bánh xe dẫn hướng bên trong và bênngoài phải luôn luôn bằng một hằng số Bo/L

Trong thực tế, để duy trì được mối quan hệ động học quay vòng giữa các bánh

xe dẫn hướng thì trên xe người ta sử dụng hệ thống nhiều khâu khớp tạo nên hìnhthang lái Hình thang lái đơn giản về mặt kết cấu nhưng không đảm bảo được mốiquan hệ chính xác giữa các góc quay vòng của các bánh xe dẫn hướng như nêutrong biểu thức (3.1) Mức độ sai khác này phụ thuộc nhiều vào việc chọn các kíchthước của các khâu tạo nên hình thang lái Xe Huyndai County vẫn sử dụng danghình thang lái hình thành trong không gian Do vậy cần phải kiểm kiệm nghiệmđộng học các hình thang lái của xe này

Có hai phương pháp kiểm tra động học hình thang lái là phương pháp đại số

và phương pháp hình học

3.1.2 Các phương pháp kiểm nghiệm động học hình thang lái

3.1.2.1 Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số

Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị i khác nhau Bằngphương pháp đồ giải (hình 3.1.) xác định các góc quay i tương ứng của bánh xebên ngoài

Hình 3.1: Xác định các vị trí khác nhau của hình thang lái bằng đồ giải

Nhược điểm của phương pháp này là đối với những góc quay nhỏ thì sin của

i , i coi như bằng 1 nên việc đánh giá trở nên không chính xác

3.1.2.2 Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học

Cơ sở của kiểm nghiệm bằng phương pháp hình học như sau:

Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị i khác nhau Bằngphương pháp đồ giải như trên (hình 3.1) ta xác định được các góc quay i tươngứng của bánh xe bên ngoài

Dựng các đường thẳng đi qua điểm A và B hợp với đường AB các góc i và

i như (hình 3.2) Sau đó kéo dài các cạnh của hai góc cho chúng cắt nhau tại điểm

Ei Ứng với từng cặp góc i , i sẽ có một loạt các điểm Ei tương ứng

Hình 3.2: Sơ đồ kiểm tra động học hình thang lái xe 2 cầu dẫn hướng

Nếu các điểm Ei nằm trên hoặc nằm gần đoạn thẳng GC (G là điểm giữa củacầu dẫn hướng) thì khi ôtô quay vòng với các bán kính khác nhau, các bánh xe dẫnhướng không bị trượt bên hoặc có trượt bên song không đáng kể Như vậy chứng

tỏ các thông số hình học của hình thang lái đã chọn là hợp lí

Theo hình vẽ trên thì ta nối điểm giữa G của cầu trước với điểm C Khoảngcách từ C đến điểm giữa của trục cân bằng cầu sau là G, bằng CD/2 = AB/2 Nốiđiểm E là giao điểm của trục bánh xe ngoài (bánh xe xa tâm quay vòng ) kéo dàivới đoạn GC với điểm B (là tâm quay vòng của bánh xe trong ) ta sẽ chứng minhgóc GBE =õ1 Muốn vậy ta hạ EF vuông góc với AB

Theo hình vẽ ta có:

CotgGBE CotgFBEˆ  ˆ =

EF

GF B EF

BF 

 2 Trong tam giác EFA ta có:

Thực tế các giá trị i do cơ cấu hình thang lái tạo ra không đảm bảo công thức(3.1) nên các bánh xe sẽ bị trượt ngang Mức độ trượt ngang càng ít khi các giaođiểm Ei càng gần đường GC

3.1.2.3 Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số

Trình tự tiến hành:

* Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị i khác nhau

* Bằng phương pháp hình học các định các góc quay i tương ứng các bánh xengoài khi cho trước các góc i

* Xác định các giá trị của hệ số i ứng với từng cặp i và i theo công thức

i =

L

B

i i

i

)sin(

sin.sin

Kết quả tính toán

Theo công thức (3.2) Khi 1 = 5O ta có 1 = 4,830