Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦU 3 1. MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 4 2.TỔNG QUAN 4 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ 4 2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 4 2.1.1.1 Công dụng 4 2.1.1.2 Yêu cầu 5 2.1.1.3 Phân loại 5 2.1.2 Các sơ đồ hệ thống lái 17 2.1.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 17 2.1.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 17 2.1.3 Cường hóa lái 18 2.1.3.1 Công dụng 18 2.1.3.2 Yêu cầu 19 2.1.3.3 Phân loại 19 2.1.3.4 Các thông số đánh giá 23 2.1.4. Dẫn động lái. 24 2.1.5 Tính ổn định của bánh xe dẫn hướng 25 2.1.5.1 Góc nghiêng trụ quay đứng trong mặt phẳng ngang của xe 25 2.1.5.2 Góc nghiêng trụ quay đứng trong mặt phẳng dọc 26 2.1.5.3 Góc doãng của bánh xe dẫn hướng 27 2.1.5.4 Độ chụm của bánh xe dẫn hướng 28 2.2 TỔNG QUAN VÀ GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG TRÊN XE THAM KHẢO 29 2.2.1 Tổng quan 29 2.2.2 Giới thiệu các hệ thống trên xe tham khảo 30 2.2.2.1 Động cơ lắp trên xe 30 2.2.2.2 Hệ thống phanh 32 2.2.2.3 Hệ thống lái 33 2.2.2.4 Hệ thống treo 34 2.2.2.5 Hệ thống truyền lực 36 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE DU LỊCH 7 CHỖ 2,25 TẤN 39 3.1 CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO 39 3.2 CHỌN LOẠI HỆ THỐNG LÁI VÀ SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG 39 3.2.1 Chọn loại hệ thống lái 39 3.2.2 Chọn sơ đồ dẫn động 40 3.3 XÁC ĐỊNH MÔMEN CẢN QUAY VÒNG CỦA CÁC BÁNH XE DẪN HƯỚNG 41 3.4 XÁC ĐỊNH LỰC CẦN THIẾT TÁC DỤNG LÊN VÔ LĂNG 44 3.5 CHỌN LOẠI TRỢ LỰC LÁI VÀ PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ TRỢ LỰC LÁI 45 3.6 TÍNH TOÁN KIỂM TRA HÌNH THANG LÁI 46 3.6.1 Cơ sở lý thuyết 46 3.6.2 Kiểm tra động học quay vòng 49 3.7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU LÁI 52 3.7.1 Xác định chiều dài làm việc của thanh răng 53 3.7.2 Các thông số bộ truyền cơ cấu lái 54 3.7.2.1 Xác định bán kính vòng lăn của bánh răng 54 3.7.2.2 Xác định các thông số của bánh răng 55 3.7.2.3 Xác định kích thước và thông số của thanh răng 56 3.7.2.4 Xác định thông số,tính toán bộ trợ lực lái 57 4. KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ 58 4.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ 58 4.2 KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ 59 4.2.1 Vành tay lái 59 4.2.2 Trục lái 60 4.2.3.2 Nguyên lý làm việc của trợ lực lái 63 4.2.4 Dẫn động lái 67 4.2.5 Bơm trợ lực lái 68 5. CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 69 5.1 ĐỘ RƠ VÀNH TAY LÁI 69 5.2 LỰC TRÊN VÀNH TAY LÁI GIA TĂNG HAY KHÔNG ĐỀU 69 5.3 ÁP SUẤT CỦA CƯỜNG HÓA LÁI THỦY LỰC HỆ THỐNG LÁI KHÔNG ỔN ĐỊNH 70 5.4 BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI 72 5.5 SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG LÁI 72 6. KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2.TỔNG QUAN .4 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ 2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2.1.1.1 Công dụng 2.1.1.2 Yêu cầu 2.1.1.3 Phân loại 2.1.2 Các sơ đồ hệ thống lái 17 2.1.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 17 2.1.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 17 2.1.3 Cường hóa lái 18 2.1.3.1 Công dụng 18 2.1.3.2 Yêu cầu 19 2.1.3.3 Phân loại 19 2.1.3.4 Các thông số đánh giá 23 2.1.4 Dẫn động lái 24 2.1.5 Tính ổn định bánh xe dẫn hướng 25 2.1.5.1 Góc nghiêng trụ quay đứng mặt phẳng ngang xe .25 2.1.5.2 Góc nghiêng trụ quay đứng mặt phẳng dọc 26 2.1.5.3 Góc dỗng bánh xe dẫn hướng 27 2.1.5.4 Độ chụm bánh xe dẫn hướng .28 2.2 TỔNG QUAN VÀ GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG TRÊN XE THAM KHẢO 29 2.2.1 Tổng quan .29 2.2.2 Giới thiệu hệ thống xe tham khảo 30 2.2.2.1 Động lắp xe 30 2.2.2.2 Hệ thống phanh 32 2.2.2.3 Hệ thống lái 33 2.2.2.4 Hệ thống treo 34 2.2.2.5 Hệ thống truyền lực 36 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE DU LỊCH CHỖ 2,25 TẤN .39 3.1 CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO .39 3.2 CHỌN LOẠI HỆ THỐNG LÁI VÀ SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG 39 3.2.1 Chọn loại hệ thống lái 39 3.2.2 Chọn sơ đồ dẫn động .40 3.3 XÁC ĐỊNH MƠMEN CẢN QUAY VỊNG CỦA CÁC BÁNH XE DẪN HƯỚNG 41 3.4 XÁC ĐỊNH LỰC CẦN THIẾT TÁC DỤNG LÊN VÔ LĂNG 44 3.5 CHỌN LOẠI TRỢ LỰC LÁI VÀ PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ TRỢ LỰC LÁI 45 3.6 TÍNH TỐN KIỂM TRA HÌNH THANG LÁI 46 3.6.1 Cơ sở lý thuyết 46 3.6.2 Kiểm tra động học quay vòng 49 3.7 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU LÁI .52 3.7.1 Xác định chiều dài làm việc 53 3.7.2 Các thông số truyền cấu lái 54 3.7.2.1 Xác định bán kính vịng lăn bánh 54 3.7.2.2 Xác định thông số bánh .55 3.7.2.3 Xác định kích thước thông số 56 3.7.2.4 Xác định thơng số,tính tốn trợ lực lái 57 KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ 58 4.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ 58 4.2 KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ 59 4.2.1 Vành tay lái 59 4.2.2 Trục lái 60 4.2.3.2 Nguyên lý làm việc trợ lực lái 63 4.2.4 Dẫn động lái 67 4.2.5 Bơm trợ lực lái .68 CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 69 5.1 ĐỘ RƠ VÀNH TAY LÁI 69 5.2 LỰC TRÊN VÀNH TAY LÁI GIA TĂNG HAY KHÔNG ĐỀU 69 5.3 ÁP SUẤT CỦA CƯỜNG HÓA LÁI THỦY LỰC HỆ THỐNG LÁI KHÔNG ỔN ĐỊNH 70 5.4 BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI 72 5.5 SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG LÁI 72 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .75 LỜI NÓI ĐẦU Trong thờ đại công nghiệp ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ôtô phát triển mạnh mẽ, nhiều hãng xe chế tạo nhiều loại ơtơ với hệ thống lái có tính kỹ thuật cao để đảm bảo vấn đề an tồn tính động ôtô Được cho phép khoa Cơ khí giao thong tập đồ án tốt nghiệp em nhận đề tài “ Thiết kế hệ thống lái xe du lịch chỗ 2,25 ” Nội dung đề tài giúp em hệ thống kiến thức học lúc ghế nhà trường, nâng cao tìm hiểu hệ thống lái; từ sâu nghiên cứu chuyên môn Trong đồ án trang bị cho người sử dụng, vận hành ơtơ có kiến thức hệ thống lái ơtơ Thiết kế tính tốn số chi tiết hệ thống lái, q trình làm việc hệ thống lái khơng thể tránh khỏi hư hỏng hao mòn chi tiết Vì đề tài cịn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng, sửa chữa Được hướng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Việt Hải, với nỗ lực thân, em hoàn thành nhiệm vụ đề tài Vì thời gian kiến thức có hạn nên tập đồ án khơng thể tránh khỏi sai sót định Vì em mong thầy, cô môn,các bạn học ngành Cơ khí động lực đóng góp ý kiến để đề tài em hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Việt Hải, thầy giáo duyệt Nguyễn Văn Đông giúp đỡ em nhiều thực đồ án Qua em xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giáo khoa Cơ khí giao thơng truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý bấu trình học tập trường thời gian làm đồ án tốt nghiệp Đà nẵng, ngày 15 tháng năm 2012 Sinh viên thực Nguyễn Văn Văn MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Trong thời đại ngày ngành công nghiệp xe ngành công nghiệp phát triển nhất, xe không ngừng phát triển theo chất lượng để phục vụ nhu cầu lại ngày cao người Với việc phát triển ngành cơng nghiệp địi hỏi hãng xe ngày phải không ngừng đổi mới, cải tiến chất lượng xe nhằm đảm bảo tính an tồn tham gia giao thơng hệ thống lái đóng vai trò định Hệ thống lái hệ thống quan trọng ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động giữ cho ôtô chuyển động theo hướng xác định Một hệ thống lái hoàn thiện kết cấu, dễ điều khiển giúp điều khiển xe dễ dàng, thoải mái đảm bảo an tồn xe q trình vận hành khai thác, đồng thời cịn nâng cao tính tiện nghi, đại xe Là sinh viên năm cuối ngành Cơ khí động lực thơng qua việc làm đồ án tốt nghiệp em cố gắng nắm bắt, tìm hiểu thêm nhiều kiến thức, đặc biệt hệ thống lái để phục vụ công việc sau Đề tài: Thiết kế hệ thống lái ôtô du lịch chỗ 2,25 mong muốn đáp ứng phần yêu cầu Trong đồ án em đề cập đến số vấn đề sau: - Tìm hiểu hệ thống lái - Tính tốn thiết kế hệ thống lái - Bảo dưỡng sửa chữa 2.TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ 2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2.1.1.1 Công dụng Hệ thống lái tập hợp cấu dùng để giữ cho ôtô chuyển động theo hướng xác định để thay đổi hướng chuyển động cần thiết theo yêu cầu động xe Hệ thống lái bao gồm phận sau: - Cơ cấu lái, vô lăng trục lái: Dùng để tăng truyền mômen người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái - Dẫn động lái: Dùng để truyền chuyển động từ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng để đảm bảo động học quay vịng - Cường hố lái: Cường hố lái có khơng Dùng để giảm nhẹ lực quay vòng người lái nguồn lượng từ bên ngồi Nó thường sử dụng xe có tải trọng vừa lớn 2.1.1.2 Yêu cầu Hệ thống lái phải đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định,để đảm bảo yêu cầu : + Hành trình tự vơ lăng tức khe hở hệ thống lái vơ lăng vị trí trung gian tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ (khơng lớn 15 có trợ lực khơng lớn 50 khơng có trợ lực) + Các bánh dẫn hướng phải có tính ổn định tốt + Khơng có tượng tự dao động bánh dẫn hướng điều kiện làm việc chế độ chuyển động - Đảm bảo tính động cao: tức xe quay vịng thật ngoặt, khoảng thời gian ngắn, diện tích bé - Đảm bảo động học quay vòng đúng: để bánh xe khơng bị trượt lê gây mịn lốp, tiêu hao cơng suất vơ ích giảm tính ổn định xe - Giảm va đập từ đường lên vô lăng chạy đường xấu gặp chướng ngại vật - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện: Lực điều khiển lớn cần tác dụng lên vô lăng (Plvmax) qui định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn ngành: + Đối với xe du lịch tải trọng nhỏ: Plvmax không lớn 150 200 N; + Đối với xe tải khách không lớn 500 N - Đảm bảo tỷ lệ lực tác dụng lên vô lăng mô men quay bánh xe dẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường) tương ứng động học góc quay vơ lăng bánh xe dẫn hướng 2.1.1.3 Phân loại a/ Theo vị trí bố trí vơ lăng: + Vơ lăng bố trí bên trái: ( tính theo chiều chuyển động ) dùng cho nước xã hội chủ nghĩa trước đây, Pháp, Mỹ + Vơ lăng bố trí bên phải : Dùng cho nước thừa nhận luật đường bên trái như: Anh , Thuỵ Điển Sở dĩ bố trí để đảm bảo tầm quan sát người lái, đặt biệt vượt xe b/Theo kết cấu cấu lái chia ra: + Trục vít - Cung Loại có ưu điểm kết cấu đơn giản, làm việc bền vững Tuy có nhược điểm hiệu suất thấp th= 0,5 ÷ 0,7; ng=0,4 ÷ 0,55), điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp bố trí cung mặt phẳng qua trục trục vít A-A A Hình 2-1 Trục vít lăn - cung đặt 1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4-Vỏ Cung cung thường đặt mặt phẳng qua trục trục vít (hình 2-1) đặt phía bên cạnh (hình 2-2) Cung đặt bên có ưu điểm đường tiếp xúc cung trục vít trục vít quay dịch chuyển toàn chiều dài cung nên ứng suất tiếp xúc mức độ mài mịn giảm, tuổi thọ khả tải tăng Cơ cấu lái loại thích hợp cho xe tải cỡ lớn Trục vít có dạng trụ trịn hay glơbơít (lõm) Khi trục vít có dạng glơbơit số ăn khớp tăng nên giảm ứng suất tiếp xúc mài mịn Ngồi cịn cho phép tăng góc quay cung mà khơng cần tăng chiều dài trục vít A A-A A Hình 2-2 Cơ cấu loại trục vít hình trụ - cung đặt bên 1- Ổ bi ; - Trục vít; 3- Cung ; 4- Vỏ Tỷ số truyền cấu lái trục vít - cung khơng đổi xác định theo công thức: iω = 2R0 t.1 (2.1) Ở đây: R0 - Bán kính vịng lăn cung răng; t - Bước trục vít; Z1 - Số mối ren trục vít Góc nâng đường ren vít thường từ ÷ 120 Khe hở ăn khớp quay địn quay đứng từ vị trí trung gian đến vị trí biên, thay đổi từ 0,03 0,5 mm Sự thay đổi khe hở đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít vịng trịn sở cung có bán kính khác + Trục vít – lăn A-A A A R0 R 01 x Hình 2-3 Cơ cấu lái trục vít glơbơít - lăn hai vành 1- Trục đòn quay đứng; 2- Đệm điều chỉnh; 3- Nắp trên; 4- Vít điều chỉnh; 5- Trục vít; 6- Đệm điều chỉnh; 7- Con lăn; 8- Trục lăn Cơ cấu lái loại trục vít - lăn (hình 2-3) sử dụng rộng rãi loại tơ có ưu điểm: - Kết cấu gọn nhẹ - Hiệu suất cao thay ma sát trượt ma sát lăn - Hiệu suất thuận: ηt = 0,77 ÷ 0,82 - Hiệu suất ngịch: ηn = 0,6 - Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản thực nhiều lần Để điều chỉnh khe hở ăn khớp, đường trục lăn bố trí lệch với đường trục trục vít khoảng 5÷ mm Khi dịch chuyển lăn dọc theo trục quay đòn quay đứng khoảng cách trục lăn trục vít thay đổi Do khe hở ăn khớp thay đổi Sự thay đổi khe hở ăn khớp từ vị trí đến vị trí biên thực cách dịch chuyển trục quay O2 đòn quay đứng khỏi tâm mặt trụ chia trục vít O1 lượng x =2,5÷ mm Tỷ số truyền cấu lái trục vít - lăn xác định theo công thức sau: i 2R K 2R0 R K R i K tZ tZ R0 R0 (2.2) Ở : t- Bước mối trục vít; Z1- Số đường ren trục vít; Rk- Bán kính vịng (tiếp xúc) lăn trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp xúc đến tâm đường quay đứng); R0- Bán kính vịng chia bánh cắt trục vít; i0- Tỷ số truyền giửa bánh cắt trục vít Theo cơng thức ta thấy i ω thay đổi theo góc quay trục vít Tuy thay đổi khơng lớn khoảng từ ÷ 7% (từ vị trí vị trí biên) Nên coi iω = const + Trục vít - Chốt quay Trên hình 2-4 kết cấu cấu lái trục vít - chốt quay Ưu điểm: Có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi, theo quy luật nhờ cách chế tạo bước trục vít khác Hiệu suất thuận hiệu suất nghịch cấu loại vào khoảng 0,7 Cơ cấu lái dùng nhiều hệ thống lái khơng có cường hố chủ yếu ôtô tải khách Tuy chế tạo phức tạp tuổi thọ không cao nên sử dụng Nếu bước trục vít khơng đổi tỷ số truyền xác định theo công thức: i = 2 R cos t (2.3) Ở : - Góc quay địn quay đứng R2 - Bán kính địn đặt chốt Hình 2-4 Cơ cấu lái trục vít - chốt quay 1- chốt quay; 2- Trục vít; 3- Địn quay + Trục vít - Liên hợp êcu bi - Thanh - Cung Trên hình 2-5 kết cấu cấu loại trục vít - êcu bi - - cung Êcu (20) lắp lên trục vít qua viên bi nằm theo rảnh ren trục vít cho phép thay đổi ma sát trượt thành ma sát lăn Phần êcu bi có cắt tạo thành ăn khớp với cung trục (2) Chi?u theo E 21 B-B 12 11 10 10 10 11 12 13 14 Hình 4-3 Kết cấu trục lái 1- Đầu trục nối với vô lăng; 2- Vòng chặn; 3- Ổ bi; 4- Trục trượt; 5- Ống trượt trục; 6- Tấm hãm; 7- Vòng bi; 8- Trục chính; 9- Giá đỡ trục; 10- Khớp đăng; 11- Trục đăng; 12- Vòng chặn; 13- Bu lơng hãm; 14- Cần khố 4.2.3 Cơ cấu lái Các phận hộp cấu lái gồm : van điều khiển xi lanh trợ lực lái, van điều khiển loại van quay Van điều khiển cấu lái định đưa dầu từ bơm trợ lực đến buồng xilanh trợ lực Trục van điều khiển trục vít nối với xoắn, chúng cố định chốt làm cho chúng quay Nguyên lý hoạt động hộp cấu lái sau : piston xilanh trợ lực đặt răng, dịch chuyển áp suất dầu tạo từ bơm trợ lực lái theo đường ống dẫn đến piston tác động lên làm piston dịch chuyển theo hướng Cơ cấu lái kiểu răng-bánh có ưu điểm sau : + Cơ cấu lái đơn giản, kết cấu gọn + Làm việc tin cậy, độ nhạy cao ăn khớp trực tiếp + Sức cản trượt, cản lăn nhỏ, khả truyền mômen tốt nên tay lái nhẹ 60 17 16 15 18 21 20 19 14 13 A A 12 10 11 Hình 4-4 Kết cấu van phân phối 1- Chốt cố định xoắn trục van điều khiển; 2- Thanh xoắn; 3- Van điều khiển; 4- Vịng bít; 5- Ổ bi đũa; 6-Vòng chắn dầu; 7-Then hoa; 8-Ổ bi đũa; 9-Vỏ cấu lái; 10- Ổ bi kim; 11- Chốt; 12-Con lăn; 13,14-Chốt; 15-Van xoay; 16-Vỏ van xoay; 17- Then hoa; 18- Đường dầu từ bơm tới; 19- Đường dầu hồi bình chứa; 20- Đường dầu đến khoang bên trái xy lanh ; 21- Đường dầu đến khoang bên phải xy lanh 61 4.2.3.1 Nguyên lý làm việc bánh – Cơ cấu bánh – có nhiệm vụ xoay van điều khiển để điều khiển dòng dầu thủy lực từ bơm vào phía piston Các piston chuyển đổi áp lực dầu thành chuyển động tịnh tiến để dịch chuyển sang phải trái Chuyển động thông qua rô tuyn rô tuyn tới khuỷu lái làm quay bánh xe dẫn hướng Hình 4-5 Kết cấu 1- Thanh răng; 2- Lỗ ren; 3- Piston; 4- Vịng làm kín Khi khơng có hỗ trợ hệ thống trợ lực lái, cấu bánh – điều khiển tay với lực nặng Chuyển động quay từ vô lăng truyền xuống bánh răng, bánh ăn khớp với biến chuyển động quay bánh thành chuyển động tịnh tiến làm dịch chuyển sang phía 4.2.3.2 Nguyên lý làm việc trợ lực lái a Khi xe thẳng + Khi xe thẳng, vành tay lái vị trí trung gian, cụm van xoay nằm vị trí hình 4-6 Chất lỏng từ bơm đến chạy qua thân van theo đường ống dẫn dầu đến buồng I II, áp suất chất lỏng buồng II buồng I xylanh lực nhau, piston khơng dịch chuyển Thanh giữ nguyên vị trí với xe thẳng Trong trường hợp va đập truyền từ bánh xe giảm bớt nhờ chất lỏng áp suất cao 62 II I Hình 4-6 Van xoay vị trí trung gian 1- Xy lanh; 2- Thân van ngoài; 3- Thân van trong; 4- Thanh xoắn; 5- Bơm; 6- Bình chứa b Khi xe quay sang vòng sang trái + Khi xe quay vòng sang trái, cụm van xoay nằm vị trí hình 4-7 Thân van xoay mở đường dầu từ bơm theo đường ống dẫn dầu vào buồng I xylanh dầu buồng II theo đường ống dẫn dầu lõi thông với đường dầu hồi bình chứa, làm cho dịch bên trái đẩy bánh xe quay sang trái, thực quay vòng sang trái 63 + Khi dừng quay vành tay lái vị trí đó, thân van đứng yên, dầu tiếp tục vào buồng I, đẩy bánh ngược chiều làm xoắn trả lại, cửa van mở trạng thái định, tạo nên chênh áp suất ổn định hai buồng I II giá trị định đảm bảo ô tô không quay tiếp II I Hình 4-7 Van hoạt động quay trái 1- Xy lanh; 2- Thân van ngoài; 3- Thân van trong; 4- Thanh xoắn; 5- Bơm; 6- Bình chứa c Khi xe quay vòng sang phải 64 II I Hình 4-8 Van hoạt động quay phải 1-Xy lanh; 2-Thân van ngoài; 3-Thân van trong; 4-Thanh xoắn; 5-Bơm; 6- Bình chứa + Khi xe quay vịng sang phải, cụm van xoay nằm vị trí hình 4-8 Thân van xoay mở đường dầu từ bơm theo đường ống dẫn dầu vào buồng II xylanh dầu buồng I theo đường ống dẫn dầu lõi thông với đường dầu hồi bình chứa, làm cho dịch bên trái đẩy bánh xe quay sang phải, thực quay vòng sang phải + Khi dừng quay vành tay lái vị trí đó, thân van đứng yên, dầu tiếp tục vào buồng II, đẩy bánh ngược chiều làm xoắn 65 trả lại, cửa van mở trạng thái định, tạo nên chênh áp suất ổn định hai buồng I II giá trị định đảm bảo ô tô không quay tiếp + Khả trợ lực hệ thống lái thực nhờ q trình biến dạng xoắn, mở thơng đường dầu, kết cấu cho phép tạo nên khe hở nhỏ cách gia cơng xác miệng rãnh đường dầu thân van thân van van phân phối khả biến dạng xoắn Thanh xoắn nhỏ khả trợ lực sớm Thanh xoắn cố định đầu với trục van điều khiển đầu với bánh chốt cố định + Kết cấu van xoay cho phép khả tạo nên góc mở thơng đường dầu bé, độ nhạy cấu cao 4.2.4 Dẫn động lái Hình 4-9 Kết cấu khớp cầu kéo bên 1- Đai ốc hãm; 2-Vòng kẹp ; 3- Khớp cầu; 4- Cao su giảm chấn; 5-Bạc lót; 6-Lị xo Dẫn động lái xe thiết kế gồm tất chi tiết truyền lực từ cấu lái đến ngỗng quay bánh xe Bộ phận quan trọng dẫn động lái hình thang lái, tạo cầu trước, đòn kéo ngang, cạnh bên Nó có nhiệm vụ đảm bảo động học quay vịng cho bánh xe khơng bị trượt lê quay vịng Do làm giảm mài mịn lốp, giảm tổn hao cơng suất tăng tính ổn định quay vịng 66 4.2.5 Bơm trợ lực lái Bơm trợ lực lái lắp xe tham khảo loại bơm cánh gạt tác dụng kép, nghĩa vòng quay bơm thực hai lần hút hai lần đẩy, số cánh gạt 10 cánh Bơm cánh gạt có ưu điểm kết cấu nhỏ gọn, đơn giản, dễ chế tạo, làm việc tin cậy, hư hỏng có khả điều chỉnh lưu lượng 18 17 16 15 10 14 11 12 13 Hình 4-10 Kết cấu bơm trợ lực lái xe thiết kế 1-vỏ bơm; 2-vòng lệch tâm; 3-cánh gạt ; 4-roto; 5-trục ; 6-ống dẫn dầu ; 7,8-đệm kín; – chốt;10-đĩa chặn,11-bạc lót;12-đệm chặn dầu;13-bu lơng;14-ecu hãm;15then bằng;16-buly;17-phe cài;18-ổ bi Nguyên lý hoạt động bơm trợ lực thủy lực : Khi roto quay, tác dụng lực ly tâm cánh gạt bị văng tì sát vào khơng gian kín hình van Dầu thủy lực bị hút từ đường ống có áp suất thấp bị nén tới đầu có áp suất cao Lượng dầu cung cấp phụ thuộc vào tốc độ động Bơm thiết kế để cung cấp đủ lượng dầu động chạy khơng tải, cung cấp nhiều dầu động hoạt động tốc độ cao Để tránh tải cho hệ thống áp suất cao, người ta lắp đặt cho hệ thống van giảm áp Khi áp suất dầu lớn hệ thống mở van giảm áp cho dầu chạy khoang chứa dầu 67 CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG LÁI XE THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Hệ thống lái phải đảm bảo cho ôtô chạy hướng mong muốn, điều kiện đường xá tốc độ ôtô Người lái nhiều công sức để điều khiển vành tay lái, xe chạy thẳng thao tác lái Trong trình vận hành sử dụng xe, chi tiết hệ thống lái thường xuyên làm việc Các chi tiết chịu ma sát bị mòn, dẫn đến rơ lỏng làm sai lệch động học quay vịng, lốp bị mịn nhanh dẫn đến khơng an tồn chuyển động.Vì vậy, phải thường xun theo dõi, kiểm tra nhằm kịp thời phát hiện, sửa chữa, điều chỉnh để phục hồi trạng thái kỹ thuật, điều kiện làm việc bình thường cho hệ thống lái, nhằm đảm bảo an toàn chuyển động cho xe 5.1 ĐỘ RƠ VÀNH TAY LÁI Độ rơ vành tay lái lớn cho phép 30[mm], lớn nguyên nhân sau: - Vòng bi trục bánh xe bị mịn - Các khớp cầu (rơ tuyn) bị mòn - Ổ bi cấu lái bị mòn - Bánh bị mòn - Bu lông bắt vỏ cấu lái bị hỏng 5.2 LỰC TRÊN VÀNH TAY LÁI GIA TĂNG HAY KHÔNG ĐỀU Vành tay lái quay nặng nguyên nhân sau: - Điều chỉnh không ăn khớp bánh - Bơm trợ lực bị hỏng thiếu dầu - Rơ ổ bi, thiếu dầu bôi trơn: Các cấu lái bôi trơn mỡ, cần lưu ý đến thất dầu mỡ cấu lái thơng qua chảy dầu mỡ Nguyên nhân thiếu dầu bôi trơn rách nát đệm kín, joăng phớt làm kín, bạc mịn tạo nên khe hở hướng tâm lớn mà phớt khơng đủ khă làm kín - Dây đai bơm trợ lực tay lái hỏng - Ổ trụ đứng bị mịn làm sai lệnh góc đặt bánh xe - Lốp xe bơm không đủ áp suất: Áp suất lốp thấp không làm tăng lực người lái vào vô lăng điều khiển xe - Góc chụm bị sai, cần kiểm tra lại góc chụm 68 5.3 ÁP SUẤT CỦA CƯỜNG HÓA LÁI THỦY LỰC HỆ THỐNG LÁI KHÔNG ỔN ĐỊNH + Van lưu thông bơm bị bẩn: - Van lưu thông hạn chế việc nạp dầu vào cường hoá số vòng quay động tăng lên Van bị bẩn làm cho cường hố làm việc khơng bình thường Áp suất trở nên không - Chỉ phép đổ vào hệ thống cường hoá loại dầu tiêu chuẩn, đổ phải dùng phểu lọc Trong thùng dầu đường dầu phải có lưới lọc Dùng dầu bẩn làm cho chi tiết bơm cường hoá thuỷ lực bị mịn nhanh chóng + Ống dẫn dầu bơm bị vỡ: - Áp suất dầu không đồng cường hoá thuỷ lực hệ thống lái phát sinh dầu bị chảy rò mạnh qua đoạn ống dẫn hỏng + Bơm dầu không làm việc làm việc không ổn định: - Kiểm tra dây đai xem có bị chùng hay hỏng khơng, bị hỏng phải thay dây đai Lưu ý: Dùng dưỡng độ căng dây đai dẫn động; đai mới: 45-55 kg, đai cũ: 25-35 kg Nếu độ căng đai không tiêu chuẩn thay + Khơng khí lọt vào hệ thống cường hóa lái: - Khơng khí lọt vào cường hoá thuỷ lực thay dầu Điều làm cho áp suất cường hố thuỷ lực không đồng + Mức dầu bơm bình dầu khơng đủ có bọt: - Mức dầu quy định bình dầu phải lên tới mức đánh dấu Mức dầu thấp làm cho khí lọt vào hệ thống Do phải luôn kiểm tra mức dầu bình dầu Kiểm tra xem có bọt vẩn đục khơng, có bọt vẩn đục xả khí hệ thống lái + Đế van an tồn bơm khơng xiết chặt: - Van an tồn giới hạn áp suất dầu hệ thống cường hoá lái xe chạy tốc độ cao hay tải Cũng có trường hợp bơm bắt đầu làm việc không đều, ảnh hưởng xấu tới việc điều khiển Thông thường tượng đế van an toàn bơm bị lỏng Điều siết đế van khơng chặt q trình lắp ráp Để phục hồi lại áp suất quy định bơm, cần thiết phải siết lại đế van an toàn + Lướt lọc bơm bị bẩn: 69 - Trong bầu lọc có đặc hai lưới lọc Lưới thứ để lọc dầu đổ vào hệ thống, lưới thứ hai lọc tất dầu từ cường hoá bơm Trường hợp lưới lọc bị bẩn, cuờng hố thuỷ lực khơng làm việc + Vành tay lái bị rung: - Vô lăng bị rung áp suất lốp không đều, bánh xe không cân xứng bị đảo Sai lệch độ chụm lớn Các khớp cầu cấu lái bị rơ Cụm cấu lái bị rơ - Do để đảm bảo cho xe có tính dẫn hướng tốt ta phải bơm đo lại áp suất lốp bánh xe bánh xe bị đảo mà không điều chỉnh phải thay điều chỉnh lại độ chụm, điều chỉnh độ rơ khớp cầu dẫn động lái theo tiêu chuẩn cho phép, điều chỉnh lại độ lơ cấu lái + Xe có xu hướng chuyển động lệch: - Xe có xu hướng chuyển động lệch áp suất lốp không đều, độ nghiêng tới độ nghiêng ngang quay bánh xe dẫn hướng khơng cân (do mịn khơng đều), dầm cầu bị lệch (do bị biến dạng), lò xo hệ thống treo không đều, chùng gãy - Để khắc phục tượng cần kiểm tra lại độ nghiêng, phục hồi lại bạc trục trục quay bánh xe dẫn hướng, khơng phục hồi phải thay Uốn đo chỉnh lại dầm cầu khơng phải thay Thay lị xo bị gãy chọn lựa để lắp lại lò xo phải + Tay lái bị rung nhanh mạnh: - Tay lái bị rung nhanh mạnh, dội ngược lại bánh xe phía trước chạm phải chướng ngại vật áp suất lốp căng Thanh giảm chấn bị hỏng Khe hở tự dẫn động lái nhỏ.Giảm chấn trục lái hỏng Do cần phải đo lại áp suất lốp, phục hồi thay giảm chấn trục lái giảm chấn hệ thống treo, chỉnh lại khe hở dẫn động lái cấu lái + Vành tay lái khơng trả vị trí cân bằng: - Sai góc đặt bánh xe: góc nghiêng ngang dọc trụ đứng, mòn gây giảm hiệu ứng nghịch từ bánh xe lên vành tay lái + Bơm làm việc có tiếng ồn: - Do dầu bình khơng đủ, khí lọt vào hệ thống thuỷ lực, trục bơm bị cong joăng đệm cổ bơm bị hư hỏng, đệm joăng cấu lái bị mòn hỏng, đường ống cao áp thấp áp bị hỏng, đầu nối bị lỏng 70 - Cần đổ dầu mức quy định xả khí, nắn thẳng lại trục bơm, thay đệm joăng làm kín, thay đường ống cao áp thấp áp bị hỏng, siết chặt đầu nối 5.4 BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI Trong bảo dưỡng kỹ thuật hàng ngày, kiểm tra khoảng chạy tự tay lái tác động hệ thống lái đường ôtô Cần xem tình trạng bên ngồi đệm khít cácte cấu lái để ngăn ngừa tình trạng rị rỉ dầu Trong bảo dưởng kỹ thuật cấp một, kiểm tra độ kín khít mối ghép nối trợ lực lái, vặn chặt đai ốc bắt chặt cấu lái vào khung xe, chốt cầu đòn lái Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai gồm việc sau đây: cọ rửa bầu lọc bơm trợ lực, kiểm tra độ bắt chặt đòn quay đứng vào trục chốt cầu vào đòn quay đứng kiểm tra khe hở cấu lái khe hỏ vượt giới hạn quy định điều chỉnh lại 5.5 SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG LÁI Để xác định mức độ mài mịn tính chất sửa chữa, phải tháo rời chi tiết hệ thống lái Khi tháo tay lái đòn quay đứng phải dùng van tháo Những hư hỏng chi tiết hệ thống lái là: mòn - bánh răng, ống lót, vịng bi ổ lắp vịng bi Mặt bích bắt chặt cacte bị sứt mẻ nứt, mòn bạc cácte dành cho ổ bi kim đỡ ổ trục đòn quay đứng chi tiết khớp cầu chuyển hướng, chuyển hướng bị cong Phải thay cấu lái bề mặt làm việc mòn rõ rệt hay lớp tơi bị tróc Thải bỏ cung bề mặt có khe nứt hay vết lõm Cổ trục địn quay đứng, mịn phải phục hồi cách mạ crôm mài theo kích thước danh nghĩa Cổ trục phục hồi cách lắp vào cacte ống lót đồng mài theo kích thước sửa chữa Đầu có ren đầu trục địn quay đứng bị cháy phục hồi cách hàn đắp hồ quang điện rung Trước hết phải tiện hết ren cũ máy tiện hàn đắp kim loại, tiện kích thước danh nghĩa định cắt ren Trục địn quay đứng bị xoắn phải loại bỏ 71 Các ổ lắp vòng bi cấu lái, bị mịn phục hồi cách lắp thêm chi tiết phụ Muốn phải khoan rộng lỗ, lắp ép vào ống lót gia cơng đường kính theo kích thước vịng bi Những chổ sứt mẻ khe nứt mặt bích cacte khắt phục phương pháp hàn Thường dùng hàn khí, có nung nóng tồn chi tiết trước hàn Lỗ cácte dành cho ổ bi kim đở trục trịn quay đứng niếu bị mịn doa lại theo kích thước sửa chữa Trong cấu dẫn động lái, chốt cầu máng lót chuyển hướng ngang bị mịn nhanh hơn, cịn đầu mịn Ngồi cịn có hư hỏng khác mòn lỗ mút thanh, cháy ren, lò xo ép máng đệm vào chốt cầu bị gãy yếu Tuỳ theo tính chất mài mịn mà xác định khả tiếp tục sử dụng nắp chuyển hướng ngang hay chi tiết Nếu cần thiết tháo rời khớp nắp Muốn vậy, tháo chốt chẻ nút ren, vặn nút khỏi lỗ tháo chi tiết Chốt cầu bị mòn, bị sứt mẻ hay có vết xước, cần thay Đồng thời lắp máng lót chốt cầu Thay lị xo mòn gãy Những hư hỏng đặc trưng trợ lực lái khơng có lực tác dụng tần số quay động cơ, lực không đủ lớn không đồng điều quay tay lái sang bên hay bên Để khắc phục hư hỏng hay tháo rời bơm ra, xả hết dầu nhờn, cọ rửa cẩn thận chi tiết Khi tháo lắp sửa chữa bơm, không tách riêng cụm chi tiết nắp bơm van chuyển, stato, rôto cánh bơm KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu tài liệu hệ thống lái để làm đồ án với đề tài : Thiết kế hệ thống lái xe du lịch chỗ 2,25 em hoàn thành đề tài với giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn Nguyễn Việt Hải, thầy môn bạn học khoa Cơ khí giao thơng Trong đề tài em sâu tìm hiểu nguyên lý hoạt động, kế cấu hệ thống lái, tính tốn thiết kế số chi tiết hệ thống lái, sửa chữa bảo dưỡng khắc phục hư hỏng hệ thống lái 72 Qua đồ án em thêm nhiều kiến thức chuyên ngành hệ thống ôtô đặc biệt hệ thống lái đồng thời nâng cao kiến thức số phần mềm tin học Word, Excel phần mềm vẽ AutoCAD Trong q trình làm đồ án kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh thiếu sót mong thầy bạn đóng góp ý kiến để em ngày hiểu biết sâu nhằm phục vụ công việc sau Em xin chân thành cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh , Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài , Lê Thị Vàng (1998) Lý thuyết ô tô, máy kéo NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] Nguyễn Hữu Cẩn,Phan Đình Kiên (1985).Thiết kế tính tốn tô máy kéo(tập III).NXB Đại học trung học chuyên nghiệp.Hà Nội [3] Nguyễn Hoàng Việt (1998) Kết cấu tính tốn tơ Tài liệu lưu hành nội 73 khoa khí Giao Thơng - Đại Học Đà Nẵng [4] Phan Minh Đức (2010) Bài giảng hệ thống lái Tài liệu lưu hành nội khoa khí Giao Thơng - Đại Học Đà Nẵng [5] Cty Mitsubishi (2003),Mitsubishi Grandis 2003 Workshop manual [6] Cty Mitsubishi (2003),Sổ tay hướng dẫn sửa chữa xe Mitsubishi Grandis [7] http://www.oto-hui.com/a1410/he-thong-lai-tro-luc-thuyluc.html (2012) [8] http://what-when-how.com/automobile/steering-componentsautomobile/ (2012) 74 ... biệt hệ thống lái để phục vụ công việc sau Đề tài: Thiết kế hệ thống lái ? ?tô du lịch chỗ 2,25 mong muốn đáp ứng phần yêu cầu Trong đồ án em đề cập đến số vấn đề sau: - Tìm hiểu hệ thống lái -... thiết kế hệ thống lái - Bảo dưỡng sửa chữa 2.TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ 2.1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2.1.1.1 Công dụng Hệ thống lái tập hợp cấu dùng để giữ cho ? ?tô. .. loại ? ?tô với hệ thống lái có tính kỹ thuật cao để đảm bảo vấn đề an tồn tính động ? ?tô Được cho phép khoa Cơ khí giao thong tập đồ án tốt nghiệp em nhận đề tài “ Thiết kế hệ thống lái xe du lịch chỗ