Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô toyota corolla altis 2 0v

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 2018 Trần Duy Nhất ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V Người hướng dẫn: TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT Sinh viên thực hiện: TRẦN DUY NHẤT Số thẻ sinh viên: 103130059 Lớp: 13C4A Đà Nẵng, 05/2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V Người hướng dẫn: TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT Sinh viên thực hiện: TRẦN DUY NHẤT Số thẻ sinh viên: 103130059 Lớp: 13C4A Đà Nẵng, 05/2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Duy Nhất Lớp: 13C4A Số thẻ SV: 103130059 Tên đề tài: Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái tơ Toyota Corolla Altis 2.0V Người hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Học hàm/ học vị: Tiến sĩ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 2đ) ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa 2đ) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Đề tài có giá trị khoa học/ có báo/ giải vấn đề đặt doanh nghiệp nhà trường: (điểm tối đa 1đ) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… IV.Đánh giá: Điểm đánh giá: ……/10 (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018 Người hướng dẫn TS Nguyễn Hoàng Việt ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Duy Nhất Lớp: 13C4A Số thẻ SV: 103130059 Tên đề tài: Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái tơ Toyota Corolla Altis 2.0V Người phản biện: Nguyễn Văn Đông Học hàm/ học vị: Tiến Sĩ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Điểm Điểm TT Các tiêu chí đánh giá tối đa Đánh giá viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải Sinh 80 đủ nhiệm vụ đồ án giao - Tính (nội dung ĐATN có phần với ĐATN trước đây) 1a so 15 - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu 1b 50 - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, vẽ, chương trình, mơ hình,…) - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu; 1c - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng 15 dụng vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ làm việc nhóm; Kỹ viết: 20 2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 15 I - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá theo thang 100: Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) - Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018 Người phản biện 2b Nguyễn Văn Đơng TĨM TẮT Tên đề tài: Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Sinh viên thực hiện: Trần Duy Nhất Số thẻ sinh viên: 103130059 Lớp: 13C4A Tất nội dung đồ án, tồn bao gồm có chương với nội dung chương khác chúng có liên kết chặt chẽ bổ sung cho để tạo thành tổng thể hoàn chỉnh Dưới phần tóm tắt nội dung chương trình bày theo trình tự sau: Chương 1: Mục đích ý nghĩa đề tài Nội dung phần trình bày mục đích việc thực đề tài, đặc biệt nhấn mạnh tầm quan trọng hệ thống lái ô tô Chương 2: Tổng quan hệ thống lái ô tô Nội dung chương chủ yếu khái qt lên cơng dụng số yêu cầu loại hệ thống lái khác sử dụng phổ biến ô tô Bên cạnh cịn đề cập thêm số kết cấu phận hệ thống lái cấu lái, dẫn động lái, cường hóa lái…thường sử dụng Chương 3: Giới thiệu chung ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Nội dung phần trình bày thơng số kỹ thuật xe, loại hệ thống hệ thống phanh, treo hệ thống lái mà xe trang bị Qua giúp ta hiểu rõ loại xe Chương 4: Khảo sát hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Nội dung phần khai thác thơng số kỹ thuật đồng thời làm rõ nguyên lý làm việc kết cấu phận hệ thống lái sử dụng ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Chương 5: Nội dung phần vào tính tốn xác định thơng số giá trị mơ men cản quay vịng, lực tác dụng lên vơ lăng, tính tốn kiểm tra bền dẫn động lái có thêm tính tốn kiểm tra động học hình thang lái ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Chương 6: Chẩn đoán hư hỏng bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Nội dung phần trình bày nguyên nhân gây hư hỏng đưa phương pháp bảo dưỡng, sửa chữa ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Duy Nhất Số thẻ sinh viên: 103130059 Lớp: 13C4A Khoa: Cơ Khí Giao Thơng Ngành: Kỹ thuật khí Tên đề tài đồ án: Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Các thông số kỹ thuật xe phận hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V từ tài liệu nhà chế tạo Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: Mục đích ý nghĩa đề tài Chương 2: Tổng quan hệ thống lái ô tô Chương 3: Giới thiệu chung ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Chương 4: Khảo sát hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Chương 5: Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Chương 6: Chẩn đoán hư hỏng bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Các vẽ, đồ thị: Bảng vẽ tổng thể xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V (1/A3) Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái (2/A3) Đồ thị hình kiểm tra động học hình thang lái (1/A3) Kết cấu cấu lái (1/A3) Kết cấu kéo bên (1/A3) Sơ đồ hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V (1/A3) Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 29/01/2018 Ngày hoàn thành đồ án: 28/05/2018 Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2018 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn PGS TS Dương Việt Dũng TS Nguyễn Hồng Việt LỜI NĨI ĐẦU Trong chương trình đào tạo Kỹ sư ngành Cơ Khí Giao Thơng đồ án tốt nghiệp khơng thể thiếu, điều kiện tất yếu quan trọng mà sinh viên cần phải hoàn thành, để hiểu biết cách chặt chẽ nắm vững sâu ô tơ Trong q trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát hệ thống xe hay tổng thể xe việc quan trọng Điều củng cố kiến thức học, thể am hiểu kiến thức vận dụng lý thuyết vào thực tế cho hợp lý: Nghĩa lúc sinh viên làm việc cán kỹ thuật Hệ thống lái ô tô hệ thống quan trọng xe, hệ thống dùng để giữ cho ô tô chuyển động theo hướng xác định đấy, thay đổi hướng chuyển động cần thiết theo yêu cầu động xe Nên hệ thống lái ô tô cần phải đảm bảo : Chuyển động thẳng ổn định, tính động cao, động học quay vịng đúng, giảm va đập, điều khiển nhẹ nhàng, Để tăng tính an tồn cho tơ vận hành Trong tập đồ án tốt nghiệp em chọn thực đề tài “Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe ô tô Honda Accord” Nội dung đề tài giúp em hệ thống kiến thức học, nâng cao tìm hiểu hệ thống ơtơ nói chung hệ thống lái ơtơ Toyota Corolla Altis 2.0V nói riêng; từ sâu nghiên cứu chuyên mơn Để hồn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Việt dành phần thời gian bảo tận tình, giúp đỡ hướng dẫn em suốt thời gian thực đồ án Và em xin gửi lời cảm ơn tới tất thầy, cô giảng dạy khoa khí giao thơng trường đại học bách khoa Đà Nẵng truyền đạt lại kiến thức quý báu từ đến chuyên môn để em vận dụng hồn thành đồ án Tuy nhiên kiến thức hạn hẹp, chưa tiếp xúc nhiều với thực tiễn tài liệu tham khảo cịn q thời gian thực có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận lời dẫn thêm từ thầy Đà nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực Trần Duy Nhất i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung tập đồ án tơi thực hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Hoàng Việt Những số liệu có nội dung thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Sinh viên thực Trần Duy Nhất ii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU ix Chương 1: MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2.1.1 Công dụng 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Yêu cầu 2.2 Các sơ đồ hệ thống lái 2.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 2.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 2.3 Các chi tiết phận hệ thống lái 2.3.1 Vô lăng 2.3.2 Trục lái 2.3.3 Cơ cấu lái 2.3.4 Các loại cấu lái thông dụng 10 2.3.5 Dẫn động lái 19 2.3.6 Hình thang lái 20 2.3.7 Hình học lái 21 2.4 Cường hóa lái 25 2.4.1 Công dụng, phân loại yêu cầu 25 2.4.2 Các thông số đánh giá 26 iii 2.4.3 Các sơ đồ bố trí 27 Chương 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 30 3.1 Giới thiệu 30 3.2 Các thông số kỹ thuật xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V 31 Chương 4: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 35 4.1 Giới thiệu tổng quát hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V 35 4.2 Kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V37 4.2.1 Vành tay lái 37 4.2.2 Trục lái trục đăng hệ thống lái Toyota Corolla Altis 2.0V 39 4.2.3 Cơ cấu lái 40 4.2.4 Dẫn động lái 45 4.2.5 Bơm trợ lực lái 45 Chương 5: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 47 5.1 Các thơng số hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V 47 5.2 Xác định mơ men cản quay vịng 48 5.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng 52 5.4 Tính tốn kiểm nghiệm bền dẫn động lái 54 5.4.1 Tính tốn kiểm nghiệm bền dẫn động lái ô tô quay vịng chỗ 54 5.4.1.1 Tính bền đòn quay đứng 54 5.4.1.2 Tính bền kéo bên 56 5.4.2 Tính tốn kiểm nghiệm dẫn động lái ô tô phanh với cường độ cao 57 5.5 Tính tốn kiểm tra hình thang lái 58 5.5.1 Cơ sở lý thuyết 58 5.5.2 Tình tốn kiểm tra động học quay vòng 61 Chương 6: CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG VÀ BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI CỦA XE Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 64 6.1 Chẩn đoán hư hỏng 64 6.1.1 Độ rơ vành tay lái 64 6.1.2 Vành tay lái bị nặng 64 6.1.3 Áp suất cường hóa lái thủy lực hệ thống không ổn định 65 6.2 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V 67 iv Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Hình 5.6 Biểu đồ nội lực Q1 Mx Vì khơng có số liệu cụ thể nên ta tạm thời lấy tính thép C35 để kiểm nghiệm độ bền đòn quay đứng Tra sổ tay khí, thép C35 có ứng suất uốn cho phép [ ] u = 2600 [KG/cm2] Ứng suất lớn mặt cắt ngang có mơmen uốn lớn nhất: = M x max Wx = 529,553.100 = 9929,122 [N/cm2] = 992,912 [KG/cm2] 2.42   [ ]u = 2600 [KG/cm2] Vậy đủ bền 5.4.1.2 Tính bền kéo bên Xét BC cân Trường hợp BC chịu nén: B N F1 C F1 Hình 5.7 Thanh BC chịu lực Dùng mặt cắt 1-1 xét phần bên trái  X =  N = F1 = 1995, 075 [N] Thông thường kéo bên hệ thống lái ô tô thường làm thép C35 Vì khơng có số liệu cụ thể nên ta tạm thời lấy tính thép C35 để kiểm nghiệm độ bền kéo bên Tra sổ tay khí, thép C35 có ứng suất nén cho phép [ ] = 2100 [KG/cm2] Ứng suất nén mặt cắt ngang: Sinh viên thực hiện: Trần Duy Nhất Hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt 56 Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe tô Toyota Corolla Altis 2.0V n = N 1995, 075 = = 2540, 209 [N/cm2] = 254, 021 [KG/cm2] F  0,52  n < [ ] = 5200 [KG/cm2] Trường hợp BC chịu kéo ta tính tương tự  k =  n = 254, 021 [KG/cm2] < [ ] = 2100 [KG/cm2] Vậy BC đủ bền 5.4.2 Tính tốn kiểm nghiệm dẫn động lái tô phanh với cường độ cao Xét ảnh hưởng mômen phanh đến dẫn động lái trường hợp ô tô phanh gấp với cường độ phanh cao (vô lăng vị trí tơ thẳng) - Xét trường hợp ô tô chuyển động thẳng đường nằm ngang: Trọng lượng phân bố lên bánh xe dẫn hướng phanh: Gx = Gbx K d = 4107,938.1,3 = 5340,319 [N] Trong đó: Gbx- trọng lượng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng toàn tải; Kd- hệ số phân bố tải trọng động Lực phanh lớn xác định theo biểu thức: Pp max = .Z = .Gx = 0,85.5340,319 = 4539, 271 [N] Trong đó: ω- hệ số bám; ω = 0,85 Z- phản lực pháp tuyến đường tác dụng lên bánh xe dẫn hướng Mômen phanh quy dẫn trục trụ quay đứng: M p = Pp max lv = 4539, 271.0, 062 = 281, 435 [N.m] Trong đó: lv: khoảng cách từ tâm vết bánh xe tới trục trụ quay đứng - Xét trường hợp ô tô chuyển động thẳng xuống dốc: Lực phanh lớn xác định theo biểu thức: P ' p max = .Z ' = .Gx cos  = 0,85.5340,319.cos11,30 = 4451, 276 [N] Trong đó: α- độ dốc đường, α = 11,30 (ứng với độ dốc đường 20%) Mômen phanh quy dẫn trục trụ quay đứng: Sinh viên thực hiện: Trần Duy Nhất Hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt 57 Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V M ' p = P' p max lv = 4451,278.0,062 = 275,979 [N.m] Ta nhận thấy Mp M’p nhỏ M∑ =375,859 [N.m] nên ta khơng cần tính bền đòn quay đứng, kéo bên trường hợp phanh 5.5 Tính tốn kiểm tra hình thang lái 5.5.1 Cơ sở lý thuyết Khi thực tính tốn kiểm tra động học hình thang lái, việc cần làm tiến hành xác định quan hệ góc quay bánh xe dẫn hướng thực tế dùng hình thang lái đem so sánh với giá trị lý tưởng lý thuyết Để bánh xe tơ quay vịng khơng bị trượt chúng phải quay quanh tâm tức thời (tâm O hình 5.8a), tức góc quay bánh xe dẫn hướng phía phía ngồi tâm quay vịng phải khác liên hệ với theo biểu thức: m cotgβ - cotgα = (5.15) L Trong đó: β - Góc quay bánh dẫn hướng phía ngồi; α - Góc quay bánh dẫn hướng phía trong; m - Khoảng cách hai tâm trụ quay đứng; L - Chiều dài sở xe Từ phương trình (5.15) ta rút mối quan hệ góc quay lý thuyết bánh dẫn hướng phía ngồi β so với phía α Hay β = f(α): m β = arccotg ( + cotgα) (5.16) L Hình 5.8 thể mối quan hệ hình học thơng số tơ quay vịng: Sinh viên thực hiện: Trần Duy Nhất Hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt 58 Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe tơ Toyota Corolla Altis 2.0V Hình 5.8 Động học quay vòng lý tưởng (a) thực tế (b) dùng hình thang lái m- Khoảng cách hai tâm trụ quay đứng (bỏ qua góc nghiêng trụ quay); L- Chiều dài sở; β, α- Các góc quay bánh dẫn hướng phía ngồi phía Muốn đảm bảo xác hồn tồn quan hệ α β phương trình (5.15) đây, phải dùng cấu phức tạp, cồng kềnh tới 18 khâu Trong thực tế, dùng số cấu đơn giản hơn, đảm bảo gần quan hệ như: đĩa hình elíp, truyền động culít, truyền động xích cấu hình thang với khớp nối Ba cấu đầu khơng dùng phức tạp làm việc khơng ổn định Hiện dùng phổ biến cấu hình thang gọi hình thang lái Đan Tơ (hình 5.9b) Như qua sơ đồ động học quay vịng dùng hình thang lái trình bày hình 5.9b cho thấy, lúc tâm quay vịng O bánh xe trước khơng cịn nằm trục sau mà dịch phía trước so với trục sau cách cầu trước đoạn L ht Lúc quan hệ α β không cịn thỏa mãn phương trình (5.15) mà sai khác chút so với lý thuyết, nghĩa khơng cịn quan hệ với qua thơng số L mà thay vào Lht cụ thể là: m m cotgβ - cotgα = hay β = arccotg ( + cotgα) Lht Lht (5.17) Nhưng để tìm giá trị β xác định theo góc quay α sử dụng hình thang lái địi hỏi phải biết khoảng cách Lht hay nói cách khác biết tâm quay vịng tơ, để xác định xác Lht thực tế khó khăn Vì để thuận tiện ta xác định mối liên hệ góc quay α β nhờ vào thơng số quan Sinh viên thực hiện: Trần Duy Nhất Hướng dẫn: Nguyễn Hồng Việt 59 Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V hệ hình học hình thang lái Để tìm mối quan hệ ta xây dựng sơ đồ hình thang lái có dạng sau: a) b) Hình 5.9 Sơ đồ hình thang lái (a) quan hệ hình học thơng số hình thang lái (b) Từ sơ đồ hình thang lái, cách vẽ thêm đường thẳng phụ trợ ta nhận quan hệ hình học thơng số hình thang lái thể hình 5.9b Cũng từ ta dễ dàng thấy chiều dài đoạn IH bằng: IH = m = IL' + L' N + NH, đoạn IL’ NH lại có quan hệ với góc α, β θ nhờ tam giác IBL’ AF’K vuông I K, cụ thể là: IL' = lsin(α + β) NH = lsin(θ - β) Sinh viên thực hiện: Trần Duy Nhất (5.18) Hướng dẫn: Nguyễn Hồng Việt 60 Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Suy chiều dài đoạn L’N là: L' N = m - lsin(α + β) - lsin(θ - β) (5.19) Mặt khác tam giác L’NF’ vng N nên ta lại có: L' N = √L' F'2 - F' N2 (5.20) Trong đoạn F’N = HK = AK – AH mà AH = BI, tam giác AF’K BIL’ vng nên ta lại có: AK = lcos(θ - β) BI = lcos(α + θ), thay tất vào phương trình (5.20) ta nhận được: L' N = √n2 - [lcos(θ - β) - lcos(α + θ)]2 (5.21) Và chiều dài địn kéo ngang phương trình (5.21) bằng: n = m - 2lsinθ So sánh hai phương trình 5.19 5.21 thực biến đổi trung gian ta nhận được: β = θ + arctan [ lcos(θ + α) l - msin(θ + α) - 2lsin2 θ + 2msinθ ] - arcsin (5.22) m - lsin(θ + α) 2( √2 ) [ ( )]2 [ l cos θ + α + m - lsin θ + α ] Phương trình (5.22) nhận biễu diễn mối quan hệ góc quay thực tế bánh xe dẫn hướng phía ngồi β với thơng số kích thước khác hình thang lái Cũng từ ta thấy rằng, hệ thống lái tơ cụ thể với kích thước hình thang lái l, m, θ α xác định việc tính tốn kiểm nghiệm động học quay vịng hình thang lái lúc cần tính giá trị góc quay thực tế β cơng thức (5.22) đem so sánh với giá trị lý thuyết β tính phương trình (5.16), để trực quan ta so sánh chúng cách vẽ giá trị tính β từ hai biểu thức (5.22) (5.16) theo góc quay α nghĩa lúc phương trình đồ thị có dạng β = f(α) 5.5.2 Tình tốn kiểm tra động học quay vịng Các thơng số kích thước hình thang lái sử dụng ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V gồm có, [5]: - Khoảng cách hai tâm trụ quay đứng : m = 1260 [mm]; - Chiều dài kéo ngang : n = 1345 [mm]; - Chiều dài đòn quay ngang : l = 158 [mm]; - Góc nghiêng địn quay ngang : θ = 200; - Chiều dài sở xe : L = 2600 [mm] Sinh viên thực hiện: Trần Duy Nhất Hướng dẫn: Nguyễn Hồng Việt 61 Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe tơ Toyota Corolla Altis 2.0V Các bước tính tốn kiểm tra động học quay vịng hình thang lái thực theo trình tự sau: + Cho góc quay bánh xe dẫn hướng phía ngồi α thay đổi phạm vi cho phép α = 10 ÷ 400; + Với thơng số kích thước m L biết, ta thực tính giá trị góc quay lý thuyết bánh xe dẫn hướng phía βlt công thức (5.16) theo giá trị thay đổi α = 10 ÷ 400 ghi vào bảng tương ứng; + Từ thơng số kích thước biết hình thang lái tiến hành tính góc quay thực tế βtt bánh xe dẫn hướng phía công thức (5.22) theo giá trị thay đổi tương ứng α = 10 ÷ 400 ghi vào bảng; + Từ kết tính được, tiến hành kiểm tra phần trăm mức độ sai lệch giá trị góc quay thực tế βtt so với góc quay lý thuyết βlt thơng qua biểu thức sau: ε= |βlt - βtt | βlt 100% (5.23) Để đảm bảo cho lốp bánh xe dẫn hướng bị mòn ảnh hưởng sai lệch hình thang lái, mức độ sai lệch cho phép góc quay lý thuyết βlt góc quay thực tế βtt phải có giá trị nhỏ 5%, nghĩa ε