Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe toyota fortuner 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA FORTUNER 2018 Sinh viên thực hiện: PHAN VĂN TÂM Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Sinh viên thực hiện: Phan Văn Tâm Số thẻ sinh viên: 103140114 Lớp: 14C4B 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: Tổng quan hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 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 2: Giới thiệu xe Toyota Fortuner 2018 Trong chương phần làm rõ thơng số kỹ thuật xe, kiểu loại hệ thống hệ thống phanh, treo hệ thống lái mà xe trang bị Qua giúp ta hiểu rõ loại xe Chương 3: Khảo sát hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Nội dung phần sâu khai thác thông số kỹ thuật đồng thời làm rõ nguyên lý làm việc kết cấu phận hệ thống lái sử dụng xe Toyota Fortuner 2018 Chương 4: Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Chương vào tính tốn xác định thơng số giá trị mơ men cản quay vịng, lực tác dụng lên vơ lăng để làm sở tính tốn kiểm nghiệm bền chi tiết thơng số liên quan đến trợ lực lái Ngồi nội dung cịn có thêm tính tốn kiểm tra động học hình thang lái xe Toyota Fortuner 2018 Chương 5: Chẩn đoán hư hỏng hệ thống lái biện pháp khắc phục Nội dung chương chủ yếu trình bày số nguyên nhân gây hư hỏng thường gặp hệ thống lái phương pháp khắc phục chúng Chương 6: Bảo dưỡng cách sửa chữa chi tiết hệ thống lái Chương cuối giới thiệu số phương thức bảo dưỡng hệ thống lái cách sửa chữa chi tiết chúng bị hư hỏng i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phan Văn Tâm Số thẻ sinh viên: 103140114 Lớp: 14C4B Khoa: Cơ khí giao thơng Ngành: Kỹ thuật khí Tên đề tài đồ án: Khảo sát tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Các thơng số kỹ thuật xe phận hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 từ tài liệu nhà chế tạo cung cấp Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: Tổng quan hệ thống lái ô tô Chương 2: Giới thiệu xe Toyota Fortuner 2018 Chương 3: Khảo sát hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Chương 4: Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Chương 5: Chẩn đoán hư hỏng hệ thống lái biện pháp khắc phục Chương 6: Bảo dưỡng cách sửa chữa chi tiết hệ thống lái Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): - Bản vẽ tổng thể xe Toyota Fortuner 2018 (A3) Bản vẽ sơ đồ hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 (A3) Bản vẽ kết cấu cấu lái xe Toyota Fortuner 2018 (A3) Bản vẽ kết cấu đòn kéo xe Toyota Fortuner 2018 (A3) - Bản vẽ sơ đồ nguyên lý trợ lực lái xe Toyota Fortuner 2018 (A3) Đồ thị kiểm tra động học quay vòng xe Toyota Fortuner 2018 (A3) Họ tên người hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Việt Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 25/02/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 9/06/2018 Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2019 Trưởng Bộ mơn Người hướng dẫn ii 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 tô 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, dùng để giữ cho tơ 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 vòng 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 Toyota Fortuner 2018” Nội dung đề tài giúp em hệ thống kiến thức học, nâng cao tìm hiểu hệ thống ơtơ nói chung hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 nói riêng; từ sâu nghiên cứu chun mơn Để hồn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Việt dành phần thời gian quý báu để bảo tận tình, giúp đỡ hướng dẫn em suốt thời gian thực đồ án Và em xin gửi lời cảm ơn tới tất thầy, giảng dạy khoa khí giao thơng trường đại học bách khoa Đà Nẵng truyền đạt lại kiến thức quý báu từ đến chun mơn 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 thời gian thực có hạn nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận lời dẫn thêm từ thầy Đà nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực Phan Văn Tâm iii CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung tập đồ án tơi thực hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Hoàng Việt Các nội dung, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước 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 toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Sinh viên thực Phan Văn Tâm iv MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn i Lời cam đoan liêm học thuật ii Mục lục iii Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ v Trang MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Yêu cầu 1.1.3 Phân loại 1.2 Các sơ đồ hệ thống lái 1.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 1.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 1.2.3 Các sơ đồ dẫn động lái 1.2.4 Sơ đồ hệ thống lái có cường hóa 1.3 Các chi tiết phận hệ thống lái ô tô 1.3.1 Vô lăng 1.3.2 Trục lái 1.3.3 Cơ cấu lái 1.3.4 Dẫn động lái 10 1.3.5 Các loại cấu lái thông dụng 11 v 1.3.6 Hình thang lái 20 1.3.7 Hình học lái 21 1.4 Cường hoá lái 25 1.4.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 25 1.4.2 Các thông số đánh giá 26 1.4.3 Các sơ đồ bố trí 27 1.5 Liên hệ hệ thống lái hệ thống treo 29 Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA FORTUNER 2018 30 2.1 Các thông số kỹ thuật xe Toyota Fortuner 2018 30 2.2 Một số hệ thống xe Toyota Fortuner 2018 32 2.2.1 Hệ thống lái 32 2.2.2 Hệ thống phanh 33 2.2.3 Hệ thống treo 34 Chương : KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA 35 FORTUNER 2018 35 3.1 Tổng quan hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 35 3.1.1.Các thơng số kỷ thuật hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018… 37 3.2 Kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 37 3.2.1 Vành tay lái 37 3.2.2 Cơ cấu lái 38 3.2.3 Dẫn động lái 40 3.2.4 Bơm trợ lực lái 40 Chương 4: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA FORTUNER 2018 45 4.1 Các thơng số hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 45 vi 4.2 Xác định mơ men cản quay vịng 46 4.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng 49 4.4 Tính tốn kiểm tra động học hình thang lái 50 4.4.1 Cơ sở lý thuyết 50 4.4.2 Tính tốn kiểm tra động học quay vòng 54 4.5 Tính tốn kiểm nghiệm sức bền chi tiết 56 4.5.1 Tính kiểm nghiệm sức bền trục lái 56 4.5.2 Tính kiểm nghiệm sức bền dẫn động lái 56 4.6 Tính tốn kiểm nghiệm thông số liên quan đến trợ lực lái 61 4.6.1 Tính kiểm nghiệm lực tác dụng lên vơ lăng lái có trợ lực 61 4.6.2 Kiểm tra hiệu trợ lực 66 4.6.3 Kiểm tra số phản lực trợ lực lên vành tay lái 66 Chương 5: CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG TRONG HỆ THỐNG LÁI VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 68 5.1 Độ rơ vành tay lái tăng 69 5.2 Lực vành tay lái gia tăng hay không 69 5.3 Áp suất cường hóa lái thủy lực hệ thống lái không ổn định 70 Chương 6: BẢO DƯỠNG VÀ CÁCH SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG LÁI 71 6.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 72 6.2 Sữa chữa chi tiết hệ thống lái 72 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật xe Toyota Fortuner 2018 Bảng 2.2 Các thông số, kiểu loại thiết bị hệ thống xe Toyota Fortuner 2018 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật phận hệ thống lái xe Toyota Fortune 2018 Bảng 4.1 Các thơng số hệ thống lái xe xe Toyota Fortuner 2018 Bảng 4.2 Kết tính βlt βtt tương ứng với góc α mức độ sai lệch ε Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc Hình 1.2 Hệ thống lái với hệ thống treo độc lập Hình 1.3 Các sơ đồ dẫn động lái Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống lái có cường hóa Hình 1.5 Quy luật thay đổi thay đổi tỷ số truyền động học cấu lái Hình 1.6 Sự thay đổi khe hở cấu lái Hình 1.7 Cơ cấu lái trục vít lăn – cung đặt Hình 1.8 Cơ cấu loại trục vít hình trụ - cung đặt bên Hình 1.9 Cơ cấu lái trục vít glơbơít - lăn hai vành Hình 1.10 Cơ cấu lái trục vít - chốt quay Hình 1.11 Cơ cấu lái bánh - Hình 1.12 Sơ đồ lắp đặt cấu lái bánh - Hình 1.13 Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - - cung Hình 1.14 Cơ cấu lái loại trục vít – đai ốc – địn quay Hình 1.15 Cơ cấu lái loại trục vít lắc - đai ốc Hình 1.16 Cơ cấu lại loại trục vít – đai ốc quay Hình 1.17 Sơ đồ hình thang lái Hình 1.18 Góc dỗng Hình 1.19 Tác dụng góc dỗng dương Hình 1.20 Tác dụng góc dỗng âm Hình 1.21 Góc nghiêng dọc dương trụ xoắn đứng Hình 1.22 Góc nghiêng dọc Hình 2.1 Hình dáng bên ngồi xe Toyota Fortuner 2018 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Hình 2.3 Kết cấu cấu phanh Hình 2.4 Kết cấu tổng thể hệ thống treo Hình 3.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái Hình 3.2 Vành tay lái xe xe Toyota Fortuner 2018 Hình 3.3 Túi khí an tồn xe xe Toyota Fortuner 2018 Hình 3.4 Kết cấu Hình 3.5 Kết cấu khớp cầu kéo bên Hình 3.6 Kết cấu bơm trợ lực lái loại cánh bơm cánh quạt Hình 3.7 Kết cấu van phân phối Hình 3.8 Van xoay vị trí trung gian Hình 3.9 Van hoạt động quay trái viii Hình 3.10 Van hoạt động quay phải Hình 4.1 Sơ đồ tính tốn mơ men cản quay vịng lực cản lăn tác dụng bánh xe dẫn hướng Hình 4.2 Sơ đồ xác định mô men cản quay gây lực ngang Hình 4.3 Sơ đồ bánh xe đàn hồi lăn có khơng có lực ngang tác dụng Hình 4.4 Động học quay vịng lý tưởng (a) thực tế (b) dùng hình thang lái Hình 4.5 Sơ đồ hình thang lái (a) quan hệ hình học thơng số hình thang lái (b) Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ góc quay bánh xe dẫn hướng Hình 4.7 Sơ đồ biểu diễn thay đổi góc lệch giửa phương lực cản quay với phương kéo bên Hình 4.8 Sơ đồ lực tác dụng lên hệ thống lái xe quay vòng chỗ để chuyển động thẳng Hình 4.9 Sơ đồ lực tác dụng lên hệ thống lái xe quay vòng chỗ để chuyển hướng qua trái Hình 4.10 Sơ đồ biểu diễn lực sinh ra(a) lăn lệch lốp biến dạng (b) tơ quay vịng lúc chuyển động ix ... Fortuner 2018 Chương 3: Khảo sát hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Chương 4: Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 Chương 5: Chẩn đoán hư hỏng hệ thống lái biện pháp khắc phục... Tổng quan hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 35 3.1.1.Các thông số kỷ thuật hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018? ?? 37 3.2 Kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống lái xe Toyota Fortuner 2018 37... Liên hệ hệ thống lái hệ thống treo 29 Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA FORTUNER 2018 30 2.1 Các thông số kỹ thuật xe Toyota Fortuner 2018 30 2.2 Một số hệ thống xe Toyota Fortuner