Đồ án khảo sát và kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER

Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 LỜI NÓI ĐẦU Kể từ đời đến ngành khí động lực khơng ngừng phát triển đạt thành tựu to lớn Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ôtô chế tạo nhiều loại ơtơ với hệ thống lái có tính kỹ thuật cao để đảm bảo vấn đề an toàn tính động ơtơ Trong tập đồ án tốt nghiệp em nhận đề tài ”Khảo sát tính tốn kiểm tra hệ thống lái tơ LAND CRUISER 200” Nội dung đề tài giúp em hệ thống kiến thức học, nâng cao tìm hiểu hệ thống ơtơ nói chung hệ thống lái ơtơ Land Cruiser nói riêng; từ sâu nghiên cứu chun mơn Tập đồ án trang bị cho người sử dụng, vận hành ơtơ có kiến thức hệ thống lái ơtơ Trong q trình làm việc hệ thống lái tránh khỏi hư hỏng hao mịn chi tiết Vì đề tài đề cập đến vấn đề bảo dưỡng, sửa chữa Được hướng dẫn tận tình thầy giáo Phan Minh Đức, với nổ lực thân, em hoàn thành nhiệm vụ đề tài Vì thời gian kiến thức có hạn nên tập đồ án tránh khỏi sai sót định Vì em mong thầy, mơn đóng góp ý kiến để đề tài em hoàn thiện Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Minh Đức Qua em xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giáo môn truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý bấu trình học tập trường thời gian làm đồ án tốt nghiệp Đà nẵng, ngày 18 tháng năm 2009 Sinh viên thực Trần Bảo Cường Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 MỤC LỤC Trang Mục đích ý nghĩa đề tài Giới thiệu ô tô LAND CRUISER 2.1 Các thơng số kỹ thuật ơtơ LAND CRUISER 200 2.2 Khái quát hệ thống lái ô tô LAND CRUISER 200 Lý thuyết chung hệ thống lái .8 3.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 3.1.1 Công dụng .8 3.1.2 Phân loại 3.1.3 Yêu cầu 3.2 Các sơ đò hệ thống lái 10 3.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 10 3.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 10 3.3 Các chi tiết phận hệ thống lái .11 3.3.1 Vô lăng 11 3.3.2 Trục lái 11 3.3.3 Cơ cấu lái .11 3.3.3.1 Các thông số đánh giá 11 3.3.4 Các loại cấu lái thông dụng .14 3.3.4.1 Loại trục vít - Cung 14 3.3.4.2 Loại trục vít - lăn 16 3.3.4.3 Trục vít - chốt quay 17 3.3.4.3 Bánh - 18 3.3.4.5 Loại liên hợp trục vít - êcu bi - - cung .19 3.3.5 Dẫn động lái 21 3.3.6 Hình thang lái 21 3.3.7 Hình học lái 22 3.3.7.1 Góc dỗng 22 3.3.7.2 Góc nghiêng dọc trụ xoay đứng 24 3.3.7.3 Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng 25 3.3.7.4 Độ chụm đầu .25 3.4 Cường hoá lái 26 3.4.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu .26 3.4.1.1 Công dụng 26 3.4.1.2 Phân loại 26 3.4.1.2 Yêu cầu 27 3.4.2 Các thông số đánh giá 27 3.4.3 Các sơ đồ bố trí 28 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 3.5 Liên hệ hệ thống lái hệ thống treo .30 Hệ thống lái ôtô LAND CRUISER 200 .32 4.1 Giới thiệu tổng quát hệ thống lái ô tô LAND CRUISER 200 32 4.2 Các thơng số kỹ thuật chi tiết hệ thống lái ô tô LAND CRUISER 200 .33 4.3 Kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống lái ô tô LAND CRUISER 200 34 4.3.1 Vành tay lái 34 4.3.2 Trục lái trục đăng hệ thống lái LAND CRUISER 200 35 4.3.3 Cơ cấu lái .36 4.3.4 dẫn động lái 41 4.3.5 Bơm trợ lực lái .41 Tính tốn kiểm tra hệ thống lái tô LAND CRUISER 200 42 5.1 Các thơng số hệ thống lái tơ LAND CRUISER 200 42 5.2 Xác định mômen cản quay vòng bánh xe dẫn hướng 43 5.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng 46 5.4 Tính tốn kiểm nghiệm bền dẫn động lái .46 5.4.1 Tính tốn kiểm nghiệm bền dẫn động lái ô tô quay vịng chỗ .46 5.4.1.1 Tính bền địn quay đứng 47 5.4.1.2 Tính bền kéo bên .49 5.4.2 Tính tốn kiểm nghiệm dẫn động lái ô tô phanh với cường độ cao 49 5.5 Tính tốn kiểm tra hình thang lái 50 5.5.1 Cơ sở lý thuyết .50 5.5.2 Tính tốn kiểm tra động học quay vòng 52 Chẩn đoán hư hỏng hệ thống lái ôtô LAND CRUISER 200 biện pháp khắc phục 57 6.1 Độ rơ vành tay lái tăng 57 6.2 Lực vành tay lái gia tăng hay không 57 6.3 Áp suất cường hóa lái thủy lực hệ thống lái không ổn định .57 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái ô tô LAND CRUISER 200 59 7.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 59 7.1 Sữa chữa chi tiết hệ thống lái 60 Kết luận 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Mục đích ý nghĩa đề tài Để đảm bảo an tồn ơtơ chuyển động đường, người vận hành phải có kinh nghiệm xử lí thành thạo thao tác điều khiển Mặt khác, để thuận tiện cho người vận hành thực thao tác đó, địi hỏi ơtơ phải đảm bảo tính an tồn cao Mà hệ thống lái phận quan trọng đảm bảo tính Việc quay vòng Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 hay chuyển hướng ôtô gặp chướng ngại vật đường đòi hỏi hệ thống lái làm việc thật chuẩn xác Chất lượng hệ thống lái phụ thuộc nhiều vào công tác bảo dưỡng sửa chữa Muốn làm tốt việc người cán kỹ thuật cần phải nắm vững kết cấu nguyên lí làm việc phận hệ thống lái Đề tài: Khảo sát kiểm nghiệm hệ thống lái ôtô LAND CRUISER mong muốn đáp ứng phần mục đích Nội dung đề tài đề cập đến vấn đề sau: - Khảo sát hệ thống lái - Tính tốn kiểm tra - Bảo dưỡng sửa chữa Các nội dung trình bày theo mục, nhằm mục đích nghiên cứu kết cấu nguyên lí làm việc công dụng, phân loại, yêu cầu chung chi tiết cụm chi tiết Sự ảnh hưởng chi tiết hay cụm chi tiết đến q trình làm việc thơng số kỹ thuật, để đảm bảo cho ôtô vận hành an tồn đường Ngồi đề tài cịn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng sửa chữa số tượng hư hỏng thường xuyên xảy hệ thống lái Đề tài cịn giúp sở hình thành tài liệu giảng dạy, đào tạo nghề giúp cho bạn đọc hiểu biết thêm hệ thống lái ôtô Đặc biệt ô tô LAND CRUISER Giới thiệu ô tô LAND CRUISER Ô tô Land Cruiser loại xe sản xuất Nhật Bản vào năm 1951 xuất Việt Nam lần vào năm 2000 Suốt 50 năm thống lĩnh khắp địa hình, Land Cruiser danh tiếng trở thành phương tiện thiết yếu cho khát khao chinh phục vùng đất hiểm trở Danh tiếng toàn cầu với sức mạnh độ tin cậy tuyệt đối, Land Cruiser khẳng định giá trị truyền thống dựa tảng thiết kế công nghệ cách thiết phục Cấu trúc thân xe chắn động mạnh mẽ vượt trội mang đến khả vận hành ưu việt Dù đường cao tốc hay địa hình hiểm trở, với tính an tồn hàng đầu, Land Cruiser đem lại cho chủ nhân an tâm hài lòng tuyệt đối Ấn tượng thuyết phục, Land Cruiser lựa chọn tối ưu cho thực am hiểu dòng xe hai cầu đích thực Hình dáng tổng thể tơ Land Cruiser 200 thể hình 2.1 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 30° 20° 930 2850 1170 4950 1905 5250 225 1640 1635 1970 Hình 2-1 Hình dáng tổng thể tô LAND CRUISER 200 2.1 Các thông số kỹ thuật ơtơ LAND CRUISER 200 Dưới thơng số kỹ thuật tơ LAND CRUISER 200 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 Bảng 2-1 Các thông số kỹ thuật tơ LAND CRUISER 200 SST Tên thông số 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Dài Rộng Cao Chiều dài tổng thể tính đến bánh dự phòng Chiều dài sở Chiều rộng sở Trước/sau Dài Kích thước Rộng nội thất Cao Khoảng sáng gầm xe Bán kính quay vịng tối thiểu Trọng lượng khơng tải Trọng lượng tồn tải Kích thước bao Kiểu động Loại động Dung tích cơng tác Cơng suất cực đại/số vịng quay Mơ men xoắn cực đại/số vòng quay Tối độ cực đại Hộp số Tiêu chuẩn khí thải Cơng thức bánh xe Hệ thống treo Đơn vị Kích thước thích mm mm mm 4950 1970 1905 mm 5250 mm 2850 mm mm mm mm mm m KG KG cc 1640/1635 2715 1640 1200 225 5,9 2675 3300 4,7 lít, 2UZ-FE, V8, 32 van, DOHC, VVT-i xăng 4664 HP/rpm 271/5400 KG.m/rpm 41,8/3400 Km/h 200 số tự động Euro Step 4x4 (có thể cắt cầu sau) Độc lập với đồn kép, lị xo cuộn cân Phụ thuộc, loại điểm, lo xo cuộn tay đòn bên Trước Sau 19 20 21 22 23 24 Hệ thống phanh Trước/Sau Dung tích bình nhiên liệu Lốp xe Vành mâm xe Kính chiếu hậu ngồi chỉnh điện Hệ thống kiểm sốt hành lít Đĩa thơng gió 17" 93+45 285/65 R17 Mâm đúc Có Có Khảo sát kiểm nghiệm HT lái tơ LAND CRUISER 200 trình 25 Hệ thống âm 31 Hệ thống điều Loại hịa Bộ lọc khí Trượt ngả Điều chỉnh Ghế độ cao Đệm lưng Số chỗ ngồi (kể người lái) Hệ thống mở khóa thơng minh Khóa cửa từ xa Hệ thống khởi động nút bấm 32 Hệ thống chống trộm 33 Ăng ten Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) 26 27 28 29 30 34 35 AM/FM, cassette, CD đĩa, loa Tự động, điều chỉnh vùng độc lập Có Hàng Ghế người lái + Hành khách trước Chỉnh điện (ghế người lái) Có Có Có Hệ thống mã hóa khóa động + chng báo động In kính Có Có 36 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD) Hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (BA) 37 Túi khí trước Có (người lái hành khách phía trước) 38 Túi khí bên hơng 39 Túi Khí rèm hai bên cửa sổ Có (người lái hành khách phía trước) Có 40 Hệ thống chống tự động ngắt nhiên liệu Có Có 2.2 Khái quát hệ thống lái ô tô LAND CRUISER 200 Hệ thống lái ô tô Land Cruiser 200 hệ thống lái có trợ lực lái kiểu bánh nên giúp giảm nhẹ lao động cho người lái tăng tính an tồn lao động Dẫn động hệ thống lái thông qua trục lái, khớp đăng khâu khớp Khảo sát kiểm nghiệm HT lái tơ LAND CRUISER 200 hình thang lái, cấu lái bơm trợ lực lái bố trí riêng, cấu lái bắt chặt vào khung xe nối với trục lái khớp đăng Tay lái điều chỉnh theo hướng: gật gù xa gần làm tăng thỏa mái cho người lái Tỷ số truyền cấu lái iω = 16,5 Bơm dầu trợ lực lái loại bơm cánh gạt tác dụng kép, số cánh gạt 10 cánh, thân bơm có bố trí van an toàn Lý thuyết chung hệ thống lái 3.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 3.1.1 Công dụng Hệ thống lái tập hợp cấu dùng để giữ cho ôtô máy kéo 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: - Vơ lăng, trục lái cấu 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 vòng cần thiết chúng - Cường hóa lái: Thường sử dụng xe tải trọng lớn vừa Nó dùng để giảm nhẹ lực quay vòng cho người lái nguồn lượng bên ngồi Trên xe cỡ nhỏ khơng có 3.1.2 Phân loại -Theo vị trí bố trí vơ lăng, chia ra: + Vơ lăng bố trí bên trái (tính theo chiều chuyển động) dùng cho nước xã hội chủ nghĩa trước đây, Pháp, Mỹ, + Vô 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 -Theo kết cấu cấu lái, chia ra: + Trục vít - Cung răng; + Trục vít - Chốt quay; + Trục vít - Con lăn; + Bánh - Thanh răng; Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 + Thanh liên hợp (Trục vít - Liên hợp êcu bi - Thanh - Cung răng) - Theo số lượng bánh xe chuyển hướng, chia ra: + Các bánh xe dẫn hướng nằm hai cầu; + Các bánh xe dẫn hướng tất cầu; - Theo kết cấu nguyên lí làm việc cường hoá lái, chia ra: + Cường hoá thuỷ lực; + Cường hố khí (khi nén chân khơng); + Cường hố điện; + Cường hố khí; + Ngồi cịn phân loại theo: Số lượng bánh xe dẫn hướng (các bánh dẫn hướng cầu trước, hai cầu hay tất cầu), theo sơ đồ bố trí cường hóa lái 3.1.3 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 150 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 thật 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 chướng ngại vật - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện lực điều khiển lớn cần tác dụng lên vô lăng (Plmax) 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 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái tơ LAND CRUISER 200 3.2 Các sơ đị hệ thống lái 3.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc Hình 3-1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 1- Vô lăng; 2- Trục lái; 3- cấu lái; 4- Trục cấu lái; 5- Đòn quay đứng; 6- Đòn kéo dọc; 7- Đòn quay ngang; 8- Cam quay; 9- Cạnh bên hình thang lái; 10- Địn kéo ngang; 11- Bánh xe; 12- Bộ phận phân phối ; 13- Xi lanh lực 3.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập Hình 3-2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 1-Vô lăng; 2-Trục lái; 3- Cơ cấu lái; 4-Trục cấu lái; 5- Đòn quay đứng; 6- Bộ phận hướng hệ thống treo; 7- Đòn kéo bên; 8- Đòn lắc ; 9- Bánh xe 10 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 5.4.1.2 Tính bền kéo bên Xét BC cân Trường hợp BC chịu nén: B N F1 1 C F1 Hình 5-7 Thanh BC chịu lực Dùng mặt cắt 1-1 xét phần bên trái ∑ X = ⇔ N = F1 = 3895,67 [N] Thông thường kéo bên hệ thống lái ô tơ 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 [σ ] = 2100 [KG/cm2] Ứng suất nén mặt cắt ngang: σn = N 3895,67 = = 4960,12 [N/cm2] = 496,012 [KG/cm2] F π 0,5 σ n < [σ ] = 2100 [KG/cm2] Trường hợp BC chịu kéo ta tính tương tự σ k = σ n = 496,012[KG/cm2] < [σ ] = 2100 [KG/cm2] Vậy BC đủ bền 5.4.2 Tính tốn kiểm nghiệm dẫn động lái tơ 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: G x = Gbx K d = 8093,5.1,3 = 10521,55 [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 = ω.Z = ω.G x = 0,85.10521,55 = 8943,31 [N] Trong đó: 49 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 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 l v = 8943,31.0,07 = 626 [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 = ω.Z ' = ω.G x cos α = 0,85.10521,55 cos 11,3 = 8770 [N] Trong đó: α- độ dốc đường, α = 11,30 (ứng với độ dốc đường 20%) Mômen phanh quy dẫn trục trụ quay đứng: M ' p = P ' p max l v = 8770.0,07 = 614 [N.m] Ta nhận thấy Mp M’p nhỏ M∑ = 967 [N.m] nên ta khơng cần tính bền địn quay đứng, kéo bên trường hợp phanh 5.5 Tính tốn kiểm tra hình thang lái 5.5.1 Cơ sở lý thuyết Khi ta tính tốn kiểm tra động học hình thang lái, người ta xác định quan hệ thực tế góc quay bánh dẫn hướng ơtơ cụ thể so sánh với quan hệ lý thuyết (không kể đến độ biến dạng lốp) Muốn cho ơtơ quay vịng khơng bị trựơt điều kiện cần đủ bánh xe phải quay tâm quay O Với ôtô hai cầu (cầu trước dẫn hướng) tâm quay O nằm ôtô hình 5-8 50 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 A B G F α β E L m α β O D C Hình 5-8 Sơ đồ bố trí bánh xe dẫn hướng quay vịng Trên hình 5-8 theo lý thuyết tơ ta có góc α > β < α < 400 Hình thang lái có nhiệm vụ đảm bảo cho hai bánh xe dẫn hướng quay vịng với góc α β theo quan hệ khơng đổi đảm bảo điều kiện quay vịng khơng trượt sau: cotgβ - cotgα = m L (5-10) Trong đó: α - Góc quay bánh dẫn hướng phía trong; β - Góc quay bánh dẫn hướng phía ngồi; m - Khoảng cách hai tâm trụ quay đứng; L - Chiều dài sở xe Phương trình (5-10) chưa kể đến độ biến dạng bên bánh xe Để ơtơ quay vịng với bán kính quay vịng khác mà quan hệ α β giữ theo phương trình (5-10) hình thang lái phải hồn tồn xác định Thực tế hình thang lái khơng thể hồn tồn thoả mãn quan hệ cơng thức (5-10) chọn quan hệ cấu hình thang lái cho ta sai lệch với quan hệ lý thuyết Nối trung điểm G cạnh AB với điểm D, đường GD cắt OB E Nối AE, từ E hạ EF vng góc với AB Từ ta có: Cotg(EBF) = Cotgβ = Cotg(EAF) = FB 0,5m + FG = EF EF FA 0,5m − FG = EF EF (5-11) (5-12) Từ (5-11) (5-12) ta suy ra: 51 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 Cotgβ - CotgEAF = 0,5m + FG 0,5m − FG FG − = EF EF EF (5-13) FG AG = Mà EF AD (Vì hai tam giác GEF GDA đồng dạng) Suy : FG AG m = = EF AD L Tức là: Cotgβ - CotgEAF = m L Ta suy cotg(EAF) = cotgα, tức (EAF) = α Đây sở phương pháp kiểm tra hình thang lái có sẵn ơtơ cụ thể 5.5.2 Tính tốn kiểm tra động học quay vịng Ta có: - Khoảng cách hai tâm trụ quay đứng: m = 1360 [mm]; - Chiều dài sở xe: L = 2850 [mm]; - Chiều dài kéo: n = 1445 [mm]; - Chiều dài kéo ngang: l2 = 370 [mm]; - Chiều dài đòn quay đứng: l1 = 168 [mm]; - Góc địn quay đứng ô tô chạy thẳng: θ1 = 150 l2 B' x B'(xB';yB') D' y x D(xD;yD) F L L'(xL';yL') θ1 F'(xF';yF') yD θ1 β α l1 x O1 O2 m n Hình 5-9 Sơ đồ tính tốn động học quay vịng hình thang lái - Đặt gốc tọa độ xO2y hình vẽ, điểm có tọa độ tương ứng là: D(xD;yD); yD = 220 [mm], xD = 320 [mm] B(xB;yB); yB = yD = 220 [mm], xB = 1055 [mm] F’(xF’;yF’); L’(xL’;yL’) + Xét đòn quay bên phải FO2, ta lập hệ phương trình: ( x D + ∆x − x F ' ) + ( y D − y F ' ) = l 22 (1) 52 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 x F2 ' + y F2 ' = l12 (2) Thay (2) vào (1) rút gọn ta pt bậc hai theo xF’: [ ] [ )] ( x F2 ' ( x D + ∆x ) + y D2 − x F ' 4.( x D + ∆x ) ( x D + ∆x ) + l12 − l 22 + y D + [ ( + ( x D + ∆x ) + l12 − l 22 + y D )] 2 − y d2 l12 = y F ' = l12 − x F2 ' và: Ta có: tg ( β − θ ) = xF ' yF ' x  ⇒ β = θ1 + arctg  F '   yF '  + Xét đòn quay bên trais LO1, ta lập hệ phương trình: ( x L ' + ∆x − x B ) + ( y D − y L ' ) = l22 (1’) ( x L ' − m) + y L2' = l12 (2’) Thay (2’) vào (1’) rút gọn ta pt bậc hai theo xL’: [ [ ]] + x 4.([ m − ( ∆x + x ) ].[( ∆x + x − m − l ] − y ( l − m ) = x L2 ' y D2 + m − ( ∆x + x B ) [ + ( ∆x + x B ) + l12 + y D2 ( F' y L ' = l12 − x L ' − m và: ) 2 B D B ) + l12 + y D2 − m − l 22 ] − y D2 m ) + Ta có:  x −m  − θ1 α = arctg  L '  yL'  Lập bảng tính Excel ta tìm nghiệm pt tìm mối liên hệ góc quay thực tế lý thuyết bánh xe dẫn hướng Bảng 5-2 Bảng tính ∆x 0.001 0.012 0.016 0.018 0.020 0.022 0.024 0.026 0.028 0.030 0.032 0.034 0.036 a 0.574 0.569 0.559 0.555 0.550 0.545 0.540 0.536 0.531 0.526 0.522 0.517 0.513 b -1.560 -1.549 -1.525 -1.513 -1.502 -1.490 -1.478 -1.467 -1.455 -1.444 -1.433 -1.421 -1.410 c 1.057 1.050 1.036 1.029 1.022 1.015 1.008 1.001 0.994 0.987 0.980 0.973 0.966 ∆ 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.007 0.007 0.007 xL’ 1.437 1.439 1.442 1.444 1.446 1.447 1.449 1.451 1.452 1.454 1.456 1.457 1.459 yL’ 0.123 0.122 0.120 0.119 0.118 0.117 0.116 0.115 0.114 0.113 0.112 0.110 0.109 α(độ) 1.0 5.5 7.2 8.0 8.8 9.7 10.5 11.3 12.2 13.0 13.9 14.7 15.6 53 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 0.038 0.040 0.042 0.044 0.046 0.048 0.050 0.052 0.054 0.056 0.058 0.060 0.062 0.064 0.066 0.068 0.070 0.072 0.074 0.076 0.078 0.080 0.082 0.084 0.086 0.088 0.096 0.508 0.504 0.499 0.495 0.490 0.486 0.482 0.478 0.473 0.469 0.465 0.461 0.457 0.453 0.448 0.444 0.440 0.436 0.433 0.429 0.425 0.421 0.417 0.413 0.410 0.406 0.402 -1.399 -1.388 -1.377 -1.366 -1.355 -1.344 -1.334 -1.323 -1.312 -1.302 -1.291 -1.281 -1.270 -1.260 -1.250 -1.240 -1.230 -1.220 -1.210 -1.200 -1.190 -1.180 -1.170 -1.161 -1.151 -1.141 -1.132 0.960 0.953 0.946 0.939 0.933 0.926 0.919 0.913 0.906 0.900 0.893 0.887 0.880 0.874 0.867 0.861 0.855 0.848 0.842 0.836 0.830 0.823 0.817 0.811 0.805 0.799 0.793 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.005 0.005 0.005 1.461 1.462 1.464 1.465 1.467 1.469 1.470 1.472 1.473 1.475 1.476 1.478 1.479 1.480 1.482 1.483 1.485 1.486 1.487 1.489 1.490 1.491 1.492 1.493 1.495 1.496 1.497 0.108 0.107 0.105 0.104 0.103 0.101 0.100 0.099 0.097 0.096 0.094 0.093 0.091 0.089 0.088 0.086 0.084 0.083 0.081 0.079 0.077 0.076 0.074 0.072 0.070 0.068 0.066 16.4 17.3 18.2 19.0 19.9 20.8 21.7 22.5 23.4 24.3 25.2 26.1 27.0 27.9 28.8 29.7 30.6 31.5 32.4 33.4 34.3 35.2 36.2 37.1 38.1 39.0 40.0 54 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái tơ LAND CRUISER 200 Bảng 5-3 Bảng tính α(độ) 1.0 5.5 7.2 8.0 8.8 9.7 10.5 11.3 12.2 13.0 13.9 14.7 15.6 16.4 17.3 18.2 19.0 19.9 20.8 21.7 22.5 ∆x 0.001 0.014 0.016 0.018 0.020 0.022 0.024 0.026 0.028 0.030 0.032 0.034 0.036 0.038 0.040 0.042 0.044 0.046 0.048 0.050 0.052 βLT 0.99 5.26 6.78 7.54 8.28 9.03 9.76 10.50 11.23 11.96 12.69 13.42 14.15 14.87 15.60 16.33 17.05 17.79 18.52 19.26 20.00 xF’ -0.127 -0.061 -0.037 -0.027 -0.021 -0.017 -0.013 -0.011 -0.008 -0.006 -0.004 -0.002 0.000 0.001 0.003 0.004 0.006 0.008 0.009 0.011 0.012 yF’ 0.652 0.360 0.264 0.216 0.188 0.170 0.157 0.148 0.141 0.135 0.131 0.128 0.126 0.124 0.122 0.121 0.120 0.120 0.119 0.119 0.119 βTT 1.00 5.39 6.98 7.78 8.57 9.36 10.14 10.93 11.71 12.48 13.26 14.03 14.80 15.57 16.33 17.10 17.86 18.61 19.37 20.12 20.87 ε(%) 0.49 2.39 2.96 3.22 3.46 3.68 3.88 4.06 4.22 4.36 4.47 4.57 4.64 4.69 4.72 4.72 4.70 4.65 4.58 4.48 4.35 55 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 23.4 24.3 25.2 26.1 27.0 27.9 28.8 29.7 30.6 31.5 32.4 33.4 34.3 35.2 36.2 37.1 38.1 39.0 40.0 0.054 0.056 0.058 0.060 0.062 0.064 0.066 0.068 0.070 0.072 0.074 0.076 0.078 0.080 0.082 0.084 0.086 0.088 0.096 20.74 21.49 22.25 23.01 23.78 24.56 25.35 26.15 26.96 27.78 28.62 29.48 30.35 31.23 32.14 33.07 34.03 35.01 35.60 0.014 0.015 0.017 0.019 0.020 0.022 0.024 0.025 0.027 0.029 0.031 0.033 0.034 0.036 0.038 0.040 0.042 0.044 0.046 0.119 0.119 0.119 0.120 0.120 0.121 0.121 0.122 0.123 0.123 0.124 0.125 0.126 0.127 0.128 0.129 0.130 0.131 0.132 21.61 22.35 23.09 23.83 24.56 25.29 26.01 26.73 27.45 28.16 28.87 29.57 30.27 30.96 31.65 32.33 33.01 33.68 34.00 4.19 4.01 3.79 3.55 3.27 2.96 2.61 2.23 1.81 1.36 0.87 0.33 0.24 0.86 1.53 2.24 3.00 3.81 4.68 Từ bảng 5.3 ta thấy sai số tương đối góc quay thực tế so với góc quay lý thuyết ε nhỏ 5% Vậy ta kết luận hình thang lái tơ LAND CRUISER 200 có chất lượng tốt; nghĩa bánh xe dẫn hướng bị trượt quay vịng Hình 5-10 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ góc quay bánh xe dẫn hướng 56 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái tơ LAND CRUISER 200 Chẩn đốn hư hỏng hệ thống lái ôtô LAND CRUISER 200 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 6.1 Độ rơ vành tay lái tăng Độ rơ vành tay lái lớn cho phép 30 [mm], lớn ngun nhân sau: - Vịng 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; 6.2 Lực vành tay lái gia tăng hay không Vành tay lái quay nặng nguyên nhân sau: - Điều chỉnh không ăn khớp bánh răng; - 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 không đủ khă làm kín - Dây đai bơm trợ lực tay lái hỏng; - Ổ trụ đứng bị mòn làm sai lệnh góc đặt bánh xe; - Lốp xe bơm khơng 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 6.3 Áp suất cường hóa lái thủy lực hệ thống lái không ổn định + Van lưu thông bơm bị bẩn: 57 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 - Van lưu thông hạn chế việc nạp dầu vào cường hố số vịng quay động tăng lên Van bị bẩn làm cho cường hoá làm việc khơng bình thường Áp suất trở nên khơng điều - 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 hố 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 kgf, đai cũ: 25-35 kgf Nếu độ căng đai khơng tiêu chuẩn thay + Khơng khí lọt vào hệ thống cường hóa lái: - Khơng khí lọt vào cường hố thuỷ lực thay dầu Điều làm cho áp suất cường hố thuỷ lực khơng đồng điều + 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 ln ln 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 toàn 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 điều, ảnh hưởng xấu tới việc điều khiển Thông thường tượng đế van an tồn 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: - 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 58 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 - 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 khơng 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 không cân (do mịn khơng đều), dầm cầu bị lệch (do bị biến dạng), lị xo hệ thống treo khơng đều, chùng gãy - Để khắc phục tượng cần kiểm tra lại độ nghiêng, phục hồi lại bạc trục trục quay bánh xe dẫn hướng, không phục hồi phải thay Uốn đo chỉnh lại dầm cầu khơng phải thay Thay lò 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 - Cần đổ dầu mức quy định xả khí, nắn thẳng lại trục bơm, thay đệm roăng làm kín, thay đường ống cao áp thấp áp bị hỏng, siết chặc đầu nối Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái ô tô LAND CRUISER 200 7.1 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 ơtơ Cần xem tình trạng bên ngồi đệm khít cácte cấu lái để ngăn ngừa tình trạng rị rỉ dầu 59 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 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 dưởng 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 7.1 Sữa chữa chi tiết 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 đở ổ trục đòn quay đứng chi tiết khớp cầu chuyển hướng, chuyển hướng bị cong Phải thay cấu lái bề mặt làm việc mòn rỏ 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 củ máy tiện hàn đắp kim loại, tiện kích thước danh nghĩa định cắt ren Trục địn quay đứng bị xoắn phải loại bỏ 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 lổ mút thanh, cháy ren, lò xo ép máng đệm vào chốt cầu bị gãy yếu 60 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 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 lổ tháo chi tiết Chốt cầu bị mòn, bị sứt mẻ hay có vết xước, cần thay Đồng thời lắp máng lót chốt cầu Thay lò 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 15 tuần làm đồ án với đề tài khảo sát hệ thống lái xe LAND CRUISER 200 đến đồ án em hoàn thành Qua trình tìm hiểu nghiên cứu để thực đồ án, kiến thức thực tế kiến thức em nâng cao Em hiểu sâu sắc hệ thống lái, đặc biệt hệ thống lái xe LAND CRUISER 200 Biết kết cấu nhiều điều mẻ từ thực tế Em học tập nhiều kinh nghiệm công tác bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái nói chung, hệ thống lái xe LAND CRUISER 200 nói riêng, khái quát kiến thức chuyên ngành cốt lõi Để hoàn thành đồ án trước hết em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy khoa khí giao thơng trường đại học bách khoa Đà Nẵng hướng dẫn bảo em từ kiến thức sở đến kiến thức chuyên ngành Em chân thành cảm ơn sâu sắc thầy Phan Minh Đức tận tình, bảo giúp đỡ hướng dẫn em suốt trình thực đồ án Do thời gian có hạn, kiến thức tài liệu tham khảo nhiều hạn chế thiếu kinh nghiệm thực tiễn đồ án khơng tránh khỏi sai sót Em mong thầy góp ý để đồ án tốt nghiệp hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn 61 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] Phan Minh Đức “Bài giảng môn học lý thuyết ô tô” Đà Nẵng; 2007 Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Thái Phạm Minh, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng “Lý thuyết ô tô máy kéo” Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật; 1996 Nguyễn Hửu Cẩn, Trần Đình Kiên “Thiết kế tính tốn tơ máy kéo tập III” Hà Nội: NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp; 1985 Dương Văn Đức “Ơ tơ” Hà Nội: NXB Xây dựng; 2006 Nguyễn Hồng Việt “Kết cấu tính tốn ô tô” Đà Nẵng: Trường Đại học bách khoa; 2007 Quốc Bình, Văn Cảnh “Kỹ thuật sữa chữa xe tô” Hà Nội: NXB Giao thông vận tải; 2009 Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm “Thiết kế chi tiết máy” Hà Nội: NXB Giáo dục; 2004 Phan Tiến Bé “Hệ thống điều khiển ô tô” Đà Nẵng; 2007 Nguyễn Khắc Trai “Cấu tạo gầm ô tô tải, ô tô buýt” Hà Nội: NXB Giao thông vận tải; 2003 Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành “Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô” Đà Nẵng: Đại học bách khoa; 2005 http://www.autonet.com.vn Tháng 02-2009 http://www.toyota.com Tháng 02-2009 http://www.autosaigon.com Tháng 02-2009 62 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER 200 63 ... thống lái ô tô LAND CRUISER 200 4.3.1 Vành tay lái Hình 4-2 Vành tay lái + Chức năng: có chức tiếp nhận mơmen quay từ người lái truyền cho trục lái 34 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô LAND CRUISER. .. ? ?tô LAND CRUISER 200 4.1 Giới thiệu tổng quát hệ thống lái ô tô LAND CRUISER 200 Hệ thống lái ? ?tô LAND CRUISER 200 hệ thống lái có trợ lực Cấu tạo hệ thống lái bao gồm: vành tay lái, trục lái, ... thống lái Đề tài cịn giúp sở hình thành tài liệu giảng dạy, đào tạo nghề giúp cho bạn đọc hiểu biết thêm hệ thống lái ? ?tô Đặc biệt ô tô LAND CRUISER Giới thiệu ô tô LAND CRUISER Ô tô Land Cruiser