Đồ án khảo sát và kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA

Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 MỤC LỤC Trang MỤC LỤC 1 MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI 2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2.1.1 Công dụng 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Yêu cầu .6 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 .8 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 .13 2.3.5 Dẫn động lái 20 2.3.6 Hình thang lái 21 2.3.7 Hình học lái 22 2.4 Cường hoá lái 26 2.4.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu .26 2.4.2 Các thông số đánh giá 27 2.4.3 Các sơ đồ bố trí 27 2.5 Liên hệ hệ thống lái hệ thống treo .30 GIỚI THIỆU ÔTÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 .33 3.1 Các thơng số kỹ thuật ôtô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 34 HỆ THỐNG LÁI ÔTÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 37 4.1 Giới thiệu tổng quát hệ thống lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 37 4.1.1 Các thông số kỹ thuật chi tiết hệ thống lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 38 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 4.2 Kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 39 4.2.1 Vành tay lái .39 4.2.2 Trục lái trục đăng hệ thống lái TOYOTA COROLLA ALTIS 41 4.2.3 Cơ cấu lái .42 4.2.4 dẫn động lái 47 4.2.5 Bơm trợ lực lái 48 TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 50 5.1 Các thơng số hệ thống lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 50 5.2 Xác định mơmen cản quay vịng lực lái lớn .50 5.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng 53 5.4 Tính tốn kiểm nghiệm bền dẫn động lái .54 5.4.1 Tính tốn kiểm nghiệm bền dẫn động lái tơ quay vịng chỗ 54 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 Tính tốn kiểm tra động học quay vịng 60 CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC .64 6.1 Độ rơ vành tay lái tăng 64 6.2 Lực vành tay lái gia tăng hay không 64 6.3 Áp suất cường hóa lái thủy lực hệ thống lái không ổn định .65 BẢO DƯỠNG SỮA CHỮA HỆ THỐNG LÁI ÔTÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 67 7.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 67 7.2 Sữa chữa chi tiết hệ thống lái 67 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 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.Hệ thống lái ơtơ dùng để thay đổi hướng chuyển động ơtơ nhờ quay vịng bánh xe dẫn hướng để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong ôtô cần thiết Việc điều khiển chuyển động xe thực sau: vành lái tiếp nhận lực lái tác động người lái truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ vô lăng tới cấu lái, cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới dẫn động lái, dẫn động lái truyền chuyển động từ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng Kết cấu lái phụ thuộc vào cấu chung xe chủng loại xe 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 TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 mong muốn đáp ứng phần mục đích Nội dung đề tài đề cập đến vấn đề sau: - Khảo sát hệ thống lái + Các chi tiết phận hệ thống lái + Liên hệ hệ thống lái hệ thống treo - Tính tốn kiểm tra + Xác định mơmen cản quay vịng bánh xe dẫn hướng + Xác định lực cần thiết tác dụng lên vơ lăng + Tính tốn kiểm nghiệm bền dẫn động lái + Tính tốn kiểm tra hình thang lái - 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 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 an toàn đường Ngoài đề tài 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 TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI 2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2.1.1 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 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 2.1.2 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, + 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 -Theo kết cấu cấu lái, chia ra: + Trục vít - Cung + Trục vít - Chốt quay; + Trục vít - Con lăn; + Bánh - Thanh răng; + 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 2.1.3 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 vô 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) Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 + 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 vòng thật ngoặt khoảng thời gian ngắn diện tích thật bé - Đảm bảo động học quay vịng 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 vô lăng bánh xe dẫn hướng 2.2 Các sơ đồ hệ thống lái 2.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc Với hệ thống treo phụ thuộc, hai bánh xe đỡ hộp cầu xe dầm cầu xe, hai bánh xe dao động với gặp chướng ngại vật Trên hình 2.1 Trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc: Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 Hình 2.1 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 Loại hệ thống treo có đặc tính sau: + Cấu tạo đơn giản, chi tiết dễ bảo dưỡng + Có độ cứng vững cao nên chịu tải nặng + Vì có độ cứng vững cao nên xe đivào đường vịng, thân xe bị nghiêng + Định vị bánh xe thay đổi chuyển động lên xuống chúng, nhờ mà bánh xe bị mịn + Vì có khối lượng khơng treo lớn nên tính êm dịu xe sử dụng hệ thống treo phụ thuộc + Do chuyển động bánh xe bên trái bên phải có ảnh hưởng lẫn nên dễ xuất dao động rung động 2.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 Trên hình 2.2 trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập Hình 2.2 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 Hệ thống treo độc lập phần nằm kết cấu chung hệ thống treo làm nhiệm vụ : - Tiếp nhận dập tắt dao động mặt đường với ô tô - Truyền lực dẫn động truyền lực phanh - Đỡ thân xe trì mối quan hệ hình học thân xe bánh xe điều kiện chuyển động Và phải đảm bảo yêu cầu sau : - Đảm bảo tính êm dịu - Dập tắt nhannh dao động - Đảm bảo tính ổn định xe chuyển động 2.3 Các chi tiết phận hệ thống lái 2.3.1 Vơ lăng Vơ lăng hay cịn gọi bánh lái thường có dạng trịn với nan hoa, dùng để tạo truyền mô men quay người lái tác dụng lên trục lái Các nan hoa bố trí đối xứng khơng, hay không tuỳ theo thuận tiện lái Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 Bán kính vơ lăng chọn phụ thuộc vào loại xe cách bố trí chổ ngồi người lái, dao động từ 190 mm (đối với xe du lịch cở nhỏ) đến 275 mm (đối với xe tải xe khách cở lớn ) 2.3.2 Trục lái Trục lái địn dài đặc rỗng, có nhiệm vụ truyền mơ men từ vô lăng xuống cấu lái Độ nghiêng trục lái định góc nghiêng vơ lăng, nghĩa ảnh hưởng đến thoải mái người lái điều khiển 2.3.3 Cơ cấu lái Cơ cấu lái thực chất hộp giảm tốc, có nhiệm vụ biến chuyển động quay trịn vơ lăng thành chuyển động góc (lắc) địn quay đứng bảo đảm tăng mô men theo tỷ số truyền yêu cầu 2.3.3.1 Các thông số đánh giá a Tỷ số truyền động học Hình 2.3 Các quy luật đặc trưng cho thay đổi tỷ số truyền động học 10 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0      [N] Hình 5.5 Thanh chịu lực Dùng mặt cắt 1-1 tách AB làm hai phần, xét cân bên phải      [N]      [N]     [N]   Tại z =     [N.m] Tại z = l     [N.m] Hình 5.6 Biểu đồ nội lực Q1 Mx Thơng thường địn quay đứng 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 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:   [N/cm2]   [KG/cm2]   [KG/cm2] Vậy đủ bền 5.4.1.2 Tính bền kéo bên Xét BC cân Trường hợp BC chịu nén: 55 Khảo sát kiểm nghiệm HT lái ô tơ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 Hình 5.7 Thanh BC chịu lực Dùng mặt cắt 1-1 xét phần bên trái       [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:   [N/cm2]   [KG/cm2]  