Thiết kế mô hình hệ thống lái trên xe ô tô con Toyota Innova
MỤC LỤC
Phân loại
+ Bố trí vành lái bên trái ( theo luật đi đường lên phải) + Bố trí vành lái bên phải (theo luật đi đường bên trái).
Kết cấu hệ thống lái
- Ngoài cơ cấu hấp thụ va đập ở trục lái chính còn có thêm một cơ cấu điều khiển như: Cơ cấu khoá lái để khoá cứng trục lái, cơ cấu nghiêng truc lái để có thể diều chỉnh vị tró vô lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với người lái, hệ thống trượt trục lái để có thể điều chỉnh được chiều dài của trục lái và đạt được vị trí ngồi lái tốt nhất cho người lái. Trong quá trình trục răng và thanh răng hoạt động thì các răng sẽ bị mòn chính vì thế để tự động điều chỉnh khe hở này người ta thường bố trí lò xo ép dẫn thanh răng vào trục răng và được giữ cố định nhờ một ecu và ecu này được gọi là ecu diều chỉnh, việc xết chặc hay nới lỏng ecu này sẽ làm tăng hoặc giảm lực ép lò xo lên dẫn hướng thanh răng.
Các góc dặt bánh xe
- Tác dụng cho việc bố trí góc nghiêng dương: Khi bánh xe chịu tải có thể khắc phục các khe hở trong kết cấu, góc nghiêng ngang giảm nhỏ, dảm bảo đa số thời gian bánh xe lăn phẳng giúp bánh xe có khả năng tiếp nhận phản lực tốt hơn và tạo nên sự mài mòn đều bề mặt lốp. Trong trường hợp đó, dưới tác dụng của lực cản mặt đường bánh xe( hướng ngược với chiều chuyển động) có xu hướng ép các bánh xe dẫn hướng xung quanh trụ đứng với cánh tay đòn “c” tạo nên mômen quay bánh xe.
Trợ lực lái a, Công dụng
+ Khi có trợ lực, lực trên vành lái đủ để gây cảm nhận sự biến đổi lực điều khiển với các bán kính quay khác nhau (cũng có nghĩa lực trên vành tay lái vẫn duy trì ở giá trị nhất định đủ đảm bảo cho người lái cảm nhận được sức cản của mặt đường và trạng thái của mặt đường). Có thể dùng dầu hộp số tự động ATF loại DEXRONR® III hoặc DEXRONR® II cho trợ lái,… Do đó, trước khi thay dầu trợ lực lái, chắc chắn rằng hãy tham khảo ký hiệu dầu trên que thăm hay nắp bình chứa dầu, và căn cứ vào sách hướng dẫn sửa chữa của loại xe sử dụng trợ lưc lái.
SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI THIẾT KẾ 2.1 Giới thiệu về xe Toyota Innova
Lựa chọn phương án thiết kế
Đặc điểm van soay: VPP dạng xoay thực hiện việc đóng mở dường dầu thông qua thanh xoắn, dưới các ống sẽ có vấu ngàm liên kết và các ngàm kiên kết lỏng còn có nhiệm vụ truyền mô men khi trợ lực bị hỏng. Khi xoay vòng sang trái (hình 2.7b) vành lái quay làm cho ống giữa 4 quay tương đối so với óng trong 3, thanh xoắn 2 bị xoắn một góc xác định, mở cửa van dầu tự bởm lên khoan A đẩy piston dịch chuyển về phía phải, thông qua các đòn dẫn động xe sẽ quay sang trỏi.
TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT HỆ THỐN LÁI 3.1 Tính toán và phân phối tỷ số truyền
Lực tác dụng lên vành tay lái
- Với thông số tính toàn được thì người lái phải tác dụng lên vành tay lái một lực rất lớn, dẫn đến sự mệt mỏi cho người lái. Nhằm mục đích giảm sức lao động nặng nhọc cho người lái xe, đông thời tăng sức cơ động của ô tô nhằm đảm bảo an toàn khi chuyền động.
Thiết kế hình thang lái
- Để kiểm tra động học hình thang lái ta dùng phương pháp đồ thị và được chia thành hai trường hợp đó là khi xe đi thẳng và khi xe quay vòng. + Trong quá trình làm việc thanh răng và bánh răng chiệu ứng suất uốn, ứng suất tiếp xúc và tải trọng từ mặt đường, vì vậy thường gây ra hiện tượng rạng nứt chân răng.
Tính bền các đòn dẫn động lái Kiểm bền đòn keó ngang
- Ứng suất tại tiết diện nguy hiểm nhất là chỗ dao nhau giữa hai tiết diện của cầu trước và đòn bên. - Khớp cầu được kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập tại vị trí làm việc và kiểm tra độ bền cắt tại vị trí ngàm.
Thiết kế trợ lực lái
Ngay cả khi bơm dầu của trợ lực lái không làm việc hay có rò rỉ (đứt) các hế thống của2 hệ thống trợ lực lái dẫn đến đường ống hoàn toàn mất tác dụng thì người lái vẫn đảm bảo điều khiển được xe nhưng với một lực lái lớn hơn. + Có hiệu quả tác động cao đặc biệt là tính tuỳ động(tính chéo hình). + Tốc độ tác động cao. + Đóng vai trò giảm chấn, giảm những va đập từ mặt đường ngược lên hệ thống lái. + Hệ thống tuần hoàn kính nên độ an toàn hoạt động cao và ít sẩy ra hư hỏng. - Với xe thiết kế là xe ô tô con nên ta chọn hệ thống lái thuỷ lực, hệ thống bao gồm:. trợ lực thuỷ lực tại cơ cấu lái và tợ lực thuỷ lực cho cầu dẫn hướng. Xylanh thuỷ lực của bộ cường hoá đặt chung một vỏ với cơ cấu lái, các buồng xylanh được nối với buồn dầu của bộ phân phối đặt ngay trên trục lái, bộ phân phối dạng van trượt, trong vỏ bộ phân phối đặt những trụ phản ứng được phân cách nhờ các lò xo bị nén sơ bộ. Lò xo được xiết bằng các đai óc hảm. Lực xiết này xác định giá trị lực đóng bộ cường hoá. Giữa các mặt bên của vỏ và vành trong ổ bi có khoảng hở. Nguyên lý làm việc:. - Khi lực P trên vành lái bé, bộ cường hoá không làm việc ô tô quay vòng do bản thân người lái. Lúc này buông trước và buồn sau xylanh thông nhau. Áp suất trong các đường ống cân bằng nhau, khi sức cản quay vô lăng tăng bộ cường hoá bắt dầu làm việc, trục lái quay đẩy trụ phân phối dịch chuyển trong giới hạn khoảng hở. Một trong các buông. xylanh làm việc sẽ nối với đường dầu đi, áp suất chất lỏng tăng sẽ làm piston bắt dầu di chuyển và qua một số chi tiết làm quay đòn quay đứng. - Khi ngưng quay vòng, do piston tiếp tục dịch chuyển, trụ phân phối chiếm vị trí trung gian và bộ cường hoá thôi làm việc. Muốn tiếp tục quay vòng ô tô phải tiếp tục chuyển trụ phân phối. Nếu muốn tiếp tục quay vòng ô tô phải tiếp tục chuyrn trụ phân phối. Nếu bộ cường hoá bị hỏng thì hệ thống lái vẫn làm việc được. - Phản lực tác dụng lên vô lăng càng lớn khi sức cản quay vòng càng tăng. Các trụ truyền phản ứng này làm tăng áp lực chiều trục lên ổ bi tì này hay ổ bi tì kia. a) Đường đặc tính của hệ thống lái khi chưa có trợ lực. - Hệ thống lái có tỷ số truyền không đổi, kích thước các dồn cũng không thay đổi, do vậy lực tác dụng lên vành lái tuyến tính so với lực cản quay. Do vậy ta có đường đặc tính khi chưa có trợ lực như sau:. Đường đặc tính của hệ thống lái khi chưa có trợ lực. b) đường đặc tính của hệ thống lái khi có trợ lực. Lực tác dụng lên bộ trợ lực 𝑃𝑡:. P: Lực người lái đặt lên vành tay lái lớn nhất khi óc trợ lực lái. Không nên chọn P quá nhỏ vì P nhỏ khi quay riêng các bánh xe dẫn hướng rại chỗ lốp sẽ mòn nhanh. Để tính toán kích thước của cơ cấu lái phân phối lực, ta phải chọn sơ bộ lực trợ lực lái đặt tại trợ lực lái thanh răng 𝑃𝑡. 𝑃𝑡: Lực trợ lực lái bánh răng quy về vô lăng. Khi đó trợ lực đường đặc tính được thể hiện như trên hình vẽ:. Tính xylanh trợ lực:. 3.7 Trợ lực của hệ thống lái thuỷ lực. a) Tính trợ lực đặt lại thăng răng.
Chuẩn bị vật tư
- Cắt bổ hệ thống phanh lái treo để thấy cấu tạo, nguyên lý hoạt động bên trong.
Các bước tiến hành hoàn thiện mô hình hệ thống phanh, treo, lái
➢ B4: Lắp ráp các chi tiết thành cụm, tiến hành cắt các chi tiết đợt 2, để lộ kết cấu bên trong hệ thống. ➢ B6: Xác định kích thước khung giá đỡ, bảng tên mô hình, gia công phần khung sàn, hàn 4 bánh xe di chuyển mô hình.
Qua mô hình thực tế ta thấy rox cấc cấu tạo hệ thống phanh, lái, treo
+ Giảm lực đánh lái: bánh xe quay sang phải hoặc sang trái, với tâm quay là trục xoay đứng còn bán kính quay là khoảng lệch, nên độ lệch càng lớn thì mô-men cản quay càng lớn (do sức cản quay của lốp xe), vì vậy lực lái cũng tăng lên còn độ lệch giảm do góc kingpin sexlamf giảm lực đánh lái. - Khi nhả phanh, người lái bỏ chân khỏi bàn đạp phanh lúc này Piston xy lanh chính trở lại vị trí không làm việc và dầu từ các xy lanh bánh xe theo đường ống hồi về xy lanh chính vào buồng chứa, đồng thời tại các bánh xe, lò xo hồi vị kéo hai guốc phanh tách khỏi trống phanh và kết thúc quá trình phanh.