- Theo kết cấu vă nguyín lí lăm việc của bộ cường hoâ lâi, chia ra:
4. HỆ THỐNG LÂI ÔTÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0
4.1. Giới thiệu tổng quât về hệ thống lâi ôtô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0
+ Hệ thốngs lâi của ôtô Toyota Corolla Altis 2.0 lă hệ thống lâi có trợ lực. Cấu tạo của hệ thống lâi bao gồm: vănh tay lâi, trục lâi, câc đăng truyền động, cơ cấu lâi, bộ trợ lực thuỷ lực vă dẫn động lâi. Trín ôtô Toyota Corolla Altis 2.0 người ta bố trí cơ cấu lâi vă bộ trợ lực lâi riíng thănh hai cụm như trín sơ đồ hình 4.1.
Phương ân bố trí năy có ưu điểm: - Kết kấu cơ cấu lâi nhỏ gọn - Dễ bố trí bộ trợ lực lâi
- Tăng tính thống nhất sản phẩm
- Giảm tải trọng tâc dụng lín câc chi tiết của hệ thống lâi
+ Nhược điểm: Kết cấu kĩm cứng vững, chiều dăi câc đường ống lớn dẫn đến tăng khả năng dao động câc bânh xe dẫn hướng.
+ Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ lăm giảm bớt lực điều khiển của người lâi, lăm giảm bớt câc lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lín vô lăng. Bộ trợ lực còn lăm tăng tính an toăn khi có một bânh xe dẫn hướng bị nổ. Vì lúc đó người lâi đủ sức giữ tay lâi cho xe chuyển động thẳng vă vừa thực hiện phanh ngặt.
+ Bơm trợ lực lâi lă loại bơm cânh gạt, được đặt trín thđn động cơ vă được truyền động từ trục khuỷu động cơ thông qua dđy đai.
+ Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ lăm giảm nhẹ lực điều khiển của người lâi, lăm giảm bớt câc lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lín vô lăng. Bộ trợ lực còn lăm tăng tính an toăn khi có một bânh xe dẫn hướng bị nổ. Vì lúc đó người lâi đủ sức giữ tay lâi cho xe chuyển động thẳng vă vừa thực hiện phanh ngặt.
+ Tay lâi có thể điều chỉnh theo 4 hướng: gật gù vă xa-gần đến vị trí thích hợp lăm tăng sự thoải mâi cho người lâi.
+ Cơ cấu lâi lă loại bânh răng-thanh răng. Loại năy có kết cấu nhỏ gọn, tỷ số truyền nhỏ, độ nhạy cao, chế tạo đơn giản vă hiệu suất cao.
5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 18 23 24 17 25 12 4 26 1 2 3 19 20 22 21
Hình 4.1. Sơ đồ kết cấu hệ thống lâi
1- Đai ốc hêm; 2- Khớp cầu; 3- Đòn quay đứng; 4- Đai ốc dầu; 5- Đường dầu từ bơm đến; 6- Đường dầu hồi về bình chứa; 7- Hộp điều khiển lâi; 8- Vô lăng; 9- Trục lâi; 10- Trục câc đăng; 11- Khớp câc đăng; 12- Đai ốc định vị trục van điều khiển; 13- Cơ cấu lâi; 14- Gđn tăng cứng; 15- Đường dầu nối giữa khoang phải xylanh với van xoay; 16- Đường dầu nối giữa khoang trâi xylanh với van xoay; 17- Xylanh trợ lực; 18- Đai ốc dầu; 19- Thanh kĩo ngang; 20- Thanh kĩo bín; 21- Đai ốc hêm; 22- Bânh xe; 23- Puly; 24- Bơm; 25- Bình chứa dầu; 26- Đai ốc dầu.
4.1.1. Câc thông số kỹ thuật chính của câc chi tiết của hệ thống lâi ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0.
Dưới đđy lă bảng thông số kỹ thuật chính của câc chi tiết trong hệ thống lâi ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0
Bảng 4.1. Câc thông số kỹ thuật chính của câc chi tiết trong hệ thống lâi ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0
STT Tín gọi Ký hiệu Giâ trị Đơn vị
1 Bân kính vô lăng Rvl 195 mm
2 Tỷ số truyền cơ cấu lâi ic 17,5
3 Tỷ số truyền động học iω 17,5
4 Tỷ số truyền động lực iF 17,3
5 Cơ cấu
lâi
Đường kính vòng đỉnh bânh răng de 21 mm
6 Đường kính vòng chđn bânh răng di 12 mm
7 Đường kính vòng chia bânh răng dc 17 mm
8 Số răng của bânh răng Z1 8
9 Góc riíng bânh răng β1 28 độ
10 Chiều dăi thanh răng lt 735 mm
11 Đường kính thanh răng dt 32 mm
12 Số răng trín thanh răng Z2 34
13 Góc nghiíng răng của thanh răng β2 5 độ
14 Môđun của thanh răng mt 2 mm
15 Môđun của bânh răng mb 2 mm
16 Đường kính vỏ ngoăi xylanh trợ lực Dxl 58 mm
17 Đường kính pittông dp 50 mm
4.2. Kết cấu vă nguyín lý lăm việc của hệ thống lâi ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS2.0. 2.0.
4.2.1. Vănh tay lâi.
1 2
Hình 4.2. Vănh tay lâi
1- Vănh trong vô lăng bằng thĩp; 2- Vănh ngoăi vô lăng bằng nhựa.
Hình 4.3. Hình ảnh chụp tổng thể vănh tay lâi
+ Chức năng: có chức năng tiếp nhận mômen quay từ người lâi rồi truyền cho trục lâi.
+ Cấu tạo: vănh tay lâi ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS. có dạng hình tròn, với ba nan hoa được bố trí xung quanh vănh trong của vănh tay lâi. Bân kính ngoăi của vănh tay lâi lă 195 mm.
Vănh tay lâi còn lă nơi bố trí một số bộ phận khâc của ô tô như: nút điều khiển còi, túi khí an toăn...
Hình 4.4. Túi khí an toăn
Túi khí an toăn có hình dâng tương tự cđy nấm được lăm bằng nylon phủ neoprene, được xếp lại vă đặt trong phần giữa của vănh tay lâi. Khi xe đđm thẳng văo một xe khâc hoặc vật thể cứng, túi khí sẽ phồng lín trong khoảnh khắc để hình thănh một chiếc đệm mềm giữa lâi xe vă vănh tay lâi.Túi khí an toăn chỉ được sử dụng một lần. Sau khi hoạt động túi khí phải được thay mới.
4.2.2. Trục lâi vă trục câc đăng của hệ thống lâi TOYOTA COROLLA ALTIS.
2 3 4 1 5 6 7 8 11 9 10 12 13 14 Hình 4.5. Kết cấu trục lâi
1- Đầu trục nối với vô lăng; 2- Vòng chặn; 3- Ổ bi; 4- Trục trượt; 5- Ống trượt trục; 6- Tấm hêm; 7- Vòng bi; 8- Trục chính; 9- Giâ đỡ trín trục; 10- Khớp câc đăng;
11- Trục câc đăng; 12- Vòng chặn; 13- Bu lông hêm; 14- Cần khoâ
- Trục lâi lă thănh tố cấu thănh hệ thống lâi có chức năng chính lă truyền momen lâi từ vô lăng đến cơ cấu lâi. Một trục lâi đơn giản chỉ bao gồm trục lâi vă câc bộ phận bao che trục lâi. Trục lâi trín xe Toyota Corolla có cấu tạo phức tạp hơn nó cho phĩp thay đổi độ nghiíng của vănh tay lâi hoặc cho phĩp trụ lâi chùm ngắn lại khi người lâi va đập trong trường hợp xảy ra tai nạn để hạn chế tâc hại đối với người lâi. Ngoăi ra trụ lâi còn lă nơi lắp đặt nhiều bộ phận khâc của ôtô như : cần điều khiển hệ thống đỉn, cần điều khiển gạt nước, cần điều khiển hộp số, hệ thống dđy điện vă câc đầu nối điện,...
- Trục câc đăng lă bộ phận nối chuyển tiếp giữa trục lâi vă cơ cấu lâi. Trín trục câc đăng có khớp nối chữ thập. Khớp chữ thập cho phĩp có độ lệch giữa trục lâi vă trục vít của cơ cấu lâi khi hai trục năy không đồng trục với nhau.
4.2.3. Cơ cấu lâi.
Trín ô tô Toyota Corolla người ta lắp cơ cấu lâi kiểu Bânh răng-Thanh răng kết hợp dùng trợ lực thủy lực trực tiếp.
Cơ cấu lâi loại năy có ưu điểm lă tỷ số truyền nhỏ, kết cấu đơn giản, hiệu suất cao nín được sử dụng rộng rêi trín ô tô con vă ô tô tải nhỏ.
th
η = ηth=0,99 th
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 17 18 19 20 21 15 φ12 φ21
Hình 4.7. Kết cấu van phđn phối
1- Chốt cố định thanh xoắn vă trục van điều khiển; 2- Thanh xoắn; 3- Trục van điều khiển; 4- Vòng bít; 5- Ổ bi đũa; 6- Vòng chắn dầu; 7- Đường dầu cao âp từ bơm tới;8- Đường dầu hồi về bình chứa ;9- Then hoa; 10- Ổ bi đũa; 11- Vỏ cơ cấu lâi; 12- Ổ bi kim; 13- Chốt; 14- Con lăn; 15- Chốt 3x22; 16- Chốt 3x9; 17- Đường dầu đến khoang bín trâi xy lanh; 18- Đường dầu đến khoang bín phải xy lanh; 19- Van xoay; 20- Vỏ van xoay; 21- Then hoa;
3
4
2 1
Hình 4.8. Kết cấu thanh răng
1- Thanh răng; 2- Lỗ ren; 3- Piston; 4- Vòng lăm kín.
Nguyín lý lăm việc của trợ lực lâi: a. Khi xe đi thẳng.
Hình 4.9. Van xoay ở vị trí trung gian
1- Xy lanh; 2- Thđn van ngoăi; 3- Thđn van trong; 4- Thanh xoắn; 5- Bơm; 6- Bình chứa; a- Đường dầu hồi.
+ Khi xe đi thẳng, vănh tay lâi ở vị trí trung gian, cụm van xoay nằm ở vị trí như hình 4.10. Chất lỏng từ bơm đến chạy văo trong lõi vă trở về bình dầu, âp suất chất lỏng ở khoang bín trâi (khoang II) vă khoang bín phải (khoang I) của xylanh lực lă như nhau, do đó piston không dịch chuyển. Thanh răng giữ nguyín vị trí với xe đi thẳng. Trong trường hợp năy câc va đập truyền từ bânh xe được giảm bớt nhờ chất lỏng ở âp suất cao.
b. Khi xe quay vòng sang trâi
Hình 4.10. Van hoạt động quay trâi
1- Xy lanh; 2- Thđn van ngoăi; 3- Thđn van trong; 4- Thanh xoắn; 5- Bơm; 6- Bình chứa; a- Đường dầu hồi.
+ Khi xe quay vòng sang trâi, cụm van xoay nằm ở vị trí như hình 4.11. Thđn van trong xoay sang trâi mở đường dầu đi từ bơm tới văo khoang I của xylanh vă mở đường dầu ở khoang II thông với đường dầu hồi về bình chứa, lăm cho thanh răng dịch về bín trâi đẩy bânh xe quay sang trâi, thực hiện quay vòng sang trâi.
+ Khi dừng quay vănh tay lâi ở một vị trí năo đó, thđn van trong đứng yín, nhưng dầu vẫn tiếp tục đi văo khoang I, đẩy bânh răng ngược chiều lăm thanh xoắn trả lại, câc cửa van mở ở một trạng thâi nhất định, tạo nín sự chính âp suất ổn định giữa hai khoang I vă II ở một giâ trị nhất định đảm bảo ô tô không quay tiếp.
c. Khi xe quay vòng sang phải
Hình 4.11. Van hoạt động quay phải
1-Xy lanh; 2-Thđn van ngoăi; 3-Thđn van trong; 4-Thanh xoắn; 5-Bơm; 6- Bình chứa; a- Đường dầu hồi.
+ Khi xe quay vòng sang phải, cụm van xoay nằm ở vị trí như hình 4.12. Thđn van trong xoay sang phải mở đường dầu đi từ bơm tới văo khoang II của xylanh vă mở đường dầu ở khoang I thông với đường dầu hồi về bình chứa, lăm cho thanh răng dịch về bín phải đẩy bânh xe quay sang phải, thực hiện quay vòng sang phải.
+ Khi dừng quay vănh tay lâi ở một vị trí năo đó, thđn van trong đứng yín, nhưng dầu vẫn tiếp tục đi văo buồng II, đẩy bânh răng ngược chiều lăm thanh xoắn
trả lại, câc cửa van mở ở một trạng thâi nhất định, tạo nín sự chính âp suất ổn định giữa hai khoang I vă II ở một giâ trị nhất định đảm bảo ô tô không quay tiếp.
+ Độ rơ kết cấu của hệ thống lâi phụ thuộc nhiều văo độ rơ của cơ cấu lâi. Sự găi trợ lực phụ thuộc văo độ cứng của thanh xoắn đăn hồi. Khả năng trợ lực của hệ thống lâi thực hiện nhờ quâ trình biến dạng thanh xoắn, mở thông câc đường dầu, do vậy kết cấu năy cho phĩp tạo nín khe hở nhỏ bằng câch gia công chính xâc câc miệng rênh đường dầu của thđn van trong vă thđn van ngoăi của van phđn phối vă khả năng biến dạng thanh xoắn. Thanh xoắn căng nhỏ khả năng trợ lực căng sớm. Thanh xoắn được cố định đầu trín với trục van điều khiển vă đầu dưới với bânh răng bởi chốt cố định. + Thanh xoắn đăn hồi cho phĩp xoay 70 từ vị trí trung gian về mỗi phía, tạo nín sự quay tương đối giữa thđn van trong vă thđn van ngoăi, đủ đóng mở tối đa đường dầu. + Kết cấu van xoay cho phĩp khả năng tạo nín góc mở thông câc đường dầu bĩ, do vậy độ nhạy của cơ cấu cao.
4.2.4. dẫn động lâi.
Dẫn động lâi trín ôtô Toyota Corolla bao gồm tất cả câc chi tiết truyền lực từ cơ cấu lâi đến ngỗng quay của câc bânh xe. Bộ phận cơ bản vă quan trọng nhất của dẫn động lâi lă hình thang lâi, được tạo bởi cầu trước, đòn kĩo ngang, vă câc cạnh bín. Nó có nhiệm vụ đảm bảo động học quay vòng đúng cho câc bânh xe không bị trượt lí khi quay vòng. Do đó lăm giảm măi mòn lốp, giảm tổn hao công suất vă tăng tính ổn định khi quay vòng.
4
1 3
5 2
Hình 4-12. Kết cấu khớp cầu của thanh kĩo bín
4.2.5. Bơm trợ lực lâi.
Bơm trợ lực lâi lắp trín xe Toyota Corolla lă loại bơm cânh gạt tâc dụng kĩp, nghĩa lă trong một vòng quay bơm thực hiện hai lần hút vă hai lần đẩy, số cânh gạt lă 10 cânh. Bơm cânh gạt có ưu điểm lă kết cấu nhỏ gọn, đơn giản, dễ chế tạo, lăm việc tin cậy, ít hư hỏng vă có khả năng điều chỉnh được lưu lượng.
ω Từ bình chứa Hút Hút Đẩy 1 2 3 5 6 3 7 8 4 9 Đẩy
Hình 4.13. Kết cấu bơm trợ lực lâi loại cânh bơm cânh gạt
1 - Trục bơm; 2 - Vỏ bơm; 3 - Stato; 4 - Roto; 5 - Đường dẫn dầu; 6 - Đường dầu tới van điều chỉnh lưu lượng; 7 - Cânh gạt; 8 - Chốt định vị; 9 - Bu lông lắp.
Bơm cânh gạt được dẫn động bằng mômen của động cơ nhờ truyền động puly-đai. Nó bao gồm 10 cânh gạt vừa có thể di chuyển hướng kính trong câc rênh của một roto.
Nguyín lý hoạt động của bơm trợ lực thủy lực:
Khi roto quay, dưới tâc dụng của lực ly tđm câc cânh gạt năy bị văng ra vă tì sât văo một không gian kín hình ô van. Dầu thủy lực bị hút từ đường ống có âp suất thấp vă bị nĩn tới một đầu ra có âp suất cao. Lượng dầu được cung cấp phụ thuộc văo tốc
độ của động cơ. Bơm luôn được thiết kế để cung cấp đủ lượng dầu ngay khi động cơ chạy không tải, vă do vậy nó sẽ cung cấp quâ nhiều dầu khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao. Để trânh quâ tải cho hệ thống ở âp suất cao, người ta lắp đặt cho hệ thống một van giảm âp. Khi âp suất dầu quâ lớn thì hệ thống sẽ mở van giảm âp vă cho dầu chạy về khoang chứa dầu.
5. TÍNH TOÂN KIỂM TRA HỆ THỐNG LÂI TRÍN ÔTÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0
5.1. Câc thông số chính của hệ thống lâi ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0
Dưới đđy lă bảng thông số chính của hí thống lâi ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS.2.0 Bảng 5-1 Câc thông số chính của hệ thống lâi ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS.2.0
STT Tín gọi Ký hiệu Giâi trị Đơn vị
1 Chiều dăi cơ sở của xe L 2600 mm
2 Chiều dăi đòn quay đứng l 158 mm
3 Khoảng câch giữa hai tđm trụ quay đứng
m 1260 mm
4 Chiều dăi thanh kĩo n 1345 mm
5 Tải trọng tâc dụng lín một bânh xe dẫn hướng khi toăn tải
Gbx 4107,9375 KG
6 Góc doêng bânh xe dẫn hướng α 2 Độ
7 Độ chụm bânh xe dẫn hướng a 5,3 mm
8 Góc nghiíng ngang trụ quay đứng β 8 Độ
9 Góc nghiíng dọc trụ quay đứng γ 7 Độ
10 Hệ số cản lăn f 0,018
11 Bân kính vô lăng Rvl 195 mm
12 Tỷ số truyền của cơ cấu lâi ic 17,5
13 Hiệu suất thuận ηt 0,99
14 Hiệu suất nghịch ηn 0,99
5.2. Xâc định mômen cản quay vòng vă lực lâi lớn nhất.
Lực đặt lín vănh lâi được xâc định cho trương hợp ôtô quay vòng tại chỗ vì lúc năy lực cản quay vòng đạt giâ trị cực đại. Lúc đó mômen cản quay vòng trín một bânh xe dẫn hướng Mc sẽ bằng tổng số của mômen cản lăn M1, mômen ma sât giữa bânh xe