MỤC LỤC

MỤC LỤC ....1

MỞ ĐẦU.. 4

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE NISSAN NAVARA LE   2.5 MT ..6

1.1. Giới Thiệu Chung Xe Nissan Navara LE 2.5 MT.. 6

1.2: Thông số kỹ thuật xe Nissan Navara LE 2.5 MT.. 8

1.3. Đặc tính các cụm và hệ thống chính của xe Nissan Navara LE 2.5 MT.. 9

1.3.1. Động cơ. 9

1.3.2. Hệ thống truyền lực. 10

1.3.3. Hệ thống lái 10

1.3.4. Hệ thống phanh. 11

1.3.5. Phần vận hành. 11

1.3.6. Hệ thống điện. 11

1.3.7. Thiết bị phụ. 12

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE NISSAN NAVARA LE 2.5 MT…………13

2.1. Công dụng, yêu cầu hệ thống lái Nissan Navara LE 2.5 MT.. 13

2.1.1. Công dụng. 13

2.1.2. Yêu cầu. 14

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống lái xe Nissan Navara LE 2.5 MT ……………..15

2.2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái……………………………………………………………..15

2.2.2. Dẫn động lái 16

2.2.3. Hình thang lái 19

2.2.4. Cơ cấu lái……………………………………………………………………………………………20

2.2.5. Trợ lực lái……………………………………………………………………………………………23

2.2.5.1. Xi lanh lực 23

2.2.5.2. Bơm thủy lực 24

2.2.5.3. Van phân phối 25

2.3. Nguyên lý làm việc trợ lực lái xe Nissan Navara LE 2.5 MT.. 27

2.3.1. Trường hợp xe đi thẳng. 27

2.3.2. Trường hợp xe rẽ phải 28

2.3.3. Trường hợp xe rẽ trái 29

2.3.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động. 29

2.3.4.1. Cảm giác mặt đường. 29

2.3.4.2. Tính tùy động. 30

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE NISSAN NAVARA LE 2.5 MT.. 31

3.1. Các thông số đầu vào. 31

3.2. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái 32

3.2.1. Kiểm nghiệm động học hình thang lái 32

3.2.1.1. Điều kiện quay vòng đúng. 32

3.2.1.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học….....34

3.3.1.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số. 34

3.3.1.4. Động học hình thang lái 6 khâu. 36

3.3.2. Xác định mô men cản quay vòng. 38

3.3.2.1. Xác định mô men cản quay vòng. 38

3.3.2.2. Xác định lực tác dụng lên vành tay lái 40

3.3.3. Tính bền hệ thống lái 41

3.3.3.1 Xác định lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng xoắn – thanh răng. 42

3.3.3.2 Kiểm tra bền. 44

3.3.4. Tính bền trục lái 45

3.3.5. Tính bền đòn kéo ngang. 47

3.3.6. Tính bền đòn kéo dọc. 48

3.3.7. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái 49

3.3.8. Tính bền khớp cầu. 50

3.3.8.1. Tính ứng suất chèn dập tại bề mặt làm việc của khớp cầu. 50

3.3.8.2. Kiểm tra khớp cầu theo điều kiện cắt 51

CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI ……..52

4.1. Các yêu cầu chung... 52

4.2. Bảo dưỡng hệ thống lái..53

4.2.1. Nội dung bảo dưỡng………………53

4.2.2. Một số nội dung bảo dưỡng, kiểm tra chính. 53

4.3. Tháo lắp hệ thống lái xe Nissan Navara LE 2.5 MT.. 63

4.4. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống lái và biện pháp khắc phục.72

KẾT LUẬN…………………………………………………………………………………...............76

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………............................78

MỞ ĐẦU

   Ngay từ khi ra đời, ôtô đã chứng tỏ được tầm quan trọng của mình trong cuộc sống của con người. Sản xuất ôtô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ôtô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ngay ở nước ta số ôtô cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ xe trên đường ngày càng cao. Từ đó đến nay ngành công nghiệp ôtô không ngừng phát triển về số lượng cũng như chất lượng nhằm đáp ứng yêu cầu ngày một cao và khắt khe hơn của người sử dụng. Ngành công nghiệp ôtô đóng vai trò rất quan trọng trong sự tăng trưởng của nền kinh tế ở các quốc gia, đặc biệt ở một số nước phát triển đã chọn ngành công nghiệp ôtô là ngành mũi nhọn.

   Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa rất mạnh mẽ, ngành công nghiệp ôtô Việt Nam mới ra đời còn non trẻ khi mới chỉ dừng lại ở quy mô lắp ráp, sửa chữa, chế tạo một số chi tiết nhỏ với tỷ lệ nội địa hóa tăng dần theo thời gian nhưng tương lai hứa hẹn có nhiều khởi sắc. Hiện nay các loại xe được khai thác sử dụng trong nước bao gồm nhập khẩu từ nước ngoài và một phần lắp ráp trong nước, các loại xe này có các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện địa hình và khí hậu Việt Nam. Do đặc thù khí hậu nước ta là nhiệt đới gió mùa ẩm, địa hình nhiều đồi núi, độ ẩm cao nên nhìn chung là điều kiện khai thác tương đối khắc nghiệt. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá và kiểm nghiệm các hệ thống, các cụm trên xe là việc hết sức cần thiết để đảm bảo khai thác sử dụng xe có hiệu quả cao góp phần nâng cao tuổi thọ xe cũng như tính kinh tế.

   Hệ thống lái của ôtô là một hệ thống quan trọng dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một quỹ đạo xác định nào đó xét trên quan điểm quan điểm về an toàn chuyển động.

   Để góp phần thực hiện công việc trên và cũng là đúc rút lại những kiến thức sau 5 năm học tập trên ghế giảng đường Học viện em đã được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:

"Khai thác hệ thống lái trên xe Nissan Navara LE 2.5 MT ".

   Với đề tài như trên, nội dung đồ án được thể hiện qua các phần sau:

Chương 1: Giới thiệu chung về xe Nissan Navara LE 2.5 MT.

Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống lái xe Nissan Navara LE 2.5 MT.

Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe Nissan Navara LE 2.5 MT .

Chương 4: Hướng dẫn khai thác, sử dụng hệ thống lái.

   Với sự hướng dẫn tận tình của thầy: TS…………….. cùng các thầy giáo bộ môn ôtô quân sự - Khoa Động lực, em đã thực hiện đồ án này. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không khỏi có những chỗ còn thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!   

CHƯƠNG 1

   GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE NISSAN NAVARA LE 2.5 MT

1.1. Giới Thiệu Chung Xe Nissan Navara LE 2.5 MT

Thị trường xe bán tải tại Việt Nam hiên nay khá "ngột ngạt" với sự chen chân của khá nhiều cái tên trong phân khúc này. Với thiết kế xe theo hai phong cách bán tải truyền thống và bán tải - SUV làm tăng sự lựa chọn phù hợp với nhu cầu và thị hiếu người tiêu dùng. Một trong những cái tên nổi bật nhất trong phân khúc bán tải truyền thống với thiết kế cơ bắp nam tính là Nissan Navara LE 2.5 MT. Mẫu xe này được giới thiệu đến người tiêu dùng Việt Nam vào năm 2012 với phiên bản máy dầu cùng  2 phiên bản hộp số sàn 6 cấp và hộp số tự động 5 cấp. Nissan Navara được nhập khẩu nguyên chiếc từ Thái Lan.

Nissan Navara là sự kết hợp giữa cách bố trí chỗ ngồi tiện nghi và chủ động của một chiếc xe SUV với công nghệ gần gũi với một chiếc xe Sedan sang trọng. Với chiều dài cơ sở lớn nhất trong phân khúc (3200mm), Navara mang lại tính linh hoạt của một chiếc xe 5 chỗ thuần thúy với rất nhiều không gian bên trong mang đến sự yên tĩnh, cảm giác lái cũng như khả năng điều khiển hiếm có.

Trái tim của Nissan Navara hoàn toàn mới là động cơ diesel YD25DDTi mạnh mẽ chứ danh thế giới, phun nhiên liệu trực tiếp sử dụng đường ống dẫn chung kết hợp với bộ tăng áp biến thiên và bộ làm mát khí nạp tạo ra công suất là 174 mã lực tại 4000 v/p và 403 Nm tại 2000 v/p. Thêm vào đó, Navara sử dụng hệ thống trục cân bằng động cơ giúp mang lại khả năng siêu việt trong việc hạn chế tiếng ồn và rung động của động cơ. Động cơ diesel YD25DDTi 2.5L, 4 xy lanh thẳng hàng, trục cam kép DOHC 16 van với bộ tăng áp biến thiên (VNT), đạt tiêu chẩn khí thải Euro II.

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử ( EBD ) giúp cân bằng lực phanh giữa phía trước và phía sau mang lại hiệu quả phanh tối đa. Cùng lúc đó hệ thống chống bó cứng phanh ( ABS ) giúp tối ưu hóa hiệu quả phanh bằng cách tự động ngăn không cho bánh xe bị bó cứng cho phép lái xe có thể duy trì khả năng kiểm soát hướng ngay cả trong các tình huống phanh gấp. Hệ thống túi khí kép phía trước SRS bảo vệ lái xe và người ngồi kế bên trong tình huống va chạm.

1.2:. Thông số kỹ thuật xe Nissan Navara LE 2.5 MT

Các thông số kỹ thuật của xe Nissan Navara LE 2.5 MT thể hiện như bảng 1.1.

1.3. Đặc tính các cụm và hệ thống chính của xe Nissan Navara LE 2.5 MT

1.3.1. Động cơ

Nissan Navara tại Việt Nam trang bị động cơ diesel YD25DDTi 2.5L, phun nhiên liệu trực tiếp sử dụng đường dẫn chung và bộ làm mát khí nạp sản sinh công suất là 174 mã lực tại vòng tua 4000 v/p và mô-men 403 Nm tại vòng tua khá thấp 2000 v/p. Xy lanh thẳng hàng, trục cam kép DOHC 16 van với bộ tăng áp biến thiên (VNT), tỉ số nén 16,5 : 1. Sức mạnh này truyền qua hệ dẫn động 2 cầu chủ động cùng hộp số san 6 cấp.

1.3.2. Hệ thống truyền lực.

Nissan Navara cho phép chuyển các chế độ cầu xe ngay cả khi xe đang chạy với tốc độ dưới 100Km/h ( hệ thống chuyển cầu điện tử). Hệ thống kiểm soát 2 cầu điện tử với các chế độ dẫn động một cầu (2WD), 2 cầu ở số truyền cao (4H) và 2 cầu ở số truyền thấp (4LO). Quá trình chuyển chế độ cầu xe hoạt động rất êm và khó nhận biết được. Với khả năng này, người lái dễ dàng vượt qua các cung đường xấu hay hốc đá ghồ ghề mà không quá khó khăn, để truyền lực cho bánh xe chủ động ở cầu trước (cầu dẫn hướng)

 - Hộp số : Số sàn 6 cấp

 - Ly hợp : Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn và được dẫn động bằng thuỷ lực.

1.3.3. Hệ thống lái

Hệ thống lái xe Nissan Navara bao gồm cơ cấu lái bánh răng - thanh răng, dẫn động lái và trợ lực lái thuỷ lực.

- Cơ cấu lái loại bánh răng - thanh răng. Trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái.

- Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, bộ truyền bánh răng côn, thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối

1.3.4. Hệ thống phanh

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử ( EBD ) giúp cân bằng lực phanh giữa phía trước và phía sau mang lại hiệu quả phanh tối đa. Cùng lúc đó hệ thống chống bó cứng phanh ( ABS ) giúp tối ưu hóa hiệu quả phanh bằng cách tự động ngăn không cho bánh xe bị bó cứng cho phép lái xe có thể duy trì khả năng kiểm soát hướng ngay cả trong các tình huống phanh gấp.

1.3.6. Hệ thống điện

- Điện áp mạng: 12 V.

- Máy phát: 12V- 65A.

- Ắc quy: 12V- 35Ah.

- Thiết bị đo đạc: đồng hồ đa tầng, đồng hồ đo tốc độ, đồng hồ báo mức nhiên liệu, đồng hồ hiển thị vòng tua động cơ,...

1.3.7. Thiết bị phụ

 - So với phiên bản số sàn, phiên bản số tự động mới có thiết kế nội thất nhìn cao cấp và hiện đại hơn với nội thất bọc da, bảng tablo với chất liệu nhựa sáng màu tương tư ghế xe cùng "điểm nhấn" là các chi tiết nhựa sáng màu, không đơn điệu như phiên bản cũ. 

- Vị trí ghế ngồi ở hàng ghế trước của xe khá rộng rãi cùng với chất liệu ghế êm mang đến sự thoải mái cho người ngồi trong xe. Tuy nhiên hàng ghế sau vẫn mang nhược điểm của dòng xe bán tải với lưng ghế dựng thẳng gây khó chịu cho người ngồi khi di chuyển những đoạn đường dài. 

Đai an toàn của xe bán tải Nissan Navara được trang bị với 2 bước bảo vệ để giảm những chấn động khi giảm tốc đột ngột.

- Gương tự động chống lóa, an toàn hơn cho người điều khiển.

- Thiết bị chống trộm, chìa khóa điều khiển từ xa.

- Gạt mưa của xe có tính năng ngắt quãng để tránh làm ảnh hưởng đến tầm quan sát của lái xe.

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE NISSAN NAVARA LE 2.5 MT

2.1. Công dụng, yêu cầu hệ thống lái Nissan Navara LE 2.5 MT

2.1.1. Công dụng

Hệ thống lái là hệ thống điều khiển hướng chuyển động của xe, công dụng của hệ thống lái là dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô duy trì theo một quỹ đạo xác định nào đó.

Hệ thống lái bao gồm các bộ phận chính sau:

- Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: dùng để tăng và truyền mômen do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái.

- Dẫn động lái: dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và để đảm bảo động học quay vòng cần thiết của chúng.

2.1.2. Yêu cầu

Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Quay vòng ôtô thật ngoặt trong một thời gian ngắn trên một diện tích bé

- Điều khiển lái phải nhẹ nhàng thuận tiện : Lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên vô lăng (Plvmax) được qui định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn ngành:

+ Đối với xe du lịch và tải trọng nhỏ: P_lvmax < 150 ¸ 200 N;

+ Đối với xe tải và khách không được lớn hơn 500 N.

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống lái xe Nissan Navara LE 2.5 MT

Hệ thống lái trên xe Nissan Navara là hệ thống lái có trợ lực lái kiểu bánh răng - thanh răng nên giúp giảm nhẹ lao động cho người lái và tăng tính an toàn lao động. Dẫn động hệ thống lái thông qua trục lái, khớp các đăng và các khâu khớp trong hình thang lái, cơ cấu lái và bơm trợ lực lái được bố trí riêng, cơ cấu lái được bắt chặt vào khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng.

2.2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái

Sơ đồ nguyên lí cấu tạo hệ thống lái trên xe Nissan Navara LE 2.5 MT được thể hiện trên hình 2.1

2.2.2. Dẫn động lái

2.2.2.1. Vô lăng và trục lái

Vô lăng :

+ Vô lăng đặt bên trái : Pháp, Mỹ……( tính theo chiều chuyển động tịnh tiến của xe )

+ Vô lăng đặt bên phải : Anh, Thuỵ điển…. ( những nước thừa nhận luật đi đường bên trái )

 2.2.2.2. Thanh kéo bên

Thanh kéo bên gồm ba đoạn : đầu trên lắp khớp cầu của đòn quay, thân giữa và đầu dưới lắp khớp cầu của ngõng quay. Các đoạn này có thể liên kết với nhau bằng ren, thân giữa là một thanh tròn thẳng có đường kính nhỏ, hai đầu có ren trái phải lắp với lỗ ren tương ứng của đầu trên và đầu dưới. 

2.2.2.3 Khớp cầu

Chốt cầu bao gồm: Chốt cầu (1), chụp che bụi (2), ổ khớp cầu (3), bạc đệm (4), lò xo ép (5), nắp đậy (6). Cấu tạo được thể hiện trong hình 2.3

Loại khớp này cầu này được sử dụng phổ biến vì có kết cấu đơn giản, lại phù hợp với tải trọng cần thiết. Tuy nhiên có thể thấy rằng, một hệ thống lái như trên có số lượng khớp cầu nhiều, đa số lại nằm ở vị trí khuất, có không gian chật hẹp nên việc bôi trơn thường xuyên bằng mỡ là hoàn toàn không hợp lý. 

2.2.2.4. Ngõng quay bánh xe dẫn hướng

Ngõng quay của hệ thống lái này thường dùng cho kiểu treo McPherson có cấu tạo như trên hình 2.4.

Giảm chấn ống thủy lực được lắp cố định vào hai lỗ (6) trên ngõng quay, ty giảm chấn cũng là trục quay của ngõng quay. Phần dưới ngõng quay liên kết với đòn treo ngang bằng khớp cầu, cho phép ngõng quay dao động lên xuống và quay quanh trục. 

2.2.3. Hình thang lái

Hình thang lái được bố trí phía sau đường tâm trục cầu trước. Hình thang lái truyền động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng với tỉ số truyền là 0,984. Bộ phận chính của hình thang lái là cơ cấu hình thang lái, đó là cơ cấu 6 khâu bao gồm: hai thanh kéo bên, thanh răng, hai đòn quay bên (cam quay) và dầm cầu là đường thẳng tưởng tượng nằm trên đường tâm trục cầu trước vì hệ thống treo trước của xe là hệ thống treo độc lập.

2.2.4. Cơ cấu lái

Hệ thống lái bánh răng - thanh răng cũng có hình thang lái dạng sáu khâu và kết cấu điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng phải đặt ở thánh kéo bên. Tuy nhiên, kết cấu điều chỉnh của hệ thống này không giống với kết cấu đã xét trong phần trên do đặc điểm liên kết thanh kéo bên và thanh kéo ngang của hai hệ thống là khác nhau.

Bánh răng nghiêng (1) được làm liền trục với phần van phân phối (7), được đỡ bằn hai ổ bi lắp trong vỏ cơ cấu lái. Đầu trên của trục có then hoa để lắp khớp các-đăng với trục dẫn động. Thanh răng (3) ăn khớp với bánh răng (1) và luôn bị bạc tỳ của cụm điều chỉnh (4) đẩy sát về phía bánh răng nhờ lực đàn hồi của lò xo. 

Trục răng được chế tạo bằng thép, trục răng quay trơn nhờ 2 ổ bi đặt trong vỏ của cơ cấu lái. Điều chỉnh các ổ này dùng một êcu lớn ép chặt các ổ bi, trên vỏ êcu có phớt che bụi. Để đảm bảo trục răng quay nhẹ nhàng thanh răng có cấu tạo răng nghiêng, phần cắt răng của thanh răng nằm ở phía trái, phần thanh còn lại có tiết diện tròn.

2.2.5. Trợ lực lái

Các bộ phận chính của trợ lực lái: gồm có xi lanh lực, bơm thủy lực và van phân phối. 

Xe sử dụng trợ lực lái thủy lực với van phân phối kiểu van xoay. Van phân phối được bố trí kết hợp với cơ cấu lái cùng với trục bánh răng trụ xoắn, xi lanh lực được bố trí kết hợp với thanh răng có nghĩa là kết hợp nằm trên thanh lái ngang. Việc bố trí chung một khối các bộ phận như trên có các ưu điểm sau:

+ Do xi lanh lực và van phân phối đặt trong cơ cấu lái nên kết cấu của bộ trợ lực lái rất nhỏ gọn làm tăng không gian bố trí các bộ phận khác trên xe rất phù hợp với xe có cầu trước chủ động dẫn hướng, động cơ đặt trước.

+ Do xi lanh lực đồng thời cũng chính là vỏ thanh răng, pít tông được lắp kết hợp luôn với thanh răng, van phân phối kết hợp trên trục bánh răng trụ răng xoắn nên khối lượng công việc thiết kế các chi tiết này sẽ giảm đi nhiều.

2.2.5.1. Xi lanh lực

Cụm xi lanh lực được bố trí kết hợp với thanh răng, nó biến đổi năng lượng chất lỏng thành năng lượng cơ khí được tiêu hao cho việc giảm nhẹ quay vòng bánh xe. Đặc điểm kết cấu của cụm xi lanh lực thể hiện trên hình 2.8.

Xi lanh lực đồng thời cũng chính là vỏ thanh răng, trên xi lanh có khoan các lỗ để bắt với các đường ống cao áp từ van phân phối xuống. Pít tông được đặt trên thanh răng, và thanh răng dịch chuyển do áp suất dầu tạo ra từ bơm trợ lực lái tác động lên pít tông theo cả hai hướng. 

2.2.5.2. Bơm thủy lực

a) Cấu tạo

Bơm dầu trợ lực lái là bơm kiểu cánh gạt dẫn động bằng đai từ trục khuỷu động cơ. Bơm thủy lực là nguồn cung cấp năng lượng cho bộ phận trợ lực lái. Trên xe sử dụng bơm thuỷ lực là loại bơm kiểu rôto cánh gạt và được dẫn động bằng dây đai từ puly trục khuỷu.

b) Nguyên lý làm việc của bơm trợ lực

Khi động cơ làm việc, trục bơm được dẫn động và kéo rô to cùng các cánh gạt quay. Lực ly tâm tác động cho các cánh gạt văng ra tỳ sát vào bề mặt ô van của stato. Cánh gạt quay làm thể tích của khoang chứa dầu thay đổi. 

2.2.5.3. Van phân phối

Đặc điểm kết cấu của van phân phối thể hiện trên hình 2.10. Van phân phối được bố trí trong cơ cấu lái cùng với trục bánh răng trụ răng xoắn, trên hình 2.11.a cho thấy trục van phân phối (trục van điều khiển) và trục bánh răng trụ răng xoắn được nối với nhau bằng một thanh xoắn. 

Van điều khiển kiểu quay trong cơ cấu lái quyết định dầu từ bơm sẽ đi đến buồng nào của xy lanh lực. Thanh xoắn có tiết diện nhỏ và dài nên đóng vai trò phần tử đàn hồi. Khi quay vành tay lái, sức cản quay vòng của bánh xe làm thanh xoắn biến dạng, trục van điều khiển xoay tương đối so với van quay gây ra sự trùng các mặt vát của trục van điều khiển với các lỗ hướng tâm của van quay để đóng mở các đường dầu.

2.3. Nguyên lý làm việc trợ lực lái xe Nissan Navara LE 2.5 MT

2.3.1. Trường hợp xe đi thẳng

Khi xe đi thẳng thì trục van phân phối sẽ không quay mà nó sẽ nằm ở vị trí trung gian so với van quay. Dầu do bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng "D" và buồng "D". Các buồng trái và phải của xi lanh bị nén nhẹ nhưng do không có sự chênh lệch áp suất nên không có lực trợ lái.

2.3.2. Trường hợp xe rẽ phải

Khi xe quay vòng sang phải, thanh xoắn bị xoắn và trục van phân phối theo đó quay sang phải. Các lỗ X và Y hạn chế dầu từ bơm để ngăn dòng chảy vào các cổng "C"và cổng "D". Kết quả là dầu chảy từ cổng"B" tới ống nối "B" và sau đó tới buồng xi lanh phải, làm thanh răng dịch chuyển sang trái và tạo lực trợ lái. 

2.3.3. Trường hợp xe rẽ trái

Khi xe quay vòng sang trái thanh xoắn bị xoắn và trục van phân phối cũng quay sang trái. Các lỗ X' và Y' hạn chế dầu từ bơm để chặn dòng chảy dầu vào các cổng "B" và"C". Do vậy, dầu chảy từ cổng "C" tới ống nối "C" và sau đó tới buồng xi lanh trái làm thanh răng dịch chuyển sang phải và tạo lực trợ lái.

2.3.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động

2.3.4.1. Cảm giác mặt đường

Trong quá trình quay vòng, áp suất trong khoang làm việc của xi lanh lực tăng tỉ lệ với momen cản quay vòng bánh xe và sự dịch chuyển tương đối giữa trục van điều khiển và van quay, hay nói cách khác là độ biến dạng của thanh xoắn. 

2.3.4.2. Tính tùy động

Khi đang đánh tay lái, người lái xe dừng lại (không quay tiếp tục) xu hướng của momen cản đang gia tăng sẽ tác động lên pít tông của cụm xi lanh lực theo chiều ngược lại với chiều điều khiển của người lái. Đồng thời khi người lái không đánh tay lái nữa cũng có nghĩa là áp suất dầu trong khoang xi lanh lực sẽ không tăng lên nữa và thanh xoắn được giữ ở một góc xoắn nhất định. 

CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE NISSAN NAVARA LE 2.5 MT

3.1. Các thông số đầu vào

Thông số đầu vào thể hiện như bảng 3.1.

3.2. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái

3.2.1. Kiểm nghiệm động học hình thang lái

3.2.1.1. Điều kiện quay vòng đúng

Theo lý thuyết quay vòng của các bánh xe dẫn hướng: điều kiện quay vòng lý tưởng để các bánh xe không bị trượt bên.

Như vậy, ta có thể thấy để đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng lăn không trượt khi vào đường cong thì hiệu cotg các góc quay vòng bánh xe dẫn hướng bên ngoài và trong ngoài phải luôn luôn bằng một hằng số B₀/L.

3.3.1.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học

- Vẽ hình thang lái theo tỷ lệ tương ứng.

- Xác định các cặp góc (a_i,b_i).

- Dựng hình chữ nhật ABCD với: AD = L; CD = B₀.

- Xác định các trung điểm G, G’ của AB và CD.

- Nối G với C →GC là đường lý thuyết theo phương trình (3.1).

- Kéo dài các cạnh của các cặp góc (a_i,b_i) cắt nhau tại các điểm E_i.

Để hạn chế sự trượt ngang của các bánh xe dẩn hướng thì các điểm E_i càng gần GC càng tốt.

 3.3.1.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số 

+ Xác định các giá trị của hệ số d_i tương ứng với từng cặp góc (a_i, b_i) khác nhau theo công thức (3.16).

+ Các giá trị d_i càng gần bằng 1 thì khi ôtô quay vòng với các bán kính khác nhau, các bánh xe dẫn hướng không bị trượt bên hoặc có trượt bên không đáng kể.

+ Kết quả tính toán cụ thể theo công thức (3.16) được lập thành bảng dưới đây.

Đối với các ôtô hiện đang sử dụng hệ số dao động d_i trong khoảng d = 0,9 ÷ 1,07. Như vậy dựa theo kết quả tính toán có thể thấy hình thang lái của xe đảm bảo điều kiện quay vòng không xảy ra trượt bên.

3.3.1.4. Động học hình thang lái 6 khâu

Khi bánh xe bên trái quay đi một góc a và bên phải quay đi một góc b, lúc này đòn bên của bánh xe bên phải hợp với phương ngang một góc (q-b) và bánh xe bên trái là (q +a).

3.3.2. Xác định mô men cản quay vòng

3.3.2.1. Xác định mô men cản quay vòng

Trạng thái nặng nề nhất khi quay vòng xe là khi xe đứng yên tại chỗ. Lúc đó momen cản quay vòng tác dụng lên một bánh xe dẫn hướng được tính theo công thức: sẽ bằng tổng momen cản lăn của bánh xe dẫn hướng M₁, momen cản do bánh xe trượt vết tiếp xúc trên đường M₂, và momen do tính ổn định chuyển động thẳng M₃.

a) Mô men cản lăn M₁

Ta có:

G₁: là tải trọng tác dụng lên cầu trước dẫn hướng, G₁ = 1290 (kG)

a: là cánh tay đòn của bánh xe dẫn hướng a = 0,03 (m).

f: là hệ số cản lăn ta xét trong trường hợp ôtô chạy trên đường nhựa và khô, chọn f = 0,015.

Thay số vào (3.18) ta được: M₁= 2,85 (Nm)

b) Mô men cản lăn do bánh xe trượt vết tiếp xúc trên đường M₂

Khi có lực ngang Y tác dụng lên bánh xe thì bề mặt tiếp xúc giữa lốp và đường sẽ bị lệch đi đối với trục bánh xe. Nguyên nhân lệch này là do sự đàn hồi bên của lốp. Điểm đặt của lực Y sẽ nằm cách hình chiếu của trục bánh xe một đoạn x về phía sau (hình 3.4). 

Với j là hệ số bám. Ta chọn j = 0,8

Vậy: M₂= 259,68 (Nm)

c) Momen do tính ổn định chuyển động  thẳng M₃­­­­­­­­

Giá trị của M₃ thường rất nhỏ lấy M₃ = 0.

d) Hiệu suất dẫn động của trụ đứng và hình thang lái

Vậy momen cản quay vòng của cả hai bánh xe là M_S = 2.M_c = 728,5(Nm).

3.3.2.2. Xác định lực tác dụng lên vành tay lái

Khi đánh lái trong trường hợp ôtô đứng yên tại chỗ thì lực đặt lên vành tay lái để thắng được lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng là lớn nhất. 

Ta có:

M_c: là mômen cản quay vòng.  M­_c = 364,25(Nm).

R: là bán kính vành lái. R = 0.18 (m).

i_w: là tỷ số truyền cơ cấu lái . i_w = 18

h_th: là hiệu suất thuận của cơ cấu lái, đối với cơ cấu lái bánh răng - thanh răng hiệu suất thuận, h_th = 0,75.

i_d: là tỷ số truyền của truyền dẫn động lái, i_d  = 0,984.

Vậy thay vào công thức (3.23): P_vlmax = 152,35 (N).

3.3.3. Tính bền hệ thống lái

3.3.3.1 Xác định lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng xoắn – thanh răng

a) Lực vòng tác dụng lên bánh răng: 2742,3 (N)

b) Lực hướng tâm tác dụng lên bánh răng: 

Thay số vào ta được: P_r= 149,48 (N)

d) Mômen tác dụng lên bánh răng trụ: 68557,5 (N.mm)

3.3.4. Tính bền trục lái

Trục lái làm bằng thép 20 có ứng suất cho phép 80MN/m². Trục lái chế tạo đặc có đường kính: d = 20 mm.

Ta có:

P­_vl: lực cực đại tác dụng lên vành tay lái. P­_vl = 152,35 (N).

R: bán kính vành tay lái. R = 180 (mm).

W_x: mô đun chống xoắn: 1600 (mm³)

Thay số vào công thức (3.12): r_x = 17,14 (N/mm²)                     

Góc xoắn tương đối không vượt quá (5,5^° - 7,5^°)/m                         

Suy ra,  trục lái đảm bảo góc xoắn tương đối. Như vậy trục lái đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

3.3.5. Tính bền đòn kéo ngang

Trong quá trình làm việc đòn kéo ngang chỉ chịu kéo nén theo phương dọc trục. Do vậy khi tính bền ta chỉ cần tính kéo, nén và lực tác dụng từ bánh xe. Tính bền đòn kéo ngang theo chế độ phanh cực đại.

Ta có:

G₁:  tải trọng  trong trạng thái tĩnh. G₁ = 12655 (N).

M_1p: hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu trước khi phanh, M_1p= 1,4.

j : hệ số bám giữa lốp và mặt đường. j = 0,8.

Thay vào công thức (3.14) ta được: P_pmax =14173 (N)

Qua sơ đồ phân tích lực trên ta có: Q₂ = Q.cos(ɣ) = 2214,5.cos(9,2º) =2186 (N)

Đòn kéo ngang được chế tạo bằng thép ống CT20 có đường kính trong và ngoài lần lượt là: D = 20 mm; d = 10mm.

[s_b] = 350 (kg/cm²) = 35 (MN/m²)

Với hệ số dự trữ bền ổn định: n = 2 ta có: [s_b] = 17,5 (MN/m²)

Vậy đòn kéo ngang đảm bảo độ bền và độ ổn định.

3.3.6. Tính bền đòn kéo dọc

Để đảm bảo an toàn và tính ổn định trong quá trình làm việc, đòn bên được làm bằng thép 20X. Đòn bên của dẫn động lái chủ yếu chịu ứng suất uốn. Do vậy ta tính bền theo điều kiện uốn:

M_u = AB .Q₂=160 .2186 = 349760 (Nmm) 

Với  b = 30 mm; h = 20 mm .

Lấy hệ số an toàn n = 1,5 và với thép 20X.

Nên thoả mãn điệu kiện bền uốn.

3.3.7. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái

Thanh nối của dẫn động lái 6 khâu do ở hai đầu là khớp nên chỉ chịu kéo nén đúng tâm. Ta tính thanh nối trong trường hợp chịu lực phanh cực đại:

Thanh uốn chịu lực nén: Q₁ = 1674,8 (N).

Do đó đòn nối bên của dẫn động lái đủ bền trong quá trình làm việc.

3.3.8. Tính bền khớp cầu

Khớp cầu được bố trí trên đòn kéo dọc, đòn ngang hệ thống lái. Chúng là khâu quan trọng của dẫn động lái. Khớp cầu có lò xo nén đặt hướng kính.Vật liệu chế tạo khớp cầu là thép 20XH.

Với điều kiện là khớp làm việc ở chế độ tải trọng động và chịu va đập. Khớp cầu được kiểm nghiệm độ bền theo ứng suất chèn dập tại vị trí làm việc và kiểm tra độ bền cắt tại vị trí có tiết diện nguy hiểm.

 Kiểm tra bền khớp cầu:

+ Lực tác dụng lên khớp cầu cũng chính là lực phanh cực đại P_pmax: P_pmax  = Q = 2214,5 (N)

CHƯƠNG 4

HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI

Việc bảo khai thác, sử dụng là việc làm thường xuyên liên tục của người lái xe và thợ nhất là đối với chủ xe, có như vậy mới đảm bảo giữ tốt, dùng bền, an toàn tiết kiệm.

Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra hư hỏng làm mất khả năng điều khiển xe, do đó có thể gây nên những tai nạn bất ngờ. Chính vì vậy việc thường xuyên kiểm tra hệ thống lái là một việc làm cần thiết bảo đảm tính an toàn sử dụng cho xe. 

Dưới đây là một số yêu cầu chung và một số nội dung cụ thể trong chăm sóc bảo dưỡng hệ thống lái, một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục.

4.1. Các yêu cầu chung

Trên cơ sở nắm vững đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống lái, trong quá trình sử dụng bảo dưỡng sửa chữa ta phải tuân thủ một số yêu cầu sau:

- Phải thường xuyên kiểm tra mức dầu trong trợ lực, thông rửa các phần tử lọc của bơm, thường xuyên kiểm tra độ kín khít của các mối ghép và đường ống trong trợ lực.

- Không tự ý tháo cơ cấu lái, van phân phối hay bơm trợ lực. Khi tháo lắp các chi tiết của các bộ phận này phải đảm bảo thợ có tay nghề cao và đảm bảo vệ sinh công nghiệp.

4.2. Bảo dưỡng hệ thống lái

4.2.1 Nội dung bảo dưỡng

4.2.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên

Thường xuyên kiểm tra các chỗ nối, các ổ có bị lỏng ra không và còn chốt chẻ không. Kiểm tra độ rơ vành tay lái và xem có bị kẹt không.

4.2.1.2. Bảo dưỡng 1

Kiểm tra và xiết lại ổ, các khớp nối, kiểm tra các chốt chẻ. Kiểm tra độ rơ vành tay lái và của các khớp thanh lái ngang. Kiểm tra và bổ xung dầu trợ lực lái, bơm mỡ các khớp. Kiểm tra độ căng dây đai bơm dầu.

4.2.1.3 Bảo dưỡng 2

Kiểm tra dầu trợ lực lái, nếu cần thiết thì thay dầu. kiểm tra điều chỉnh độ rơ ở các khớp cầu của thanh lái dọc, ngang. Bơm mỡ đầy đủ vào các vú mỡ.

* Khi bảo dưỡng sửa chữa phải tuân thủ một số quy định sau:

+ Tháo lắp đúng thứ tự.

+ Làm đúng, làm hết nội dung bảo dưỡng sửa chữa.

+ Không làm bừa làm ẩu.

+ Đảm bảo vệ sinh công nghiệp, các chi tiết tháo lắp phải để đúng nơi quy định.

4.2.2. Một số nội dung bảo dưỡng, kiểm tra chính

Độ an toàn chuyển động của xe phụ thuộc vào hành trình tự do của vành tay lái. Hành trình tự do của vành tay lái được kiểm tra bằng thước khi động cơ làm việc ở chế độ không tải và bánh trước ở vị trí thẳng.

* Các bước tiến hành để đo hành trình tự do:

+  Kẹp thước đo hành trình tự do vành tay lái vào vỏ trục lái.

+ Đánh tay lái sang trái cho đến khi bánh trước của xe bắt đầu dịch chuyển thì dừng lại, đánh dấu vị trí lên thước.

+ Quay vành tay lái theo hướng ngược lại cho đến  khi bánh xe dịch chuyển.

4.2.2.2. Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng

+ Kiểm tra xem vô lăng có bị lệch tâm hay không.

+ Dán băng dính che lên tâm bên trên của vô lăng và nắp trên của trục lái.

+ Lái xe theo đường thẳng trong 100 m với tốc độ không đổi 56 km/h, giữ vô lăng để duy trì hướng chạy.

4.2.2.3. Điều chỉnh góc quay vô lăng

+ Vẽ một đường thẳng trên thanh nối và đầu thanh răng ở chỗ có thể nhìn thấy dễ dàng.

+ Dùng thước dây, đo khoảng cách giữa đầu thanh nối và ren đầu thanh răng.

+ Tháo 2 kẹp cao su chắn bụi bên trái và bên phải ra khỏi thanh răng.

+ Nới lỏng các đai ốc hãm bên trái và bên phải.

4.2.2.4.Kiểm tra áp suất, độ cao của lốp

+ Kiểm tra các lốp xem có bị mòn hay áp suất lốp chính xác chưa.

+ Áp suất lốp lúc nguội:

- Phía trước 220 kPa.

- Phía sau 210 kPa.

+ Dùng đồng hồ so, kiểm tra độ đảo của lốp.

- Độ đảo lốp: 1,4 mm (0,055 inch) hay nhỏ hơn.

4.2.2.5. Kiểm tra góc quay bánh xe

+ Quay vô lăng hoàn toàn sang trái và phải, và đo góc quay.

+ Góc quay bánh xe:

- Bánh Bên Trong 41°01’ +/- 2°.

- Bánh xe bên ngoài 35°21’

4.2.2.7. Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm

Kiểm tra độ chụm tiêu chuẩn theo bảng 4.1. Nếu độ chụm không như tiêu chuẩn, phải điều chỉnh các đầu thanh nối.

- Đo các độ dài ren của các đầu thanh răng bên phải và bên trái. Tiêu chuẩn chiều dài ren chênh lệch 1.5 mm hay nhỏ hơn.

- Tháo các kẹp bắt cao su chắn bụi thước lái.

- Nới lỏng các đai ốc hãm đầu thanh nối.

- Xiết chặt đai ốc hãm đầu thanh nối đến mômen xiết tiêu chuẩn: 75 Nm.

4.2.2.8. Kiểm tra, thay dầu trợ lực lái

Tiến hành thay dầu trợ lực lái: việc thay dầu trợ lực lái có thể tiến hành 2 lần 1 năm nếu xe hoạt động liên tục.

*) Các bước tiến hành:

+ Khi thay dầu phải kích bánh trước của xe lên và đỡ bằng giá để xe không chạm đất.

+ Tháo ống dầu hồi ra khỏi bình chứa rồi xả dầu vào khay.

+ Cho động cơ chạy không tải, đánh lái hết cỡ sang hai bên trong khi đang xả dầu.

4.2.2.9. Kiểm tra áp suất dầu trợ lực lái

+ Tháo ống cấp dầu cao áp ra khỏi hộp cơ cấu lái.

+ Xả khí hệ thống trợ lực lái.

+ Khởi động động cơ và để hệ thống chạy không tải.

4.2.2.10. Kiểm tra lực lái

+ Để vô lăng ở vị trí trung tâm.

+ Tháo cụm nút nhấn còi.

+ Khởi động động cơ và để động cơ chạy không tải.

4.3. Tháo lắp hệ thống lái xe Nissan Navara LE 2.5 MT

4.3.1 Dụng cụ cần thiết trong quá trình tháo, lắp hệ thống lái:

+ Kìm tháo phanh.

+ Đế từ của đồng hồ đo.

+ Panme ngoài 25 – 50 mm.

+ Đồng hồ đo đường kính xi lanh.

4.3.1.1 Dụng cụ đo:

+ Cờ lê lực: 20 Nm.

+ Cờ kê lực loại nhỏ: 0,8 – 1,3 Nm.

4.3.1.2 Bôi trơn và keo làm kín

- Dầu trợ lực lái, keo có mã số 08833 – 00080, THREE BOND 1344, LOCTITE 242 hay loại tương đương.

 Tháo cơ cấu lái thể hiện bảng 4.3.

Lắp cơ cấu lái thể hiện bảng 4.4.

4.4. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống lái và biện pháp khắc phục

Những hư hỏng thường gặp của hệ thống lái và biện pháp khắc phụcthể hiện như bảng 4.5.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian tập trung nghiên cứu, tham khảo tài liệu, tính toán, tìm hiểu thực tế cũng như kết hợp với kiến thức thu nhận được qua 5 năm trên giảng đường. Cùng với sự chủ động, nỗ lực cố gắng của bản thân đó còn là sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy: TS .................... cũng như tập thể các thầy giáo trong Bộ môn ôtô quân sự cùng các bạn đồng môn, em đã hoàn thành đồ án: “Khai thác hệ thống lái trên xe Nissan Navara LE 2.5 MT” đủ khối lượng, đúng tiến độ và thời gian.

Trong quá trình thực hiện đồ án em đã đi sâu vào 4 nội dung chính, tương ứng với 4 chương thuyết minh:

- Giới thiệu khái quát về xe Nissan Navara, trình bày tóm tắt các hệ thống trên xe, tính năng kỹ thuật của xe.

- Đồ án đi vào giới thiệu về hệ thống lái của xe Nissan Navara, phân tích kết cấu của cơ cấu lái, dẫn động lái và hệ thống trợ lực lái, chỉ ra ưu nhược điểm của hệ thống lái trên xe Nissan Navara LE 2.5 MT.

- Tiến hành tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái của xe Nissan Navara, với các bước kiểm nghiệm động học hình thang lái, tính bền cho một số chi tiết chính của cơ cấu lái.

- Đi sâu vào các vấn đề liên quan tới nâng cao độ tin cậy của hệ thống lái của xe Nissan Navara. Hướng dẫn khai thác, sử dụng. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục. Tháo lắp một số cơ cấu chính của hệ thống lái.

   Thông qua đồ án đã phần nao nói lên được tác dụng và vai trò quan trọng của hệ thống lái. Từ đó có những kinh nghiệm để nâng cao độ an toàn chuyển động và việc điều khiển xe được dễ dàng hơn.

   Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các Thầy tận tình chỉ bảo giúp đỡ.

   Em xin chân thành cảm ơn!

                                   Hà nội, ngày ... tháng ... năm 20...

                              Sinh viên thực hiện

                           .........................

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hướng dẫn ĐAMH Lý thuyết KC & TT ô tô QS, tập IV-Hệ thống lái (Trường ĐHKTQS, 1977)

2. Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập. Cấu tạo ôtô quân sự tập I, II (Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1995)

3. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh. Thiết kế tính toán ôtô máy kéo (NXB  Khoa học và Kỹ thuật - 2005)

4. Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập. Lý thuyết ôtô quân sự  (Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -2002)

5. Nguyễn Khắc Trai. Cấu tạo gầm ô tô tải, ô tô buýt, (NXB Giao thông vận tải, 2007)

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"