MỤC LỤC

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT CHUNG                                                    

1. Giới thiệu xe U RAL - 4320

2. Đặc tính kỹ thuật tóm tắt của xe

3. Các phần và hệ thống chính của xe

4. Khái quát chung về hệ thống lái

CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI ÔTÔ               

1. Khái quát chung về hệ thông lái ôtô U RAL - 4320

2. Nguyên lý trợ lực lái thuỷ lực thuỷ động

3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái ôtô

4. Nguyên lý làm việc trợ lực lái

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM DẪN ĐỘNG LÁI

1. Đặt vấn để

2. Thông số đầu vào

3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái

4. Tính bền các chi tiết dẫn động lái

CHƯƠNH IV : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

1. Đặt vấn đề

2. Một số yêu cầu chung

3. Chế độ bảo dưỡng hệ thống lái

4. Các nội dung bảo dưỡng chính

5. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục.

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU

   Thực hiện đồ án tốt nghiệp là một khâu quan trọng đối với mỗi học viên nhằm củng cố và hoàn thiện những kiến thức đã được trang bị, qua đó giúp cho mỗi người học hệ thống lại toàn bộ những kiến thức về chuyên nghành mình học, cũng qua đố bổ xung những kiến thức mà còn thiếu sót trong quá trình học tập, đồng thời giúp cho người học có phương pháp tư duy khoa học trước việc giải quyết một vấn đề cụ thể và nó cũng là yêu cầu bất buộc trong trương trình đào tạo kỹ sư quân sự tại Học viện kỹ thuật.

   Như chúng ta đã biết, ngành ô tô giữ một vị trí quan trọng trong hoạt động phát triển xã hội. Ô tô được dùng phổ biến  trong nền kinh tế quộc dâ, trong nhiề lĩnh vực khác nhau như giao thông vận tải, công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, quốc phòng, an ninh...

   Nhiều tiến bộ khoa học và kỹ thuật đã được áp dụng vào công nghệ chế tạo ô tô nhằm mục đích tăng khẳ năng phục vụ và độ tin cậy của ô tô. Các tiến bbộ này tập chung vào viêc đạt được mục đích là giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn tốt nhất cho mọi người, hàng hoá, phương tiện, tăng vận tộc chuyển động trung bình, tăng tính tiện nghi và tính kinh tế của ô tô.

   Ngày nay nền kinh tế của đát nướcđang trên đà phất triển trong đó công nghiệp ô tô đang không nghừng tang trưởng cả về quy mô và chất lượng sản xuất, chế tạo , lắp ráp.. Hiện tại và tương lai nhiều loại ô tô đã, sẽ được láp ráp và sản suất tai Việt Nam vói các thông số kỹ thuật pgù hợp với điều kiện khai thác sử dụng cụ thể đáp ứng với việc xuất khẩu sang các nước trong khu vực.

   Việc nắm vững những vấn đề về lý thuyết và kết cấu của xe, của từng hệ thống trên xe để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao, đáp ứng yêu cầu giữ tốt, dùng bền, an toàn, tiết kiệm, là một yêu cầu cần thiết đối với các cán bộ kỹ thuật nghành xe.

   Thực hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp là góp phần đáp ứng các yêu cầu tất yếu kể trên.

   Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của tôi là “Khai thác hệ thống lái  ô tô ural 4320” với các nội dung chính sau đây:

- Mở đầu.

- Giới thiệu chung về ô tô URAL-4320.

- Phân tích đặc điểm cấu tạo của hệ thống lái ô tô URAL-4320.

- Tính toán kiểm nghiệm.

- Hướng dẫn sử dụng.

- Đánh giá kết luận.

   Đồ án đã đ­ược thực hiện nhờ sự hư­ớng dẫn tận tụy của Thầy: TS…………., Giáo Viên Bộ môn xe, Khoa Động lưc Học viện kỹ thuật quân sự, sự giúp đỡ của các cấp và của đồng chí đồng đội cũng nh­ư sự nỗ lực tìm tòi, học hỏi, sự phát huy và tổng hợp kiến thức của bản thân tôi. Mặc dù đã rất nỗ lực như­ng chắc chắn đồ án sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót do hạn chế về mặt kiến thức và thời gian. Vì vậy, tôi rất kính mong đư­ợc sự chỉ bảo của các thầy giáo, sự góp ý của đồng chí đồng đội để trong những lần nghiên cứu sau đạt đư­ợc kết quả tốt hơn.

   Xin chân thành cảm ơn!

                                          Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                    Học viên thực hiện

                                 …………..

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU VỀ XE URAL-4320

1.1. Giới thiệu chung về xe URAL-4320.    

Ôtô xe URAL-4320 do nhà máy chế tạo ôtô URAL sản xuất năm 1977 đây là loại xe tải có nhiều công dụng và có tính năng thông qua caovới 3 cầu chủ động công thức bánh xe (6x6 ).

Hình dáng ngoai xe xem hình vẽ 1.

Xe URAL-4320 bố trí động cơ ở phía trước xe ngoài buồng lái. đây là kiểu bố trí phổ biến nhất trên các ôtô vận tải có công dụng chung.

Trên xe URAL- 4320 được trang bị thêm những thiết bị chuyên dùng để xe có thể hoạt động trong những điều kiện phức tạp nhằm nâng cao chất lượng sử dụng, chất lượng phục vụ chiến đấu và chiến đấu của xe.

 Nguồn khí nén cung cấp cho hệ thống điều chỉnh áp suất khí nén trong lốp là máy nén khí đặt trên xe, được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ thông qua bộ truyền đai. ở những ô tô có hệ thống phanh khí nén (hoặc thuỷ khí) như  URAL-4320, URAL -375D. Hệ thống này mắc song song dẫn động phanh khí nén.

Hệ thống lái trên xe kiểu cơ khí có trợ lực thuỷ lực gồm:

Cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái, cơ cấu lái kiểu trục vít - cung răng.

Với hình dáng, cấu tạo của xe như trên do vậy xe có tính năng cơ động rất cao hoạt động được trên nhiều địa hình (kể cả có đường và không có đường ). Xe cũng cho phép sử dụng trong điều kiện khí hậu, nhiệt độ từ -40⁰C đến 50⁰C .

1.2. Đặc tính kỹ thuật của xe URAL- 4320.

Các thông số cơ bản của xe thể hiện bảng 1.1.

1.3. Các phần và hệ thống chính của xe.

+ Động cơ: Là động cơ KAM AZ-740 chạy bằng nhiên liệu diezen, 4 kỳ, 8 xy lanh, bố trí hình chữ V, công suất lớn nhất 210 mã lực ở số vòng quay trục khuỷ 2600 vòng /phút, mô men soắn lớn nhất 65 KGm ở số vòng quay trục khuỷ 1400-1700 vòng/ phút.

+ Hệ thống truyền lực: Kiểu cơ khí có cấp, bố trí theo sơ đồ thông qua gồm ly hợp ,bộ chia(hộp số phụ đặt trước hộp số chính), hộp số chính, truyền động các đăng, cầu chủ động .

+ Phần vận hành: Gồm khung xe, hệ thống treo, hệ thống chuyển động.

- Khung xe; Kiểu 2 dầm dọc 6 dầm ngang phía trước có đòn chắn, phía sau có kết cấu  moóc kéo.

- Hệ thống treo; Gồm treo trước và treo sau.

+ Hệ thống phanh  gồm: Có hệ thống phanh chính, hệ thống phanh tay, hệ phanh bổ trợ và hệ phanh chậm dần.

- Hệ phanh chính; Cơ cấu phanh kiểu tang trống có hai guốc phanh ở tất cả các bánh xe.  Dẫn động phanh bằng thuỷ lực, khí nén kết hợp.

- Hệ phanh tay Cơ cấu phanh kiểu tang trống có hai guốc phanh ở bánh xe và dẫn động phanh cơ khí.

1.4. Khái quát chung về hệ thống lái ôtô.

1.4.1. Công dụng của hệ thống lái ô tô.

Hệ thống lái ôtô cùng với hệ thống phanh là hai hệ thống điều khiển ôtô thuộc phần gầm xe, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an toàn chuyển động của xe.

1.4.2. Yêu cầu cơ bản của hệ thống lái.

Việc phân tích đặc điểm kết cấu đối với hệ thống lái của một loại xe cụ thể cần phải căn cứ vào những yêu cầu cơ bản đối với nó để từ đó rút ra được những ưu, nhược điểm của hệ thống lái.

1.4.3 Cấu tạo chung hệ thống lái của ôtô.

Hệ thống lái ô tô gồm 3 phần chính:

Cơ cấu lái kiểu trục vít cung răng, dẫn động lái cơ khí và trợ lực lái thuỷ lực. Các phần tử của hệ thống lái cơ khí (xem hình 3)

1.5. Khái quát về hệ thống lái trợ lực.

Như trên đã giới thiệu, hệ thống lái trên xe của Ôtô URAL kiểu cơ khí có trợ lực thuỷ lực. Vì vậy trong phần này tôi muốn giới thiệu một vài nét chung nhất về trợ lực thuỷ lực của hệ thống lái.

1.5.1. Sự xuất hiện của trợ lực lái.

Khi ôtô mới ra đời thì hệ thống lái hoàn toàn chỉ bằng hệ thống cơ khí thuần tuý. Hiện nay thì hầu hết các xe vận tải và cả xe con đều có trợ lực trong hệ thống lái. Công nghẹ chế tạo ô tô ngày càng phát triển đã cho ra đời các xe có tải trọng lớn, tốc độ cao.

Ngoài ra còn do các nguyên nhân sau mà trợ lực lái ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến.

- Lốp có thành mỏng ,lốp có áp suất thấp và lốp có áp suất điều chỉnh ngày càng được sử dụng phổ biến.

- Ô tô có nhiều cầu dẫn hướng được sử dụng ngày càng nhiều.

- Ô tô vận tải cỡ lớn ngày càng được phát triển.

1.5.2. Yêu cầu đặt ra đối với hệ thống lái có trợ lực.

Các yêu cầu chính đặt ra với hệ thống lái có trợ lực:

1. Khi thợ lực lái bị hỏng hệ thống lái vẫn làm việc (lái nặng hơn).

2. Bộ trợ lực phải giúp cho người lái có cảm giác sức cản mặt đường làm tăng lực đánh vành tay lái tới giới hạn xác định, lực giới hạn bằng (100-150) N.

3. Hệ thống lái có trợ lực phải nhạy để thời gian xuất hiện trợ lực là ngắn nhất và đảm bảo tỷ lệ giữa lực tác dụng với góc quay giữa vành lái và bánh xe dẫn hướng (đảm bảo tác động tuỳ động học).

Sơ đồ khối hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực được mô tả ở hình.

- Bơm dầu sử dụng trong trợ lực lái thường là bơm dầu kiểu phiến gạt hoặc bơm dầu kiểu bánh răng. Bơm dầu, bầu dầu và các van thường được chế tạo liền khối, đặt trên động cơ xe, được dẫn động từ động cơ bằng dây đai hoặc bằng các bánh răng.

- Van phân phối kiểu con trượt dùng để điều khiển dòng dầu áp suất cao. Trong van phân phối có phần tử định tâm và phần tử phản lực, van phân phối được chế tạo với độ chính xác rất cao. 

Bố trí kiểu này cho phép giữ được kiểu cơ cấu lái cơ bản, giảm được chiều dài đường ống dẫn, bảo đảm an toàn cho hệ thống khi ô tô chuyển động trên đường gồ ghề và qua các vật cản. Sơ đồ này áp dụng trên xe (KRAZ-255B: MAZ-500 ...).

+ Bố trí bộ phận phân phối liền với cơ cấu lái nhưng tách biệt xi lanh công tác (hình 5c).

Sơ đồ này áp dụng trên xe URAL-375D và URAL-4320. Bố trí theo sơ đồ này khắc phục được một số nhược điểm ở các sơ đồ trên như giảm được các khâu liên kết, các chi tiết dẫn động lái chịu tải trọng nhỏ.

1.5.3. Kết luận

Việc sử dụng trợ lái bảo đảm tăng được tính linh hoạt và cơ động của ô tô do giảm được lực tác dụng lên vành tay lái của xe và chọn được cơ cấu lái có tỷ số truyền thích hợp.

Ngày nay trên phần lớn các ô tô buýt, ô tô vận tải hạng nặng và các ô tô chạy với vận tốc cao người ta đều sử dụng bộ phận trợ lực để giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái và đảm bảo an toàn ch ô tô khi chuyển động với vận tốc cao.

CHƯƠNG II

ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ URAL-4320

2.1. Khái quát chung về hệ thống Ô tô URAL-4320

Hệ thống lái ôtô URAL -4320 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực gồm có: Cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực.

- Cơ cấu lái: kiểu trục vít - cung răng tỷ số truyền của cơ cấu lái là 21,5.

- Dẫn động lái cơ khí:  bao gồm vành  lái, cọc lái, vỏ trục lái, trục lái, đòn quay đứng, đòn kéo dọc, hình thang lái, thanh lái ngang, cam quay, đòn kéo ngang và khớp nối, trục các đăng nối vành lái với cơ cấu lái.

- Trợ lực lái: là trợ lực lái thuỷ lực có các phần tử chính: Van phân phối và xi lanh lực đặc riêng biệt nhau, van phân phối bố trí ở trên đầu trục của cơ cấu lái còn xi lanh trợ lực đặt ở bánh trước phía bên phải của xe và liên kết với bánh bên trái thông qua các thanh của hình thang lái và các khớp nối. 

2.2. Nguyên lý trợ lực lái thuỷ lực thuỷ động.

Trợ lực lái thuỷ lực thuỷ động bao gồm các bộ phận chính là bơm dầu(nguồn cung cấp năng lương), xi lanh lực (cơ cấu chấp hành), van phân phối đống vai trò điều khiển, về nguyên lý có thể mô tả như (hình 6). có bốn đường dầu nối với van phân phối:

+ Đường dầu từ bơm đến (Đường dầu cao áp).

+ Đường dầu về bơm dầu (Đường dầu thấp áp).

+ Hai đường dầu đến hai khoang của xi lanh lực.

2.3. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái ôtô URAL- 4320.

2.3.1. Cơ cấu lái

Kết cấu cơ cấu lái ôtô URAL-4320 xem hình 7.

Cơ cấu lái ôtô URAL-4320 là cơ cấu lái  kiểu trục vít - cung răng đặt bên cạnh, tỷ số truyền cuả cơ cấu lái là 21,5.

Vỏ 1 của cơ cấu lái được làm bằng gang và được bắt chặt với dầm bên trái của khung xe bằng các bu lông đai ốc, phía ngoài của vỏ có gia công các vị trí để lắp ghép với các bộ phận của hộp tay lái và có các vị trí để nạp và xả dầu.

Cung răng 5 với các răng dạng  xoắn được chế tạo liền trục và được lắp vào vỏ của cơ cấu lái trên các vòng bi kim 24 các vòng bi này chịu tải trọng lớn. Do kết cấu của trục vít và sự giảm dần từ giữa ra về chiều dày của các răng trên cung răng về cả hai phía do vậy độ ăn khớp của cung răng và trục vít đảm bảo độ rơ nhỏ nhất ởkhoảng giữa. Sở dĩ có kết cấc như vậy để bảo đảm cho sự ăn khớp ở vùng giữa là tốt nhất vì vùng này là vùng thường xuyên làm việc vì vậy độ mòn của vùng này sẽ lớn hơn vùng ở phía cạnh ngoài. 

Trục cơ cấu lái được làm kín bằng phớt 7 và 27 đầu trên có then hoa để lắp với các đăng lái, liên kết then hoa này đảm bảo sự dịch của trục 6 với  van trượt 32 theo hướng dọc trục khi trợ lực lái làm việc, đầu dưới của trục cũng có then hoa để lắp với trục vít.

Như vậy qua phân tích đặc điểm của cơ cấu lái kiểu trục vít cung răng đặt ở bên cạnh trên xe URAL -4320. Kích thước và trọng lượng nhở 

- Có khả năng điều chỉnh được khe hở ăn khớp giữa trục vít và cung răng.

- Có tỷ số truyền cao hơn, song cũng có nhược điểm sau.

- Hiệu suất truyền của cơ cấu lái thấp h_th = 05 ¸0,65.

- Việc chế tạo cung răng phức tạp hơn đòi hỏi độ chính xác cao hơn 

2.3.2. Dẫn động lái.

Dẫn độnglái cơ khí gồm: vành lái, vỏ trục lái, trục lái đòn quay đứng, đòn kéo dọc, đòn kéo ngang, thanh bên hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, cam quay, các khớp nối và các đăng lái.

- Vành lái: Là một vành tròn, có cốt thép và được bọc nhựa, vành lái được lắp với trục lái 8 thônh qua mối ghép then và mối ghép ren. Kết cấu xem hình 8.

- Vỏ trục lái 3 là một ống bằng thép rỗng bên trong lồng trục lái,vỏ trục lái đượcbắt với giá ở phía trước bảng đồng hồ bằng đai kẹp.

- Trục các đăng 1 là một trục bằng thép ở 2 đầu có 2 khớp các đăng. Nạng của các khớp các đăng 15 được nối với ống lồng có then hoa 14 và được lắp trên lõi của cơ cấu lái 12 bằng mối ghép then hoa. 

Kết cấu của khớp cầu thanh lái dọc, đòn lái ngang xem hình 11.

2.3.3. Trợ lực lái.

Trợ lực lái trên xe ôtôURAL-4320 là trợ lực thuỷ lực thuỷ động có áp suất cao (65-90kg/cm² ) trợ lực lái bao gồm các bộ phận chính sau: bơm dầu (nguồn cung cấp năng lượng), xi lanh lực (cơ cấu chấp hành), van phân phối (phần tử điều khiển) và các đường ống dẫn dầu.

Sơ đồ bố trí chung xem hình 12.

a. Bơm dầu

Bơm dầu trợ lực lái ôtô URAL-4320 là loại bơm cánh gạt có tác dụng 2 chiều được dẫn động từ động cơ thông qua bộ truyền bánh răng. Ở phía sau của bơm dầu có van an toàn 18 khi nào áp suất dầu trên đường dầu chính lớn hơn áp suất quy định thì van an toàn sẽ mở ra để dầu từ mạch chính trở về bầu chứa dầu bảo đảm an toàn cho đường ống dẫn dầu và trợ lực lái.   

Kết cấu bơm dầu xem hình 13.

- Roto 20 của bơm được nối với trục 32 của bơm bằng then hoa trên Roto có xẻ rãnh để lắp các phiến gạt.

- Stato 22 của bơm có biên dạng ô van có các đường dầu vào, dầu ra lỗ chốt địng vị van phân phối trên stato có dấu để lắp ráp, để lắp đúng stato trên thân van có chốt định vị.

- Đĩa phân phối 19 được ép vào giữa stato và nấp của bơm bằng bu lông thông qua van an toàn áp suất và van an toàn lưu lượng trên đĩa có các rãnh để cung cấp dầu vào khoang làm việc và từ khoang làm việc tới các đường dầu cao áp.

b. Van phân phối : Xem hình vẽ 7.

- Van phân phối trợ lực lái  ôtô URAL-4320  là van phân phối kiểu con trượt có 3 gờ được định tâm với vỏ của van phân phối nhờ lò xo 11 và trụ phản lực 10.

- Van phân phối bao gồm: vỏ van phân phối 29, con trượt 30 lò xo van phân phối 11, trụ phẩn lực 10, các đường dầu .con trược 3 gờ có thể dịch chuyển về 2 phía mỗi phía tối đa là 2,08 ¸ 2,2mm giới hạn này được định vị bằng 2 vỏ đỡ của 2 ổ bi cầu 8 ở 2 đầu. Trong vỏ van phân phối có lắp van bi  31, van này bảo đảm cho dầu qua từ các khoang của xi lanh khi điều khiển xe nhưng trợ lực lái không làm việc.

c. Xi lanh lực.

Xi lanh lực của ôtô URAL - 4320 (hình 14) được đặt ở bánh trước phía bên phải của xe và được bắt chặt bằng khớp nối với giá đỡ nhíp. Ưu điểm của cách bố trí này so với cách bố trí ở xe khác là cho phép giảm được tải trọng cho đa số các chi tiết của hệ thống lái mà vẫn giữ nguyên cơ cấu lái nguyên thuỷ, tránh va đập từ  mặt đường qua bánh xe lên hệ thống lái. 

2.4. Nguyên  lý làm việc của trợ lực lái ôtô URAL - 4320.

 2.4.1. Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ nguyên lý xem hình 15.

2.4.2 Nguyên lý làm việc.

a. Khi xe đi thẳng: (hình 15.I)

Người lái giữ nguyên vành tay lái ở vị trí trung gian con trượt của van phân phối ở vị trí trung gian , nối thông đường dầu từ bơm dầu tới và đường dầu từ xi lanh lực hồi về, 2 khoang của xi lanh lực thông nhau, áp suất dầu trong xi lanh lực bằng nhau pít tông không dịch chuyển. 

b. Khi xe quay vòng : 

Khi tăng lực cản quay vòng bộ trợ lực lái bắt đầu làm việc.

+ Quay vòng bên trái (hình 15-II): Lực của người lái tác dụng lên vành lái thông qua cơ cấu lái truyền xuống đòn quay đứng làm cho trục vít chuyển động sang trái (xuống dưới ), con trượt của van phân phối cũng dịch chuyển xuống dưới đóng đường dầu cao áp vào khoang bên phải của xi lanh lực. 

+ Khi xe quay vòng bên phải (hình -15 III): Người lái tác dụng lực lên vành lái thông qua cơ cấu lái truyền xuống đòn quay đứng làm cho trục vít chuyển động sang phải (lên trên ) con trượt của van phân phối cũng dịch chuyển lên trên đóng đường dầu vào khoang bên trái của xi lanh lực đồng thời mở đường dầu cao áp vào khoang bên phải của xi lanh lực.

c. Tính tuỳ động. 

 Khi giữ nguyên vành tay lái ở vị trí quay vòng với bán kính quay vòng không đổi.

 Muốn giữ nguyên góc quay vòng của xe, người lái ngừng đánh tay lái và giữ nguyên lực tác dụng đặt lên vành tay lái. Tại thời điểm này thì con trượt 3 gờ của van phân phối vẫn ở vị trí mở để cung cấp dầu cao áp cho một khoang của xi lanh lực nào đó và đóng đường dầu cao áp tới khoang còn lại. 

e. Khi một bánh dẫn hướng bị thủng nhỏ.       

Khi đang chạy thẳng mà một bên lốp của cầu trước dẫn hướng bị thủng đột ngột hoặc ra vào một vật cản thì ôtô sẽ lệch về một phía. Khi không có trợ lực nổ lốp sẽ làm cho xe xu hướng quay vòng về phía lốp xịt. Khi có trợ lực nhờ bộ trợ lực làm việc như quay vòng vòng về phía ngược lại nên xe vẫn giữ được hướng chuyển động cũ mà khôg bị quay vòng về phía lốp bị thủng nhỏ.

f. Khi có trợ lực lái không làm việc.

Khi trợ lực lái không làm việc vị trí khi không nổ máy thì khả năng điều khiển ôtô của người lái vẫn còn. Lúc này hệ thống lái làm việc như hệ thống không có trợ lực. Khi người lái tác dụng lực lên vành tay lái sau khi tỳ vòng 28 (hình 11) vào vỏ van phân phối thì trục 6 sẽ quay tương đối so với van trượt đứng im lúc này van 31 sẽ đảm bảo cho dầu chảy từ khoang này sang khoang kia của xi lanh lực do đó làm cho quá trình quay vòng bánh xe dẫn hướng dễ dàng hơn.

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN KIỂM  NGHIỆM DẪN ĐỘNG LÁI

3.1. Đặt vấn đề.

Tính toán kiểm nghiệm dẫn động lái cơ khí là một việc tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái. Tính toán kiêm nghiệm dẫn động lái cơ khí bao gồm: tính toán động học hình thang lái và tính bền cho các chi tiết của dẫn động lái.

Tính toán kiểm tra động học của dẫn động lái nhằm kiểm tra dẫn động lái theo điều kiện trượt bên của các bánh xe dẫn hướng khi ôtô quay vòng. Có hai phương pháp kiểm tra động học và hình thang lái là phương pháp đại số và phương pháp hình học (thông số đầu vào cho tính toán kiểm tra dẫn động lái cho trong bảng 3.1)

3.2. Thông số đầu vào.

Các thông số vào xác định theo các tài liệu và trên xe thực được tổng hợp trong các bảng 3.1.

3.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái.

3.3.1. Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học.

Để khi quay vòng các bánh xe hai bên không bị trượt ngang thì điều kiện quay vòng lý tưởng.

Ta có:

a_i - góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài (độ)

b_i - góc quay của bánh xe dẫn hướng trong (độ)

B_O - Khoảng cách giữa 2 trụ đứng (mm)

L - Chiều dài cơ sở của xe (mm)

Theo lý thuyết thì để đảm bảo điều kiện trên cần phải có một cơ cấu 18 khâu, nhưng thực tế trên các xe hiện này sử dụng cơ cấu 4 khâu trong dãn động lái. Do vậy cần phải kiểm tra đánh giá việc đáp ứng yêu cầu trên.

Thực tế các giá trị a_i do có cấu hình thang lái tạo ra không đảm bảo công thức (3.1) nên các bánh xe sẽ bị trượt ngang. Mức độ trượt ngang càng ít khi các giao điểm E_i càng gần đường GC.

3.3.2. Trình tự tiến hành kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học

1. Vẽ trên giấy kẻ ly các kích thước cơ bản L, B_O, m, n theo đúng tỷ lệ xích.

2. Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị b_i khác nhau.

Bằng phương pháp hình học xác định các góc quaya_i tương ứng của bánh xe bên ngoài (hình 2).

4. Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm E_i

5. Nếu các điểm E_i nằm trên hoặc nằm gần đoạn thẳng GC thì ôtô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng không bị trượt bên song không có đáng kể.

(Hình 2) Xác định góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài bằng phương pháp hình học(Trên giấy kẻ ly).

(Hình 3) Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học (Trên giấy kẻ ly).

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

Trình tự tiến hành như sau:

- Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị b_i khác nhau.

- Bằng phương pháp đồ thị  xác định các góc quaya_i tương ứng các bánh xe ngoài (hình 2 )

- Xác định các giá trị của hệ số d_i tương ứng với từng cặp ai và  b_i theo công thức (3.3).

- Các gí trị d_icàng gần 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 song không đáng kể.

Phần tính toán cụ thể:

Theo công thức (3.3)

Khi b₁ = 5^O ta có a₁ = 4,8^o

Vậy d₁ =0,790

Khi b₂ = 10^O ta có a₂ = 9,2^O

Vậy d₂ =0,737

Khi b₆ = 30^O ta có a₆ = 24^O

Vậy d₆ = 0,713

Khi b₆ = 40^O ta có a₆ = 30,4^O

Vậy d₆ = 0,723

* Kết luận: Qua kiểm tra động học hình thang lái ôtô URAL-4320 bằng 2 phương pháp ta thấy khi ôtô quay vòng các bánh xe dẫn hướng vẫn bị trượt bên nhưng sự trượt bên của bánh xe là nhỏ như vậy vẫn cho phép sử dụng xe với kết cấu hình thang lái đã có.

3. 4. Tính bền các chi tiết dẫn động lái.

3.4.1. Xác định mô men cản quay vòng.

a. Sơ đồ tính toán dẫn động lái.

Tính bền cho các chi tiết dẫn động lái ôtô phải xem xét đến vị trí của các chi tiết đó trong dẫn động. 

Đối với hệ thống lái có trợ lực cần chú ý vị trí đặt xi lanh lực. Tuỳ theo sơ đồ bố trí các chi tiết của dẫn động lái mà tải trọng tác dụng lên các chi tiết sẽ khác nhau.

b. Xác định mô men cản quay vòng

 - Khi ô tô quay vòng xe xuất hiên mô men cản quay vòng tác dụng lên hệ thống lái. Mô men cản quay vòng khi xác định ta đặt lên tâm quay vòng của trụ đứng, khi tính toán xác định mô men cản quay vòng ở chế độ nặng nề nhất, nghĩa là mô men làm quay bánh xe dẫn hướng từ phải qua trái hoặc từ trái qua phải.

- Việc xác định mô men cản quay vòng M_c một cách chính xác, khó khăn do có nghiều yếu tố ảnh hưởng đến M_c. Trong tính toán thường sử dụng các công thức thực nghiệm.

* Các yếu tố ảnh hưởng đến Mô men cản quay vòng (M_c) là:

- Tải trọng phân ra cầu trước (bánh xe dẫn hướng G₁)

- Hệ số ma sát lốp và đường.

- Kích thước, dạng vết bánh xe với mặt đường. ab

- Áp suất lốp, kết cấu hoa lốp, độ cứng ngang của lốp.

- Bán kính quay vòng của bánh dẫn hướng.

Có nhiều công thức xác định Mômen cản( M_c) theo ý nghĩa vật lý thì.

M_c=M₁+M₂+M₃                         (3.4)

Trong đó:

M₁- Mô men cản lăn.

M₂- Mô men cản ngang.

M₃- Mô men cản do ma sát trong dãn động lái quy về trụ đứng.

Ở đây sử dụng công thức gần đúng của LuKin:

M_C= G₁.(f.a+0,14.r).            (3.5)

Thay các giá trị từ bảng (3.2 và 3.3) ta có: M_C=310,698 KGm.

3.4.2. Tính bền cho các chi tiết dẫn động lái

Trong đồ án này, chỉ tiến hành kiểm bền cho đòn quay đứng, thanh lái dọc, thanh lái ngang.

a. Tính bền đòn lái đứng.

Đòn lái đứng được kiểm bền theo ứng suất kéo tương đương và ứng suất xoắn tại tiết diện nguy hiểm.

 Sơ đồ tính toán đòn quay đứng (hình 5)

 Xác định lực tác dụng lên đòn quay đứng.

Ta có:

P_max - lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái p_max = 45KG

R - bán kính vành tay lái R=275 mm=27,5 Cm

L_đ - chiều dài đòn quay đứng. L_đ=210 mm= 21 Cm

Thay số vào(3.6) ta có: P_đ = 1266,964 KG

Mà  mô men chống xoắn được xác định băng công thức.

w_x =a . h . b² (cm³)                (3,9)

Trong đó: a- Hệ số phụ thuộc vào tỷ số ở đây a = 0,5

Thay số vào (3.9) ta có: W_x= 0,5.8.4²= 64 cm³

Thay các giá trị tìm được vào công thức (3.7): s_tđ=143,803 KG/cm²

Đòn lái đứng làm bằng thép các bon trung bình 40x tôi và ram có [s] = 1000KG/cm²; [t] = 700 KG/cm².

Hệ số an toàn n_ú=2,3 ;  n_ح=1,87  

* Kết luận: Qua tính toán ta thấy s < [s]; t < [t]. Vậy đòn lái đứng đảm bảo bền.

b. Tính bền thanh lái dọc và thanh lái ngang.

Các thanh lái được kiểm bền theo độ cứng vững để tránh bị uốn khi chịu nén do hình dạng các thanh lái thực tế không thẳng.

Ta có:

M_c - mô men cản quay vòng.

l - Chiều dài thanh kéo i (thanh kéo doc l_c; thanh kéo ngang l_n). Chiều dài của thanh kéo ngang được xác định từ tính toán động học của dẫn động lái. Chiều dài thanh kéo dọc được chọn theo xe, và đảm bảo yêu cầu bố trí chung của ô tô.

Ta có:

M_C = 2 G_bx (f . a + 0,14 . r ) 1/h_t                     (3.15)

Trong đó:

 2G_bx - Trọng lượng phân bố lên cầu trước: 2G_bx=2.4240=8480KG

f - Hệ số cản lăn f=0,02

a - Khoảng cách từ giao điểm của đường kéo dài trụ đứng với mặt đường đến điểm đặt lực cản lăn. a=0,05 m.

r - Bán kính bánh xe. r=0,560 m

h_t - Hiệu suất thuận.  h_t=0,77

Thay các giá trị vào (3.15) ta có: M_C = 2. 4240.(0,02.0,05+0,14.0,560)1/ 0,77  = 870(N. m).

 - Hệ số dự trữ độ cứng vững của thanh kéo dọc và ngang được chọn trong khoảng 1,5 - 2,5.

+ Thanh lái dọc: n_d = 2,5

+ Thanh lái ngang: n_n = 1,8

* Kết luận: Thanh lái dọc và thanh lái ngang đảm bảo bền.

c. Tính bền chốt cầu.

Chốt cầu được sử dụng để làm khớp nối giữa các thanh với các đòn của dẫn động lái.

Chốt cầu thanh kéo dọc thường chịu tải lơn hơn chốt cầu thanh kéo ngang. Thực tế để đơn giản cho thiết kế và công nghệ chế tao, đồng thời đảm bảo yêu cầu thống nhất hoá cao của ô tô, người ta chế tạo các chốt cầu với kích thước như nhau.

CHƯƠNG IV

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

4.1. Đặt vấn đề.

Việc bảo quản, bảo dưỡng xe là viịec làm thường xuyên, liên tục của người lái xe và thợ, nhất là đối với người sử dụng xe đó. Có bảo quản, bảo dưỡng xe thường xuyên mới kịp thời phát hiện và khắc phục được những hư hỏng của xe đồng thời bảo đảm tốt các yêu cầu làm việc của các chi tiết, cụm chi tiết trên xe. 

Tiến hành chăm sóc, bảo quản, sửa chữa tất cả các hệ thống trên xe đièu phải tuân thủ theo quy trình công nghệ của nó. Hệ thống lái có trợ lựccũng là một hệ thống đòi hỏi chăm sóc bảo quản, bảo dưỡng thường xuyên.

Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra những hư hỏng làm mất khả năng điều khiển của xe. Dó đó có thể gây ra nhiều tai nạn bất ngờ gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản của mọi người.

4.2. Một số yêu cầu chung

Trên cơ nắm vững đặc điểm cấu tạo nguyên lý làm viẹc của hệ thống lái trên từng xe trong quá trình khai thác sử dụng, khi bảo quản, bảo dưỡng, sửa chữa cần tuân thủ một số yêu cầu sau đây:

Trong quá trình sử dụng 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 va đường ống trong trợ lực.

4.3. Chế độ bảo dưỡng hệ thống lái.

Mục đích của bảo dưỡng là giữ gìn bề ngoài của hệ thống, làm giảm sự hao mòn nhanh chóng của các chi tiết phòng ngừa các hư hỏng có thể xảy ra do đó có thể kéo dài thời gian phục vụ của ô tô nói chung, hệ thống lái nói riêng. Các công việc của bảo dưỡng được thực hiện theo định kỳ, theo một biểu đồ kế hoạch đã được lập trước.

Bảo dưỡng hệ thống lái cũng tuân thủ theo đầy đủ các cấp bảo dưỡng kỹ thuật của ô tô là:

- Bảo dưỡng thường xuyên.

- Bảo dưỡng cấp I.

- Bảo dưỡng cấp II.

4.4. Một số nội dung chính

Độ an toàn chuyển động của ô tô phụ thuộc vào nhiều hành trình tự do của vành tay lái. Việc kiểm tra hệ thống lái được bắt đầu từ việc xác định áp suất dầu trong trợ lực và hamnhf trình tự do vành tay lái sau đó kiểm tra và điều chỉnh cấu lái.

4.4.1. Kiểm tra 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 xe ở vị tri đi thẳng trên đường bằng, áp suất lốp đúng quy định.

4.4.2. Kiểm tra lực đặt lên vành tay lái.

Việc cần thiết điều chỉnh cơ cấu lái phụ thuộc vào lực đặt lên vành lái. Do vậy trước tiên cần phải kiểm tra lực đặt lên vành lái, để đo giá trị này  dùng lực kế.

Giá trị đo được lực này tai ba vị trí :

Vị trí 1 : Quay vành tay lái 2 vòng khỏi vị trí trung gian giá tri đặt lên vành tay lái cho peps là 0,6 ¸ 1,6 KG.

Vị trí 2 : Quay vành lái ắ vòng khỏi vị trí trung gian giá trị lực đặt lên vành lái cho phép là 2,0  ¸ 2,3 KG.

4.4.5. Điều chỉnh khe hở ăn khớp cặp bánh răng trong cơ cấu lái.

Trong quá trình làm việc vị trí tiếp xúc, ăn khớp của các chi tiết với nhau bị thay đổi do mòn , dẫn tới làm khe hở giữa chúng tăng lên và làm cho độ rơ vành tay lái, hệ thống lái không nhậy.

Do vậy việc điều chỉnh ăn khớp, tiếp xúc các vị trí của chi tiết là một yêu cấu trong nội dung bảo dưỡng sửa chữa nhằm nâng cao độ tin cậy làm việc của hệ thống, đồng thời ngăn ngừa những hư hỏng phát sinh đột ngột trong sử dụng, góp phần nâng cao trong quá trình sử dụng ô tô.

4.4.6. Kiểm tra và thay dầu trợ lực.

Khi kiểm tra mức dầu trong trợ lực thì xe phải đặt ở vị trí chuyển động thẳng trên đường bằng. Khi tháo nút xả dầu của bầu dầu phải cọ rửa nắp bằng xăng, nếu lưới lọc bị lắng cặn bẩn phải dùng thêm chất hoà tan để rửa.

Trước khi thay thế dầu trong hệ thống trợ lực cần phải giải phóng hệ thống lái bằng cách:

- Nâng cầu trước xe cho tới khi bánh dẫn hướng không tiếp đất.

- Tháo nút xả dầu ở đáy bầu dầu, dầu trong hệ thống sẽ chảy ra ngoài. Muốn tháo kiệt dầu trong hệ thống trợ lực thì sau khi dầu ngừng chảy đánh vành tay lái sang 2 phía vài lần.

4.4.8. Khi hỏng trợ lực lái.

Khi bộ trợ lực hỏng hoặc khi kéo xe mà động cơ không làm việc đồng thời chỉ cho phép sử dụng hệ thống lái trong một thời gian ngắn. Nếu không sửa chữa được ngay thì di được một đoạn đường ngắn phải cho xe nghỉ để kiểm tra. Nếu bộ trợ lực lái hỏng mà vẫn sử dụng hệ thống lái thì cơ cấu lái cóng mòn và hay hư hỏng.

4.5. Một số hư hỏng thường gặp

4.5.1. Hành trình tự do vành tay lái quá lớn

* Nguyên nhân :

Khe hở ăn khớp trong cơ cấu lái và độ rơ của các chi tiết trong khớp cầu của các thanh lái dọc quá lớn.

Mòn các chi tiết của cơ cấu lái.

* Khắc phục :

Điều chỉnh lại khe hở ăn khớp giữa cacschi tiết trong khớp cầu trong dẫn động lái.

4.5.3. Mất trợ lực hoàn toàn ở các số vòng quay khác nhau của trục khuỷu.

* Nguyên nhân :

- Bơm dầu hỏng.

- Đường ống bị thủng.

* Khắc phục :

- Tháo bơm kiểm tra thay thế, siết lại đế van, kiểm tra và điều chỉnh lò so van an toan lưu lượng.

- Thay thế đường ống thủng.

4.5.6. Dầu chảy qua ống thông (hơi) gió của bơm.

* Nguyên nhân :

- Mức dầu quá cao.

- Tắc hoặc hỏng lưới lọc.

* Khắc phục :

- Tháo bớt dầu đến mức quy định.

- Rửa va thông lưới lọc.

4.5.8. Kẹt các khớp nối làm lái nặng.

* Nguyên nhân :

- Thiếu dầu bôi trơn.

- Mòn hỏng bạc và ổ đỡ trục đòn quay đứng.

* Khắc phục :

- Bôi trơn các vị trí cần bôi trơn.

- Sửa chữa nếu cần thì thay thế.  

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian nghiên cứu tham khảo tài liệu, với sự giúp đỡ của Thầy: TS…………., Giảng viên chính, Bộ môn xe. Khoa động lực - Học viện kỹ thuật và các ban cùng lơp tôi đã hoàn thành nhiệm vụ Đồ án được giao. Trong đồ án này tôi đẫ thực hiện các nội dung cơ bản sau:

Tìm hiểu về xe ôtô URAL-4320

Nghiên cứu các đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống lái ôtô  URAL-4320.

Đưa ra những lưu ý về kiểm tra, điều chỉnh và cách khắc phục các hư hỏng thông thường của hệ thốnglái ôtô URAL-4320 trong quá trình sử dụng.

   Đồ án cũng trình bày trình tự và phương pháp tính toán kiểm nghiệm dẫn động lái ôtô URAL-4320 và tính bền một số chi tiết trong dẫn động lái.

   Ôtô URAL-4320 là một chủng loại xe được sử dụng rất phổ biến ở việt nam từ những năm 79-80, trong lĩnh vực nền kinh tế quốc dân và đặc biệt là trong quốc phòng.  

   Xe URAL-4320 được thiết kế cho nhiều mục đích sử dụng, có nhiêù hệ thống và các cụm trên xe đã được cải tiến so với các loại xe trước đó của liên xô (cũ).

   Hệ thống lái trên xe URAL-4320 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực, cơ cấu lái kiểu trục vít - cung răng, có tỷ số truyền không đổi. Việc bố trí hệ thống lái theo một sơ đồ bố trí tương đối phổ biến, được sử dụng trên nhiều loại xe. Tuy nhiên trong kết cấu có nhiều đặc điểm đặc biệt đòi hỏi người sử dụng phải nắm chắc trong quá trình khai thác sử dụng xe.

   Nhờ sự bố trí phần trợ lực thuỷ lực trong hệ thống lái, đã làm giảm đi cường độ lao động của người lái và đảm bảo an toàn cho xe khi hoạt động trên đường...

  Trong đồ án náy tôi đã tiến hành khảo sát động học hình thang lái, tính toán các thông số, đánh giá hiệu quả làm việc của trợ lựclái, đưa ra trình tự tính toán một số chi tiết trong dẫn động lái. Kết quả tính toán dối với xe URAL cho thấy rằng. Trình tự tính toán hợp lý, kết quả tương đối phù hợp với thực tế,giá trị các thông số dảm bảo theo tiêu chuẩn. Song  ta vẫn thấy khi ôtô quay vòng các bánh xe dẫn hướng còn có hiện tượng trượt bên nhưng sự trượt bên là nhỏ vẫn có thể sử dụng được.

   Ôtô URAL-4320 là ôtô vận tải có tính năng thông qua cao. Hệ thống lái trên xe vẫn là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực, cơ cấu lái ôtô URAL-4320 là cơ cấu lái kiểu trục vít cung răng đặt bên cạnh. Kết cấu cơ cấu lái nhỏ gọn, khả năng chống mòn của các chi tiết trong cơ cấu lái cao.

   Xi lanh lực ôtô URAL-4320 tách rời khỏi cơ cấu lái và đặt ở gần bánh trước phía bên phải của xe, cần pít tông được lắp với đòn quay ngang của bánh xe bên phải. Việc bố trí này có ưu điểm là bảo vệ cho hệ thống lái tránh được những va đập từ mặt đường tác dụng lên thông qua các bánh xe và giảm được số lượng các chi tiết dẫn động lái chịu tải trọng lớn, song việc bố trí như vậy sẽ làm tăng các khâu liên kết vì vậy làm giảm độ nhậy của hệ thống. Để tiện cho việc sử dụng hệ thống lái tôi đã nêu ra một số chú ý trong quá trính sử dụng hệ thống lái có trợ lực.

   Bản thân tôi đã cố gắng trong việc tìm tài kiếm liệu và khảo các xe tương tự để hoàn thành nhiệm vụ được giao, tuy nhiên do khả năng và thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi được thiếu sót. Rất mong các thầy và các ban đồng nghiệp đóng góp ý kiến.

   Xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Cấu tạo ôtô quân sự

Phạm Đình Vi , Vũ Đức Lập

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự 1995

2. Lý thuyết ôtô quân sự

Võ Văn Hường, Nguyễn Phú Hiểu

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự 1983

3. Hướng dẫn đồ án môn học "lý thuyết kết cấu và tính toán ôtô quân sự"

Tập IV : Phần hệ thống lái .

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự 1977

4. Thiết kế tính toán ôtô máy kéo

Nguyễn Hữu Cẩn , Phạm Đình Kiên

5. Bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa ôtô Liên Xô

Bản dịch tiếng việt, NXB - CNKT - 1983

6. Ôtô

Bản dịch tiếng việt, NXB - CNKT - Hà Nội

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"