MỤC LỤC

MỤC LỤC......1

MỞ ĐẦU.. 5

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE NISSAN NAVARA.. 7

1.1. GIỚI THIỆU CHUNG XE NISSAN NAVARA.. 7

1.2. THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE NISSAN NAVARA.. 9

1.3.1. Động cơ.. 10

1.3.2. Hệ thống truyền lực. 10

1.3.3. Hệ thống lái 11

1.3.4. Hệ thống phanh.. 11

1.3.5. Phần vận hành.. 12

1.3.6. Hệ thống điện.. 12

1.3.7. Thiết bị phụ.. 13

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE NISSAN NAVARA... 14

2.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU HỆ THỐNG LÁI. 14

2.1.1. Công dụng. 14

2.1.2. Yêu cầu.. 14

2.2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI. 15

2.2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái 15

2.2.2. Dẫn động lái 17

2.2.2.1. Vô lăng và trục lái 17

2.2.2.2. Thanh kéo bên.. 17

2.2.2.3. Khớp cầu.. 18

2.2.2.4. Ngõng quay bánh xe dẫn hướng. 19

2.2.3. Hình thang lái 20

2.2.4. Cơ cấu lái 21

2.2.5. Trợ lực lái 24

2.2.5.1. Xi lanh lực. 25

2.2.5.2. Bơm thủy lực. 25

2.2.5.3. Van phân phối 27

2.3. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC TRỢ LỰC LÁI. 29

2.3.1. Trường hợp xe đi thẳng. 29

2.3.2. Trường hợp xe rẽ phải 30

2.3.3. Trường hợp xe rẽ trái 31

2.3.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động. 32

2.3.4.1. Cảm giác mặt đường. 32

2.3.4.2. Tính tùy động. 32

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI. 33

3.1. MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM... 33

3.1.1. Mục đích tính toán và kiểm nghiệm... 33

3.2. CÁC GIẢ THIẾT, MÔ HÌNH TÍNH TOÁN.. 33

3.2.1. Các giả thiết tính toán.. 33

3.2.2. Các thông số tính toán.. 34

3.3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI. 34

3.3.1. Kiểm nghiệm động học hình thang lái 34

3.3.1.1. Điều kiện quay vòng đúng. 34

3.3.1.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học. 37

3.3.1.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số. 37

3.3.1.4. Động học hình thang lái 6 khâu.. 39

3.3.2. Xác định mô men cản quay vòng. 41

3.3.2.1. Xác định mô men cản quay vòng. 41

3.3.2.2. Xác định lực tác dụng lên vành tay lái 44

3.3.3. Tính bền hệ thống lái 45

3.3.3.1. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng xoắn – thanh răng. 45

3.3.3.2. Kiểm tra bền.. 46

3.3.4. Tính bền trục lái 49

3.3.5. Tính bền đòn kéo ngang. 51

3.3.6. Tính bền đòn kéo dọc. 53

3.3.7. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái 53

3.3.8. Tính bền khớp cầu.. 54

3.3.8.1. Tính ứng suất chèn dập tại bề mặt làm việc của khớp cầu.. 54

3.3.8.2. Kiểm tra khớp cầu theo điều kiện cắt 55

CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI. 56

4.1. CÁC CHÚ Ý TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG... 56

4.2. BẢO DƯỠNG KĨ THUẬT HỆ THỐNG LÁI. 56

4.2.1.  Chu kì bảo dưỡng. 56

4.2.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên.. 56

4.2.1.2. Bảo dưỡng 1 (Sau 6500 km) 56

4.2.1.3. Bảo dưỡng 2 (Sau 12500 km) 57

4.2.2. Nội dung bảo dưỡng, kiểm tra chính.. 57

4.2.2.1. Kiểm tra hành trình tự do vành lái 57

4.2.2.2. Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng. 59

4.2.2.3. Điều chỉnh góc quay vô lăng. 60

4.2.2.6 . Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin.. 62

4.3. CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC.. 67

4.4. QUY TRÌNH THÁO, LẮP PHANH... 70

4.4.1. Tháo cơ cấu lái 70

4.4.2. Lắp cơ cấu lái 74

KẾT LUẬN.. 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO... 82

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 Kỹ thuật Quân sự”  em đã được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:

"Khai thác hệ thống lái trên xe Nissan Navara ".

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.

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

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

Chương 4: Hướng dẫn khai thác hệ thống lái.

   Với sự hướng dẫn tận tình của thầy: ThS…………… cùng các thầy giáo bộ môn ôtô quân sự  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

1.1. GIỚI THIỆU CHUNG XE NISSAN NAVARA

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.

Với động cơ diesel YD25DDTi mạnh mẽ, 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.

1.2. THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE NISSAN NAVARA

Các thông số kỹ thuật của xe Nissan Navara [6] được thể hiện như bảng 1.1.

1.3. ĐẶC TÍNH CÁC CỤM VÀ HỆ THỐNG CHÍNH CỦA XE NISSAN NAVARA

1.3.1.Động cơ

Nissan Navara  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. Mức tiêu thụ trung bình theo công bố của nhà sản xuất trong khoảng 7L/100km. Qua các thông tin đánh giá tìm hiểu thì mức tiêu hao nhiên liệu trung bình trong thành phố vào khoảng 10-12L/100km. Còn trên đường quốc lộ vào thì khoảng 6,5 – 8L/100km tùy theo thói quen của người điều khiển.

1.3.2.Hệ thống truyền lực

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.

1.3.4.Hệ thống phanh

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử  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  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, các cảm biến..

1.3.7.Thiết bị phụ

- Hệ thống túi khí kép phía trước SRS bảo vệ lái xe và và người ngồi kế bên.

- 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

2.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU HỆ THỐNG LÁI

2.1.1.  Công dụng

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

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 được thể hiện trên hình 2.1.

2.2.2. Dẫn động lái

2.2.2.1. Vô lăng và trục lái

Trục lái: bao gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng tới cơ cấu lái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái chính vào thân xe. Đầu phía trên của trục lái chính được làm thon và xẻ hình răng cưa, vô lăng được xiết vào trục lái bằng một đai ốc.Trục lái của xe dạng ống lồng liên kết với cơ cấu lái nhờ khớp các đăng.

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. Do đó, các khớp cầu đều không có vú mỡ mà dùng phương án bôi trơn một lần khi chế tạo và sẽ thay thế theo định kỳ.

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. Với liên kết như trên, trong quá trình bánh xe dao động, góc nghiêng trong của trục quay đứng và góc nghiêng ngoài của bánh xe dẫn hướng luôn luôn bị thay đổi. Đòn quay ngang làm liền với ngõng quay và có lỗ côn (1) để lắp khớp cầu liên kết thang kéo bên.

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. Trên hình 2.6 thể hiện cấu tạo của một thanh kéo bên trong hệ thống. Đối với hệ thống lái này, cơ cấu lái được bố trí liền cụm với một khâu trong dẫn động lái, có sơ đồ tháo rời như trên hình 2.6.

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.

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.

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. 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.

Van điều chỉnh lưu lượng điều chỉnh lượng dòng chảy dầu từ bơm tới van phân phối, duy trì lưu lượng dầu không đổi cung cấp cho van phân phối mà không phụ thuộc tốc độ bơm (v/ph). Bởi vì lưu lượng của bơm tỷ lệ với tốc độ động cơ, khi tốc độ bơm tăng thì lưu lượng dầu tăng lên, cấp nhiều trợ lực hơn cho cơ cấu lái và người lái cần tác động ít lực đánh lái hơn và ngược lại. Hay nói cách khác, lực đánh lái thay đổi theo sự thay đổi tốc độ, khi lái ta có cảm giác không đều tay khi quay vô lăng. Do vậy, việc duy trì lưu lượng dầu từ bơm không đổi và không phụ thuộc tốc độ xe là một yêu cầu cần thiết và van điều chỉnh lưu lượng đảm nhiệm yêu cầu này.

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. Khi thể tích tăng tạo ra sức hút dầu nạp vào khoang, khi thể tích giảm dầu bị ép đẩy ra ngoài. Mỗi vòng quay của rôto cánh gạt có hai lần nạp và hai lần ép do bơm dầu có hai cửa cùng tác dụng là hai cửa bơm và hai cửa hút.

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.

2.3. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC TRỢ LỰC LÁI

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.

2.3.3. 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. Lúc này, dầu trong buồng xi lanh phải chảy về bình chứa qua ống nối "B"→ cổng " B"→ cổng "D"→ buồng "D".

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. Khi momen cản quay vòng  tăng đòi hỏi áp suất trong khoang làm việc của xi lanh lực cũng phải tăng và độ biến dạng của thanh xoắn ngày càng lớn.

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. 

Van sẽ hướng dầu chảy vào khoang của một bên xy lanh lực mà ở đó áp suất thuỷ lực tạo lên sẽ tác dụng lên pit tông chống lại sự lệch bên của bánh xe.

CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI

3.1. MỤC ĐÍCH VÀ NỘI DUNG TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM

3.1.1. Mục đích tính toán và kiểm nghiệm

  Việc tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái được tiến hành đối với hệ thống lái hoặc cơ cấu lái  cụ thể. Mục đích của tính toán kiểm nghiệm là xác định các thông số đánh giá chất lượng hệ thống lái. Ở đây ta tiến hành tính toán kiểm nghiệm cụ thể với cơ cấu lái  xe Navara, từ kết quả tính toán được ta có nhận xét ưu khuyết điểm của hệ thống lái , từ đó đề xuất phương án nâng cao hiệu quảlái  cho xe Navara.

3.1.2. Nội dung tính toán

- Kiểm nghiệm động học hình thanh lái

-  Xác định momen quay vòng

- Tính bền hệ thống lái

- Tính bền trục lái

- Tính bền đòn kéo ngang, kéo dọc và khớp cầu .

3.2. CÁC GIẢ THIẾT, MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

3.2.1. Các giả thiết tính toán

- Điều kiện khi xe quay vòng đúng  và m ức độ trượt bên.

- Động học hình thang lái 6 khâu xe xe đi thẳng và xe quay vòng.

- Momen cản khi quay vòng.

- Lực tác dụng lên vành tay lái

3.2.2. Các thông số tính toán

Các thông số đầu vào [6] bảng 3.1.

3.3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI

3.3.1. Kiểm nghiệm động học hình thang lái

3.3.1.1. 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.

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

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

B₀ -  khoảng cách giữa 2 đường tâm trụ đứng (mm);

L -  chiều dài cơ sở của xe (mm);

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.

3.3.1.4. Động học hình thang lái 6 khâu

a. Khi xe đi thẳng

Từ sơ đồ dẫn động lái trên hình 3.2 ta có thể tính được mối quan hệ giữa các thông số theo các biểu thức sau.

Các đòn bên tạo với phương ngang một góc q.

b. Khi xe quay vòng

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 bánh xe có cỡ lốp là 255/70R16 ta được : r=382,17 mm

c. Momen do tính ổn định chuyển động  thẳng M₃­­­­­­­­

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

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.

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.

3.3.4. Tính bền trục lái

Trục lái làm bằng thép 20 có ứng suất cho phép [t]=MN/mm². 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: W_x=160 (mm³)

L: chiều dài trục lái. L = 400 mm  = 0,4 m.

G: mô đun đàn hồi dịch chuyển. G = 8.10⁴ N/mm².

Sau khi tính toán ta thấy  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.

m: chiều dài thanh bên hình thang lái; m = 250 (mm).                

Q₂ = Q.cos(ɣ) = 2214,5.cos(9,2º) =2186 (N)

P: lực tác dụng theo phương của đòn ngang. P = Q₂ = 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)

Thay số vào công thức (3.16): s =9,28 (N/mm²)

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)                               

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).

Thanh nối được làm bằng vật liệu thép 20X..

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

 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 HỆ THỐNG LÁI

4.1. CÁC CHÚ Ý TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG

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 KĨ THUẬT HỆ THỐNG LÁI

4.2.1.  Chu kì 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.

4.2.1.3. Bảo dưỡng 2 (Sau 12500 km)

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.

Thông rửa các phần tử lọc của bơm dầu, kiểm tra áp suất trong hệ thống trợ lực, điều chỉnh độ căng dây đai. Kiểm tra xiết chặt vỏ của cơ cấu lái với khung xe, trục lái với giá đỡ trong buồng lái, kiểm tra độ rơ và lực quay vành tay lái. Kiểm tra điều chỉnh khe hở ăn khớp trong cơ cấu lái bánh răng trụ thanh răng.

4.2.2. Nội dung bảo dưỡng, kiểm tra chính

4.2.2.1. Kiểm tra hành trình tự do vành lái

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.

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.

 4.2.2.5. 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.

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.

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.

4.2.2.9. 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.

4.2.2.14. Đo khe hở giữa trục và bạc của bơm

- Dùng panme và đồng hồ đo lỗ, đo khe hở đầu giữa trục và bạc.

- Khe hở tiêu chuẩn: 0,01÷ 0,03 mm.

- Khe hở cực đại: 0,07 mm.

- Nếu khe hở lớn hơn giá trị cực đại, thay cả cụm bơm.

4.3. CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC

Các hư hỏng thường gặp đối với hệ thống phanh xe, nguyên nhân và cách khắc phục được trình bày trong bảng 4.2.

4.4. QUY TRÌNH THÁO, LẮP PHANH

4.4.1. Tháo cơ cấu lái

Tháo cơ cấu lái được thể hiện như bảng 4.3.

4.4.2. Lắp cơ cấu lái

Lắp cơ cấu lái thê rhieenj như bảng 4.4.

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 Học viện Kỹ thuật Quân sự. Cùng với sự chủ động, nỗ lực cố gắng của bản thân đó còn là sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy: ThS..................... 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” 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..

- 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...

                                                                                                                                 Học 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)

6. Catalogue của xe Nissan Navara

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"