MỤC LỤC
MỤC LỤC...............................................................................................................1
MỞ ĐẦU.. .............................................................................................................5
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE KAMAZ- 43253....................................7
1.1. Tổng quan về xe KAMAZ- 43253....................................................................7
1.1.1. Động cơ.......................................................................................................8
1.1.2. Hệ thống truyền lực.....................................................................................9
1.1.3. Hệ thống treo..............................................................................................11
1.1.4. Hệ thống lái.................................................................................................11
1.1.5. Hệ thống phanh..........................................................................................11
1.1.6. Hệ thống điện.............................................................................................12
1.1.7. Khung, cabin, thùng xe...............................................................................12
1.1.8. Bánh xe và lốp xe.......................................................................................13
1.2. Thông số kỹ thuật xe KAMAZ- 43253............................................................13
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE KAMAZ- 43253 ..........19
2.1. Công dụng, yêu cầu của hệ thống lái............................................................19
2.1.1. Công dụng...................................................................................................19
2.1.2. Các yêu cầu của hệ thống lái ôtô................................................................20
2.2. Cấu tạo chung................................................................................................20
2.2.1. Cấu tạo chung hệ thống lái xe KAMAZ- 43253...........................................20
2.2.2. Nguyên lý làm việc hệ thống lái xe KAMAZ- 43253....................................22
2.3. Kết cấu các cụm chính...................................................................................25
2.3.1. Cơ cấu lái....................................................................................................25
2.3.2. Bộ truyền bánh răng côn.............................................................................28
2.3.3. Dẫn động lái cơ khí.....................................................................................29
2.3.4. Trợ lực lái....................................................................................................31
Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI...................................36
3.1. Mục đích, nội dung tính toán..........................................................................36
3.1.1. Mục đích......................................................................................................36
3.1.2. Các nội dung tính toán................................................................................36
3.2. Thông số đầu vào..........................................................................................37
3.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái...........................................................39
3.3.1. Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái...............................................39
3.3.2. Kiểm nghiệm hình thang lái bằng phương pháp hình học..........................40
3.3.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số..............42
3.4. Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của hệ thống lái.........................................43
3.4.1. Xác định mô men cản quay vòng...............................................................43
3.4.2. Tính bền một số chi tiết cơ cấu lái .............................................................45
3.4.3. Tính bền một số chi tiết dẫn động lái..........................................................47
Chương 4. CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI......................................52
4.1. Khái niệm cơ bản của chuẩn đoán kỹ thuật ôtô............................................52
4.1.1. Khái niệm chẩn đoán kỹ thuật ôtô..............................................................52
4.1.2. Mục đích của chẩn đoán kỹ thuật .............................................................52
4.1.3. Ý nghĩa của chẩn đoán kỹ thuật................................................................53
4.2. Các thông số chẩn đoán kỹ thuật ôtô...........................................................53
4.2.1. Các thông số đánh giá...............................................................................53
4.2.2. Các yêu cầu khi chọn thông số chẩn đoán................................................55
4.2.3. Ngưỡng của thông số chẩn đoán..............................................................56
4.2.4. Phân loại các thông số chẩn đoán............................................................56
4.2.5. Các thông số chẩn đoán của hệ thống lái.................................................57
4.3. Nội dung chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái....................................................58
4.3.1. Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hệ thống lái...............................58
4.3.2. Đánh giá hiệu quả làm việc hệ thống lái...................................................59
4.3.3. Đánh giá chất lượng hệ thống lái..............................................................59
4.3.4. Đánh giá chất lượng các cụm, cơ cấu......................................................69
4.3.5. Chẩn đoán hệ thống lái liên quan đến các hệ thống khác trên xe............76
4.4. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục..................76
KẾT LUẬN..........................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................82
MỞ ĐẦU
Hiện nay trong toàn quân được trang bị nhiều chủng loại xe KAMAZ do Liên bang Nga chế tạo. Do đó để có thể khai thác, sử dụng tốt trang thiết bị xe máy trong quân đội ở điều kiện địa hình nước ta đòi hỏi mỗi cán bộ kỹ thuật ngành xe phải nắm chắc đặc điểm kết cấu các loại xe để biết cách khai thác, sử dụng, bảo quản, sửa chữa, phục hồi chi tiết, hệ thống trên xe.
Hệ thống lái là một hệ thống điển hình trên ôtô. Theo quan điểm điều khiển thì hệ thống lái có vai trò quan trọng nhất. Hệ thống lái có ảnh hưởng trực tiếp tới vấn đề điều khiển chuyển động của xe. Cũng vì thế mà hệ thống lái ngày càng được cải tiến, quy định về sử dụng hệ thống lái ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ. Các đặc điểm về kết cấu, đặc tính động học của hệ thống lái có quan hệ chặt chẽ với các chỉ tiêu khai thác của xe như chất lượng điều khiển, quay vòng, ổn định các bánh xe khi chuyển động,…
Hiểu được tầm quan trọng của hệ thống lái trên xe và cùng với sự tìm hiểu tài liệu, cơ sở lý thuyết, được sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn và bộ môn, em đã chọn đề tài tốt nghiệp là:
“Chẩn đoán tình trạng kỹ thuật hệ thống lái xe tải KAMAZ- 43253”.
Đồ án gồm các nội dung chính sau:
Mở đầu
Chương 1: Giới thiệu chung về xe KAMAZ- 43253.
Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống lái xe KAMAZ- 43253.
Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái.
Chương 4: Chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái.
Kết luận
Dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo: ThS…………….., các thầy giáo trong Bộ môn Xe ô tô, Viện Cơ khí Động lực, sự giúp đỡ của các bạn, cũng như sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành nội dung đồ án được giao. Đồ án của em sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm thực tế, vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, sự góp ý của các đồng chí để hoàn thiện kiến thức trong công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
……………….
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE KAMAZ- 43253
1.1. Tổng quan về xe KAMAZ- 43253
KAMAZ là thương hiệu xe tải đến từ Liên bang Nga, được ra đời năm 1969. Ngày nay, các mẫu xe thương hiệu KAMAZ được sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam trong các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân.
Xe KAMAZ- 43253 có công thức bánh xe là 4x2, được thiết kế dùng để chuyên chở hàng hóa có thể lên đến 14 tấn, có thể làm việc cùng với rơ moóc, hoạt động tốt trên mọi loại đường. Thùng xe được làm cao, tiện lợi cho việc vận chuyển hàng hoá, trên xe được lắp động cơ diesel V8, turbo tăng áp Euro 2, công suất 240 mã lực.
Trên xe sử dụng dẫn động ly hợp thuỷ lực trợ lực khí nén, có bộ chia đặt trước hộp số chính với dẫn động khí nén, được trang bị vi sai giữa cầu giữa và cầu sau, hệ thống phanh sử dụng hệ thống phanh ABS, hộp số sử dụng hộp số 10 cấp… nhằm nâng cao độ tin cậy, khả năng thông qua của xe trong các điều kiện khai thác khác nhau.
Xe có kích thước tổng thể là 7505x2550x3320 mm. Với tính năng của xe là chở hàng và có thùng tự đổ, xe có thể hoạt động trên các địa hình phức tạp. Khung xe kiểu hai dầm dọc chịu lực chịu được các ứng suất uốn và xoắn do vậy rất thuận lợi cho việc bố trí các cụm và các hệ thống xe.
1.1.1. Động cơ
Xe sử dụng động cơ KAMAZ - 740.31-240 (Euro 2) công suất định mức là 240 Hp tại số vòng quay n = 2200 v/ph. Mô men xoắn lớn nhất là 932 Nm ở 1400 v/ph, động cơ đặt trong cabin. Động cơ được bố trí phía dưới buồng lái, kích thước tương đối nhỏ nên thuận tiện cho việc bố trí các bánh xe dự trữ và các trang bị phụ khác.
a) Cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền
- Thân động cơ được đúc liền khối.
- Nắp máy đúc rời cho từng xi lanh.
- Piston có dạng đỉnh lõm, được gia công 2 rãnh để lắp 2 xéc măng khí,
1 rãnh để lắp xéc măng dầu.
c) Hệ thống nhiên liệu
- Sử dụng hệ thống nhiên liệu diezel.
- Bơm cao áp loại 2 dãy bố trí hình chữ V, có 8 phân bơm, được dẫn động bằng bánh răng từ trục khuỷu thông qua khớp nối bơm cao áp.
- Bơm thấp áp kiểu màng, được lắp kết hợp với bầu lọc thô.
- Bộ điều tốc đa chế độ.
e) Hệ thống làm mát
- Hệ thống làm mát bằng chất lỏng, kiểu tuần hoàn cưỡng bức.
- Bơm nước kiểu ly tâm, dẫn động bằng bánh răng từ trục khuỷu. Đầu trục bơm nước có khớp dẫn động quạt gió.
- Van hằng nhiệt kiểu lò xo xoắn.
1.1.2. Hệ thống truyền lực
a) Ly hợp
Xe KAMAZ- 43253 sử dụng loại ly hợp ma sát khô, hai đĩa thường đóng, lò xo ép bố trí xung quanh. Một mặt tựa của ly hợp là bánh đà, trục bị động của ly hợp là trục sơ cấp của hộp số, bố trí như vậy đảm bảo kết cấu gọn, đơn giản và có độ cứng vững cao, gồm có ba phần chính: phần chủ động, phần bị động, cơ cấu mở và dẫn động điều khiển.
c) Trục các đăng
Trục các đăng có tác dụng để truyền mô men xoắn giữa các trục mà đường tâm trục các cụm không nằm trên một đường thẳng và vị trí tương đối giữa hai cụm luôn thay đổi, dễ dàng cho việc tháo lắp các cụm và để dẫn động các thiết bị chuyên dùng. Trục các đăng dẫn động từ hộp số đến cầu xe.
1.1.3. Hệ thống treo
Hệ thống treo trên xe KAMAZ- 43253 là hệ thống treo phụ thuộc, sử dụng hệ thống treo có bộ nhíp nửa ê líp. Bộ nhíp vừa là bộ phận đàn hồi vừa là bộ phận hướng của hệ thống treo.
Cụm treo trước được treo trên hai nhíp hình bán nguyệt dọc trục có một giá bắt, giảm chấn thuỷ lực dạng ống cùng các gối tỳ bằng cao su, đầu cuối của nhíp tỳ trên gối trượt.
1.1.5. Hệ thống phanh
Trên xe KAMAZ- 43253 sử dụng hệ thống phanh khí nén 4 dòng, mỗi dòng phanh điều khiển cho một hệ thống phanh độc lập, được trang bị hệ thống điều khiển chống bó cứng bánh xe (ABS)
1.1.7. Khung, cabin, thùng xe
Khung xe kiểu hai dầm dọc, có sáu dầm ngang, phía trước có đòn chắn và phía sau có kết cấu kéo móc.
Cabin của xe KAMAZ- 43253 cũng như họ xe KAMAZ là loại lật ra đằng trước được, đặt ở phía trên động cơ, kiểu kín, có 3 chỗ ngồi, ghế lái điều chỉnh được. Sự phân bố buồng lái ở phía trước sẽ cho kích thước toàn bộ nhỏ nhất và có hệ số sử dụng chiều dài lớn nhất, bảo đảm khả năng quan sát cho người lái, giúp nâng cao hệ số an toàn khi lái xe, đồng thời động cơ cũng được làm mát tốt do khi tận dụng dòng khí ngược khi ôtô chuyển động.
1.2. Thông số kỹ thuật xe KAMAZ- 43253
Thông số kỹ thuật xe KAMAZ- 43253 được thể hiện trong bảng 1.1.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE KAMAZ- 43253
2.1. Công dụng, yêu cầu của hệ thống lái
2.1.1. Công dụng
Hệ thống lái cùng với hệ thống phanh là hệ thống điều khiển thuộc phần gầm xe, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an toàn chuyển động của xe. Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của xe bằng phương pháp thay đổi mặt phẳng lăn của các bánh xe dẫn hướng, cũng như để giữ ổn định phương chuyển động thẳng hay quay vòng của ôtô khi cần thiết.
2.1.2. Các yêu cầu của hệ thống lái ôtô
Hệ thống lái có ảnh hưởng đến tính dẫn hướng, tính linh hoạt, tính ổn định và an toàn chuyển động của xe. Vì vậy ngoài các yêu cầu chung đối với kết cấu ôtô, hệ thống lái còn phải thỏa mãn các yêu cầu riêng sau đây:
1. Bảo đảm bán kính quay vòng nhỏ nhất, nâng cao tính linh hoạt cho xe.
2. Ôtô do người lái điều khiển phải giữ đúng hướng chuyển động và có thể thay đổi hướng chuyển động theo ý muốn của người lái.
3. Đảm bảo động học quay vòng đúng, nghĩa là các bánh xe khi quay vòng không xảy ra trượt ngang.
9. Giảm tối thiểu ảnh hưởng đến ổn định của bánh xe dẫn hướng.
10. Bảo đảm khe hở tổng cộng trong các cơ cấu của hệ thống và trong dẫn động khi chuyển động thẳng không vượt quá 10 ÷ 20˚ (tương ứng với góc quay vành lái) và 30 ÷ 40 mm (đo trên vành lái).
2.2. Cấu tạo chung
2.2.1. Cấu tạo chung hệ thống lái xe KAMAZ- 43253
Hệ thống lái xe KAMAZ- 43253 là kiểu cơ khí có trợ lực thuỷ lực gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.
Trợ lực lái xe KAMAZ- 43253 là trợ lực lái thủy lực động có van phân phối và xi lanh lực đặt chung trong một cụm với cơ cấu lái. Trợ lực lái được bố trí trên hệ thống lái nhằm giảm lực điều khiển trên vành tay lái, cho phép nâng cao được vận tốc trung bình của ô tô nhất là khi chuyển động trong điều kiện đường đất khoảng 18 ÷ 23%.
2.2.2. Nguyên lý làm việc hệ thống lái xe KAMAZ- 43253
a) Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái xe KAMAZ- 43253:
Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái xe KAMAZ– 43253 như hình 2.4.
b) Nguyên lý làm việc:
* Trường hợp xe chạy thẳng:
Khi xe chuyển động thẳng (hình 2.4) người lái không tác dụng lực làm quay vành lái. Con trượt của van phân phối ở vị trí trung gian, nối thông
đường dầu từ bơm đến 26 và đường dầu hồi 32. Xi lanh lực dừng lại ở vị trí trung gian, áp suất dầu truyền đến khoang trước 25 và khoang sau 7 của xi lanh lực bằng nhau, thanh răng - pít tông không dịch chuyển.
* Cảm giác mặt đường:
Trong quá trình quay vòng, áp suất trong khoang làm việc của xi lanh lực tăng tỷ lệ với phản lực quay vòng bánh xe, đồng thời áp suất trong khoang của thỏi trụ phản lực 22 cũng tăng khi mô men sức cản quay vòng của
bánh dẫn hướng ngày càng tăng thì áp suất trong khoang dưới thỏi trụ
phản lực càng tăng.
* Tính tuỳ động:
Khi muốn giữ nguyên góc quay vòng của xe, người lái ngừng đánh tay lái và giữ nguyên lực đặt lên vành tay lái. Lúc này con trượt 3 gờ của van phân phối vẫn có vị trí mở để cung cấp dầu cao áp cho một khoang của xi lanh lực nào đó và đóng dầu cao áp ở khoang còn lại, do tác dụng của dầu có áp suất cao ở khoang công tác vẫn tiếp tục đẩy pít tông của xi lanh lực chuyển động mà cùng lúc này trục vít lại đứng im do người lái giữ nguyên vành lái.
* Khi một bên bánh xe dẫn hướng bị nổ lốp:
Khi đang chạy thẳng mà một bên lốp của bánh xe dẫn hướng bị nổ đột ngột hoặc va vào một vận cản thì ôtô sẽ bị lệch về một phía. Nếu không có trợ lực, việc nổ lốp sẽ làm cho xe có xu hướng quay vòng về phía lốp xịt. Khi có trợ lực, nhờ trợ lực làm việc ở trạng thái giống như quay vòng sang phía ngược lại nên xe vẫn giữ nguyên được hướng chuyển động cũ, không bị quay vòng về phía lốp xịt.
2.3. Kết cấu các cụm chính
2.3.1. Cơ cấu lái
a) Công dụng:
Cơ cấu lái dùng để truyền lực lái từ vành tay lái đến dẫn động lái.
b) Đặc điểm kết cấu:
Cơ cấu lái xe tải KAMAZ- 43253 là cơ cấu kiểu trục vít đai ốc - thanh răng cung răng, tỷ số truyền cơ cấu lái là 21,7. Cơ cấu lái được lắp với dầm dọc trái của khung xe. Cơ cấu lái bố trí liền khối với van phân phối, xi lanh lực (xem hình 2.5) và bộ truyền góc lái.
c) Nguyên lý làm việc cơ cấu lái:
Khi quay vành tay lái, lực của người lái truyền qua trục các đăng đến
trục vít 25 của cơ cấu lái (hình 2.3) qua bộ truyền bánh răng côn. Khi đó đai ốc 24 sẽ dịch chuyển dọc vít và thanh răng (piston) 21 sẽ làm cho cung răng quay. Trong lỗ trên piston có đặt lỗ chứa bi, đồng thời vít và đai ốc sẽ tạo thành các rãnh để chứa các viên bi. Khi trục vít quay tương đối với đai ốc, các viên bi lăn theo các rãnh xoắn và trong ống rỗng.
2.3.3. Dẫn động lái cơ khí
a) Công dụng:
Dẫn động lái cơ khí dùng để truyền lực từ cơ cấu lái và trợ lực lái đến các bánh xe dẫn hướng và quay các bánh xe dẫn hướng đi những góc nhất định.
b) Đặc điểm kết cấu:
Dẫn động lái cơ khí gồm vành lái, trục lái, đòn quay đứng, cam quay, thanh lái dọc, đòn quay ngang, thanh lái ngang và khớp nối (rô tuyn), trục lái lắp với
ca bin xe có kết cấu như hình 2.7.
Trục lái nối với trục cơ cấu lái thông qua một bộ truyền các đăng (hình 2.8). Kết cấu khớp nối thanh lái dọc xem hình 2.9. Kết cấu thanh lái ngang xem hình 2.10. Các khớp cầu thanh lái dọc, thanh lái ngang không điều chỉnh được.
2.3.4. Trợ lực lái
a) Công dụng:
Trợ lực lái có tác dụng cải thiện sự điều khiển xe, giảm sự mệt nhọc trong quá trình điều khiển, nâng cao được an toàn chuyển động (nhất là khi có các bánh xe bị hư hỏng), tăng được khả năng cơ động của xe, giảm tải trọng động tác dụng từ mặt đường truyền lên vành tay lái đặc biệt là khi chuyển động trên địa hình gồ ghề, do vậy mà nâng cao được vận tốc chuyển động trung bình.
b) Đặc điểm kết cấu:
Trợ lực thủy lực thủy động có áp suất cao (65 kG/cm2) nên hiệu quả trợ lực cao, thời gian chậm tác dụng ngắn so với trợ lực khí nén, song yêu cầu về độ
chính xác và công nghệ chế tạo cao.
* Bơm dầu
+ Công dụng
Bảo đảm cung cấp dầu có áp suất cao trong toàn bộ khoảng số vòng quay làm việc của động cơ.
+ Đặc điểm kết cấu
Bơm dầu trợ lực lái xe KAMAZ- 43253 kiểu phiếu gạt tác dụng hai chiều, có van an toàn áp suất và van an toàn lưu lượng dẫn động từ động cơ bằng bánh răng.
* Van phân phối
+ Công dụng
Bảo đảm điều khiển sự cung cấp năng lượng (dầu cao áp) tới cơ cấu sinh lực để thực hiện quay các bánh xe dẫn hướng tùy theo góc quay của vành lái.
+ Đặc điểm kết cấu
Van phân phối lắp liền khối với cụm cơ cấu lái, kết cấu xem hình 2.9. Thân 9 của van có 6 lỗ (3 lỗ thông và 3 lỗ không thông), bố trí xung quanh con trượt 7 bố trí ở lỗ giữa được kẹp chặt bởi ổ đỡ chặn 22 và đai ốc 24 ( hình 2.11). Trục vít của cơ cấu lái được liên kết cứng với con trượt có thể dịch chuyển dọc trục 1 ÷ 1,2mm.
Chương 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI
3.1. Mục đích, nội dung tính toán
3.1.1. Mục đích
Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái có vai trò quan trọng đảm bảo hệ thống lái làm việc và làm việc có hiệu quả cao. Mục đích của tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái là để đánh giá hiệu quả hệ thống lái (quay vòng đúng, thiếu, thừa, trượt bên của các bánh xe...) và chất lượng các cụm của hệ thống lái, bao gồm tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái và tính toán kiểm nghiệm bền các chi tiết của hệ thống lái.
3.1.2. Các nội dung tính toán
Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái bao gồm tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái, tính toán thuỷ lực cho phần trợ lực lái và tính toán kiểm nghiệm bền các chi tiết của hệ thống lái.
Trong đó tính toán kiểm tra động học của hình thang 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 hình thang lái là phương pháp đại số và phương pháp hình học.
3.2. Thông số đầu vào
Thông số vào cho tính toán kiểm tra động học hình thang lái.[1] như bảng 3.1.
3.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái
3.3.1. Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái.
- ai : là góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài (độ).
- bi : là góc quay của bánh xe dẫn hướng trong (độ).
- BO : là khoảng cách giữa 2 trụ đứng (mm)
- L : là chiều dài cơ sở của xe (mm)
So sánh công thức (3.1) và (3.2) ta thấy (GBE) = a
Như vậy qua cách chứng minh theo phướng pháp hình học trên cho phép ta kiểm tra động lực học hình thang lái của các hình thang lái có sẵn. Nếu ứng với các cặp ai và bi của công thức (3.1) ta đặt chúng vào vị trí như (hình 3.1) thì các giao điểm Ei sẽ phải nằm trên đường GC thì động học hình thang lái đã sẵn có bảo đảm cho xe quay vòng mà các bánh xe 2 bên không bị trượt ngang.
Thực tế các giá trị ai 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 Ei càng gần đường GC.
3.3.2. Kiểm nghiệm hình thang lái bằng phương pháp hình học
a) Trình tự tiến hành :
1. Vẽ trên giấy kẻ ly các kích thước cơ bản L, BO, m, n theo đúng tỷ lệ xích.
2. Cho các góc quay của bánh xe bên ngoài những giá trị bi khác nhau.
Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay ai tương ứng của bánh xe bên trong xem (hình 3.2).
3. Dựng các góc bi và ai như (hình 3.3).
b) Kết quả kiểm tra động học hình thang lái bằng hình học:
Kết quả kiểm tra động học bằng phương pháp hình học như hình 3.3.
3.3.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số
Trình tự tiến hành như sau:
Bước 1: Cho các góc quay của bánh xe bên ngoài những giá trị bi khác nhau.
Bước 2: Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay ai tương ứng các bánh xe trong (hình 3.2).
Bước 3: Xác định các giá trị của hệ số di tương ứng với từng cặp aI và bi theo công thức (3.3).
Bước 4: Các giá trị di càng 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.
Kết luận: Qua kiểm tra động học hình thang lái xe KAMAZ- 43253 bằng hai 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. Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của hệ thống 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 phải xem xét đến vị trí của các chi tiết đó trong dẫn động. Đối với hệ thống lái có trợ lực cần tham khảo vị trí đặt xi lanh lực. Tùy theo sơ đồ bố trí các chi tiết của dẫn động lái mà tải trọng tác dụng lên các chi tiết sẽ khác nhau. Sơ đồ tính toán dẫn động lái xe KAMAZ- 43253 (hình 3.4).
b) Xác định mômen cản quay vòng:
* Các yếu tố ảnh hưởng đến mô men cản quay vòng (Mc):
- 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.
- Áp suất lốp, kết cấu hoa lốp, độ cứng ngang của lốp.
- Bán kính quay vòng của bánh dẫn hướng.
- Các góc đặt trụ đứng, góc đặt bánh xe dẫn hướng.
- Mô men ma sát ở trụ đứng và đẫn động lái.
Theo ý nghĩa vật lý, công thức xác định mô men cản (Mc) là:
Mc = M1+ M2+ M3 (3.4)
Ở đây sử dụng công thức gần đúng của Lukin: Mc = 328 (kGm)
3.4.2. Tính bền một số chi tiết cơ cấu lái
a) Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền vít đai ốc:
Kinh nghiệm sử dụng cơ cấu lái vít đai ốc – thanh răng cung răng cho thấy rãnh ren và các viên bi bị mòn nhiều nhất. Ngoài ra còn quan sát thấy nhiều trường hợp các viên bi hoặc rãnh ren bị tróc, rỗ do hiện tượng mỏi của vật liệu.
Thay số ta được: stx= 10751 [kG/cm2]£ (3.6)
Mà [stx] = 2500÷3500 MPa
- dtx : là ứng suất tiếp xúc giữa viên bi và bề mặt rãnh ren kG/ cm2
- K : là hệ số phụ thuộc vào bán kính cong của các bề mặt tiếp xúc
- i : là số lượng viên bi cùng chịu tải [viên]
- db : là đường kính viên bi [mm]
- dr :là đường kính rãnh ren [mm]
- lV : là góc dẫn ren của trục vít [độ]
Vậy ta thấy stx < [stx]
Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.
b) Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền thanh răng cung răng:
Răng của cung răng được kiểm bền theo ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc.
- y : là hệ số răng;
- bc : là chiều dài răng của cung răng [mm]
- tc : là bước răng của cung răng.
Thay số vào công thức (3.8) ta có:
su = 1160,17 [kG/ cm2]
[su] = 3000 - 4000 [kG/ cm2]
Vậy ta thấy su< [su]
Thay số vào công thức (3.10) ta có:
stx = 1043 kG/ cm2
[stx] = 1500 kG/ cm2
Vậy ta thấy stx < [stx]
Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.
3.4.3. Tính bền một số chi tiết dẫn động lái
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 3.5).
Xác định lực tác dụng lên đòn quay đứng: Lực tác dụng lên đòn quay đứng ôtô KAMAZ - 43119, được xác định theo công thức sau: Pđ = 1089,07 (KG)
Thay số vào công thức (3.15) ta có: t = 185,7 [kG/ cm2]
Đòn lái đứng làm bằng thép các bon trung bình 40x tôi và ram có: [s] = 1000 [kG/ cm2]; [t] = 700 [kG/ cm2]
Vậy hệ số an toàn: ns = 5,12; nt = 3,77
Kết luận: Qua tính toán ta thấy s < [s]; t < [t]
Vậy đòn lái đứng đảm bảo bền.
b) Thanh lái dọc và thanh lái ngang:
Các thanh lái được kiểm tra bền theo độ cứng vững để tránh bị uốn khi chịu nén do hình dạng các thanh lái thực tế không thẳng.
+ D : là đường kính của thanh kéo [mm]
+ j : là mô men quán tính [kGm]
+ E : là mô đun đàn hồi E = 2.1011N/ m2
+ 2Gbx : là trọng lượng phân bố lên cầu trước.Gbx= 5450 [kG]
+ f : là hệ số cản lăn. f = 0,02
+ a : là 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 : là bán kính bánh xe. r = 0,560 [m]
+ ht : là hiệu suất thuận. ht = 0,77
Thay vào (3.20) ta có: MC = 1125 [N. M]
Từ các giá trị tính được và thông số chọn, thay vào (3.19)
Lực truyền qua thanh lái dọc với chiều dài ldọc = 760 [mm]
Pedọc = 1480,26 [N]
Lực truyền qua thanh kéo ngang với chiều dài được lấy từ bảng 3.1
lengang= 1510 mm.
Pengang = 745 [N]
Thay các giá trị vào công thức ta có:
Dd = 0,009 [ m]
Dn = 0.012 [ m]
- Hệ số dự trữ độ cứng vững của thanh lái dọc và thanh lái ngang được chọn trong khoảng (1,5 ÷ 2,5).
+ Thanh lái dọc nd = 2,5
+ Thanh lái ngang nn = 1,8
Kết luận: Thanh lái dọc và thanh lái ngang đảm bảo bền.
Chương 4
CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI
4.1. Khái niệm cơ bản của chuẩn đoán kỹ thuật ôtô
4.1.1. Khái niệm chẩn đoán kỹ thuật ôtô
Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ôtô là sử dụng các công cụ và phương pháp để xác định tình trạng kỹ thuật, phát hiện hư hỏng và dự đoán sự làm việc của ôtô trong tương lai mà không cần phải tháo rời ôtô hay tổng thành máy của ôtô.
Có thể chia một chu trình chẩn đoán ra làm ba giai đoạn: kiểm tra, chẩn đoán và dự báo.
4.1.2. Mục đích của chẩn đoán kỹ thuật
Mục đích của chẩn đoán trạng thái kỹ thuật là tác động kỹ thuật vào quá trình khai thác và sử dụng ôtô và nhằm đảm bảo cho xe hoạt động có độ tin cậy cao, an toàn, hiệu quả bằng cách phát hiện kịp thời các hư hỏng và dự báo tình trạng kỹ thuật của xe trong tương lai.
4.1.3. Ý nghĩa của chẩn đoán kỹ thuật
Nâng cao độ tin cậy của xe và an toàn giao thông nhờ phát hiện kịp thời và dự đoán trước được các hư hỏng có thể xảy ra, nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông, đảm bảo năng suất vận chuyển.
Nâng cao độ bền lâu, giảm chi phí và phụ tùng thay thế, giảm được độ hao mòn các chi tiết do không phải tháo rời các tổng thành.
4.2. Các thông số chẩn đoán kỹ thuật ôtô
4.2.1. Các thông số đánh giá
a) Thông số kết cấu:
Số lượng các tổng thành, các hệ thống, các khâu và từng chi tiết trong ôtô rất lớn. Chúng được chế tạo theo các bản vẽ có kích thước và dung sai quy định, có các yêu cầu kỹ thuật cụ thể. Tất cả các chi tiết lắp thành nhóm, cụm khâu, tổng thành, toàn bộ ôtô, được gọi là kết cấu. Mỗi đối tượng chẩn đoán có kết cấu cụ thể, đảm nhiệm một chức năng cụ thể. Tập hợp các kết cấu trên ôtô đảm nhận chức năng di chuyển và vận tải của ôtô.
Các giá trị đặc trưng trong các giai đoạn làm việc của thông số kết cấu là:
- Giá trị ban đầu (H0) của thông số kết cấu.
- Giá trị cho phép (Hcp) của thông số kết cấu.
- Giá trị giới hạn (Hgh) của thông số kết cấu.
b) Các thông số chẩn đoán:
Các thông số kết cấu nằm trong các cụm, tổng thành, nếu tháo rời có thể đo đạc xác định. Nhưng khi không tháo rời, việc xác định phải thông qua các thông số biểu hiện kết cấu.
4.2.2. Các yêu cầu khi chọn thông số chẩn đoán
- Đảm bảo tính hiệu quả:
Cho phép ta có thể căn cứ vào thông số đó chẩn đoán được tình trạng kỹ thuật của đối tượng hoặc một phần tình trạng kỹ thuật của đối tượng chẩn đoán.
- Đảm bảo tính đơn trị:
Ứng với mỗi trị số của thông số kết cấu chỉ có một trị số của thông số chẩn đoán hay ngược lại.
- Đảm bảo tính nhạy:
Đảm bảo khả năng phân biệt sự biến đổi tương ứng giữa thông số chẩn đoán theo sự biến đổi của thông số kết cấu tương ứng.
4.2.4. Phân loại các thông số chẩn đoán
a) Phân loại theo tính chất quan hệ thông tin:
- Các thông số độc lập: là những thông số có thể chỉ ra hư hỏng hay mức độ trạng thái kỹ thuật cụ thể nào đó của đối tượng chẩn đoán. Các thông số dạng này có tính thông tin cao, nhưng số lượng không nhiều vì kết cấu của đối tượng chẩn đoán bao gồm nhiều tổ hợp kết cấu có biểu hiện giống nhau.
- Các thông số phụ thuộc: là những thông số mà khi xếp riêng rẽ không đủ chỉ ra hư hỏng hay mức độ trạng thái kỹ thuật cụ thể nào đó của đối tượng chẩn đoán, mà phải tổ hợp cùng các thông số khác.
c) Phân loại theo tác dụng của thông số chẩn đoán:
- Các thông số chính: Là các thông số chịu trách nhiệm chính đánh giá chất lượng, cần thiết không thể thiếu được.
- Các thông số tham khảo: Là các thông số không biểu thị chính xác cho mục đích đánh giá chất lượng, tuy nhiên nó có thể giúp cho việc định hướng chẩn đoán.
4.3. Nội dung chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái
4.3.1. Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hệ thống lái
a) Tiêu chuẩn Châu Âu:
Tiêu chuẩn sử dụng ở Châu Âu yêu cầu hệ thống lái không cho phép có độ rơ vành lái quá lớn, các quy định thể hiện trong bảng 4.1.
Lực vành tay lái có hay không có trợ lực tối đa không vượt quá 250N. Ôtô có tải trọng đặt trên cầu dẫn hướng lớn hơn 3,5 tấn hệ thống lái phải có trợ lực.
b) Tiêu chuẩn Việt Nam:
Tiêu chuẩn sử dụng ở Việt Nam yêu cầu độ rơ vành tay lái không vượt quá các quy định thể hiện trong bảng 4.2.
4.3.2. Đánh giá hiệu quả làm việc hệ thống lái
a) Chẩn đoán khi thử trên đường:
Cho xe chạy trên mặt đường rộng, tốc độ thấp, lần lượt đánh lái hết về phía trái, sau đó về phía phải, tạo nên chuyển động rích rắc, theo dõi sự hoạt động của xe, lực đánh lái, khả năng quay vòng ở tốc độ thấp có thể xác định hư hỏng của hệ thống lái theo toàn bộ góc quay.
c) Kiểm tra qua tiếng ồn:
Ôtô đứng yên trên nền phẳng, lắc mạnh vành lái theo hai chiều, nhằm tạo xung đổi chiều, nghe tiếng ồn phát ra trong hệ thống, xác định vị trí bị va đập, tìm hiểu nguyên nhân.
4.3.3. Đánh giá chất lượng hệ thống lái
a) Độ rơ vành lái:
Độ rơ vành lái là thông số tổng hợp quan trọng nói lên độ mòn của hệ thống lái, bao gồm độ mòn của cơ cấu lái, khâu khớp trong dẫn động lái và cả của hệ thống treo. Việc đo độ rơ này được thực hiện khi xe đứng yên, trên nền phẳng, coi bánh xe bị khoá cứng không dịch chuyển.
b) Đo giá trị lực vành lái lớn nhất:
- Để xe đứng yên trên mặt đường tốt và phẳng.
- Đánh lái tới vị trí gần tận cùng. Dùng lực kế đo giá trị lực tại đó để xác định giá trị lực vành lái lớn nhất (hình 4.2). Nếu trên xe có hệ thống cường hoá, thì động cơ phải hoạt động.
- Dùng lực kế khi đánh lái ở hai phía khác nhau còn cho biết sai lệch lực đánh lái khi rẽ phải hay trái.
c) Đo góc quay bánh xe dẫn hướng:
Cho đầu xe lên các bệ kiểu mâm xoay có ghi độ (hình 4.3). Dùng vành lái lần lượt đánh hết về hai phía, xác định các góc quay bánh xe hai bên trên mâm xoay chia độ.
Khi không có mâm xoay chia độ có thể tiến hành kiểm tra như sau: Nâng bánh xe của cầu trước lên khỏi mặt đường, đặt vành lái và bánh xe ở vị trí đi thẳng, đánh dấu mặt phẳng bánh xe trên nền, đánh lái về từng phía, đánh dấu các mặt phẳng bánh xe tại vị trí quay hết vành lái. Xác định các góc quay bánh xe dẫn hướng như trên hình 4.4.
d) Kiểm tra các góc đặt bánh xe dẫn hướng:
Góc đặt các bánh xe dẫn hướng trong chẩn đoán kỹ thuật được xác định khi xe đứng yên, trên nền phẳng, không có tải (hay chỉ có người lái), là góc quy ước nhằm đánh giá trạng thái làm việc của các bánh xe khi chuyển động có tải. Góc đặt các bánh xe dẫn hướng còn được quyết định bởi hệ thống treo, hệ thống lái của ôtô.
4.3.4. Đánh giá chất lượng các cụm, cơ cấu
a) Độ rơ cơ cấu lái:
Chẩn đoán cơ cấu lái bằng cách đo độ rơ được thực hiện khi khóa cứng phần bị động cơ cấu lái, xác định độ rơ trên vành lái (tương tự như xác định độ rơ hệ thống lái).
Kết hợp việc đo độ rơ hệ thống lái, sử dụng phương pháp suy luận loại trừ, xác định khu vực hay chi tiết bị mòn, hư hỏng.
c) Điều chỉnh cơ cấu lái:
Ở các cơ cấu lái kiểu vít đai ốc - thanh răng cung răng, có hai việc điều chỉnh: điều chỉnh khe hở chiều trục của vòng bi trục vít và điều chỉnh sự vào khớp của quạt răng và đai ốc-thanh răng.
Việc kiểm tra và điều chỉnh khe hở chiều trục của vòng bi tiến hành như sau: xả hết dầu nhớt trong các te cơ cấu lái, tách khớp nối giữa trục vít cơ cấu lái và trục tay lái, khớp nối giữa đòn quay đứng và bộ trợ lực thuỷ lực.
d) Kiểm tra dẫn động lái và khắc phục khe hở:
* Các khớp nối:
Có thể dễ dàng phát hiện khe hở trong các khớp nối của cơ cấu dẫn động lái bằng cách lắc mạnh đòn quay đứng trong khi xoay tay lái và nắm tay vào các khớp kiểm tra hình 4.16(a). Nếu khe hở vượt quá quy định thì khắc phục bằng cách vặn các nút có ren của khớp nối tương ứng hình 4.16(b).
* Kiểm tra khe hở chốt chuyển hướng:
Để bánh xe ở vị trí thẳng, kích cầu để bánh xe không tiếp đất.
Giá đồng hồ so 1 vào dầm cầu 3, điều chỉnh để đầu đo tỳ vào mâm phanh 2, xoay mặt đồng hồ để kim chỉ vị trí số "0".
- Kiểm tra, điều chỉnh khe hở hướng trục hình 4.17(a).
- Kiểm tra khe hở hướng kính hình 4.17(b).
Hạ kích để bánh xe đứng trên mặt đất. Trị số chỉ trên đồng hồ là khe hở hướng kính Δu, Δu ≤ 0,75mm, nếu khe hở lớn hơn ta phải thay bạc chốt chuyển hướng mới.
4.3.5. Chẩn đoán hệ thống lái liên quan đến các hệ thống khác trên xe
a) Chẩn đoán hệ thống lái liên quan tới góc đặt bánh xe, hệ thống treo:
Tải trọng thẳng đứng có ảnh hưởng rất lớn đến quỹ đạo chuyển động của ôtô. Khi quay vòng sẽ làm cho các bánh xe chịu tải khác nhau và có thể sau một thời gian dài gây nên mài mòn lốp và khó đảm bảo quay vòng chính xác. Những kết cấu liên quan thường gặp trên ôtô là: thanh ổn định ngang, lò xo hay nhíp bị yếu sau thời gian dài làm việc, góc bố trí bánh xe bị sai lệch. Biểu hiện rõ nét nhất là sự mài mòn bất thường của lốp xe.
b) Chẩn đoán hệ thống lái liên quan đến hệ thống phanh, truyền lực:
Khi xe chuyển động, lực dọc (phanh, kéo) tác dụng lên bánh xe, nếu các lực này khác nhau hoặc bán kính lăn của bánh xe không đồng đều sẽ gây hiện tượng lệch hướng chuyển động. Sự lệch hướng này sẽ được khắc phục nếu chúng ta khắc phục hết khiếm khuyết của các hệ thống kể trên. Trường hợp đã loại trừ được khiếm khuyết mà hiện tượng vẫn còn chứng tỏ sự cố sẽ nằm trong hệ thống lái.
4.4. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục
Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra những hư hỏng làm mất khả năng điều khiển của xe: khó quay vòng, điều khiển xe khó khăn... Do đó có thể gây ra nhiều tai nạn bất ngờ gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản của mọi người. Chính vì vậy mà việc thường xuyên kiểm tra phát hiện những hư hỏng của hệ thống lái là một việc làm rất cần thiết, đảm bảo tính an toàn sử dụng cho xe.
Khi bị thủng các đường ống của bơm ta phải làm các việc sau:
- Nối lỗ đường dầu ra bơm với đường dầu đến bình chứa dầu.
- Bịt kín các lỗ dầu, đầu ra của bô phân phối bằng nút gỗ hay giẻ để ngăn bụi bẩn lọt vào.
- Cho xe chạy với tốc độ nhỏ nhất, chú ý xem xét nhiệt độ dầu trong bầu dầu. Nếu dầu nóng quá mức thì tắt máy để cho dầu nguội dần.
Trên bảng 4.3 nêu ra một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục.
KẾT LUẬN
Qua quá trình làm đồ án, được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo : ThS……………… và các thầy giáo trong Bộ môn Xe ô tô, em đã hoàn thành được đồ án đảm bảo yêu cầu đề ra. Dưới đây là một số vấn đề mà em đã thực hiện được trong đồ án của mình:
Giới thiệu chung về xe KAMAZ - 43253.
Phân tích kết cấu hệ thống lái trên xe KAMAZ - 43253.
Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trong đó có kiểm tra động học hình thang lái và tính bền cho một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái xe.
Chẩn đoán kỹ thuật hệ thống lái ôtô, hướng dẫn khai thác hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực, một số hư hỏng, nguyên nhân, cách kiểm tra, sửa chữa và khắc phục.
Hệ thống lái trên xe KAMAZ- 43253 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thủy lực, cơ cấu lái kiểu vít đai ốc - thanh răng cung răng. Kết cấu cơ cấu lái nhỏ gọn, khả năng chống mòn của các chi tiết trong cơ cấu lái cao. 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 thủy 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.
Quá trình làm đồ án tốt nghiệp do trình độ bản thân còn một số hạn chế, nên không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý của các thầy giáo, để giúp em nâng cao chuyên môn của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Vũ Quốc Bảo. Hướng dẫn thực hành bảo dưỡng và sửa chữa xe
KAMAZ - 43253, 43255. Học viện Kỹ thuật Quân sự - 2021.
[2]. Phạm Thanh Bình. Xe quân sự bánh hơi. Học viện Kỹ thuật Quân sự - 1986
[3]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên. Thiết kế và tính toán ôtô - máy kéo. Tập 2 (phần 2). NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp - 1948.
[4]. Nguyễn Phúc Hiểu - Vũ Đức Lập. Lý thuyết ôtô Quân sự. NXB Quân đội nhân dân - 2002.
[5]. Vũ Đức Lập. Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ôtô Quân sự” tập VI: Hệ thống lái. Học viện Kỹ thuật Quân sự - 1998.
[6]. Vũ Đức Lập. Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô. Học viện Kỹ thuật Quân sự - 2004.
[7]. Vũ Đức Lập - Phạm Đình Vi. Cấu tạo ôtô quân sự. Tập 2. Học viện Kỹ thuật Quân sự - 1995.
[8]. Nguyễn Trường Sinh. Vẽ kỹ thuật cơ khí. Học viện Kỹ thuật Quân sự - 2014.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"