MỤC LỤC
MỤC LỤC...1
LỜI NÓI ĐẦU... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI. 3
1.1. Công dụng, Phân loại, Yêu cầu.. 3
1.1.1. Công dụng. 3
1.1.2. Yêu cầu.. 3
1.1.3. Phân loại 3
1.2. Một số cơ cấu lái thông dụng trên ô tô.. 4
1.2.1. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - cung răng. 4
1.2.2. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - con lăn.. 6
1.2.3. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - chốt quay.. 8
1.2.4. Hệ thống lái với cơ cấu liên hợp.. 8
1.2.5. Hệ thống lái với cơ cấu bánh răng - thanh răng. 10
1.3. Dẫn động lái 11
1.3.1. Kết cấu.. 11
1.4. Hệ thống lái có trợ lực. 14
1.4.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu.. 14
1.5. Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướng. 15
CHƯƠNG 2.. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI MAZDA 3S.. 18
2.1. Giới thiệu về xe tham khảo MAZDA 3S 2014.. 18
2.1.1. Ngoại thất. 19
2.1.2. Nội thất. 21
2.1.3 Vận hành.. 23
2.2. Các thông số ký thuật của xe Mazda 3S 2014.. 25
2.2.1. Bố trí chung hệ thống lái xe Mazda 3S 2014.. 28
2.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Mazda 3S 2014.. 29
2.3.1. Cơ cấu lái 29
2.3.2. Dẫn động lái 30
2.3.3. Trợ lực lái 32
2.2.4. Tính tùy động hệ thống lái xe Mazda 3S 2014.. 37
CHƯƠNG 3. KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE MAZDA 3S.. 39
3.1. Thông số đầu vào.. 39
3.2. Kiểm nghiệm hình thang lái xe Mazda 3S 2014.. 39
3.2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán kiểm tra động học hình thang lái 39
3.2.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học. 41
3.2.3. Kiểm tra bằng phương pháp đại số.. 41
3.3. Tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái 43
3.3.1. Xác định mômen cản quay vòng. 43
3.3.2. Xác định lực cực đại tác dụng lên vành tay lái 44
3.3.3. Tính bền cơ cấu lái bánh răng trụ - thanh răng. 45
3.3.4. Tính bền trục lái 49
3.3.5. Tính bền đòn kéo ngang. 50
3.3.6. Tính bền đòn kéo dọc. 51
3.3.7. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái 52
3.3.8. Tính bền khớp cầu.. 53
CHƯƠNG 4. KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE MADA 3S 2014.. 55
4.1. Đặt vấn đề. 55
4.2. Bảo dưỡng, sửa chữa các hư hỏng trên hệ thống lái 55
4.2.1. Quy trình tháo hệ thống lái 55
4.2.1.1. Tháo vành tay lái và trục lái 55
4.2.1.2. Tháo cơ cấu lái và hình thang lái 59
4.2.2. Quy trình lắp hệ thống lái 62
4.2.3. Bảo dưỡng hệ thống lái 63
4.2.3.1. Vành tay lái 63
4.2.3.2. Cơ cấu lái 63
4.2.3.3. Hình thang lái 64
4.2.3.4. Trợ lực lái 64
4.2.3.5. Kiểm tra điều chỉnh độ chụm bánh xe. 65
4.2.3.6. Kiểm tra độ đảo vành bánh xe. 66
4.2.4. Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống lái 66
4.3. Những lưu ý khi sử dụng hệ thống lái 68
4.3.1. Dấu hiệu tay lái nặng khi vận hành.. 68
4.3.2. Xuất hiện dấu hiệu tay lái trả chậm... 68
4.3.3. Vành tay lái bị rơ.. 68
4.3.4. Xuất hiện tiếng kêu bất thường ở hệ thống lái 69
4.3.5. Hiện tượng chảy dầu ở thước lái 69
KẾT LUẬN... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO... 71
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay ôtô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng hóa, sự mạnh mẽ và vẻ đẹp của chiếc xe thể hiện sự lịch lãm tạo ra phong cách cho người chủ sử dụng. Tính tiện nghi cho người dùng và sự thân thiện với môi trường sống chung quanh là hai tiêu chí đặt ra hàng đầu mà tất cả các cường quốc về công nghiệp ôtô đều phải dựa vào đó để nghiên cứu phát minh để có thể tạo ra những sản phẩm tốt hơn. Tuy đất nước ta còn nghèo và nền kinh tế còn đang trên đà phát triển xong trong những năm gần đây đảng và nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển nghành ôtô để theo kịp với sự phát triển của thế giới.
Nhằm nâng cao khả năng tư duy cho sinh viên và khả năng hiểu biết về tính toán thiết kế mà em được giao nhiệm vụ “Khai thác hệ thống lái xe MAZDA 3S 2014”. Em biết hệ thống lái là hệ thống quan trọng và rất phức tạp, đặc biệt do ngày nay hệ thống giao thông tốt, xe hiện đại có vận tốc chuyển động ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống lái nhằm đảm bảo tính an toàn cao cho sự chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết.
Trong phần khai thác hệ thống lái này em dựa chủ yếu vào số liệu của xe MAZDA 3S 2014, các tài liệu tham khảo. Do lần đầu làm quen với khai thác với khối lượng kiến thức tổng hợp em còn có những mảng kiến thức em chưa được nắm vững nên mặc dù em đã cố gắng tham khảo tài liệu có liên quan song bài làm của em không thể tránh được những sai sót. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em củng cố thêm kiến thức và hiểu sâu hơn, nắm vững kiến thức mà em đã học hỏi được.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy: TS……………. đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !
Vĩnh Yên, Ngày… tháng … năm 20….
Sinh viên thực hiện
………………
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI
1.1. Công dụng, Phân loại, Yêu cầu
1.1.1. Công dụng
Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một quỹ đạo xác định nào đó.
Trên ôtô có các phương pháp thay đổi hướng chuyển động như là: Chuyển hướng cả cầu xe ( xe rơmoóc); chuyển hướng nhờ điều khiển tốc độ các bánh xe ( máy kéo, xe máy công trình); điều khiển thông qua thay đổi hướng bánh xe.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống lái phải bảo đảm các yêu cầu sau:
- Hệ thống lái điều khiển dễ dàng, nhanh chóng, chính xác và an toàn.
- Các cơ cấu điều khiển bánh xe dẫn hướng và quan hệ hình học của hệ thống lái phải đảm bảo không gây nên các dao động và va đập trong hệ thống lái.
- Lực cần thiết đặt trên vành tay lái nhỏ.
- Đảm bảo động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt.
1.1.3. Phân loại
Tuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại sau:
* Theo cách bố trí vành lái
- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ôtô) được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt nam và một số các nước khác;
- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ôtô) được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên trái như ở Anh, Nhật, Thuỵ Điển, ...
* Theo kết cấu của cơ cấu lái
- Cơ cấu lái loại trục vít - bánh vít.
- Cơ cấu lái loại trục vít - cung răng.
- Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng).
1.2. Một số cơ cấu lái thông dụng trên ô tô
1.2.1. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - cung răng
Loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc bền vững. Tuy vậy có nhược điểm là hiệu suất thấp, điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục trục vít.
Ngoài ra còn cho phép tăng góc quay của cung răng mà không cần tăng chiều dài của trục vít.
1.2.2. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - con lăn
Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn (hình 1.2) được sử dụng rộng rãi trên các loại ô tô do có Ưu điểm:
- Kết cấu gọn nhẹ;
- Hiệu suất cao do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn;
- Hiệu suất thuận: ηt = 0,77 - 0,82;
- Hiệu suất nghịch: ηn = 0,6;
1.2.4. Hệ thống lái với cơ cấu liên hợp
Êcu 20 lắp lên trục vít qua các viên bi nằm theo rãnh ren của trục vít cho phép thay đổi ma sát trượt thành ma sát lăn. Phần dưới của êcu bi có cắt các răng tạo thành thanh răng ăn khớp với cung răng trên trục (2).
1.2.5. Hệ thống lái với cơ cấu bánh răng - thanh răng
Bánh răng có thể răng thẳng hay răng nghiêng. Thanh răng trượt trong các ống dẩn hướng. Để đảm bảo ăn khớp không khe hở, bánh răng được ép đến thanh răng bằng lò xo.
1.3. Dẫn động lái
Hệ dẫn động lái phải đảm bảo động học đúng của các bánh xe dẫn hướng, đảm bảo độ dơ vμnh lái nhỏ, giảm được các lực va đập truyền từ các bánh xe dẫn hướng lên vành lái, vành lái bố trí phù hợp với người lái vμ đảm bảo an toàn thụ động cho người lái.
1.3.1. Kết cấu
a. Đòn quay
Đòn quay có nhiệm vụ truyền mômen từ trục đòn quay của cơ cấu lái tới các đòn kéo dọc hoặc kéo ngang được nối với cam quay của bánh xe dẫn hướng. Đòn quay
của cơ cấu lái truyền vμ biến đổi chuyển động quay của trục bị động cơ cấu lái thμnh chuyển động lắc của đòn kéo dọc hoặc của đòn ngang.
b. Đòn kéo
Đòn kéo được dùng để truyền lực từ đòn quay của cơ cấu lái đến cam quay bánh xe dẫn hướng. Tuỳ theo phương đặt đòn kéo mà người ta có thể gọi đòn kéo dọc hoặc đòn kéo ngang.
1.4. Hệ thống lái có trợ lực
1.4.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
a. Công dụng
- Giảm nhẹ sức lao động của người lái trong việc điều khiển hướng chuyển động của xe, đặc biệt với những xe có tải trọng lớn có mô men cản quay vòng lớn.
- Trợ lực lái còn có ý nghĩa nâng cao an toμn chuyển động khi có sự cố xảy ra ở bánh xe ( nổ lốp, áp suất lốp quá thấp...
b. Yêu cầu
- Bộ trợ lực phải có lực điều khiển trên vành tay lái đủ nhỏ để giảm cường độ lao động nhưng cũng đủ gây cảm giác điều khiển cho người lái.
- Khi hệ thống trợ lực hỏng thì hệ thống lái vẫn điều khiển được như hệ thống lái cơ khí thông thường.
d. Cấu tạo chung
Trợ lực lỏi cú tỏc dụng giảm bớt lực của người lỏi cần để điều khiển hướng chuyển động của ôtô, tăng tính tiện nghi và an toàn của ụ tụ.
Trên ôtô thường sử dụng phương pháp trợ lực lỏi bằng thuỷ lực.
e. Nguyên lý làm việc của trợ lực lái thủy lực
Cấu tạo mạch điều khiển trợ lực cơ bản:
Bao gồm bơm, bình chứa, và các cụm van. Các cụm van được liên kết với cơ cấu lái. Trên hình là loại cơ cấu lái trục vít ê cu bi – thanh răng – cung răng. Ê cu đóng vai trò pít tông chuyển động trong xy lanh lực.
1.5. Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướng
Hiện nay hệ thống lỏi nhiều cầu dẫn hướng được dựng trờn một số ụtụ tải nhiều cầu và ụtụ con cao tốc
Đồ thị quan hệ giữa góc quay các bánh xe dẫn hướng theo góc quay vành lái của ôtô Honda 4WS như trên hình vẽ.
CHƯƠNG 2
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI MAZDA 3S
2.1. Giới thiệu về xe tham khảo MAZDA 3S 2014
MAZDA 3S phiên bản 2014 được đánh giá là mẫu xe sinh ra hướng tới sự tiện dụng phục vụ nhu cầu di chuyển thường xuyên trong đô thị hoặc những khu dân cư đông đúc. Mẫu xe ấn tượng người tiêu dùng trong nước với kiểu dáng mặt cười vui vẻ theo triết lý thiết kế Zoom-Zoom.
2.1.1. Ngoại thất
Mazda2 được thiết kế dựa trên triết lý Zoom Zoom mang lại cảm giác phấn khởi, niềm vui và những trải nghiệm thú vị cho người sử dụng.
a. Phần đầu xe
Đầu xe được thiết kế trông khá dễ thương và thân thiện với người dùng. Hệ thống đèn pha phía trước cỡ lớn được bố trí trải dọc theo ca-pô.
b. Phần thân xe
Những đường gân dập nổi chạy khéo léo hai bên thân xe đặc biệt là những đường gân uốn lượn phía trên bánh xe mang lại dáng vẻ tinh tế, mềm mại cho Mazda 3S. Xe trang bị gương chiếu hậu chỉnh điện, bộ la-zăng hợp kim 15 inch có kích cỡ 185/55 R15. Tay nắm cửa được thiết kế cùng tông màu với thân xe.
2.1.2. Nội thất
Không gian nội thất xe Mazda 3S đã thay đổi sang trọng hơn khá nhiều trên các phiên bảncũ . Vô-lăng của xe được thiết kế lại, đem đến cảm giác cao cấp hơn, có tích hợp sưởi.
a. Bảng đồng hồ
Cụm đồng hồ trung tâm được thiết kế khá đơn giản với đồng hồ tốc độ, đồng hồ đo vòng quay của máy và đồng hồ điện tử hiển thị hành trình đi. Các thông số được hiển thị rõ ràng giúp người cầm lái dễ dàng nắm bắt mọi thông số của xe.
c. Hệ thống giải trí
Phía trung tâm là màn hình giải trí đa thông tin cảm ứng có kích thước 7 inch, đặt nổi lên trên bảng điều khiển như nhiều mẫu xe Đức cao cấp. Các vị trí như nẹp ốp táp-lô, nẹp cửa hay viền hốc gió điều hòa đều được làm bằng kim loại, giúp tạo điểm nhấn và tôn lên vẻ sang trọng.
2.1.3 Vận hành
“Trái tim” của Mazda 3S nằm ở khối động cơ 4 xylanh thẳng hàng, dung tích 1,6 lít cho công suất 103 mã lực tại 6.000 vòng/phút và mô men xoắn 135NM tại 4.000 vòng/phút. Sức mạnh này giúp Mazda 3S tăng tốc từ 0-96 km/h trong 10,2 giây.
Với công suất 103 mã lực tại 6.000 vòng/phút và mô men xoắn 135Nm tại 4.000 vòng/phút cùng khả năng tăng tốc từ 0-96 km/h trong 10,2 giây, Mazda 2 đủ sức vượt qua các xe khác khi cần.
2.2. Các thông số ký thuật của xe Mazda 3S 2014
Dưới đây là các thông số kỹ thuật chính của ô tô Mazda 3S 2014 như bảng 1.1.
2.2.1. Bố trí chung hệ thống lái xe Mazda 3S 2014
Hệ thống lái ô tô Mazda 3S 2014bao gồm : cơ cấu lái, dẫn động lái, trợ lực lái. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái xe Mazda 3S 2014 được cho trên hình 2.1
- Vành lái (vô lăng): vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng của người lái từ vành lái đến trục răng của cơ cấu lái.
- Cơ cấu lái: cơ cấu lái sử dụng trên xeMazda 3S 2014 là cơ cấu lái bánh răng trụ và thanh răng. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động góc của đòn quay đứng và khuyếch đại lực điều khiển trên vành tay lái.
2.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Mazda 3S 2014
2.3.1. Cơ cấu lái
Trên ô tô MAZDA 3S người ta lắp cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng kết hợp dùng trợ lực thủy lực trực tiếp.
Cơ cấu lái loại này có ưu điểm là tỷ số truyền nhỏ, kết cấu đơn giản, hiệu suất cao nên được sử dụng rộng rãi trên ô tô con và ô tô tải nhỏ.
Cơ cấu bánh răng-thanh răng có nhiệm vụ xoay các van điều khiển để điều khiển dòng dầu thủy lực từ bơm vào 2 phía của piston thanh răng. Các piston thanh răng sẽ chuyển đổi áp lực dầu thành chuyển động tịnh tiến để dịch chuyển thanh răng sang phải hoặc trái.
Cơ cấu lái bánh răng trụ - thanh răng sử dụng chủ yếu trên các xe công suất bé. Vỏ của cơ cấu lái được làm bằng gang, trong vỏ có các bộ phận làm việc của cơ cấu lái, gồm trục răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng, vỏ của cơ cấu lái bánh răng trụ - thanh răng kết hợp làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái.
* Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng có các ưu điểm sau:
- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có tác dụng như thanh dẫn động lái nên không cần các thanh ngang như ở các cơ cấu lái khác.
- Ăn khớp răng trực tiếp nên độ nhạy cao.
- Ma sát trượt và lăn nhỏ kết hợp với sự truyền mômen tốt nên lực điều khiển trên vành lái nhẹ.
2.3.2. Dẫn động lái
Dẫn động lái trên ôtô Toyota Camry bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngỗng quay của các bánh xe. Bộ phận cơ bản và quan trọng nhất của dẫn động lái là hình thang lái, được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang, và các cạnh bên. Nó có nhiệm vụ đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe không bị trượt lê khi quay vòng. Do đó làm giảm mài mòn lốp, giảm tổn hao công suất và tăng tính ổn định khi quay vòng.
- Lực trên vành tay lái khi trên đường xấu không quá 20 KG
- Hành trình tự do của vành lái 300
- Trục lái có chức năng chính là truyền momen lái từ vô lăng đến cơ cấu lái. Một trục lái đơn giản chỉ bao gồm trục lái và các bộ phận bao che trục lái.
2.3.3. Trợ lực lái
Hệ thống trợ lực lái trên xe Mazda 3S 2014 là hệ thống trợ lực thủy lực. Trong đó van phân phối, xy lanh lực đặt chung trong cơ cấu lái. Thanh răng của cơ cấu lái cũng đồng thời là xy lanh lực của hệ thống trợ lực.
- Ưu điểm của kiểu bố trí này là kích thước nhỏ gọn, và có độ nhạy cao.
- Nhược điểm của kiểu bố trí này là kết cấu phức tạp, các chi tiết của dẫn động lái chịu tải trọng lớn.
a. Bơm thủy lực
Bơm thủy lực sử dụng trong hệ thống trợ lực lái trên xe Mazda 3S 2014 là bơm kiểu phiến gạt. Bơm thủy lực được đặt phía trên động cơ và được dẫn động từ động cơ bằng bộ truyền đai.
b. Xi lanh lực
Trên xeMazda 3S 2014 thanh răng đóng vai trò pit tông trợ lực và thanh răng dịch chuyển do áp suất dầu tạo ra từ bơm trợ lực lái tác động lên pít tông theo cả hai hướng. Trục van phân phối được nối với vô lăng. Khi vô lăng ở vị trí trung gian (xe chạy thẳng) thì van phân phối cũng ở vị trí trung gian.
c. Van phân phối
Van phân phối sử dụng trong hệ thống trợ lực lái trên xe Mazda 3S 2014
là loại van quay. 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, trong đó có các van an toàn để tránh cho áp suất dầu tăng quá cao và đảm bảo cho hệ thống lái làm việc bình thường khi bơm dầu bị hỏng.
2.2.4. Tính tùy động hệ thống lái xe Mazda 3S 2014
Muốn giữ nguyên góc quay của xe, người lái ngừng đánh tay lái và giữ nguyên lực tác dụng đặt lên vành tay lái. Tại thời điểm này thì van phân phối ở vị trí mở để cung cấp dầu cao áp cho một khoang của xi lanh lực
Sau khi quay vòng muốn cho xe trở về trạng thái chuyển động thẳng nhanh chóng thì người lái đánh nhẹ vành tay lái ngược với góc quay ban đầu, lúc này dưới tác dụng của áp suất dầu ở buồng phản lực sẽ đưa và giữ van phân phối ở vị trí trung gian, đảm bảo cho dầu ở các khoang của xi lanh lực thông nhau và thoát về bình chứa.
CHƯƠNG 3
KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE MAZDA 3S
3.1. Thông số đầu vào
Thông số đầu vào cho tính toán kiểm tra động học hình thang lái, và tính bền hệ thống lái được cho trong bảng 3.1.
3.2. Kiểm nghiệm hình thang lái xe Mazda 3S 2014
3.2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán kiểm tra động học hình thang lái
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 là:
Cotgbi - cotgai = B0/L
Nhưng thực tế thì các hình thang lái không thoả mãn được điều kiện trên, tức là các giá trị cặp (ai,bi) thực tế không thoả mản điều kiện (3.1) nên các bánh xe dẫn hướng vẫn xảy ra trượt ngang. Mức độ trượt ngang càng ít nếu các giao điểm Ei tạo ra càng gần đường thẳng GC.
3.2.2. 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 (ai,bi).
- Dựng hình chữ nhật ABCD với: AD = L; CD = B0.
- Xác định các trung điểm G, G’ của AB và CD.
Để hạn chế sự trượt ngang của các bánh xe dẩn hướng thì các điểm Ei càng gần GC càng tốt.
3.2.3. Kiểm tra bằng phương pháp đại số
* Trình tự kiểm tra như sau:
- Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị bi khác nhau.
- Bằng phương pháp đồ thị (hình vẽ) xác định các góc quay αi tương ứng của bánh xe bên ngoài.
- Các giá trị di càng gần bằng 1 thì khi ô tô quay vòng với các bán kính khác nhau, các bánh xe dẫn hướng không bị trượt bên hoặc có trượt bên không đáng kể.
- Kết quả tính toán cụ thể theo công thức (3.2) được lập thành bảng dưới.
Đối với các ô tô hiện đang sử dụng hệ số dao động di trong khoảng d = 0,9 ÷ 1,07. Như vậy dựa theo kết quả tính toán có thể thấy hình thang lái của xe Mazda 3 2010 đảm bảo điều kiện quay vòng không xảy ra trượt bên.
3.3. Tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái
3.3.1. Xác định mômen cản quay vòng
Lực tác động lên vành tay lái của ôtô sẽ đạt giá trị cực đại khi ta quay vòng ôtô tại chỗ. Lúc đó mômen cản quay vòng trên bánh xe dẫn hướng Mc sẽ bằng tổng số của mômen cản chuyển động M1, mômen cản M2 do sự trượt lết bánh xe trên mặt đường và mômen cản M3 gây nên bởi sự làm ổn định các bánh xe dẫn hướng.
a. Mômen cản M1
Vậy: M1 = 3,36 N.m
b. Mômen cản 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.
Với j là hệ số bám ngang. Lấy j = 0,8
Vậy: M1 = 296,4 N.m
c. Mômen ổn định ở các bánh xe M3
Mômen ổn định tạo nên bởi độ nghiêng ngang, nghiêng dọc của trụ đứng. Giá trị của M3 thường rất nhỏ lấy M3 = 0.
3.3.2. Xác định lực cực đại 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.
* Thay vào công thức (3.6): Plvmax = 197,7 N
+ Xác định ứng suất cho phép
Trong quá trình làm việc bánh răng trụ, thanh răng chịu ứng suất uốn tiếp xúc và chịu tải trọng va đập từ mặt đường. Vì vậy thường gây ra hiện tương rạn nứt chân răng, do đó ảnh hưởng lớn tới sự tin cậy và tuổi thọ của cơ cấu lái.
Vậy điều kiện Đảm bảo bộ truyền bánh răng trụ thanh răng đủ bền trong quá trình làm việc.
3.3.4. Tính bền trục lái
Trục lái làm bằng thép 20 có ứng suất cho phép. Trục lái chế tạo đặc có đường kính d = 20 mm.
* Thay vào công thức (3.14) ta được: Ppmax = 16744 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.
[sb] = 350 (kg/cm2) = 35 (MN/m2)
+ Với hệ số dự trữ bền ổn định n = 2 ta có: [sb] = 17,5 (MN/m2)
* Thay số vào công thức (3.16) : sn = 10,55 (N/mm2)
Vậy đòn kéo ngang đảm bảo độ bền và độ ổn định.
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 = 2249,9 (N)
Thanh nối được làm bằng vật liệu thép 20X.
3.3.8. Tính bền khớp cầu
Khớp cầu được bố trí trên đòn kéo dọc, đòn ngang hệ thống lái. Chúng là khâu quan trọng của dẫn động lái. Khớp cầu có lò xo nén đặt hướng kính.
Vật liệu chế tạo khớp cầu là thép 20XH.
Với điều kiện là khớp làm việc ở chế độ tải trọng động và chịu va đập. Khớp cầu được kiểm nghiệm độ bền theo ứng suất chèn dập tại vị trí làm việc và kiểm tra độ bền cắt tại vị trí có tiết diện nguy hiểm.
* Kiểm tra bền khớp cầu
- Lực tác dụng lên khớp cầu cũng chính là lực phanh cực đại Ppmax.
=> Ppmax.= 2616,6 (N)
a. Tính ứng suất chèn dập tại bề mặt làm việc của khớp cầu
Hệ số an toàn: n = 4,8
Như vậy khớp cầu thoả mãn điều kiện chèn dập tại bề mặt làm việc.
b. Kiểm tra khớp cầu theo điều kiện cắt
Hệ số an toàn: n = 3,45
Như vậy khớp cầu thoả mãn điều kiện cắt tại tiết diện nguy hiểm.
CHƯƠNG 4
KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE MADA 3S 2014
4.1. Đặt vấn đề
Việc bảo quản bảo dưỡng xe là việc làm thường xuyên liên tục của người lái xe và thợ sửa chữa, nhất là đối với người sử dụng xe đó. Có bảo quản bảo dưỡng xe thường xuyên mới kịp thời phát hiện khắc phục những hư hỏng của xe đồng thời bảo đảm tốt các yêu cầu làm việc của các chi tiết, cụm chi tiết trên xe, đảm bảo cho xe có thể hoạt động luôn tốt trong mọi điều kiện đồng thời nâng cao tính năng kinh tế, khả năng đảm bảo an toàn cho người, hàng hóa, phương tiện.
4.2. Bảo dưỡng, sửa chữa các hư hỏng trên hệ thống lái
4.2.1. Quy trình tháo hệ thống lái
4.2.1.1. Tháo vành tay lái và trục lái
* Bước 1: Tháo các đầu cực của ăc quy ra để đảm bảo an toàn
* Bước 2: Tháo vành tay lái (hình 4.1)
* Bước 3: Tháo bộ điều khiển đèn xi nhan và bộ điều khiển gạt nước (hình 4.2 và 4.3).
Tháo kết nối giữa bộ điều khiển si nhan và trục lái bằng cách đẩy khoá trong hộp điều khiển (1), tháo đầu nối của dây điện với bộ điều khiển (2) rồi tháo bộ điều khiển ra khỏi trục lái. Bằng các thao tác tương tự ta tháo bộ điều khiển gạt nước.
* Bước 4: Tháo bộ điều khiển đánh lửa (hình 4.4)
Trước tiên ta ngắt kết nối của bộ điều khiển với đầu nối điện (1), sau đó tháo vít (2) rồi tháo bộ điều khiển đánh lửa.
* Bước 6: Tháo hộp điều khiển (hình 4.6)
Tháo đầu nối điện của còi (1), tháo các vít giữ hộp điều khiển (2) rồi tháo hộp điều khiển.
4.2.1.2. Tháo cơ cấu lái và hình thang lái
* Bước 1: Tháo hai bánh xe của cầu trước (cầu dẫn hướng), rồi tháo mối ghép giữa đầu trục bánh răng trụ răng xoắn với trục trung gian.
* Bước 2: Tháo các liên kết của cụm cơ cấu lái (hình 4.10; 4.11; 4.12; 4.13).
* Bước 4: Tháo trục bánh răng trụ răng xoắn (hình 4.15;4.16; 4.17).
Tháo nắp che bụi (1), vòng hãm (2) (hình 4.15), nắp che dưới trục răng (3) và đai ốc khóa trục bánh răng trụ răng xoắn (4) (hình 4.16). Chú ý khi tháo đai ốc khóa cần giữ trục răng nếu không có thể làm hỏng răng của bánh răng trụ răng xoắn.
* Bước 5: Tháo thanh răng (hình 4.18)
Trước tiên tháo ống cao su che bụi thanh răng, để cho dễ tháo thì trước khi tháo bôi một lớp mỡ lên thanh kéo bên. Tiếp đó là tháo đầu thanh lái (3), nhưng trước khi tháo đầu thanh lái phải lấy dấu trên thanh kéo bên, đai ốc khóa đầu thanh lái và đầu thanh lái vị trí lắp ráp của chúng để sau này dễ dàng điều chỉnh độ chụm của xe, sau đó vặn đai ốc khoá ngược chiều kim đồng hồ, tháo đầu thanh nối rồi tháo đai ốc khóa.
4.2.2. Quy trình lắp hệ thống lái
Quy trình lắp đặt ngược lại với quá trình tháo nhưng cần chú ý những điểm sau:
- Trước khi lắp đặt cần kiểm tra hư hỏng và sửa chữa hoặc thay thế nếu cần sau đó làm sạch tất cả các chi tiết và bôi trơn đầy đủ.
- Đối với những mối ghép có ren cần chú ý đến momen siết phù hợp tránh làm hỏng mối ghép.
4.2.3. Bảo dưỡng hệ thống lái
Thường xuyên kiểm tra siết chặt các bu lông, đai ốc ghép giữa các bộ phận của hệ thống lái với vỏ xe cũng như trong hệ thống lái và quan sát xem có sự rò rỉ dầu trợ lực lái sau mỗi lần xe vận hành.
4.2.3.1. Vành tay lái
Kiểm tra hành trình tự do và lực cần thiết để làm quay hệ thống lái, độ bắt chặt vành lái trên trục. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái bằng cách xoay vành tay lái về bên phải và bên trái đến khi bánh xe bắt đầu xoay đi, hành trình tự do cho phép là 0 20 mm.
4.2.3.3. Hình thang lái
* Kiểm tra độ mòn, lỏng của các khớp cầu, bằng cách lắc và xoay chúng, nếu vượt quá tiêu chuẩn thì thay cái mới (hình 4.20).
* Kiểm tra độ cong vênh của thanh kéo bên.
4.2.3.4. Trợ lực lái
* Kiểm tra mức dầu
Kiểm tra mức dầu khi động cơ đã tắt, mức dầu phải nằm giữa vạch MIN và vạch MAX in trên bình dầu, nếu mức dầu xuống thấp dưới vạch MIN thì đổ thêm dầu và cứ sau 10000 km hoặc 6 tháng thì kiểm tra một lần và thay thế nếu cần thiết.
* Kiểm tra, điều chỉnh độ căng dây đai
- Dùng tay ấn với lực 50 ¸ 80N yêu cầu độ võng xuống của dây đai là 7 ¸ 9 mm.
- Nếu không đúng ( quá căng hoặc quá trùng ) cần điều chỉnh lại bằng cách xê dịch máy bơm trợ lực.
4.2.4. Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống lái
Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra những hư hỏng làm mất khả năng điều khiển của xe. Do đó có thể gây ra nhiều tai nạn bất ngờ gây thiệt hại đến tính mạng 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 rất cần thiết, bảo đảm tính an toàn khi sử dụng xe.
Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục được thể hiện trong bảng 4.1
4.3. Những lưu ý khi sử dụng hệ thống lái
4.3.1. Dấu hiệu tay lái nặng khi vận hành
Trong khi vận hành nếu thấy tay lái có dấu hiệu nặng phải dùng lực mạnh để đánh lái thì hãy nghĩ ngay tới việc hệ thống lái trên xe ô tô có vấn đề.
4.3.2. Xuất hiện dấu hiệu tay lái trả chậm
Hiện tượng này thường đi chung với tay lái nặng do bơm trợ lực của xe hoạt động kém. Việc này có thể do áp suất và lưu lượng dầu qua bơm giảm khiến thước lái dịch chuyển chậm khi đánh lái.
4.3.4. Xuất hiện tiếng kêu bất thường ở hệ thống lái
Khi mức dầu trợ lực xuống quá thấp hoặc bơm trợ lực hoạt động kém, khi đánh hết lái sẽ nghe tiếng kêu “re re” nhưng trước khi có hiện tượng này ta có thể phát hiện tay lái nặng hoặc trả lái bất thường. Khi đánh lái nhẹ mà có tiếng kêu lục khục dưới gầm thì có thể là do bạc lái bị mòn, bị rơ.
4.3.5. Hiện tượng chảy dầu ở thước lái
Đây là hiện tượng khá phổ biến ở hệ thống lái trợ lực thủy lực. Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do phớt thước lái bị chảy dầu, tuổi thọ của phớt thước lái thấp nên sau một thời gian sử dụng gây ra chảy dầu.
KẾT LUẬN
Sau quãng thời gian gần 3 tháng thực hiện đồ án với đề tài “ Khai thác hệ thống lái cho xe Mazda ”, đến nay đồ án của em đã cơ bản hoàn thành.
Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu cũng như dưới sự hướng dẫn của thầy: TS…………….. em nhận thấy kiến thức cơ bản của em đã được cải thiện hơn đặc biệt là về kết cấu của hệ thống lái trên xe du lịch, đó là một phần quan trọng trong nền tảng kiến thức chuyên nghành của một kỹ sư cơ khí ô tô.
Để hoàn thành được đồ án này trước hết em xin cảm ơn toàn thể các thầy giáo trong khoa Cơ khí trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải đã chỉ bảo và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quãng thời gian qua. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Giảng viên: TS…………….., thầy đã tạo điều kiện cũng như tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Do thời gian có hạn, kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế cũng như thiếu những kinh nghiệm thực tiễn cho nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong các thầy góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn và có thể phát triển thành một tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên chuyên nghành Công nghệ kỹ thuật ô tô.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Minh Tài (1998). Lý thuyết ô tô, máy kéo. NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội
[2]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm (2004). Thiết kế chi tiết máy. NXB Giáo dục Hà Nội
[3]. PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan (2007). Tập bài giảng Thiết kế tính toán ô tô. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
[4]. PGS.TS Nguyễn Khắc Trai (2006). Cơ sở thiết kế ô tô. NXB Giao thông vận tải
[5]. Nguyễn Hoàng Việt (1998). Kết cấu và tính toán ô tô. Khoa cơ khí giao thông -Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng
[6]. Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng (2009). Kết cấu ô tô. NXB Bách khoa Hà Nội
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"