MỤC LỤC
MỤC LỤC..................................................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................... 5
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE FORD RANGER..................................................... 7
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE FORD RANGER ................................................................ 7
1.2. ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA XE FORD RANGER ............................................................ 9
1.3. CÁC CỤM VÀ HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN XE FORD RANGER .....................................11
1.3.1. Động cơ ...................................................................................................................... 11
1.3.2. Hệ thống truyền lực......................................................................................................11
1.3.3. Hệ thống điều khiển ....................................................................................................11
1.3.4. Phần vận hành............................................................................................................12
1.3.5. Hệ thống điện.............................................................................................................12
1.3.6. Thiết bị phụ.................................................................................................................13
Chương 2. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI FORD RANGER.............15
2.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU HỆ THỐNG LÁI XE FORD RANGER....................................15
2.1.1. Công dụng...................................................................................................................15
2.1.2. Yêu cầu .......................................................................................................................15
2.2. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE FORD RANGER..........................................15
2.2.1. Vành tay lái và trục lái.................................................................................................15
2.2.2. Cơ cấu lái.....................................................................................................................16
2.2.3. Hình thang lái..............................................................................................................18
2.2.4. Trợ lực lái....................................................................................................................19
2.3. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC TRỢ LỰC LÁI XE FORD RANGER.......................................23
2.3.1. Trường hợp xe đi thẳng.............................................................................................23
2.3.2. Trường hợp xe rẽ phải...............................................................................................24
2.3.3. Trường hợp xe rẽ trái.................................................................................................25
2.3.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động.......................................................................25
Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE FORD RANGER.................27
3.1. MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM.......................................................................27
3.2. CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO.........................................................................................27
3.3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI..............................................................28
3.3.1. Kiểm nghiệm động học hình thang lái......................................................................28
3.3.2. Xác định momen cản quay vòng............................................................................. 32
3.3.3. Tính bền hệ thống lái..............................................................................................34
3.3.4. Tính bền trục lái.....................................................................................................35
3.3.5. Tính bền đòn kéo ngang........................................................................................38
3.3.6. Tính bền đòn kéo dọc............................................................................................40
3.3.7. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái.............................................................40
3.3.8. Tính bền khớp cầu.................................................................................................41
Chương 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI XE FORD RANGER........................43
4.1. NHỮNG NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC..............43
4.2. BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI.................................................................................46
4.3. THÁO LẮP HỆ THỐNG LÁI......................................................................................60
KẾT LUẬN......................................................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................69
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. Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng được sử dụng phổ biến trên các xe ôtô du lịch và xe tải nhỏ, xe SUV và Ford Ranger cũng nằm trong số đó. Nó là một cơ cấu cơ khí khá đơn giản. Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên một ống kim loại, một thanh nối nối với hai đầu mút của thanh răng.
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 em đã được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:
"Khai thác hệ thống lái trên xe Ford Ranger".
Với đề tài như trên, nội dung đồ án được thể hiện qua các phần sau:
Chương 1. Giới thiệu chung về xe FORD RANGER.
Chương 2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe FORD RANGER.
Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe FORD RANGER.
Chương 4. Hướng dẫn khai thác, bảo dưỡng hệ thống lái xe FORD RANGER.
Với sự hướng dẫn tận tình của thầy: Th.S…………… cùng các thầy giáo Bộ môn ô tô quân sự - Khoa Động lực - Học viện Kỹ thuật 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 thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày…tháng…năm 20…
Học viên thực hiện
…………….
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE FORD RANGER
1.1. Giới thiệu chung về xe Ford Ranger
Ford Ranger là xe bán tải hai cầu. Dòng xe pick - up (bán tải) đang được người Việt Nam ưa chuộng bởi tính đa dụng của nó, nó vừa có thể được dùng làm chiếc xe vận chuyển hàng hóa vừa có thể sử dụng như một chiếc xe du lịch cho cả gia đình nếu làm một phép tính đơn giản pick-up khá đa dụng và tiện lợi trong thời buổi bão giá hiện nay. Xe pick - up là dạng xe bán tải kiểu dạng như 1 chiếc xe đa dụng hàng ghế ngồi có 5 chỗ (tính cả ghế lái) nó có thêm 1 thùng chở hàng phía sau tách biệt hẳn với khoang ghế hành khách có thể chở được hàng hóa với kích thước quá khổ mà những chiếc xe đa dụng khác không thể đảm nhiệm.
1.3. Đặc tính các cụm và hệ thống chính của xe Ford Ranger 4x2 XL
1.3.1. Động cơ
Ford Ranger 4x2 XL 2011 được trang bị động cơ Turbo diesel 2.5, 4 xilanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp Intercooler. Dung tích thùng nhiên liêu lớn với 63 lít cho phép các chuyến đi dài mà không phải dừng lại tiếp nhiên liệu nhiều lần. Ford Ranger với động cơ làm việc hiệu quả, bền bỉ mang lại sự hài lòng cao nhất khi vận hành trong các điều kiện đường sá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm, trung bình tiêu hao khoảng 8 lít diezel/100km.
1.3.2. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực của xe bao gồm: ly hợp, hộp số, truyền lực chính và vi sai, các đăng.
- Ly hợp: Đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa.
- Hộp số: hộp số sàn 5 cấp Ford MT75.
- Truyền lực chính và vi sai: sử dụng truyền lực chính một cấp bánh răng trụ răng nghiêng vi sai thường.
1.3.3. Hệ thống điều khiển
Hệ thống lái xe Ford Ranger bao gồm cơ cấu lái bánh răng trụ - thanh răng, dẫn động lái và trợ lực lái. Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam đơn và các khớp nối.
Chương 2
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI FORD RANGER
2.1. Công dụng, yêu cầu hệ thống lái Ford Ranger
2.1.1. Công dụng
Hệ thống lái là hệ thống điều khiển hướng chuyển động của xe, công dụng của hệ thống lái là dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô duy trì theo một quỹ đạo xác định nào đó.
2.1.2. Yêu cầu
Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau
- Điều khiển lái phải nhẹ nhàng thuận tiện
- Động học quay vòng phải đúng để các bánh xe không bị trượt khi quay vòng
- Tránh được các va đập từ bánh dẫn hướng truyền lên vành lái
2.1.Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Ford Ranger
2.2.1. Vành tay lái và trục lái
Vành tay lái và trục lái được đặt trong buồng 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.
2.2.2. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái sử dụng trên xe Ford Ranger là loại bánh răng trụ - thanh răng. 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.
2.2.3. Trợ lực lái
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.
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 2.4. Xi lanh lực đồng thời cũng chính là vỏ thanh răng, trên xi lanh có khoan các lỗ để bắt với các đường ống cao áp từ van phân phối xuống.
2.3. Nguyên lý làm việc trợ lực lái xe Ford Ranger
2.3.1. Trường hợp xe đi thẳng
Khi xe đi thẳng thì trục van phân phối sẽ không quay mà nó sẽ nằm ở vị trí trung gian so với van quay. Dầu do bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng "D" và buồng "D". Các buồng trái và phải của xi lanh bị nén nhẹ nhưng do không có sự chênh lệch áp suất nên không có lực trợ lái.
2.3.2. Cảm giác mặt đường và tính tùy động
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.
Chương 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE FORD RANGER
3.1. Mục đích tính toán kiểm nghiệm
Như chúng ta đã biết, hệ thống lái có nhiệm vụ giữ xe chuyển động ổn định theo yêu cầu của người lái, đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa trên xe trong quá trình vận chuyển. Vì vậy để đảm bảo điều kiện động học, kiểm tra khả năng quay vòng đúng của hệ thống lái ta tiến hành tính toán kiểm nghiệm các cụm, cơ cấu của hệ thống.
3.1. 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
Ta có:
B: là khoảng cách giữa hai đường tâm trụ đứng (mm).
L: là chiều dài cơ sở của ôtô (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 trong và bên ngoài phải luôn luôn bằng một hằng số B0/L.
3.3.1. Xác định momen cản quay vòng
3.3.2.1. Xác định momen 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 lết trên đường M2, và 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.
3.3.3. 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.
3.3.4. 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.
Chương 4
HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI XE FORD RANGER
4.1. Bảo dưỡng hệ thống lái
4.1.1. Nội dung bảo dưỡng
4.2.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên
Thường xuyên kiểm tra các chỗ nối, các ổ có bị lỏng ra không và còn chốt chẻ không. Kiểm tra độ rơ vành tay lái và xem có bị kẹt không.
4.2.1.2. Bảo dưỡng 1
Kiểm tra và xiết lại ổ, các khớp nối, kiểm tra các chốt chẻ. Kiểm tra độ rơ vành tay lái và của các khớp thanh lái ngang. Kiểm tra và bổ xung dầu trợ lực lái, bơm mỡ các khớp. Kiểm tra độ căng dây đai bơm dầu.
4.2.1.3. Bảo dưỡng 2
Kiểm tra dầu trợ lực lái, nếu cần thiết thì thay dầu. kiểm tra điều chỉnh độ rơ ở các khớp cầu của thanh lái dọc, ngang. Bơm mỡ đầy đủ vào các vú mỡ.
4.2.2.1. 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.
4.2.2.2. Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin
Đôi khi chúng ta thấy nhiều xe có bánh không hề đặt thẳng góc với các mặt đường mà hơi nghiêng một chút. Đó là vì yêu cầu tối thiểu đối với một chiếc xe là phải có các tính năng vận hành ổn định trên đường thẳng, chạy theo đường vòng và khả năng phục hồi để chạy trên đường thẳng
Do đó, các bánh xe được lắp đặt với những góc độ nhất định so với mặt đất và với những hệ thống treo riêng.
4.3. Tháo lắp hệ thống lái xe Ford Ranger
4.3.1. Dụng cụ cần thiết trong quá trình tháo, lắp hệ thống lái
+ Kìm tháo phanh.
+ Đế từ của đồng hồ đo.
+ Panme ngoài 25 – 50 mm.
+ Đồng hồ đo đường kính xi lanh.
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. Cùng với sự chủ động, nỗ lực cố gắng của bản thân đó còn là sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy: Th.S.................. 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 Ford Ranger” đủ khối lượng, đúng tiến độ và thời gian.
Trong quá trình thực hiện đồ án em đã đi sâu vào bốn nội dung chính, tương ứng với bốn chương thuyết minh:
Chương 1. Giới thiệu khái quát về xe FORD RANGER, trình bày tóm tắt các hệ thống trên xe, tính năng kỹ thuật của xe.
Chương 2. Đồ án đi vào giới thiệu về hệ thống lái của xe FORD RANGER, phân tích đặc điểm cấu tạo của cơ cấu lái, dẫn động lái và hệ thống trợ lực lái của xe.
Chương 3. Tiến hành tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái của xe với các bước kiểm nghiệm động học hình thang lái, tính bền cho một số chi tiết chính của cơ cấu lái.
Chương 4. Đi sâu vào các vấn đề liên quan tới nâng cao độ tin cậy của hệ thống lái của xe FORD RANGER, hướng dẫn bảo dưỡng, một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục. Tháo lắp một số cơ cấu chính của hệ thống lái.
Vì điều kiện thời gian làm đồ án tốt nghiệp có hạn, trình độ và kinh nghiệm chưa thật nhiều cho nên chất lượng đồ án còn chứa đựng hạn chế, còn nhiều thiếu sót trong phần tính toán và kết cấu có thể chưa hợp lý. Vậy em kính mong có được sự đóng góp ý kiến của các thầy để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. PGS.TS Vũ Đức Lập. Lý thuyết ôtô quân sự. Học viện kỹ thuật quân sự - Hà Nội 2002.
[2]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh. Lý thuyết ôtô máy kéo. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật - Hà Nội 1996.
[3]. Nguyễn Trường Sinh. Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí. Nhà xuất bản quân đội nhân dân - Hà Nội 2002.
[4]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên. Thiết kế và tính toán ôtô - máy kéo. (Tập 2). Nhà xuất bản ĐH &THCN - Hà Nội 2005.
[5]. Sổ tay sử dụng xe ô tô Ford. Bản quyền 2016 thuộc về Công ty TNHH Ford Việt Nam.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"