MỤC LỤC
MỤC LỤC.. ................................................................................................1
MỞ ĐẦU.....................................................................................................3
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG............................................................5
1.1. Giới thiệu chung về ô tô UAZ-31512...................................................5
1.2. Một số tính năng chiến kỹ thuật cơ bản...............................................6
1.2.1. Thông số kích thước bao của ô tô....................................................6
1.2.2. Đặc tính kỹ thuật của ô tô UAZ-31512..............................................6
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE UAZ-31512....10
2.1. Cấu tạo chung hệ thống lái................................................................10
2.1.1. Công dụng của hệ thống lái ............................................................10
2.1.2. Cấu tạo hệ thông lái ô tô UAZ-31512..............................................10
2.2. Cơ cấu lái............................................................................................12
2.2.1. Công dụng.......................................................................................12
2.2.2. Cấu tạo............................................................................................12
2.2.3. Nguyên lý hoạt động........................................................................13
2.2.4. Phân tích kết cấu.............................................................................13
2.3. Dẫn động lái.......................................................................................16
2.3.1. Công dụng.......................................................................................16
2.3.2. Cấu tạo............................................................................................16
2.3.3. Nguyên lý hoạt động........................................................................17
2.3.4. Phân tích kết cấu.............................................................................17
2.4. Trợ lực lái ...........................................................................................20
2.4.1. Công dụng.......................................................................................20
2.4.2. Cấu tạo.............................................................................................21
2.4.3. Nguyên lý làm việc...........................................................................23
2.4.4. Phân tích kết cấu..............................................................................25
CHƯƠNG 3: KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ-31512.............32
3.1. Tính toán kiểm nghiệm động học dẫn động lái...................................32
3.1.1. Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học............33
3.1.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học..........34
3.1.3. Kiểm tra bằng phương pháp đại số.................................................34
3.2. Tính toán kiểm bền một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái................36
3.2.1. Xác định các lực tác dụng lên hệ thống lái ......................................36
3.2.2. Tính bền cho một số chi tiết dẫn động lái ........................................42
3.3. Tính bền cho một số chi tiết cơ cấu lái ...............................................47
CHƯƠNG 4: KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ-31512..................50
4.1. Những lưu ý trong quá trình khai thác hệ thống lái.............................50
4.2. Một số hư hỏng thông thường và cách khắc phục..............................51
4.3. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái xe UAZ-31512.................................53
4.3.1. Bảo dưỡng thường xuyên hệ thống lái xe UAZ-31512....................53
4.3.2. Bảo dưỡng cấp I hệ thống lái xe UAZ-31512...................................53
4.3.3. Bảo dưỡng cấp II hệ thống lái xe UAZ-31512..................................55
4.3.4. Kiểm tra điều chỉnh hệ thống lái xe UAZ-31512...............................56
KẾT LUẬN..................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................66
MỞ ĐẦU
Ngành Ô tô giữ một ví trí quan trọng trong hoạt động và phát triển của xã hội. Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã được áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ô tô. Các tiến bộ khoa học đã được áp dụng nhằm mục đích làm giảm cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn cho xe, người, hàng hoá và tăng vận tốc cũng như tăng tính kinh tế nhiên liệu của xe. Ô tô được sử dụng phổ biến để phục vụ nền kinh tế quốc dân và trong lĩnh vực quốc phòng.
Nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, hiện nay nhiều loại xe hiện đại đã và đang được sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, với các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện khí hậu, địa hình Việt Nam. Tuy nhiên ở nước ta hiện nay nói chung và trong quân đội nói riêng vẫn còn sử dụng các thế hệ xe sản xuất tại Liên xô (cũ) và với nhiều chủng loại khác nhau. Ô tô UAZ-31512 được nhập vào Việt Nam để phục vụ trong Quân đội với chức năng chủ yếu là xe chỉ huy, vì loại xe này gọn nhẹ có tính năng thông qua cao giúp người chỉ huy cơ động nhanh chóng, chỉ huy kịp thời trong mọi điều kiện đường xá, thời tiết.
Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá, khai thác các hệ thống, cụm, hệ thống cho ô tô là hết sức cần thiết nhằm nắm chắc các kết cấu hệ thống để có thể điều chỉnh, sửa chữa, nâng cao tính hiệu quả trong quá trình sử dụng ô tô thì cần đi vào nghiên cứu sâu các hệ thống trong đó có hệ thống lái. Vì vậy đề tài “Khai thác hệ thống lái ô tô UAZ-31512” là rất cần thiết.
Các nội dung trong đồ án tốt nghiệp chỉ là bước tìm hiểu các thông số kỹ thuật và kết cấu của hệ thống lái nói chung và hệ thống lái ô tô UAZ-31512 nói riêng là cơ sở để xem xét thực tế khai thác sử dụng hệ thống lái nói chung và cụ thể là hệ thống lái ô tô UAZ-31512. Trong khuôn khổ của một đồ án tốt nghiệp, đề tài này chủ yếu nghiên cứu khai thác hệ thống lái của ô tô UAZ-31512.
Chương 1 của đề tài khai thác hệ thống lái ô tô UAZ-31512 sẽ khái quát chung và đưa ra các kỹ năng kỹ chiến thuật của ô tô.
Để có thể nắm chắc tính năng và thuận tiện trong quá trình khai thác các cụm, chi tiết. Chương 2 của đồ án đi sâu vào phân tích kết cấu hệ thống lái ô tô UAZ-31512.
Để kiểm tra đánh giá chất lượng hê thống lái của ô tô UAZ-31512. Đồ án sẽ tiến hành kiểm nghiệm động học dẫn động lái và kiểm nghiệm bền cho một số chi tiết trong hệ thống lái ở chương 3.
Để giữ tốt dùng bền và an toàn hiệu quả trong sử dụng. Chương 4 đồ án trình bày nội dung hướng dẫn khai thác sử dụng hệ thống lái ô tô UAZ-31512.
Trong quá trình thực hiện làm bài tập tốt nghiệp chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót, tôi rất cảm ơn được sự đóng góp và chỉ bảo của các thầy giáo, các đồng chí để tôi hoàn thiện được đồ án tốt nghiệp này.
Tôi xin kính chúc các thầy luôn mạnh khoẻ và có nhiều cống hiến hơn nữa trong sự nghiệp phát triển của ngành ôtô nói riêng và ngành giao thông vận tải nói chung của Việt Nam.
CHƯƠNG 1
KHÁI QUÁT CHUNG
1.1. Giới thiệu chung về ô tô UAZ-31512.
Xe UAZ-31512 do nhà máy chế tạo ô tô Ulianopxki ( Liên xô cũ ) sản xuất từ năm 1986. Hình dáng ngoài của xe thể hiện trên hình 1.1.
Xe ô tô UAZ-31512 là xe ô tô con được dùng làm xe chỉ huy. Xe có công thức bánh xe là 4x4, và có 4 cửa mở riêng biệt, có mui bạt và cửa sau được thiết kế để chở người thành sau xe có thể mở được. Lốp dự phòng để ở giá phía sau. Ô tô được trang bị thiết bị kéo có bộ phận giảm chấn, để có thể kéo rơ moóc 1 trục. Nếu có sẵn thiết bị kéo cứng ô tô có thể kéo rơ moóc 1 trục chạy quãng đường ngắn. Các biến thể của nó là ô tô UAZ -315126, UAZ-315127.
1.2. Một số tính năng chiến kỹ thuật cơ bản.
1.2.1. Thông số kích thước bao của ô tô.
Thông số các kích thước bao của xe được thể hiện trên các hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh, hình chiếu bằng như trên hình 1.2
1.2.2. Đặc tính kỹ thuật của ô tô UAZ-31512.
Đặc tính kỹ thuật của ô tô xem Bảng 1.1
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ-31512
2.1. Cấu tạo chung hệ thống lái
2.1.1. Công dụng của hệ thống lái
Hệ thống lái ô tô cùng với hệ thống phanh là hai hệ thống điều khiển ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an toàn chuyển động của xe.
Hệ thống lái ô tô dùng để thay đổi phương hướng chuyển động của ô tô hoặc giữ cho ô tô chuyển động đúng hướng theo ý muốn của người lái bằng cách thay đổi hoặc giữ nguyên hướng mặt phẳng lăn của bánh xe dẫn hướng.
2.1.2. Cấu tạo hệ thông lái ô tô UAZ-31512
Bố trí chung của hệ thống lái loại này được chỉ ra trên hình 2.1
Hệ thống bao gồm các bộ phận chính như sau:
- Vành tay lái: vành tay lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng của người lái đến trục vít của cơ cấu lái.
- Cơ cấu lái: cơ cấu lái ở sơ đồ trên gồm trục vít lõm và con lăn. 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 lái.
- Dẫn động lái: dẫn động lái bao gồm đòn quay đứng 5, thanh kéo dọc 11, cam quay 7. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động góc của đòn quay đứng 5 thành chuyển động góc của trục bánh xe dẫn hướng.
1.2. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái cơ khí kiểu trục vít 2 rãnh con lăn có tỉ số truyền bằng 20,3.
2.2.1. Công dụng
Cơ cấu lái dùng để truyền lực lái từ vành tay lái đến dẫn động lái. Cơ cấu lái là một hộp giảm tốc có tỉ số truyền lớn, đảm nhiệm chức năng giảm nhẹ lực trên vành tay lái, tăng tính tiện nghi trong sử dụng. Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vành tay lái thành chuyển động lắc của đòn quay đứng thông qua thanh kéo dọc.
2.2.2. Cấu tạo
Cấu tạo cơ cấu lái ô tô UAZ-31512 được thể hiện trên hình 2.3.
2.2.4. Phân tích kết cấu
a. Kết cấu cơ cấu lái
Kết cấu cơ cấu lái ô tô UAZ-31512 được thể hiện trên hình 2.3.
Kiểu cơ cấu lái của xe UAZ-31512 là kiểu trục vít lõm con lăn. Vỏ cơ cấu lái làm bằng gang và được bắt chắc với dầm dọc bên trái khung. Trục vít lõm, con lăn được làm bằng thép.
Tỷ số truyền trung bình của cơ cấu là 20,3. Trục vít và con lăn làm bằng thép hợp kim và được tôi cứng bề mặt để giảm mài mòn.
Độ rộng của các răng trên trục vít lõm là khác nhau. Ở giữa của trục vít lõm độ rộng của các răng nhỏ hơn độ rộng các răng ở phía ngoài vì tại vị trí này thường xuyên tiếp xúc với con lăn nên sẽ mòn nhanh hơn. Chính vì vậy khe hở tại gữa con lăn và trục vít tại vị trí này là nhỏ nhất. Khe hở nhỏ giúp tăng cường ổn định và khả năng lái của xe.
b. Cơ cấu điều chỉnh khe hở ăn khớp
- Để điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa trục vít và con lăn, trong cơ cấu lái con lăn được đặt lệch tâm với trục vít một khoảng r=(5¸7)mm, khi điều chỉnh cần dịch chuyển vị trí của con lăn cùng với trục đòn quay đứng.
- Hành trình tự do của vành lái ở vị trí trung gian của con lăn không được vượt quá 100-150. Vì vậy trước khi kiểm tra điều chỉnh cơ cấu lái cần đưa con lăn về vị trí trung gian. Sự cần thiết trong điều chỉnh sự ăn khớp được thiết lập bằng cách kiểm tra vành tay lái và đòn quay đứng. Hành trình tự do của đòn quay đứng khi con lăn ở vị trí trung gian không được vượt quá 0,3mm.
- Điều chỉnh sự ăn khớp của trục vít lõm và con lăn được tiến hành bằng cách dịch chuyển trục đòn quay đứng nhờ vít điều chỉnh ở nắp bên của vỏ.
2.3. Dẫn động lái
Dẫn động lái bao gồm tất cả các chi tiết của cụm vành lái, và các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng.
Dẫn động lái cơ khí có kết cấu sau: Vành lái, trục tay lái, vỏ trục tay lái lắp với giá treo trên ca bin, đòn quay, các thanh kéo dọc, thanh bên hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, cam quay, đòn quay ngang, các khớp nối (rô tuyn).
2.3.1. Công dụng
Dẫn động lái dùng để truyền lực từ vành lái đến cơ cấu lái đến và từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng để làm quay các bánh xe dẫn hướng theo ý định của người lái.
2.3.2. Cấu tạo
Cấu tạo dẫn động lái ô tô UAZ-31512 được thể hiện trên hình 2.4
2.3.4. Phân tích kết cấu
Kết cấu dẫn động lái từ vành tay lái tới cơ cáu lái được thể hiện ở hình 2.4
- Vành tay lái: Vành tay lái (hình 2.4) là một vành tròn, có cốt thép và được bọc nhựa, vành tay lái lắp với trục vành tay lái bằng mối ghép then và mối ghép ren, ở giữa vành tay lái có bố trí công tắc còi (núm còi).
- Trục vành tay lái: Chi tiết số 1 (hình 2.4), được làm bằng thép bên trong rỗng và được gối trên 2 ổ bi cầu, bên trong luồn trục dây còi, trục vành tay lái được đặt trong vỏ trục vành tay lái và được làm liền một khối với trục vít.
- Vỏ trục vành tay lái: Chi tiết số 2 (hình 2.4), là một ống thép rỗng phía ngoài có gia công các vị trí để lắp vỏ trục vành tay lái với sàn xe và các vị trí để lắp công tắc đèn xin đường và dây điện.
Kết cấu khớp cầu dẫn động lái của thanh kéo dọc (hình 2.5): Lò xo 7 sẽ ép các đệm của khớp 1 vào chốt cầu 8, do đó độ rơ ở đây luôn luôn bằng không (cả trong trường hợp do chốt cầu và hai đệm bị mòn sau một thời gian làm việc). Lò xo 7 được ép nhờ nút có ren 3.
Kết cấu khớp cầu của thanh lái ngang: Khớp cầu của thanh lái ngang trong quá trình sử dụng không điều chỉnh. Kết cấu khớp cầu của thanh lái ngng được thể hiện ở hình 2.7.
Thanh lái ngang gồm cần và hai đầu nối, có tác dụng truyền lực lái đến các thanh kéo bên 2 đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng quay với tốc độ khác nhau mà không bị trượt. Thanh lái ngang được chế tạo từ thép rỗng, hai đầu được gia công để lắp các đầu nối. Trên hai đầu nối có kết cấu điều chỉnh độ chụm bánh xe. Phía ngoài đầu nối có cấu tạo để lắp chốt cầu còn phía bên trong có gia công tai có lỗ để lắp với thanh kéo ngang bên.
2.4. Trợ lực lái
Trợ lực lái của ô tô UAZ-31512 là loại trợ lực lái thủy lực.
2.4.1. Công dụng
Trong quá trình làm việc phục vụ trong quân đội, ô tô phải di chuyển trong một điều kiện tương đối khắc nghiệt, địa hình đồi núi với mặt đường không bằng phẳng kết hợp với ô tô được trang bị cơ cấu lái có tỉ số truyền tương đối cao vì vậy việc quay vòng trở nên khó khăn, thậm chí mất nhiều sức lực của người lái.
Trợ lực lái được trang bị trên ô tô, đặc biệt là ô tô sử dụng trong quân đội 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.
Yêu cầu đặt ra đối với hệ thống lái có trợ lực:
- Khi trợ lực lái bị hỏng hệ thống lái vẫn làm việc (lái nặng hơn).
- Bộ trợ lực phải giúp cho người lái có cảm giác được sức cản mặt đường làm tăng lực đánh vành tay lái tới giới hạn xác định, lực giới hạn bằng(100¸150)N
- Hệ thống lái có trợ lực phải nhạy để thời gian xuất hiện trợ lực là ngắn nhất và đảm bảo tỷ lệ giữa lực tác dụng với góc quay giữa vành lái và bánh xe dẫn hướng (đảm bảo tác động tùy động học).
2.4.2. Cấu tạo
Hệ thống lái ô tô UAZ-31512 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thủy lực gồm cơ cấu lái, dẫn động lái cơ khí và trợ lực lái:
Cơ cấu lái kiểu trục vít lõm - con lăn 3 ren tỉ số truyền 20,3.
Dẫn động lái cơ khí gồm: vành tay lái, vỏ trục lái, đòn quay đứng, cam quay, thanh lái dọc, đòn quay ngang, thanh lái ngang và các khớp nối. Vỏ trục lái được bắt với ca bin thông qua cơ cấu hình bình hành. Trục lái nối với cơ cấu lái qua bộ truyền các đăng.
Sơ đồ khối hệ thống lái có trợ lực thủy lực được mô tả ở hình 2.9.
Hệ thống lái bố trí tách biệt cơ cấu lái, van phân phối, xi lanh thuỷ lực của trợ lực lái. Theo sơ đồ này cho phép giảm được tải trọng cho đa số các chi tiết của hệ thống lái và vẫn giữ nguyên được cơ cấu lái nguyên thuỷ. Nhược điểm của sơ đồ này là tăng số lượng các khâu liên kết các phần tử điều khiển và phần tử công tác của trợ lực lái, tăng chiều dài các ống dẫn, vì vậy giảm độ nhạy của hệ thống.
2.4.3. Nguyên lý làm việc
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của trợ lực lái thể hiện ở hình 2.10.
Trợ lực lái của hệ thống lái ô tô UAZ-31512 hoạt động ở 6 trạng thái. Ở mỗi trạng thái hệ thống hoạt động như sau:
a. Khi ô tô chuyển động thẳng
Khi người lái tác dụng lực vào vành tay lái, giữ vành tay lái ở vị trí trung gian. Lúc này vành tay lái ở vị trí trung gian, con trượt của van phân phối vẫn ở vị trí trung gian mở thông các đường dầu từ bơm đến 2 khoang A,B của xi lanh lực. Mặt khác giữa vành gờ thứ 2 của con trượt với thân van có khe hở nên dầu từ van phân phối trở về bình dầu, do đó áp suất dầu 2 khoang A,B bằng nhau.
c. Khả năng tùy động
Là khả năng đảm bảo tỉ lệ thuận giữa góc quay của vành tay lái với góc quay của bánh xe dẫn hướng.
e. Cảm giác mặt đường
Cảm giác mặt đường được tạo bởi các khoang phản lực a,b, khoang a được nối với khoang A, khoang b được nối với khoang B, vì vậy độ chênh lệch áp suất của 2 khoang a,b chính bằng độ chênh lệch áp suất của 2 khoang A,B. Cản quay vòng càng lớn thì lực tác dụng lên xi lanh lực càng lớn dẫn đến độ chênh lệch áp suất càng lớn vì vậy di chuyển con trượt sẽ khó khăn hơn tạo nên sự chênh lệch về lực khi tác dụng lên vành tay lái tạo nên cảm giác mặt đường cho người lái.
2.4.4. Phân tích kết cấu
a. Bơm dầu
Bơm dầu có bầu chứa dầu lắp riêng được nối với bơm bằng các đường ống hình 2.10.
Bơm dầu trợ lực lái xe UAZ-31512 là loại bơm dầu kiểu cánh gạt kép được dẫn động từ động cơ thông qua bộ truyền đai.
Rô to hình trụ xung quanh có rãnh để lắp cánh gạt (5), trên rãnh rô to được gia công nghiêng góc với phương bán kính (8º÷ 15º) theo chiều quay nhằm tránh kẹt các cánh trong rãnh. Thân bơm gồm ba phần được ghép với nhau bằng bu lông, tại bề mặt lắp ghép giữa các phần có đệm làm kín và các chốt, lỗ định vị. Thân trước đặt ổ đỡ của trục bơm, bên trong có lỗ nối thông với đường ống lên bầu chứa dầu. Thân giữa (16) được gia công lỗ hình ô van tạo thành stato, trên thân có 6 lỗ dọc trục với 3 lỗ về một phía có đường kính nhỏ dần theo chiều quay của rô to để dẫn dầu, phía ngoài thân có mũi tên chỉ chiều lắp ghép (khi lắp mũi tên trùng với chiều quay của rô to).
b. Van phân phối
Kết cấu van phân phối được chỉ ra trên hình vẽ 2.11.
Nó làm nhiệm vụ đóng mở các đường dẫn dầu từ bơm tới các khoang của xi lanh lực hoặc buồng chứa, nó có cấu tạo kiểu van con trượt kết cấu gồm:
- Thân van được lắp chặt với đầu trước của thanh lái dọc (vỏ khớp cầu), bên trong thân van có gia công 3 rãnh vòng để tạo thành hai gờ cao, hai rãnh vòng hai bên được nối thông với nhau và nối thông với đường dẫn dầu từ bơm dầu tới, rãnh vòng giữa nối với dầu về bầu chứa và nối với đường dầu từ bơm tới qua van bi một chiều.
- Bên trong thân van có đặt con trượt có dạng trụ bậc, con trượt có thể dịch chuyển về hai phía, mỗi phía tối đa là 1,5 mm được hạn chế bởi đai ốc, con trượt có thể đóng mở các đường dầu tương ứng tới các bên của xi lanh lực.
c. Xy lanh lực
Kết cấu xi lanh lực được chỉ ra trên hình vẽ 2.12.
Xi lanh lực được đặt ở cầu trước , phần thân xi lanh được nối với dầm cầu qua một khớp quay, bên trong có đặt một pitston và gắn chặt với pitston, đầu còn lại của xi lanh có nắp đậy và tổ chức làm kín. Trên xi lanh có 2 đường dầu từ van phân phối đến.
CHƯƠNG 3
KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ-31512
Để đảm bảo điều kiện làm việc, độ bền, tuổi thọ của hệ thống lái ta tiến hành tính toán kiểm nghiệm các chi tiết của hệ thống lái. Nội dung tính toán gồm:
+ Tính toán kiểm nghiệm động học dẫn động lái.
+ Tính toán kiểm nghiệm bền cho một số chi tiết trong hệ thống lái.
3.1. Tính toán kiểm nghiệm động học dẫn động lái
Trong thực tế để duy trì mối quan hệ động học quay vòng của các bánh xe dẫn hướng người ta thường sử dụng hệ thống các khâu khớp tạo nên hình thang lái. Tính toán động học nhằm kiểm tra dẫn động lái theo điều kiện trượt bên của các bánh xe dẫn hướng khi quay vòng.
Các thông số đầu vào:
- Chiều dài cơ sở của xe: L = 2380 [mm]
- Khoảng cách hai đường tâm của trụ quay đứng: B0 = 1080 [mm]
- Chiều dài thanh lái bên: m = 110 [mm]
- Chiều dài thanh lái ngang: n = 1420 [mm]
- Bán kính quay vòng: R
- Hành lang quay vòng: Hq
3.1.1. Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học
Để khi quay vòng các bánh xe hai bên không bị trượt ngang thì điều kiện quay vòng lý tưởng là:
cotgα - cotgβ = B0/L (3.1)
Theo lý thuyết thì để đảm bảo điều kiện trên cần phải có một cơ cấu 18 khâu, nhưng thực tế trên các xe hiện nay sử dụng cơ cấu 4 khâu trong dẫn động lái. Do vậy cần phải kiểm tra đánh giá việc đáp ứng yêu cầu trên.
Theo hình 3.1 thì ta nối trung điểm G của cầu trước với điểm C. Điểm E là giao điểm của trục bánh xe ngoài (bánh xe xa tâm quay vòng) với GC. Điểm B (là tâm quay vòng của banh xe trong) ta sẽ chứng minh góc GBE = β. Muốn vậy ta hạ EF vuông góc với AB.
Trong 2 tam giác GEF và GCB là 2 tam giác đồng dạng cho ta quan hệ giữa 2 góc cotg α và cotg (GBE).
So sánh công thức (3.1) và (3.2) ta thấy góc (GBE) = β
Như vậy qua cách chứng minh theo phương 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 αi và βi 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 αi do kết 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.
3.1.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học
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 trong những giá trị βi khác nhau. Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay αi tương ứng với bánh xe bên ngoài hình 3.2.
3. Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm Ei.
Nếu các điểm Ei trên hoặc nằm gần đoạn thẳng GC thì ô tô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng không bị trượt bên song không có đáng kể.
3.1.3. Kiểm tra bằng phương pháp đại số
Trình tự tiến hành như sau:
Bước 1. Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị βi khác nhau.
Bước 2. Bằng phương pháp đồ thị xác định các góc quay αi tương ứng với các bánh xe ngoài hình 3.2.
Bước 3. Xác định các giá trị của hệ số δi tương ứng với từng cặp βi và αi theo công thức (3.3).
Bước 4. Các giá trị δi càng gần 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 song không đáng kể.
Khi β1 = 50 ta có α1 = 4,810
Vậy δ1 = 1,000
Khi β2 = 100 ta có α2 = 9,270
Vậy δ2 = 0,996
Khi β3 = 150 ta có α3 = 13,430
Vậy δ3 = 0,996
Khi β4 = 200 ta có α4 = 17,340
Vậy δ4 = 0,997
Khi β5 = 250 ta có α5 = 21,050
Vậy δ5 = 0,999
Khi β6 = 300 ta có α6= 24,580
Vậy δ6 = 0,999
3.2. Tính toán kiểm bền một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái
3.2.1. Xác định các lực tác dụng lên hệ thống lái
a. Sơ đồ tính toán
Các kích thước xác định từ bản vẽ bố trí chung các chi tiết dẫn động lái, với giả thuyết giả thuyết các đòn, thanh lái được đặt trong mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm cầu trước.
b. Xác định mô men cản quay vòng
Lực tác dụng lên vành tay lái đạt giá trị cực đại khi ta quay vòng ôtô tại chỗ. Lúc đó mô men cản quay vòng trên dọc bánh xe dẫn hướng Mc sẽ bằng tổng số của mômen cản chuyển động Mf, mô men cản do các bánh xe trượt lê trên đường Mφ, và mô men cần thiết để làm ổn định dẫn hướng M3 do cánh tay đòn a. Khi xác định giá trị lực cực đại tác dụng lên vành tay lái Pemax, M3 có thể bỏ qua.
Mô men cản lăn: Mf = 2. m. Gk. f. a.
Mc∑ =2.1.1195. 1,15 .(0,02.0,05 + 0,14.0,8.0,53). = 184,332 [kG.m]
c. Xác định lực đặt lên vành tay lái
Thay vào công thức ta có:
Pvl = 39,093 [kG]
[Pvl]= 35 ÷ 45[kG],do đó lực đặt lên vành lái bảo đảm.
3.2.2. Tính bền cho một số chi tiết dẫn động lái
Do xe UAZ-31512 bố trí xi lanh lực ở khâu cuối cùng của cơ cấu lái nên chỉ có số ít các chi tiết phải chịu tải trọng lớn. Do đó ta kiểm bền cho một số chi tiết sau:
a. Đòn quay đứng
Đòn quay đứng được kiểm bền theo ứng suất kéo tương đương và ứng suất xoắn tại tiết diện nguy hiểm.
Ta có Pvlmax = 45kg. Thay các số liệu vào ta có: Pd = 1153,125 [kG]
Dưới tác dụng của lực Pd đòn quay đứng (hình vẽ) bị uốn và xoắn. Tại tiết diện nguy hiểm A-A đạt giá trị lớn nhất.
Thay các số liệu vào 2 công thức trên ta được:
e =1500,35 [kG/cm2].
t = 794,95 [kG/cm2].
Đòn quay đứng xe UAZ-31512 có giá trị ứng suất cho phép.
Như vậy đòn quay đứng đảm bảo đủ bền.
b. Thanh lái dọc và thanh lái ngang
Các thanh lái phải đảm bảo độ cứng vững cao để khi chịu nén chúng không bị uốn.
* Đối với thanh lái dọc: dd = 18 mm; Dd = 30 mm với Dd, dd tương ứng là đường kính ngoài và trong của thanh lái dọc.
E = 2.106 [N/mm2].
L - chiều dài thanh lái dọc: L = 490 [mm].
Jd- momen quán tính tiết diện của ống Jd= 28,26
Do đó: egh = 5,133 [kG/mm2]
Hệ số dự trữ ổn định của thanh eod = 2,0129
Vì hệ số dự trữ ổn định = 1,5 2,5 nên thanh lái dọc đủ bền.
* Đối với thanh lái ngang: Dn =45 mm; dn = 27mm tương ứng là đướng kính ngoài và trong của thanh lái ngang.
G1= 1195 kg
mP1 - là hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu dẫn hướng khi phanh mP1 = 1,4
Hệ số bám = 0,7
L1 = 56,70 mm, L2 = 213,77 mm
Do đó: egh= 0,6027 [kG/mm2]
Hệ số dự trữ ổn định của thanh eod = 1,984
Vì hệ số dự trữ ổn định eod = 1,5 2,5 nên thanh lái ngang đủ bền.
3.3. Tính bền cho một số chi tiết cơ cấu lái
Tính bền cho các ren của trục vít lõm- con lăn:
* Sơ đồ tính toán.:
- Trục vít lõm (gờ lôbốit) và trục con lăn đặt lệch đi một đoạn =6,59(mm) để điều chỉnh khe hở ăn khớp.
- Bộ truyền trục vít lõm - con lăn có độ bền uốn và độ cứng vững cao. Bởi vậy khi kiểm bền cho các ren cần chú ý đến độ bền mòn và độ bền tiếp xúc.
Memax - mô men xoắn lớn nhất trên trục vành tay lái được tính:
Memax = Pv .R =41,83. 212,5.10-3 = 8,8889 [kG.m]
dv - đường kính tính toán của trục vít tại tiết diện trung bình: dv=0,02 [m]
=> Pv = 888,89 [kG]
=> Qv = 3179,36 [kG]
r1 = D1 /2 = = 2,75 [cm] , r2 = D2/2 = = 2,25[cm]
F = 0,75186 [cm2]
e = 4228,66 [kg/cm2]
Trong khí đó [ed] = 7000-8000 [kg/cm2]=> e < [ed]
Như vậy ren đủ bền. Tóm lại ta thấy quá trình kiểm nghiệm hệ thống lái đủ đáp ứng điều kiện làm việc theo yêu cầu thiết kế.
CHƯƠNG 4
KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ-31512
4.1. Những lưu ý trong quá trình khai thác hệ thống lái.
Trên cơ sở nắm vững đặc điểm cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên từng xe trong quá trình khai thác sử dụng, khi bảo quản, bảo dưỡng, sửa chữa có một số điểm cần lưu ý như:
Trong quá trình sử dụng phải thường xuyên kiểm tra mức dầu trong trợ lực, thông rửa các phần tử lọc của bơm, thường xuyên kiểm tra độ kín khít của các mối ghép và đường ống trong trợ lực.
Dùng dầu cho trợ lực lái thủy lực phải đúng chủng loại và thật sạch sẽ. Việc sử dụng dầu bẩn sẽ dẫn đến bó kẹt trợ lực lái và làm mài mòn nhanh các chi tiết của bơm dầu trợ lực và van phân phối. Với ô tô UAZ-31512 dầu trợ lực AU – GOST 1642 – 75 hoặc dầu công nghiệp 20 hoặc tuốc bin 22, dầu cơ cấu lái TA 15; 90 (GOST 542 – 50).
Khi phát hiện những bất thường xảy ra khi sử dụng hệ thống lái như tay lái bị nặng, tay lái trả chậm, hệ thống có tiếng kêu bất thường,... phải có biện pháp kiểm tra , điều chỉnh hay sửa chữa cho phù hợp, kịp thời.
4.2. Một số hư hỏng thông thường và cách khắc phục.
Một số hư hỏng thông thường và cách khắc phục như bảng 4.1.
4.3. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái xe UAZ-31512
Mục đích của bảo dưỡng là giữ gìn bề ngoài của hệ thống, làm giảm sự hao mòn nhanh chóng của các chi tiết, phòng ngừa các hư hỏng có thể xảy ra do đó có thể kéo dài thời gian phục vụ của xe nói chung, hệ thống lái nói riêng. Các công việc bảo dưỡng đợc thực hiện theo định kỳ, theo một biểu đồ kế hoạch đã được lập trước.
Bảo dỡng hệ thống lái xe UAZ-31512 cũng phải tuân thủ theo đầy đủ các cấp bảo dưỡng kỹ thuật ôtô gồm:
+ Bảo dưỡng thường xuyên.
+ Bảo dưỡng cấp I.
+ Bảo dưỡng cấp II.
4.3.1. Bảo dưỡng thường xuyên hệ thống lái xe UAZ-31512
Hàng ngay trớc khi đi công tác, khi dừng, nghỉ dọc đường hoặc sau mỗi chuyến công tác về phải kiểm tra sự rò rỉ của hệ thống, kiểm tra các vi trí lắp ghép, xem các ốc có lỏng ra không và có còn chốt chẻ. Kiểm tra sự làm việc của hệ thống lái xem có bị kẹt không, kiểm tra mức dầu trong trợ lực lái và cơ cấu lái nếu thiếu thì bổ xung. Kiểm tra độ rơ vành tay lái.
4.3.3. Bảo dưỡng cấp II hệ thống lái xe UAZ-31512
Sau 20000 km ta tiến hành bảo dỡng cấp II đối với hệ thống lái, làm đầy đủ các nội dung của bảo dỡng I và làm thêm một số nội dung sau:
- Kiểm tra độ rơ trụ đứng, cam quay vòng.
- Kiểm tra dầu và nếu cần thiết thì thay dầu trong hệ thống trợ lực và cơ cấu lái.
- Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ các khớp cầu của các thanh lái và bơm mỡ đầy đủ vào các khớp.
- Thông rửa các phần tử lọc của bơm, kiểm tra áp suất trong hệ thống của trợ lực và sự làm việc của van phân phối.
- Làm đúng, làm hết nội dung trong bảo dưỡng sửa chữa.
- Giữ vệ sinh công nghiệp sạch sẽ, các chi tiết khi lắp ráp phải đảm bảo sạch sẽ.
- Chống làm bừa làm ẩu.
4.3.4. Kiểm tra điều chỉnh hệ thống lái xe UAZ-31512
a. Kiểm tra mức dầu trong thùng và bổ xung vào thùng dầu trợ lực lái
Để kiểm tra mức dầu trong thùng dầu trợ lực lái cần phải rút que thăm dầu, lau sạch và lắp lại vào lỗ của thùng nhng không được quay. Que thăm dầu có dấu xác định mức dầu cho phép lớn và nhỏ nhất trong thùng dầu. Nếu mức dầu trong thùng ít hơn mức cho phép thì phải bổ xung dầu vào thùng dầu.
Trớc khi đổ dầu vào thùng dầu trợ lực lái thuỷ lực cần phải làm sạch kỹ nắp đầy và miệng đổ dầu.
c. Kiểm tra điều khiển độ chụm của bánh xe dẫn hướng
Độ chụm của bánh xe dẫn hướng là quy định cần thiết để đảm bảo cho các bánh xe không bị trượt ngang khi xe chạy. Việc điều chỉnh độ chụm của các bánh xe dẫn hướng thực hiện sau khi đã hoàn thiện việc bảo dưỡng, điều chỉnh hệ thống lái và điều chỉnh độ dơ của moay ơ bánh xe. Hoặc khi độ mòn lốp bên phải và bên trái không đều nhau hay mòn lốp không đều nhau của mặt lốp phía bên trong và biên ngoài của một lốp.
Trình tự kiểm tra độ chụm của bánh dẫn hướng như sau:
- Đặt thước ngang tầm giữa hai má lốp phía trong của 2 lốp ở đường kính 1040 mm ở mép dưới cùng hoa lốp và do khoảng cách A.
- Lăn bánh xe (hoặc tiến- lùi) đi 1800 cũng bằng cách trên đặt thước phía trước trục và đo khoảng cách B.
- Độ bó bánh xe hay hiệu số của hai kích thước A -B cần phải từ 8-14 mm đối với bánh xe cầu thứ nhất, 5-12 mm cho bánh xe cầu thứ 2 khi xe chịu tải (bằng 80-90 tải trọng toàn bộ) và 8-14 mm đối với bánh xe cầu thứ nhất và thứ hai khi không tải.
d. Kiểm tra điều khiển góc quay của các bánh xe dẫn hướng
Sau khi điều chỉnh bốn bánh xe dẫn hớng của cầu thứ nhất và cầu thứ hai ta tiến hành điều chỉnh góc quay vòng của chúng. Trước khi điều chỉnh phải đặt các bánh xe dẫn hớng ở vị trí tương ứng khi xe chuyển động thẳng. Sau đó tiến hành theo trình tự sau:
- Đặt góc quay vòng của các bánh xe bên trái của cầu thứ nhất và cầu thứ hai.
+ Quay vành tay lái sang bên phải cho tới khi bánh xe bên trái cầu thứ nhất đạt góc quay 27.15360 và bánh xe bên trái cầu thứ hai đạt góc quay 20.24330. Tại vị trí này, cả hai bánh xe đều được điều chỉnh bằng bulông hạn chế.
+ Kiểm tra lại bulông hạn chế về tình trạng tỳ vào đòn quay đứng 9 (hình 2.3) của hộp tay lái.
- Đặt góc quay vòng bánh xe bên phải cầu thứ nhất và cầu thứ hai:
+ Quay vành tay lái sang bên trái cho đến khi bánh xe bên phải cầu thứ nhất đạt góc quay 32.41370 và bánh xe bên phải cầu thứ hai đạt góc quay 20.3240. Tại vị trí này của hai bánh xe, điều chỉnh bu lông hạn và vấu tì ở mỗi bánh xe bên phải của cầu thứ nhất và cầu thứ hai. Sau đó vặn các đai ốc hãm các bánh bulông lại.
+ Kiểm tra lại bulông hạn chế về tình trạng tỳ vào đòn quay đứng 9 (hình 2.3) của hộp tay lái.
+ Kiểm tra trị số góc quay bánh xe bên trái cầu thứ nhất phải đạt 27.15360, góc quay bánh xe bên trái cầu thứ hai phải đạt 20.24330
f. kiểm tra điều chỉnh độ rơ trụ đứng khớp chuyển hướng cầu chủ động
kiểm tra điều chỉnh độ rơ trụ đứng khớp chuyển hướng cầu chủ động như bảng dưới.
g. Qui trình xúc rửa, thay dầu và xả khí cho hệ thống lái có trợ lực
Qui trình xúc rửa, thay dầu và xả khí cho hệ thống lái có trợ lực như bảng dưới.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian thu thập tài liệu, phân tích tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc cùng với việc tính toán kiểm nghiệm đồ án của tôi đã hoàn thành. Cụ thể đã hoàn thành những phần sau:
- Khái quát chung về ô tô UAZ-31512
- Phân tích kết cấu hệ thống lái ô tô UAZ-31512
- Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái ô tô UAZ-31512
- Hướng dẫn khai thác hệ thống lái ô tô UAZ-31512
Qua việc phân tích đặc điểm cấu tạo, kiểm tra động học của xe và tính bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái tôi thấy:
- Ô tô UAZ-31512 là loại ô tô chỉ huy có khả năng chở được nhiều người có vận tốc cao được ứng dụng nhiều trong cả dân sự và quân sự.
- Hệ thống lái trên xe UAZ-31512 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thủy lực, kiểu trục vít con lăn, tỷ số truyền không đổi.
Kết quả phần kiểm tra và tính bền cho một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái như trên là có thể bảo đảm.
Quá trình làm đồ án tốt nghiệp mặc dù thời gian không nhiều, nhưng với sự cố gắng của bản thân, sự giúp đỡ của các thầy trong bộ môn đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn đã giúp tôi hoàn thành đồ án của mình đúng thời gian. Tuy nhiên với trình độ còn hạn chế về nhiều mặt, mặc dù bản thân đã cố gắng nhưng không thể thánh khỏi những thiếu sót trong quá trình làm đồ án. Do vậy tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy trong bộ môn cũng như của các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 20...
Học viên thực hiện
....................
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Vũ Đức Lập, Kết cấu tính toán ô tô
NXB quân đội nhân dân- Hà Nội- 2015.
[2]. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vi, Cấu tạo ô tô quân sự
NXB HVKNQS- Hà Nội- 1995.
[3]. Vũ Đức Lập, Cơ sở kết cấu ô tô quân sự và xe bọc thép bánh hơi
NXB HVKTQS- Hà Nội- 1999.
[4]. Manual_UAZ_Commercial_en – 2007
[5]. Hà Văn Vui, Nguyễn Chí Sáng, sổ tay kỹ thuật cơ khí
NXB khoa học kỹ thuật
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"