MỤC LỤC

MỤC LỤC.................................................................................................... 1

LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................. 3

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE URAL – 43206........................ 5

1.1 Giới thiệu chung về xe Ural-43206....................................................... 5

1.1.1  Hệ thống truyền lực..................................................................... 6

1.1.2  Phần vận hành............................................................................. 6

1.1.3  Hệ thống treo............................................................................... 6

1.1.4  Hệ thống lái................................................................................. 6

1.1.5  Hệ thống phanh........................................................................... 7

1.1.6  Hệ thống lốp dự phòng................................................................ 7

1.2  Đặc tính kỹ thuật của xe Ural – 43206.................................................. 7

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE URAL – 43206...13

2.1. Khái quát về hệ thống lái ô tô.......................................................... 13

2.1.1. Công dụng cấu tạo vào phân loại hệ thống lái ô tô.................... 13

2.1.2. Các yêu cầu cơ bản của hệ thống lái.......................................... 15

2.1.3. Trợ lực lái.................................................................................. 16

2.2. Kết cấu hệ thống lái xe Ural - 43206................................................ 21

2.2.1. Giới thiệu chung hệ thống lái xe Ural - 43206........................... 21

2.2.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Ural – 43206......................... 22

2.2.3 Nguyên  lý làm việc của trợ lực lái ôtô URAL – 43206.............. 29

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE URAL-43206...33

3.1 Thông số đầu vào ............................................................................. 33

3.2  Kiểm nghiệm động học hình thang lái.............................................. 35

3.2.1 Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học........ 35

3.2.2. Trình tự tiến hành kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học... 37

3.2.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số. 39

3.2.4. Kết luận..................................................................................... 40

3.3. Tính bền các chi tiết dẫn động lái..................................................... 40

3.3.1. Xác định mô men cản quay vòng............................................... 40

3.3.2. Tính bền một số chi tiết dẫn động lái......................................... 42

CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI......................... 47

4.1 Yêu cầu chung................................................................................... 47

4.2 Bảo dưỡng hệ thống lái..................................................................... 48

4.3. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục......... 62

KẾT LUẬN................................................................................................. 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 67

LỜI NÓI ĐẦU

     Ngành công nghiệp ôtô hiện nay ngày càng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của một đất nước. Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế xã hội đất nước và nó còn là sản phẩm kết tinh của nhiều ngành công nghiệp khác nhau thể hiện trình độ khoa học kĩ thuật của đất nước đó. Từ lúc ra đời cho đến nay ôtô đã được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch...

     Sự phát triển của nền kinh tế dẫn đến yêu cầu và mục đích sử dụng ôtô cũng thay đổi, chiếc xe hiện nay không chỉ đơn thuần là một phương tiện chuyên chở mà nó phải đáp ứng các yêu cầu như tính năng an toàn, độ êm dịu thoải mái, tính tiện nghi, kinh tế và thân thiện với môi trường. Do vậy đã có rất nhiều các tiến bộ khoa học kĩ thuật được áp dụng vào công nghệ chế tạo ôtô nhằm nâng cao độ tin cậy, sự tiện nghi, giảm ô nhiễm môi trường...   

     Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp ôtô Việt Nam mới ra đời còn non trẻ mới dừng lại ở qui mô lắp ráp, sửa chữa và chế tạo một số chi tiết nhỏ nhưng tương lai hứa hẹn có nhiều khởi sắc. Hiện nay các loại xe được khai thác sử dụng trong nước chủ yếu là nhập khẩu nước ngoài và lắp ráp trong nước, các loại xe này có các thông số kĩ 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 kiểm nghiệm các hệ thống, các cụm trên xe là việc cần thiết để đảm bảo khai thác sử dụng xe có hiệu quả cao góp phần nâng cao tuổi thọ xe.

    Để góp phần thực hiện công việc trên và cũng là đúc rút lại những kiến thức sau năm năm học tập tại mái trường 'Học Viện Kĩ Thuật' em đã được giao đồ án môn học với đề tài: "Khai thác hệ thống lái ô tô Ural-43206 ". Nội dung chính của đồ án bao gồm:

Lời nói đầu

Giới thiệu chung về xe Ural-43206

Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Ural-43206

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe Ural-43206

Hướng dẫn sử dụng hệ thống lái

Kết luận

     Với sự hướng dẫn của thầy: TS……………… cùng các thầy giáo của bộ môn Ôtô, Khoa Động Lực HVKT 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 xót, em rất mong được sự đóng góp chỉ bảo của thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án môn học này hoàn thiện hơn.

    Em xin chân thành cảm ơn.

                                                                                                ..., ngày ... tháng ... năm 20...

                                                                                                      Học viên thực hiện

                                                                                                      …………………

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE URAL – 43206

1.1  Giới thiệu chung về xe Ural-43206

Xe Ural - 43206 là xe vận tải hạng nặng được trang bị nhiều trong quân đội, cũng như phục trong nền kinh tế quốc dân. Chiếc xe đầu tiên được chấp nhận để phục vụ trong quân đội Nga vào năm 1996. Là loại xe có tính năng thông qua cao, có khả năng kéo moóc và hoạt động trên tất cả các loại đường phức tạp cũng như nơi không đường. Xe Ural-43206 là một phiên bản 4x4 được phát triển từ Ural- 4320 lớn hơn có công thức bánh xe là 6x6. Nó được phát triển cho cả thị trường nội địa , cũng như xuất khẩu sang các nước khác. Điều đáng nói rằng phiên bản 4x4 là ít tốn kém hơn so với 6x6 lớn hơn.

 Xe Ural – 43206 (4x4) lắp động cơ điêzn IAMZ-236M2 của nhà máy động cơ ô tô thành phố Ia-rô-xláp, dùng để chở hàng hóa chở người và kéo rơ moóc chạy trên tất cả các loại đường và địa hình.

 Xe Ural – 43206 được khai thác trong môi trường có nhiệt độ xung quanh trọng phạm vi từ -50˚C đến 40˚C (thậm chí đến 50˚C). Xe được sử dụng để kéo rơ moóc có dẫn động khí nén. Rơ moóc kiểu 782B, 782Б (2ПH-4M) là loại rơ moóc chủ yếu dùng cho xe Ural-43206.

Trên cơ sở xe Ural – 43206 và khung gầm, người ta chế tạo ra các sản phẩm khác( xe chở téc, xe cầu, xe chở các sản phẩm dầu mỏ, xe thùng, v.v …). Hướng dẫn về công dụng và yêu cầu công tác do nhà máy chế tạo các sản phẩm quy định.

Động cơ IAMZ-236M2 là loại động cơ diezen, bốn kỳ, tăng áp, sáu máy, chữ V, dung tích làm việc 11,15 lít, công suất định mức 132(180) KW(ml), momen xoắn lớn nhất 667(68)Nm(KG.m). Sử dụng nhiên liệu diezen với hai thùng chứa. Thùng chính có dung tích 210 lít nạp 204 lít. Thùng phụ có dung tích 60 lít nạp 57,6 lít.

1.1.1 Hệ thống truyền lực

+ Ly hợp 2 đĩa ma sát khô, dẫn động cơ khí, trợ lực khì nén.

+ Hộp số cơ khí, 3 trục, năm số, có đồng tốc trên số II, III, IV và V.

+ Hộp số phụ cơ khí, hai cấp, có khóa vi sai trụ giữa các trục, phân bố momen

giữa các cầu trước và cầu sau theo tỷ lệ 1:2 thường xuyên gài dẫn động cầu trước.

+ Trục các đăng: dạng hở, có bốn trục, khớp nối ổ bi kim.

+ Cầu xe: cầu chủ động, vỏ cầu kết hợp gồm các vỏ bán trục ép vào phần giữa đúc. Cầu trước là cầu dẫn hướng, có khớp đồng tốc dạng đĩa.

+ Truyền lực chính: kép, dạng thông, cặp bánh răng côn răng cong và cặp bánh răng trụ răng nghiêng. Truyền lực chính các cầu lắp lẫn được. Vi sai đối xứng, bánh răng côn, có bánh răng hành tinh. Bán trục dạng không chịu tải, liên kết với moay ơ bằng then hoa.

1.1.2  Phần vận hành

+Thiết bị kéo: phía trước – moóc kéo cứng, phía sau – cơ cấu kéo – moóc tác dụng hai chiều.

1.1.3 Hệ thống treo

+ Treo trước: phụ thuộc trên hai bó nhíp bán e líp, làm việc cùng với hai giảm chấn thủy lực tác dụng hai chiều.

+ Treo sau: phụ thuộc trên hai bó nhíp bán e líp với các nhíp phụ, làm việc cùng với hai giảm chấn thủy lực tác dụng hai chiều.

1.1.4    Hệ thống lái

+ Cơ khí, có trợ lực thủy lực, cơ cấu lái dạng trục vít – cung răng bên. Tỷ số truyền 21,5

1.1.5    Hệ thống phanh

+ Hệ thống phanh chính: hai dòng với dẫn động hỗn hợp (thủy khí). Cơ cấu phanh bánh xe dạng tang trống.

+ Hệ thống phanh dự phòng: một trong các dòng của hệ thống phanh chính.

+ Phanh tay: cơ khí, dẫn động khí nén tới van điều khiển phanh đừng của rơ moóc. Cơ cấu phanh dạng tang trống, lắp trên trục ra của hộp số phụ.

+ Hệ thống phanh bổ trợ: dạng nén, lắp trong hệ thống xả của động cơ. Dẫn động khí nén, khóa liên động thiết bị dừng động cơ.

1.1.6    Hệ thống lốp dự phòng

+ Đặt đứng sau buồng lái.

*  Như vậy xe Ural-43206 có khả năng hoạt động tốt ở những điều kiện đặc biệt, sử dụng nhiên kiệu diezen, có công suất cao, có tính kinh tế cao hơn các xe sử dụng nhiên liệu xăng.

1.2  Đặc tính kỹ thuật của xe Ural – 43206

Hình dáng bên ngoài các kích thước cơ bản của xe Ural – 43206 được chỉ ra trên hình 1.1

Hình 1.1 Hình dáng bên ngoài xe Ural – 43206

Các thông số kỹ thuật của xe Ural – 43206 được nêu trong bảng 1.1

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI
XE URAL – 43206

2.1. Khái quát về hệ thống lái ô tô

2.1.1. Công dụng cấu tạo vào phân loại hệ thống lái ô tô

a. Công dụng

Hệ thống lái ô tô cùng với hệ thống phanh là hệ thống điều khiển ô tô thuộc phần gầm xe, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn chuyển động của xe.

 Sơ đồ tổng quát của hệ thống lái cơ khí không có trợ lực.

Hình 2.1-Sơ đồ tổng quát hệ thống lái cơ khí không có trợ lực.

1- Vành tay lái; 2- Thanh kéo bên; 3- Thanh kéo ngang; 4-Cam quay; 5- Cam quay ngang; 6- Đòn kéo dọc; 7-Đòn quay đứng; 8- Cơ cấu lái; 9- Trục lái

Hệ thống lái ô tô dùng để thay  đổi hướng chuyển động của ô tô 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 ô tô khi cần thiết.

Đa số các ô tô hiện nay đều thực hiện quay vòng bằng cách thay đổi mặt phẳng lăn của bánh xe dẫn hướng. Phương pháp này có cấu tạo đơn giản nhưng yêu cầu kích thước cơ sở hợp lý để tạo bán kính quay vòng nhỏ. Việc điều khiển các bánh xe trước được áp dụng trên các xe UAZ – 469, GAZ – 66, ZIL – 131, URAL – 375, KPAZ – 255 … ở xe nhiều cầu (8x8) việc điều khiển tiến hành nhờ hai cầu dẫn hướng phía trước áp dụng trên các xe BTP – 60P, T – 813, T – 815, HUYNDAI …

b. Cấu tạo chung hệ thống lái ô tô

Hệ thống lái gồm 3 phần chính: cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.

Khi ô tô quay vòng với vận tốc rất chậm, có thể bỏ qua lực ly tâm gọi là trạng thái quay vòng tĩnh. Khi ô tô quay vòng với vận tốc rất cao, ta xét tới lực ly tâm gọi là trạng thái quay vòng động. Trong thực tế xe thường xuyên chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy quay vòng động là chủ yếu, trong đó quay vòng thiếu, quay vòng thừa xảy ra do sự thay đổi tốc độ chuyển động, sự đàn hồi của lốp và hệ thống treo.

Vấn đề chất tải, độ đàn hồi của lốp có ảnh hưởng ở mức độ nhất định tới tính năng quay vòng và độ an toàn chuyển động của xe. Do đó cần phải hiểu rõ kết cấu của hệ thống lái.

c. Phân loại hệ thống lái

Có nhiều cách phân loại hệ thống lái

Phân loại theo phương pháp chuyển hướng.

- Chuyển hướng hai bánh xe ở cầu trước.

- Chuyển hướng ở tất cả các bánh xe.

Phân loại hệ thống lái theo kiểu truyền lực.

- Hệ thống lái cơ khí.

- Hệ thống lái cơ khí có trợ lực bằng thủy lực hoặc khí nén.

Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái:

Cơ cấu lái kiểu trục vít

- Trục vít – bánh vít.

- Trục vít – cung răng đặt ở giữa trục vít.

- Trục vít – cung răng bên.

- Trục vít – con lăn.

Cơ cấu lái kiểu trục vít vô tận

- Trục vít vô tận êcu – đòn (có tỷ số truyền thay đổi).

- Trục vít vô tận di động êcu (có tỷ số truyền thay đổi).

- Trục vít – đai ốc – thanh răng – cung răng (có tỷ số truyền không đổi).

Phân loại theo bố trí vành lái

- Bố trí vành lái bên trái ( theo luật đi đường bên trái ).

- Bố trí vành lái bên phải ( theo luật đi đường bên phải ).

Phân loại theo kết cấu đòn quay.

- Trục vít và đòn quay với một chốt quay.

- Trục vít và đòn quay với hai chốt quay.

2.1.2. Các yêu cầu cơ bản của hệ thống lái.

An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ô tô là chỉ tiêu hang đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện này. Để đảm bảo tính êm dịu chuyển động trên mọi loại đường hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Hệ thống lái phải đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và an toàn.

- Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng, các bánh xe dẫn hướng sau khi thực hiện quay vòng cần có khả năng tự động quay về trạng thái chuyển động thẳng.

- Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng, khi xe đi trên đường hẹp, đường gấp khúc.

- Đảm bảo lực lái thích hợp nhưng vẫn tạo được cảm giác về trạng thái mặt đường. Đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua kết cấu lái lên vô lăng.

- Hệ thống lái không được có độ dơ lớn, với xe có vận tốc lớn nhất trên 100 km/h, thì độ dơ vành lái không vượt quá 180, với xe có vận tốc lớn nhất từ 25 km/h đến 100 km/h thì độ dơ vành lái không vượt quá 270.

-Đảm bảo tùy động.

2.1.3. Trợ lực lái

Sự cần thiết của trợ lực lái:

Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng giảm nhẹ cường độ lao động của người lái, giảm mệt mỏi khi xe hoạt động trên đường dài. Đặc biệt trên xe có tốc độ cao, trợ lực lái còn nhằm nâng cao tính an toàn chuyển động khi xe có sự cố ở bánh xe như nổ lốp, hết khí nén trong lốp và giảm va đập từ bánh xe lên vành tay lái.

Để cải thiện tính êm dịu chuyển động, phần lớn các xe hiện đại đều dùng lốp bản rộng, áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc với mặt đường. Kết quả là cần một lực lái lớn hơn.

Lực lái có thể giảm bằng cách tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái. Tuy nhiên việc đó lại đòi hỏi phải quay vô lăng nhiều hơn, thời gian quay vòng kéo dài.

Chính vì vậy trợ lực lái được sử dụng phổ biến trên ô tô ngày nay.

Như đã giới thiệu, hệ thống lái trên xe Ural – 43206 kiểu cơ khí có trợ lực thủy lực. Vì vậy trong phần này em muốn giới thiệu một vài nét chung nhất về trợ lực thủy lực của hệ thống lái.

a, Sự xuất hiện của trợ lực lái.

Khi ô tô mới ra đời thì hệ thống lái hoàn toàn chỉ bằng hệ thống cơ khí thuần túy. Hiện này thì hầu hết các xe vận tải và cả xe con đều có trợ lực trong hệ thống lái. Công nghệ chế tạo ô tô ngày càng phát triển đã cho ra đời các xe có trọng tải lớn, tốc độ cao. Với các loại xe này, tải trọng tác dụng lên cầu dẫn hướng lớn, do đó hệ thống lái cơ khí thuần túy không đáp ứng yêu cầu của hệ thống lái. Trợ lực lái ra dời giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng hơn và làm tăng độ tin cậy làm việc của hệ thống lái.

Nhờ bộ phận trợ lực mà cường độ lao động của người lái được giảm nhẹ khi tác dụng lực nên vành tay lái để làm quay bánh xe dẫn hướng, đồng thời giảm nhẹ lực va đập truyền từ bánh xe dẫn hướng lên vành lái. Mặt khác hệ thống lái có trợ lực làm cho sự an toàn chuyển động được nâng cao cho phép giữ được hướng chuyển động của ô tô ngay cả trong trường hợp một bánh xe dẫn hướng bị thủng nhỏ.

Ngoài ra còn có các nguyên nhân sau mà trợ lực lái ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến

- Lốp có thành mỏng, lốp có áp suất thấp và lốp có áp suất điều chỉnh ngày càng được sử dụng phổ biến.

- Ô tô có nhiều cầu dẫn hướng ngày càng được sử dụng nhiều.

- Ô tô vận tải cỡ lớn ngày càng được phát triển.

- Ô tô được sử dụng trong nhiều điều kiện đường xá, đường xá xấu và ngay cả khi không có đường (trong nông, lâm nghiệp và trong quốc phòng).

b, Yêu cầu đặt ra 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 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 ).

- Khắc phục hiện tượng tự trợ lực khi ô tô vượt qua chỗ lõm đường xóc và có khả năng tự trợ lực khi các bánh xe dẫn hướng bị thủng nhỏ, để khi ấy người lái vừa có thể phanh ngoặt vừa có thể giữ được hướng chuyển động ổn định của ô tô để đảm bảo an toàn chuyển đông.

Trợ lực lái thủy lực trên ô tô hiện nay về nguyên lý thường có 3 bộ phận chính là: bơm dầu (nguồn cung cấp năng lượng), xi lanh lực (cơ cấu chấp hành cơ cấu sinh lực), van phân phối (phần tử điều khiển).

Sơ đồ khối hệ thống lái có trợ lực được mô tả ở hình:

 Bơm dầu sử dụng trong trợ lực lái thường là kiểu phiến gạt hoặc bánh răng gồm có: bơm dầu, bầu dầu và các van thường được chế tạo liền khối, đặt trên động cơ xe, được dẫn động từ động cơ hoặc các bánh răng.

Van phân phối thường là kiểu con trượt 3 gờ dùng để điều khiển dòng dầu áp suất cao. 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 van phân phối 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.

Xy lanh lực là cơ cấu chấp hành của trợ lực lái, nó có thể được bố trí chung liền khối với cơ cấu lái và van phân phối hoặc bố trí riêng biệt.

Trợ lực lái được chia thành nhiều kiểu và đều gồm 3 bộ phận chính: bơm, van điều khiển và xy lanh lực.

Sơ đồ bố trí các cụm của trợ lực lái trong hệ thống lái ô tô

                          a,                                                           b,

                                 c,                                                             d,

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí các cụm của trợ lực lái

1: Van phân phối; 2: Cơ cấu lái; 3: Xy lanh lực

+ Bố trí trong một cụm như hình a

Ở sơ đồ này ta thấy cơ cấu lái, van phân phối, xy lanh lực bố trí liền khối.

Ưu điểm của sơ đồ bố trí này là kích thước nhỏ gọn, đường ống ít và có độ nhạy cao.

Nhược điểm của sơ đồ này là kết cấu phức tạp, các chi tiết của dẫn động lái chịu tải trọng lớn, không có khả năng lắp lẫn trên các xe có hệ thống lái tiêu chuẩn. Sơ đồ này thường áp dụng trên các xe có trọng lượng toàn bộ từ 5 đến 10 tấn như xe ZIL – 130, ZIL – 131, KAMAZ – 5320

+ Bố trí cách biệt cơ cấu lái, van phân phối, xy lanh thủy lực của trợ lực lái như hình b

Ưu điểm của sơ đồ này cho phép giảm được tải trọng cho đa số các chi tiết của hệ thống lái mà vẫn giữ nguyên được cơ cấu lái nguyên thủy.

Nhược điểm của sơ đồ này là tăng số lượng các khâu liên kết các phần tử điều khiển và các phần tử công tác của trợ lực lái, tăng chiều dài các ống dẫn vì vậy giảm độ nhạy của hệ thống. Sơ đồ này áp dụng cho xe GAZ – 66, BTR – 60PB 

+ Bố trí xy lanh lực và van phân phối liền nhau nhưng tách biệt với cơ cấu lái như hình c

Bố trí kiểu này cho phép giữ được kiểu cơ cấu lái cơ bản, giảm được chiều dài đường ống dẫn, bảo đảm an toàn cho hệ thống khi ô tô chuyển động trên đường gồ ghề và qua các vật cản. Sơ đồ này áp dụng trên xe KRAZ – 255B, MAZ – 500

+ Bố trí bộ phận phân phối liền với cơ cấu lại nhưng tách biệt xy lanh công tác như hình d

Sơ đồ này áp dụng trên xe URAL – 375D VÀ URAL – 43206. Bố trí theo sơ đồ này khác phục được một số nhược điểm ở các sơ đồ trên như giảm được các khâu liên kết, các chi tiết dẫn động lái chịu tải trọng nhỏ.

Việc sử dụng trợ lực lái đảm bảo tăng được tính linh hoạt và cơ động của ô tô do dảm được lực tác dụng lên vành tay lái của xe và chọn được cơ cấu lái có tỷ số truyền thích hợp.

Ngày nay trên phần lớn các ô tô buýt, ô tô vận tải hạng nặng và các ô tô chạy với vận tốc cao người ta đều sử dụng trợ lực lái để giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái và đảm bảo an toàn cho ô tô khi chuyển động với vận tốc cao.

Tuy nhiên khi sử dụng trợ lực lái kéo theo việc mòn lốp nhiều hơn và tăng tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền động lái, kết cấu ô tô phức tạp hơn, khối lượng công việc chăm sóc bảo dưỡng sẽ tăng lên so với hệ thống lái không có trợ lực. Mặt khác trợ lực chỉ làm việc khi động cơ nổ máy nên không đảm bảo được quan điểm an toàn chuyển động khi tắt máy hoặc khi chuyển động xuống dốc.

2.2. Kết cấu hệ thống lái xe Ural - 43206.

2.2.1. Giới thiệu chung hệ thống lái xe Ural - 43206.

Hình 2.3. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái Ural - 43206.

1- Bầu chứa dầu; 2- Vành tay lái; 3- Trục lái; 4- Xi lanh lực; 5- Thanh kéo dọc; 6- Cơ cấu lái; 7- Van phân phối; 8- Đòn quay đứng; 9- Bơm dầu.

Hệ thống lái xe Ural - 43206 là hệ thống lái kiểu cơ khí có trợ lực thủy lực gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.

- Cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng bên, tỷ số truyền của cơ cấu lái là 21,5

- Dẫn động lái bao gồm vành lái, cọc lái, vỏ trục lái, trục lái, đòn quay đứng, đòn kéo dọc, hình thang lái, cam quay, đòn kéo ngang và khớp nối, trục các đăng nối trục lái với cơ cấu lái.

- Trợ lực lái kiểu thủy lực có các phần tử chính:

+ Van phân phối và xy lanh lực đặt riêng biệt, van phân phối bố trí ở trên đầu trục của cơ cấu lái.

+ Xy lanh trợ lực đặt ở bánh trước phía bên trong của xe và liên kết với bánh bên trái thông qua các thanh của hình thang lái vá các khớp nối.

+ Bơm dầu trợ lực lái kiểu phiến gạt tác dụng hai chiều có van an toàn áp suất và van an toàn lưu lượng được dẫn động từ trục khuỷu động cơ thông qua bộ truyền bánh răng.

2.2.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Ural – 43206

a, Cơ cấu lái

Cơ cấu lái dùng để truyền lực lái từ vành tay lái đến dẫn động lái. Việc quay các bánh xe dẫn hướng, đặc biệt là quay vòng tại chỗ đòi hỏi phải có lực lớn. Để có thể quay các bánh xe dẫn hướng được dễ dàng người ta tăng tỷ số truyền của hệ thống lái, nghĩa là tăng tỷ số giữa góc quay trên vành tay lái và góc quay của đòn quay đứng. Khi chuyển động ở vận tốc cao, để đảm bảo điều khiển chính xác và tránh quay vòng ngẫu nhiên thì cũng cần tăng tỷ số truyền của hệ thống. Mặt khác để quay vòng nhanh chóng ở những vị trí ngoài cũng mong muốn giảm tỷ số truyền của hệ thống. Như vậy trên cơ sở giá trị tỷ số truyền người ta xác định mức độ tăng cường lực tác dụng của người lái và độ nhạy của hệ thống lái khi quay vòng. Trong thực tế tỷ số truyền của cơ cấu lái thường là 15-20 đối với xe du lịch, là 20-27 đối với xe vận tải.

Cơ cấu lái ô tô Ural – 43206 là cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng bên, tỷ số truyền của cơ cấu lái là 21,5.

Vỏ 1 của cơ cấu lái được làm bằng gang và được bắt chặt với dầm bên trái của khung xe bằng các bu lông đai ốc, phía ngoài của vỏ có gia công các vị trí để lắp ghép với các bộ phận của hộp tay lái và có các vị trí để nạp và xả dầu.

Hai đầu trục vít (3) được lắp ghép với trục lái (6) của cơ cấu lái thông qua mối ghép then hoa và được quay trên vòng bi đũa (2). Áo trong của vòng bi qua bạc của đai ốc bắt chặt vào mặt bên của trục vít (3). Kết cấu của vòng bi, tồn tại khoảng cách giữa trục vít (3) và vòng bi (2) đảm bảo khả năng dịch chuyển dọc trục của trục vít với các vòng bi chặn (8) và van trượt (32) khi trợ lực thuỷ lực làm việc .

Hình 2.4     Cơ cấu lái  kiểu cung răng bên trên xe ôtô URAL – 43206

1-  Cơ cấu lái; 2- ổ thanh lăn trụ; 3 –Trục vít; 4, 39- Nút đổ, xả dầu ; 5- Cung răng; 6- Trục lái; 7 – Vòng chắn dầu; 8- ổ chặn ; 9,13, 22 - Đệm; 10- Trụ phản lực;11,12- Lò xo van phân phối ; 14 - Đai ốc; 15- ổ bi cầu,16,17- Vòng hãm;  18- Chốt hãm;19 –Nắp bên, 20- Đệm điều chỉnh; 21- Chốt; 23- Bạc chặn; 24-ổ bi kim; 25- vòng chắn dầu; 26- Đòn quay đứng; 27- Nắp vỏ con trượt; 29, - Vòng di động; 28, 31- Vỏ van phân phối; 32- Con trượt; 36- van thông qua; 37- lò xo;30, 38- Vít;33,-Đệm  34, 35-Bạc chặn ;37- Nắp; 38- đai ốc .

Cung răng (5) với các răng dạng  xoắn được chế tạo liền trục và được lắp vào vỏ của cơ cấu lái trên các vòng bi kim (24) các vòng bi này chịu tải trọng lớn. Do kết cấu của trục vít và sự giảm dần từ giữa ra về chiều dày của các răng trên cung răng về cả hai phía do vậy độ ăn khớp của cung răng và trục vít đảm bảo độ rơ nhỏ nhất ở khoảng giữa. Sở dĩ có kết cấu như vậy để bảo đảm cho sự ăn khớp ở vùng giữa là tốt nhất vì vùng này là vùng thường xuyên làm việc vì vậy độ mòn của vùng này sẽ lớn hơn vùng ở phía cạnh ngoài. Khe hở ở vị trí giữa còn làm tăng tính ổn định và khả năng lái của xe. Khi quay cung răng về cả hai phía tính từ điểm giữa ra thì phải đảm bảo khe hở lắp ghép giữa trục vít và cung răng tăng dần, sự tăng dần của khe hở ở vị trí cận ngoài loại trừ được hiện tượng kẹt răng khi điều chỉnh, khe hở tăng ở vị trí cận ngoài còn làm giảm lực ma sát và làm cho quá trình tự động quay bánh xe về vị trí chuyển động trẳng dưới tác dụng của mô men ổn định được dễ dàng hơn.

Điều chỉnh sự ăn khớp của cung răng với trục vít được thực hiện bằng sự thay đổi chiều dày đệm (22), để đảm bảo không bị sai lệch vị trí ăn khớp ban đầu khi lắp và điều chỉnh cơ cấu lái thì cần phải làm trùng dấu trên trục vít và cung răng.

Sự dịch chuyển của trục vít về một phía nào đó do cung răng được giới hạn bởi chốt chặn (18) lắp ở thân vở hộp cơ cấu lái .

Ở phía ngoài trên trục của cung răng có phần then hoa côn để lắp cung răng với đòn quay đứng (26) của cơ cấu lái và được hãm chặt bằng đai ốc có chốt chẻ để đảm bảo cho đai ốc không tự nới lỏng trong quá trình làm việc . Đầu ra của trục cung răng được làm kín bởi phớt làm kín (25) và vòng hãm (17). Trục cơ cấu lái được làm kín bằng phớt (7) và (27) đầu trên có then hoa để lắp với các đăng lái , liên kết then hoa này đảm bảo sự dịch chuyển của trục (6) với  van trượt (32) theo hướng dọc trục khi trợ lực lái làm việc, đầu dưới của trục cũng có then hoa để lắp với trục vít.

Như vậy qua phân tích đặc điểm của cơ cấu lái kiểu trục vít cung răng đặt ở bên cạnh trên xe URAL -43206. Kích thước và trọng lượng nhỏ gọn , song vẫn đảm bảo áp lực lên bề mặt răng bé.

 - Có khả năng điều chỉnh được khe hở ăn khớp giữa trục vít và cung răng.

 - Có tỷ số truyền cao hơn , song cũng có nhược điểm sau.

 - Hiệu suất truyền của cơ cấu lái thấp h_th = 05 ¸0,65.

 - Việc chế tạo cung răng phức tạp hơn đòi hỏi độ chính xác cao hơn.

b, Dẫn động lái

Dẫn động lái cơ khí gồm: vành lái, vỏ trục lái, trục lái đòn quay đứng,đòn kéo dọc, đòn kéo ngang, thanh bên hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, cam quay, các khớp nối và các đăng lái .

Hình 2.5  Kết cấu vành lái , trục lái , các đăng lái

1-Trục các đăng lái; 2-Mặt bích; 3-vỏ Trục lái ; 4- Vít;  5-Nắp; 6-Vành lái; 7-Vòng đệm lái , 8 Trục lái ; 9 , 11-Đệm làm kín; 12-Trục cơ cấu lái ; 13-ốc hãm; 14-ống lồng có then hoa;15-Nắp vòng bi đũa khớp các đăng .

Vành lái : là một vành tròn, có cốt thép và được bọc nhựa, vành lái được lắp với trục lái (8) thông qua mối ghép then và mối ghép ren .

Trục lái (8) được lắp vào vỏ trục lái (3) trên 2 ổ bi cầu (10) và được làm kín bằng phớt (9) và (11).Đầu trên của trục lái có gia công rãnh then và ren để lắp với vành lái, đầu dưới của trục lái (8) có mặt bích  (2) trên mặt bích (2) có gia công các vị trí để lắp ghép với các đăng lái 1 bằng bu lông đai ốc .

Vỏ trục lái (3) là một ống bằng thép rỗng bên trong lồng trục lái,vỏ trục lái đượcbắt với giá ở phía trước bảng đồng hồ bằng đai kẹp .

Trục các đăng (1) là một trục bằng thép ở 2 đầu có 2 khớp các đăng. Nạng của các khớp các đăng (15) được nối với ống lồng có then hoa (14) và được lắp trên lõi của cơ cấu lái (12) bằng mối ghép then hoa. Các khớp nối then hoa,vòng bi của khớp các đăng điều được bôi trơn bằng mỡ, chỗ giáp mối của ống lồng và trục được làm kín bằng đệm và bằng ốc hãm (13) .Đòn quay đứng được lắp trên then hoa hình côn của trục cung răng và được bắt chặt bằng đai ốc, để hãm cho đai ốc không tự nới lỏng trong quá trình làm việc thì trên đai ốc và trục của chốt cầu có gia công vị trí để lắp chốt chẻ, ở các đầu mút của thanh kéo (2) (hình 2.6) lắp các khớp nối có đầu hình cầu.

Hình 2.6 Cấu tạo khớp nối .

1- Chốt cầu; 2- Thanh kéo;3- Vú mỡ; 4-Lò xo; 5- Nắp; 6- Vòng hãm; 7,11-Đệm làm kín ;8-áo bọc ;9,10,13 -Đệm ;12-ống cao su bảo vệ.

Lò xo (4) bảo đảm cho sự tiếp xúc giữa khớp cầu với các đệm mục đích của lò xo (4 )dùng để đảm bảo duy trì và khác phục khe hở của khớp cầu luôn bằng không. Lò xo (4) được ép nhờ vỏ khớp nối (5) và được giữ bởi vòng hãm (6), lò xo này được bố trí trong các khớp cầu dẫn động lái còn có tác dụng giảm tải trọng va đập tác dụng lên các đòn kéo từ 2 phía và giảm mòn cho chốt cầu và miếng đệm.

Các khớp nối của thanh kéo ngang, dọc và của xi lanh trợ lực lắp lẫn được cho nhau và không cần điều chỉnh trong quá trình sử dụng – bôi trơn các khớp cầu bằng vú mỡ (3) .

Thanh lái dọc, thanh lái ngang có kết cấu dạng ống 2 đầu được nối với các khớp cầu, ở thanh lái ngang trên 2 đầu có kết cấu để điều chỉnh độ chụm bánh xe .

c, Van phân phối

Van phân phối được bố trí liền kề với cơ cấu lái, có kết cấu dạng con trượt gồm có: nắp con trượt 28, con trượt 32, trụ phản lực 11 và các lò so định tâm 12 cùng các chi tiết kẹp chặt.

- Trên trục 6 của cơ cấu lái có lắp các vòng bi chặn 8, nằm giữa chúng là các vòng 29 và con trượt 32 được kẹp chặt nhờ đai ốc 14. Các vòng 29 được tỳ sát với bề mặt mút của trụ phản lực 11. Nhờ có lực liên kết như vậy cho nên trục 6 với vít 3, con trượt 32 có thể dịch chuyển theo chiều dọc trục cho đến khi các vòng 29 chưa tỳ vào mặt mút của van phân phối.

- Hành trình dịch chuyển của con trượt đối với vỏ van phân phối về mỗi phía khoảng 2,08÷2,20 mm. Kết cấu van phân phối được thể hiện trên hình 2.4.

d, Xi lanh lực

Xi lanh lực của ôtô URAL -43206 được đặt ở bánh trước phía bên phải của xe và được bắt chặt bằng khớp nối với giá đỡ nhíp. Ưu điểm của cách bố trí này so với cách bố trí ở xe khác là cho phép giảm được tải trọng cho đa số các chi tiết của hệ thống lái mà vẫn giữ nguyên cơ cấu lái nguyên thuỷ tránh va đập từ  mặt đường qua bánh xe lên hệ thống lái. Song cũng có nhược điểm là tăng chiều dài ống dẫn vì vậy giảm độ nhạy của hệ thống.

Hình 2.7 Cấu tạo xi lanh lực

1 - Đầu cuối xi lanh; 2,- Vòng làm kín; 3,11 -Đai ốc; 4- Xi lanh; 5- Pít tông; 6- Vòng chặn; 8 –Vòng chắn dầu; 9- Vòng ép ; 10, 13 -Đai ốc kẹp chặt; 12- Chụp cao su; 14 – Bu lông ; 15 - Đầu nối cần pít tông.

Cần pít tông được bắt chặt với đòn quay ngang của bánh xe bên phải nhờ khớp nối cầu. Việc bố trí liền xi lanh trợ lực với bánh xe dẫn hướng cho phép bảo vệ được cho hệ thống lái những va đập từ mặt đường thông qua bánh xe tác động lên cơ cấu lái.

Trên xi lanh (4) có lắp với đầu cuối, ở đầu cuối của xi lanh có khớp nối. Việc làm kín cho pít tông được đảm bảo nhờ đệm làm kín hỗn hợp gồm các vòng làm kín, vòng chặn và vòng ép chặt. Trong sử dụng nếu có dầu dò rỉ dọc theo cần pít tông thì cần xiết chặt lại đai ốc (11). Bao kín ngoài cần pít tông nhờ chụp cao su (12 )được kẹp chặt ở 2 đầu bằng các đai ốc (10) và (13). Việc điều chỉnh chiều dài cần pít tông khi điều chỉnh dẫn động lái được thực hiện bằng cách xoay đầu nối (15) của cần pít tông và hãm lại nhờ bu lông (14).

2.2.3 Nguyên  lý làm việc của trợ lực lái ôtô URAL – 43206

Sơ đồ nguyên lý làm việc của trợ lực lái ôtô URAL-43206

Hình 2.8   Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái xe ôtô Ural-43206

Nguyên lý làm việc

- Khi xe đi thẳng

Người lái giữ nguyên vành tay lái ở vị trí trung gian, khi đó con trượt của van phân phối cũng ở vị trí trung gian , nối thông đường dầu từ bơm dầu tới và đường dầu từ xi lanh lực hồi về, 2 khoang của xi lanh lực thông nhau, áp suất dầu trong xi lanh lực bằng nhau pít tông không dịch chuyển . Nếu áp suất dầu qua đường ống quá lớn van an toàn áp suất và van an toàn lưu lượng sẽ làm việc để đảm bảo an toàn cho hệ thống. Lúc này áp suất dầu ở 2 bên của buồng phản lực cũng bằng nhau làm cho con trượt đứng im ở vị trí trung gian. 

- Khi xe quay vòng

 Khi tăng lực cản quay vòng bộ trợ lực lái bắt đầu làm việc

Quay vòng bên trái (hình 2.7-II) lực của người lái tác dụng lên vành lái thông qua cơ cấu lái truyền xuống đòn quay đứng làm cho trục vít chuyển động sang trái (xuống dưới ), con trượt của van phân phối cũng dịch chuyển xuống dưới đóng đường dầu cao áp vào khoang bên phải của xi lanh lực. Dầu có áp suất cao ở khoang bên trái sẽ đẩy pít tông của xi lanh lực chuyển động sang phải trợ lực cho người lái, dầu từ khoang bên phải của xi lanh lực thông qua đường ống trở về bầu dầu.

Khi xe quay vòng bên phải ( hình 2.7–III) Người lái tác dụng lực lên vành lái thông qua cơ cấu lái truyền xuống đòn quay đứng làm cho trục vít chuyển động sang phải (lên trên ) con trượt của van phân phối cũng dịch chuyển lên trên đóng đường dầu vào khoang bên trái của xi lanh lực đồng thời mở đường dầu cao áp vào khoang bên phải của xi lanh lực. dầu có áp suất cao ở khoang bên phải sẽ đẩy pít tông của xi lanh lực chuyển động sang trái trợ lực cho người lái, dầu từ khoang bên trái của xi lanh lực thông qua đường ống trỡ về bầu dầu.                                                                                                                                                 

- Tính tuỳ động

Khi giữ nguyên vành tay lái ở vị trí quay vòng với bán kính quay vòng không đổi.Muốn giữ nguyên góc quay vòng của xe, người lái ngừng đánh tay lái và giữ nguyên lực tác dụng đặt lên vành tay lái. Tại thời điểm này thì con trượt 3 gờ của van phân phối vẫn ở vị trí mở để cung cấp dầu cao áp cho một khoang của xi lanh lực nào đó và đóng đường dầu cao áp tới 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 thông qua các thanh của cơ các lái làm cho cung răng của cơ cấu lái dịch chuyển mà lúc này trục vít lại đứng im do người lái giữ nguyên vành tay lái. Như vậy sự dịch chuyển của cung răng, lực đẩy của các lò xo phản hồi sẽ làm cho toàn bộ cụm trục vít, 2 ổ bi tỳ và con trượt chuyển động dọc trục (trong khoảng khe hở giữa vở van phân phối và 2 ổ bi tỳ ) cho tới khi con trượt nối thông khoang công tác của xi lanh lực với đường dầu hồi về bình chứa dầu thì thôi. Lúc này dầu ở 2 khoang của xi lanh lực có áp suất bằng nhau pít tông trợ lực sẽ dừng lại ở vị trí này, vị trí này tương ứng với góc đánh vành tay lái của người lái xe và góc quay của bánh xe dẫn hướng được giữ nguyên do vậy đảm bảo được tác động tuỳ động trong hệ thống lái tuỳ theo góc quay của vành tay lái.

Sau khi quay vòng muốn cho xe trở về trạng thái chuyển động thẳng nhanh chóng thì người buông vành tay lái lúc này dưới tác dụng của áp suất dầu ở buồng phản lực, lực đẩy của các lò xo phản hồi và trụ phản lực sẽ đưa và giữ cho con trượt ở vị trí trung gian đảm bảo cho dầu ở các khoang của xi lanh lực thông nhau và thoát về bầu dầu đồng thời dưới tác dụng của mô men ổn định của bánh xe dẫn hướng sẽ làm cho xe nhanh chóng trở về trạng thái chuyển động thẳng.

- Cảm giác mặt đường

Trong quá trình quay vòng áp lực trong khoang làm việc của xi lanh lực tăng tỷ lệ với mô men cản quay vòng của bánh xe. Khi mô men quay vòng của bánh xe dẫn hướng càng tăng thì áp lực chất lỏng công tác ở khoang phản lực giữ các thanh trụ phản lực. Lực làm cho con trượt có xu hướng trở về vị trí trung gian cũng tăng . Do đó để duy trì con trượt ở vị trí quay vòng thì người lái cần phải duy trì một lực đặt lên vành tay lái cũng tăng lên một cách tỷ lệ với mô men cản quay vòng tạo thành cảm giác mật đường cho người lái xe.

- Khi một bánh dẫn hướng bị thủng nhỏ.       

Khi đang chạy thẳng mà một bên lốp của cầu trước dẫn hướng bị thủng đột ngột hoặc ra vào một vật cản thì ôtô sẽ lệch về một phía. Khi không có trợ lực nổ lốp sẽ làm cho xe xu hướng quay vòng về phía lốp xịt. Khi có trợ lực nhờ bộ trợ lực làm việc như quay vòng vòng về phía ngược lại nên xe vẫn giữ được hướng chuyển động cũ mà khôg bị quay vòng về phía lốp bị thủng nhỏ.

Giả sử bánh bên phải bị thủng nhỏ, bánh xe dẫn hướng có xu hướng  quay vòng sang phải (mà người lái vẫn giữ nguyên vành tay lái ở vị trí trung gian ) Thông qua dẫn động lái làm cho cung răng có xu hướng quay vòng về phía phải mà lúc này trục vít lại đứng im (do người lái giữ nguyên vành tay lái ). Như vậy sẽ làm cho toàn bộ cụm trục vít, 2 ổ bi tỳ và con trượt van phân phối dịch chuyển tương đối van phân phối về vị trí trợ lực cho quay vòng sang trái mở đường dầu có áp suất cao tới khoang bên trái của xi lanh lực. Dầu có áp suất cao ở khoang bên trái tác dụng lên pít tông thông qua cơ cấu dẫn động lái chống lại xu hướng quay sang phải của bánh xe dẫn hướng. Như vậy trợ lực lái  đảm bảo sự ổn định hướng chuyển động và an toàn chuyển động của xe khi một bánh dẫn hướng bị thủng nhỏ mà người lái vẫn giữ vành tay lái ở vị trí ban đầu.

- Khi có trợ lực lái không làm việc.

Khi trợ lực lái không làm việc vị trí khi không nổ máy thì khả năng điều khiển ôtô của người lái vẫn còn. Lúc này hệ thống lái làm việc như hệ thống không có trợ lực. Khi người lái tác dụng lực lên vành tay lái sau khi tỳ vòng (28) vào vỏ van phân phối thì trục (6) sẽ quay tương đối so với van trượt đứng im lúc này van (31) sẽ đảm bảo cho dầu chảy từ khoang này sang khoang kia của xi lanh lực do đó làm cho quá trình quay vòng bánh xe dẫn hướng dễ dàng hơn.

CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE URAL-43206

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe Ural – 43206 bao gồm. Tính toán kiểm tra động học dẫn động lái và tính toán kiểm nghiệm bền cho các chi tiết cơ bản trong hệ thống lái.

- Tính toán kiểm tra động học của dẫn động 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 và hình thang lái là phương pháp đại số và phương pháp hình học (thông số đầu vào cho tính toán kiểm tra dẫn động lái cho trong bảng 3.1 )

 - Tính bền cho các chi tiết cơ bản trong hệ thống lái bao gồm tính toán kiểm nghiệm bền cho các chi tiết trong cơ cấu lái (thông số đầu vào cho trong bảng 3.2 ) và tính toán kiểm nghiệm bền các chi tiết cơ bản của dẫn động lái (thông số đầu vào cho trong bảng 3.3)

3.1       Thông số đầu vào .

 Các thông số vào xác định theo các tài liệu và trên xe được tổng hợp trong các bảng sau:

Bảng : 3.1   Thông số vào cho tính toán kiểm tra dẫn động lái.

Bảng: 3.2  Thông số vào cho tính bền các chi tiết dẫn động lái

Bảng 3.3 Giá trị các cặp góc b_i và a_i

3.2  Kiểm nghiệm động học hình thang lái.

3.2.1 Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học

Để khi quay vòng các bánh xe 2 bên không bị trượt ngang thì điều kiện quay vòng lý tưởng là:

cot α – cot β =                          (3.1)

Trong đó:

     α : góc quay vòng bánh xe dẫn hướng ngoài (độ)

     β : góc quay vòng bánh xe dẫn hướng trong (độ)

     B₀: là khoảng cách giữa hai trụ đứng (mm)

     L : chiều dài cơ sở của xe

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 điểm giữa G của cầu trước với điểm C. Khoảng cách từ C đến điểm giữa của trục cân bằng cầu sau là G và bằng  =  .

Nối điểm E là giao điểm của trục bánh xe ngoài (bánh xe xa tâm quay vòng) kéo dài đoạn GC với điểm B (là tâm quay vòng của bánh xe trong) ta sẽ chứng minh góc GEB = α. Muốn vậy ta hạ EF vuông góc với AB

Hình 3.1 Cơ sở kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học

     Theo hình vẽ ta có:

 = cot  =  =              (c.g.c)

Trong tam giác EFA ta có:

cot β =    = 

Trong 2 tam giác GEF và GCB là 2 tam giác vuông đồng dạng cho ta quan hệ giữa góc cotβ và cot

cotα - cot  =  =                        (3.2)

So sánh hai công thức (3.1) và (3.2) ta thấy góc  = α

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  và  của công thức (3.1) ta đặt chúng vào vị trí như hình 3.1 thì các giao điểm  sẽ phải nằm trên đường GC thì động học hình thang lái đã sẵn có đảm bảo cho xe quay vòng mà các bánh xe hai bên không bị trượt ngang. Thực tế các giá trị  do kết cấu hình thang lái tạo ra không đảm bảo công thức (3.1) nên các bánh xe bị trượt ngang. Mức đọ trượt ngang càng ít khi các giao điểm  càng gần đường GC.

3.2.2. Trình tự tiến hành kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học

a, Trình tự tiến hành

1. Vẽ trên giấy kẻ ly các kích thước cơ bản L, , m, n theo đúng tỷ lệ xích.

2. Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị b_i khác nhau. Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay a_i tương ứng của bánh xe bên ngoài xem hình 3.2

Hình 3.2. Xác định góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài

bằng phương pháp hình học.

3. Dựng các góc b_i và a_i

Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm E_i

b. Kết quả kiểm tra động học hình thang lái bằng hình học như trên hình.

Hình 3.3. Kết quả kiểm tra động học bằng phương pháp hình học.

Nếu các điểm E_i nằm 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 hoặc có bị trượt bên song không có đáng kể.

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

Phương pháp đại số đánh giá mức độ trượt bên thông qua hệ số d_i, xác định theo công thức sau:

 =  .                               (3.3)

Trình tự tiến hành như sau.

Bước 1: Cho các góc quay của bánh xe bên ngoài những giá trị b_i khác nhau.

Bước 2: Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay a_i tương ứng các bánh xe trong hình 3.2.

Bước 3: Xác định các giá trị của hệ số d_i tương ứng với từng cặp a_ivà b_i theo công thức (3.3)

Bước 4: Các giá trị d_i 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.

Kết quả xác định các góc quay ở bước 2 và giá trị d_i theo công thức (3.3) thể hiện trên bảng 3.4.

Bảng 3.4 Giá trị các cặp α, β

3.2.4. Kết luận.

Qua kiểm tra động học hình thang lái xe Ural – 43206 bằng 2 phương pháp ta thấy khi ô tô 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.

3.3. Tính bền các chi tiết dẫn động lái.

3.3.1. Xác định mô men cản quay vòng.

a. Sơ đồ tính toán dẫn động lái.

Tính bền cho các chi tiết dẫn động lái ô tô phải xem xét đến vị trí của các chi tiết đó trong dẫn động. Đối với dẫn độnglái có trợ lực cần chú ý vị trí đặt xi lanh lực. Tuỳ 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 của ô tô Ural – 43206 hình 3.4.

Hình 3.4. Sơ đồ tính toán dẫn động lái ô tô Ural – 43206.

b. Xác định mô nen cản quay vòng.

Khi ô tô quay vòng sẽ xuất hiện mô men cản quay vòng tác dụng lên dẫn động lái. Mô men cản quay vòng khi xác định ta đặt lên tâm quay vòng của trụ đứng, khi tính toán xác định mô men cản quay vòng ở chế độ nặng nề nhất, nghĩa là mô men làm quay bánh xe dẫn hướng từ phải qua trái hoặc từ trái qua phải.

Việc xác định mô men cản quay vòng M_c một cách chính xác, khó khăn do có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến M_c. Trong tính toán thường sử dụng các công thức thực nghiệm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mô men cản quay vòng (M_c):

- 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 (M_c) là.

                             M_c = M₁+ M₂+ M₃                                           (3.4)

Trong đó:    - M₁  là mô men cản lăn [KGm].

                   - M₂ là mô men cản ngang [KGm].

                   - M₃ là mô men cản do ma sát trong dẫn động lái quy về trụ đứng [KGm].

Ở đây sử dụng công thức gần đúng của Lukin :

                                = .χ(f.a + 0,14.r.)         [KGm].        (3.5)                                                       

Trong đó:    + G1 là tải trọng phân bố lên cầu dẫn hướng G1 = 4540 [KG].

                            +  là hệ số tính đến ma sát trong dẫn động lái.

                            + f   là hệ số cản lăn.

                            + a  là khoảng cách từ giao điểm của đường kéo dài trụ đứng với mặt đường đến điểm đặt lực cản lăn [mm].

                            + r  là bán kính tự do của bánh xe [mm].

                            + φ_y là hệ số bám ngang.

Thay các giá trị từ bảng 3.2 vào công thức 3.5 ta có M_c = 332,681

3.3.2. Tính bền một số chi tiết dẫn động lái.

a. Tính bền đòn lái đứng.

Đòn quay 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 ô tô Ural – 43206, được xác định.

Theo công thức sau:

P_đ­ =                                 (3.6)

Trong đó:

- P_max  là lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái p_max = 45[ KG].

- R là bán kính vành tay lái R = 275 [mm].                            

- i_w là tỷ số truyền của cơ cấu lái i_w  = 21,5.

- L_đ là chiều dài đòn quay đứng L_đ = 210 [mm].

Thay vào 3.6 ta có giá trị P_đ­ = 1266,964 KG

Ứng suất kéo tương đương tại điểm A có giá trị lớn nhất được xác định theo công thức sau đây:

 =     < [ ]                        (3.7)

Trong đó:   + l, c  là cánh tay đòn gây uốn và xoắn (hình 3.5) [mm].

                  + W_u  là mô men chống uốn tại tiết diện.                               

                        =          (cm³)                                 (3.8)

Trong đó:    + h  là cạnh dài của mắt (hình 3.5), h = 80 [mm].

                   + b là cạnh ngắn của mặt cắt (hình 3.5), b = 40 [mm].

Hình 3.5. Sơ đồ tính toán đòn quay đứng.

Thay số vào công thức (3.8) ta có:

W_u =   = 42,66      []

+ W_x  là mô men chống xoắn tại tiết diện.

                 W_x=a.h.b²                             [cm³]            (3.9)

Trong đó:

+ a  là hệ số phụ thuộc vào tỷ số  ở đây a = 0,5

Thay các giá trị tìm được vào công thức (3.9) ta có:

W_x = 0,5.8.4² = 64      (cm³)

Thay các giá trị tìm được vào công thức 3.7 ta được:

 = 1266,964.  = 143,803    KG/cm²

- Ứng suất tại điểm B:

Theo công thức:             =     [τ]                      (3.10)

Trong đó:

- P_đ là lực tác dụng lên đòn quay đứng: P_đ = 1098,07[KG];

- c  là cánh tay đòn gây xoắn: c = 5 [cm] ;

- W_x là mô men chống xoắn:  W_x = 64 [cm²]

Thay số vào công thức (3.10) ta có:

τ =   = 98,981    [KG/ cm²] 

Đòn quay 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.

n_s = 2,3 ;        n_t = 1,87

Kết luận: Qua tính toán ta thấy s < [s]; t < [t]. Vậy đòn quay 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. Để bảo đảm độ cứng vững đường kính các thanh lái phải thoả mãn các yêu cầu sau:

Đường kính thanh lái được tính theo công thức.  

j = (l – s⁴)         (vì thanh kéo có tiết diện ống tròn)   (3.11)

Trong đó: - S = là tỷ số giữa đường kính trong và đường kính ngoài của thanh lái.

* Đối với thanh lái dọc  = 27 mm ;  = 45 mm vậy ta có S = 0,6

Vậy thay vào công thức 3.11 ta có :

 = (l – s⁴) =  (1 – ) =175113,09 mm⁴

Ứng suất nén:

 =  =   = 1,08  (Kg/mm2)

Ở đây ta có:         =  = 1017,36     (mm2­)

Ứng suất uốn dọc:

 =  =  = 956,41   (N/mm²)

Trong đó:

- E = 2,1.10⁵ (N/mm²)

- L_d là chiều dài đòn lái dọc L_d = 760 mm.

* Đối với thanh lái ngang:

Có D_n = 48 mm; d_n = 29 mm. Từ đó ta có S = 0,6

 = (l – s⁴) =  (1 – ) = 226690,59    mm⁴

Ứng suất nén :  =                          (3.12)

Với f_n là tiết diện ngang của đòn kéo ngang:

 =  = 1148,46 mm²

Lực N có thể xác định theo giá trị lực phanh: N =        (3.13)

Trong đó :

m_lb - hệ số phân bố lực tải trọng lên cầu dẫn hướng m_lb=1,4

Hệ số bám φ=0,7; a=50mm.

e là khoảng cách từ tâm trục cầu đến chốt đòn lái ngang e = 215mm.

Như vậy ta có:

N =  =  = 517,34 (Kg)

Do đó:          =  =  = 4,41   (N/mm²)

Ứng suất ngang:  =

Trong đó n là chiều dài thanh kéo ngang n = 1510 mm.

Do đó:   =  =  = 208,84  (N/mm²)

Độ dự trữ bền được tính theo công thức      =  =  = 4,58

Như vậy thanh lái dọc và thanh lái ngang đảm bảo đủ bền.

CHƯƠNG 4
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI

Viêc bảo quản, bảo dưỡng xe là việc làm thường xuyên, liên tục của người lái xe và thợ, nhất là đối với người sử dụng xe đó. Có bảo quản, bảo dưỡng xe thường xuyên mới kịp phát hiện và khắc phục được những hư hỏng của xe đồng thời đảm bảo 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 kinh tế, khả năng đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa, phương tiện. Có như vậy mới đảm bảo giữ tốt dùng bền, tiết kiệm và an toàn.

Tiến hành chăm sóc, bảo quản, sửa chữa tất cả các hệ thống trên xe đều phải tuần thủ theo quy trình công nghệ. Hệ thống lái có trợ lực là một hệ thống đòi hỏi chăm sóc bảo quản, bảo dưỡng thường xuyên.

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 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 rất cần thiết, đảm bảo tính an toàn sử dụng cho xe. Mặt khác hệ thống lái là hệ thống có tỷ lệ hư hỏng do mòn khá cao cho nên việc thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng, bảo quản, sửa chữa là một việc làm hết sức quan trọng đòi hỏi lái xe, thợ và cán bộ làm công tác kĩ thuật ngành xe phải thường xuyên quan tâm.

Trong chương này trình bày các yêu cầu chung và một số nội dung cụ thể trong việc chăm sóc, bảo quản bảo dưỡng, sữa chữa từng cụm của hệ thống lái, một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục.

4.1 Yêu cầu chung

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 cần tuân thủ một số yêu cầu sau đây:

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.

Không tự ý tháo các bộ phận chính như van phân phối, bơm dầu, cơ cấu lái, vì các chi tiết của các bộ phận này được chế tạo rất chính xác (1/1000mm) cho nên nếu chỉ cần một chút cát bụi lọt vào hay một vết xước nhỏ là có thể dẫn đến hư hỏng cả bộ phận đó. Vì vậy khi tháo lắp các chi tiết của các bộ phận này phải đảm bảo vệ sinh công nghiệp sạch sẽ và đòi hỏi tay nghề thợ cao.

Dùng dầu cho trợ lực lái thủy lực phải đúng chủng loại và thật sạch sẽ. Khi đổ thêm hoặc thay dầu phải rót dầu qua phễu hai lần lướt lọc và qua lưới lọc trong bình dầu. Việc sử dụng dầu bẩn sé 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 xe Ural – 43206 dầu trợ lực AY – ГOCT 1624 – 75 hoặc dầu công nghiệp 20 hoặc tuốc bin 22, dầu cơ cấu lái TA 15; 90 (ГOCT 542 – 50).

Các mối ghép được bôi trơn bằng mỡ, trong dẫn động lái phải đảm bảo bôi trơn thường xuyên và sử dụng đúng mỡ qui định (mỡ dùng cho chuyển hướng YC- 2 mỡ thay thế).

Khi dừng đỗ xe không nên rú ga nhanh vì vậy sẽ làm áp suất dầu trong hệ thống tăng cao đột ngột , dầu nóng quá dễ làm hư hỏng các bộ phận của bơm hoặc làm vỡ các đường ống dẫn dầu.

4.2 Bảo dưỡng hệ thống lái

a. Chế độ bảo dưỡng

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 ô tô nói chung, hệ thống lái nói riêng. Các công việc của bảo dưỡng được thực hiện theo định kỳ, theo một biểu đồ kế hoạch đã được lập trước.

Bảo dưỡng hệ thống lái cũng tuần thủ đầy đủ các cấp bảo dưỡng kỹ thuật của ô tô là:

- Bảo dưỡng thường xuyên.

- Bảo dưỡng cấp 1.

- Bảo dưỡng cấp 2.

Bảo dưỡng thường xuyên

Hàng ngày trước khi đi công tác, hoặc khi dừng, nghỉ dọc đường hoặc sau mỗi chuyến công tác về phải kiểm tra sự rò rỉ của hệ thống, kiểm tra các vị 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 thiều thì bổ sung. Kiểm tra độ rơ vành tay lái.

Bảo dưỡng 1 (sau 5000 km)

Làm đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng thường xuyên và làm thêm một số công việc sau đây:

- Kiểm tra và xiết chặt các đai ốc thanh lái dọc, thanh lái ngang và các khớp nối. Kiểm tra các chốt chẻ.

-  Kiểm tra độ rơ vành tay lái và độ rơ của khớp thanh lái dọc, thanh lái ngang và trợ lực lái.

- Kiểm tra việc lắp đặt cơ cấu lái trên khung xe.

- Kiểm tra việc lắp đặt đòn quay đứng với trục đòn quay đứng.

- Kiểm tra mức dầu trong cơ cấu lái.

- Bơm mỡ vào các khớp cầu trong dẫn động lái.

Bảo dưỡng 2 ( sau 20.000 km).

Làm đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng 1 và làm thêm một số công việc sau đây:

- 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.

- Kiểm tra, xiết chặt các te của cơ cấu lái vơi khung xe, cột lái với giá đỡ trong buồng lái, kiểm tra độ rơ và lực cần thiết để quay vành tay lái trên trục.

- Kiểm tra độ chụm bánh xe.

- Kiểm tra lực đặt lên vành tay lái, nếu cần thiết thì điều chỉnh khe hở ăn khớp cặp bánh răng trong cơ cấu lái.

    Khi bảo dưỡng 1 cũng như bảo dưỡng 2 ta cần chú ý một số quy định sau:

- Tháo lắp đúng quy trình.

- Làm hết, làm đúng các nội dung trong bảo dưỡng sửa chữa.

- Giữ gìn vệ sinh công nghiệp sạch sẽ, các chi tiết khi lắp ráp phải đảm bảo sạch sẽ.

- Chống làm bừa làm ẩu.

Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng hệ thống lái của ô tô

Sau bảo dưỡng phải tiến hành thử xe và kết hợp kiểm tra tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái.

Yêu cầu: toàn bộ hệ thống lái phải sạch sẽ, các bộ phận các cụm chi tiết phải đồng bộ, lắp ghép chắc chắn, phải có đủ ốc hãm, chốt hãm.

Đánh lái nhẹ nhàng, linh hoạt, vành tay lái phải tự động trả về vị trí xe đi thẳng sau  khi không còn tác động lực lên vành tay lái.

Khi bánh xe dẫn hướng ở vị trí xe đi thẳng, độ rơ của vành tay lái, độ chụm của bánh xe dẫn hướng phải đúng quy địnhvới từng nhãn hiệu xe, bánh xe dẫn hướng không bị bó, không bị lắc đảo.

Dầu trong hệ thống lái phải đủ số lượng đúng chủng loại chất lượng tốt và không bị rò rỉ, bộ phận trợ lực làm việc tốt ở tất cả các chế độ quay vòng của xe.

b. Một số nội dung kiểm tra điều chỉnh.

Độ an toàn chuyển động của ô tô phụ thuộc nhiều vào hành trình tự do của vành tay lái. Việc kiểm tra hệ thống lái được bắt đầu từ việc xác định áp suất dầu trong trợ lực lái và hành trình tự do vành tay lái sau đó kiểm tra và điều chỉnh cơ cấu lái.

* Kiểm tra độ rơ tổng hợp trên vành tay lái.

Độ rơ tổng hợp trên vành tay lái là khoảng dịch chuyển của vành tay lái (khi chịu lực tác dụng) mà chưa có tác dụng làm đổi huowngscuar hai bánh xe dẫn hướng.

Thực chất độ rơ của vành tay lái là tổng các độ rơ bao gồm: độ rơ dọc trục tay lái, độ rơ ngang của cơ cấu lái, độ rơ của các khớp liên động trong các đòn dẫn động lái và độ rơ của khớp chuyển hướng được quy về tương ứng trên vành tay lái khi ô tô ở trạng thái chuyển động thẳng.

Phương pháp kiểm tra:

Để đo độ rơ tổng hợp trên vành tay lái ta cần chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ, kê kích cầu trước cùng với bộ thước đo chuyên dùng. Trị số độ rơ vành tay lái được xác định bằng dụng cụ đo chuyên dùng khi các bánh xe dẫn hướng ở vị trí xe chuyển động thẳng.

Cách tiến hành như sau:

Hình 4.1. Kiểm tra độ rơ vành tay lái

1- Thang đo; 2- Vành tay lái

Kích cho hai bánh xe dẫn hướng lên khỏi mặt đất rồi kê chèn ô tô chắc chắn. Đánh tay lái đưa hai bánh xe dẫn hướng về vị trí xe chuyển động thẳng. Gá kim của dụng cụ đo vành tay lái và thang đo của dụng cụ vào vỏ trục tay lái. Từ từ đánh tay lái về một bên, khi thấy bánh xe dẫn hướng chuẩn bị dịch chuyển thì dừng lại, chỉnh thang đo của dụng cụ sao cho kim chỉ vào số “0” trên thang. Tiếp tục đánh tai lái từ từ theo chiều ngược lại đến khi thấy bánh xe dẫn hướng chuẩn bị dịch chuyển thì dừng lại. Xác định độ rơ thông qua kim đã chỉ trên thang đo hình 4.1.

* Kiểm tra lực đặt trên vành tay lái.

Việc cần thiết điều chỉnh cơ cấu lái phụ thuộc vào lực đặt lên vành tay lái. Do vậy trước tiền cần phải kiểm tra lực đặt lên vành tay lái, để đo giá trị này ta dùng lực kế.

Giá trị đo được lực này tại 3 vị trí:

Vị trí 1: quay vành tay lái hai vòng khỏi vị trí trung gian giá trị đặt lên vành tay lái cho phép là 0,6÷1,6 KG

Vị trí 2: quay vành lái 2/4 khỏi vị trí trung gian giá trị lực đặt lên vành lái cho phép là 2,0÷2,3 KG

Vị trí 3: để vành tay lái ở vị trí trung gian giá trị lực đặt lên vành tay lái cho phép phải lớn hơn 0,4÷0,6 KG so với lực đặt ở vị trí 2 song không quá 2,8 KG.

Nếu giá trị các lực này không đúng cần phải điều chỉnh lại cơ cấu lái.

* Kiểm tra và điều chỉnh khớp cầu thanh lái.

- Kiểm tra: đỗ xe trên nền cứng, kéo chặt phanh tay, đánh tay lái đưa hai bánh xe dẫn hướng về vị trí tương ứng chuyển động thẳng của ô tô. Người kiểm tra tay phải cầm chắc đầu thanh lái dọc, hộ khẩu tay tiếp giáp đầu dưới của tay quay đứng hình 4.2. Một người trong buông lái đánh tay một cái đột ngột, tay người kiểm tra sẽ xác định được độ rơ của khớp cầu thanh lái dọc.

- Điều chỉnh: dùng kìm tháo chốt chẻ, dùng cờ lê chữ Z vặn ốc điều chỉnh vào đến chặt, sau đó nới ra từ 1/8, 1/4 đến 1/2 vòng ren (tùy từng loại xe). Kiểm tra lại độ rơ nếu đã đạt yêu cầu thì lắp chốt chẻ hình 4.3. Các khớp cầu còn lại điều chỉnh tương tự.

Hình 4.2. Kiểm tra độ rơ khớp cầu thanh lái dọc

Hình 4.3. Khắc phục khe hở trong khớp nối dẫn

* Kiểm tra điều chỉnh độ rơ dọc cơ cấu lái

- Kiểm tra: có 2 phương pháp kiểm tra độ rơ dọc của cơ cấu lái

+ Phương pháp thứ nhất: kiểm tra theo kinh nghiệm (phương pháp kiểm tra đơn giản). Đỗ xe trên nền cứng, tương đối bằng phẳng. Đánh tay lái đưa hai bánh xe dẫn hướng về vị trí tương ứng chuyển động thẳng của ô tô, người lái ngồi trên ghế lái trong tư thế lái xe (2/3 tựa lưng vào đệm). Hai chân đặt trên sàn buồng lái, hai tay nắm chắc vành tay lái. Đẩy hết vành tay lái về phía trước rồi kéo mạnh vành tay lái về phía sau. Tiến hành làm như vậy 1 đến 2 lần, người lái có thể cảm nhận được độ rơ dọc của cơ cấu lái. Nếu độ rơ quá lớn phải điều chỉnh lại.

+ Phương pháp thứ 2: kiểm tra bằng cách cố định vành tay lái bằng dây buộc. Tiến hành như sau: đỗ xe trên nền cứng, tương đối bằng phẳng, chèn chắc bánh xe sau. Kích hai bánh xe trước lên cao cách mặt đất 40÷50 mm, quay vành tay lái một vòng về phía trái (so với vị trí trung gian). Dùng dây ni lông buộc chặt vành tay lái vào trụ cửa thông gió. Người kiểm tra ngồi trên ghế lái, tay phải kéo vành tay lái cho căng dây buộc, tay trái đặt dưới moay ơ sao cho ngón tay cái đặt vào đầu của moay ơ vành tay lái. Một người lắc mạnh bánh tay trước theo chiều tự do, người kiểm tra có thể cảm nhận được độ rơ của cơ cấu lái.

a                                                            b

Hình 4.4. Kiểm tra độ rơ dọc của cơ cấu lái

* Kiểm tra và điều chỉnh độ chum của bánh xe dẫn hướng của ô tô

    Độ chum của bánh xe dẫn hướng là hiệu số của hai khoảng cách đo phía sau và phía trước trục cầu trước giữa hai bánh xe dẫn hướng. Vị trí đo trên hai má lốp (hoặc hai vành sắt) cùng nằm trên mặt phẳng nằm nganh đi qua tâm trục cầu trước khi hai bánh xe dẫn hướng ở vị trí đi thẳng.

Ký hiệu độ chụm: δ

δ = A – B

δ: độ chụm của bánh xe dẫn hướng (mm)

A: khoảng cách giữa hai má lốp (hoặc vành sắt) đo ở phía sau.

B: khoảng cách giữa hai má lốp (hoặc vành sắt) đo ở phía trước.

Hình 4.5. Độ chụm, độ doãng bánh xe dẫn hướng.

Điều kiện để kiểm tra và điều chỉnh độ chụm của bánh xe dẫn hướng:

- Ô tô đỗ trên nền đất cứng, bằng phẳng, hai bánh xe dẫn hướng ở vị trí xe đi thẳng và đã được kích khỏi mặt đất với độ cao như nhau 30÷40 mm.

- Moay ơ của bánh xe đã được điều chỉnh đúng độ rơ.

- Áp suất hơi lốp đủ theo quy định.

- Biết trị số độ chụm qui định với từng loại xe.

- Phương pháp kiểm tra độ chụm bánh xe dẫn hướng.

+ Kích hai bánh xe trước khỏi mặt đất, đánh tay lái đưa hai bánh xe dẫn hướng về vị trí tương ứng chuyển động thẳng của ô tô.

+ Kiểm tra áp suất hơi lốp, tính trạng hoạt động của moay ơ bánh xe.

+ Đánh dấu vị trí đo trên hai má lốp hoặc hai vành sắt (chú ý tránh vị trí khuyết tật, vị trí có chữ, số, có dấu ở trên lốp).

+ Đặt thước chuyên dùng để đo khoảng cách giữa hai má lốp (hoặc hai vành săt) phía sau trục cầu trước. Đọc trị số trên thước.

+ Quay hai bánh xe 180˚ để điểm đo nằm về phía trước, đặt thước đo và đọc trị số trên thước.

+ Dựa vào hai trị số đo để xác định độ chụm của bánh xe dẫn hướng, so với tiêu chuẩn quy định, nếu không đúng phải điều chỉnh lại.

- Điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng

Tùy kết cấu cụ thể của cơ cấu hình thang lái, người ta có các cách khác nhau để điều chỉnh độ chụm. Song cơ bản việc điều chỉnh độ chụm thường được thực hiện bằng cách thay đổi chiều dài thanh lái ngang, muốn điều chỉnh độ chụm ta dùng dụng cụ nới ốc hãm đầu thanh lái ngang có bước ren lớn rồi tháo ốc hãm khớp cầu, đưa đầu thanh lái ra khỏi càng quay. Căn cứ vào bước ren ở đầu thanh lái ngang và trị số độ chụm cần thay đổi mà vặn đầu thanh lái ngang theo chiều vặn ra hoặc vặn vào một số nguyên lần vòng ren.

Hình 4.6. Điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng

1- Thanh lái ngang; 2- Đầu nối thanh lái ngang; 3- Ốc hãm

Muốn tăng trị số độ chụm bánh xe dẫn hướng, vặn đầu thanh lái ngang theo chiều vặn ra. Muốn giảm trị số độ chụm, vặn đầu thanh lái ngang theo chiều vặn vào. Sau đó lắp lại thanh lái ngang vào càng quay, vặn chặt các ốc và kiểm tra lại độ chụm bánh xe dẫn hướng. Nếu độ chụm đã nằm trong tiêu chuẩn quy định thì lắp các chốt chẻ và hoàn thành công việc. Trường hợp cần tinh chỉnh (thay đổi độ chụm với trị số nhỏ) ta tiến hành điều chỉnh ở phía đầu nối có bước ren nhỏ hơn (tinh ren).

Chú ý: khi điều chỉnh cần chú ý điều chỉnh cả hai đầu thanh lái ngang.

* Điều chỉnh khe hở ăn khớp cặp bánh răng trong cơ cấu lái.

Trong quá trình làm việc vị trí tiếp xúc, ăn khớp của các chi tiết với nhau bị thay đổi do mòn, dẫn tới khe hở làm việc giữa chúng tăng lên và làm cho độ rơ vành tay lái, hệ thống lái không nhậy.

Do vậy việc điều chỉnh ăn khớp, tiếp xúc các vị trí của chi tiết là một yêu cầu trong nội dung bảo dưỡng sửa chữa nhằm nâng cao độ tin cậy làm việc của hệ thống, đồng thời ngăn ngừa những hư hỏng phát sinh đột ngột trong sử dụng, góp phần nâng cao quá trình sử dụng ô tô.

Hư hỏng trong hệ thống lái không chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ thống lái mà còn phụ thuộc nguyên nhân khác. Vì vậy trước khi điều chỉnh cơ cấu lái cần phải kiểm tra:

- Sự cân bằng của bánh xe.

- Kiểm tra áp suất hơi lốp.

- Kiểm tra trạng thái bôi trơn và moay ơ bánh xe.

- Điều chỉnh ổ đỡ bánh xe và các đòn lái.

- Kiểm tra sự làm việc của giảm chấn.

- Kiểm tra độ chụm của bánh xe dẫn hướng và góc nghiêng của trụ đứng.

- Kiểm tra mức dầu trong bầu dầu trợ lực, xả khí trong hệ thống, rửa sạch các lưới lọc.

Việc kiểm tra hệ thống lái được bắt đầu từ việc xác định áp suất dầu trong trợ lực lái và hành trình tự do của vành tay lái sau đó kiểm tra và điều chỉnh cơ cấu lái.

Sự dịch chuyển của đòn tay lái đứng ở vị trí trung gian phải nhỏ hơn 0,3 mm.

Trình tự điều chỉnh khe hở ăn khớp trong cơ cấu lái.

- Đối với ô tô Ural – 43206

+ Đỗ xe ở vị trí chuyển động thẳng trên đường bằng.

+ Xả dầu trong cơ cấu lái.

+ Tháo các bu lông ở mặt bên.

+ Thêm hoặc bớt các đệm điều chỉnh 20 (hình 2.4)

+ Lắp lại cơ cấu lái và đòn quay đứng.

+ Kiểm tra lại khe hở giữa cung răng và trục vít.

Ở cơ cấu lái với khe hở và cung răng 5 và chốt tỳ 18 trong giới hạn (0,37÷0,67) mm hoặc chốt tỳ 18 nhô lên khỏi mặt phẳng nắp 19 khoảng (1,15÷1,35) mm hay chiều dày của đệm điều chỉnh 20 dày khoảng 0,8 mm.

* Kiểm tra và thay dầu trợ lực.

Khi kiểm tra mức dầu trong trợ lực thì xe phải ở vị trí chuyển động thẳng trên đường bằng . Khi tháo nút xả dầu của bầu dầu phải cọ rửa kỹ bằng xăng , nếu lưới lọc lắng cặn bẩn phải dùng thêm chất hòa tan để rửa.

Trước khi thay thế dầu trong hệ thống trợ lực cần phải giải phóng hệ thống lái bằng cách:

- Nâng cầu trước của xe tới khi bánh xe dẫn hướng không tiếp đất .

- Tháo nút xả dầu ở đáy bầu dầu, dầu trong hệ thống trợ lực sẽ chảy ra ngoài. Muốn tháo kiệt dầu trong hệ thống trợ lực thì sau khi dầu ngừng chảy đánh vành tay lái về 2 phía vài  lần.

Sau khi tháo dầu xong cọ rửa sạch bên ngoài hệ thống trợ lực, rửa sạch các lưới lọc bằng xăng sau đó lắp lại , lắp nút xả dầu vào và đổ dầu mới.

Để đổ dầu mới làm như sau:

- Vặn chặt nút xả dầu.

- Lắp ráp bầu dầu.

- Tháo nắp đổ dầu.

- Tháo nắp chụp cao su van xả khí (van thông hơi).

- Dùng phễu có 2 lần lưới lọc để rót dầu sạch vào bầu dầu (Dùng dầu AY theo ГOCT 1652 – 75 hoặc dầu tuốc bin 22 hay dầu công nghiệp 20 ).

Nhìn vào lỗ đổ dầu hoặc bầu dầu thấp hơn miệng 40 ÷ 50 mm thì ngừng đổ sau đó đánh vành tay lái hết cỡ 2 ÷ 3 lần về 2 phía để khử hết không khí ra khỏi hệ thống (tránh hiện tượng lọt khí tạo ra các nút hơi). Cho xe chạy ở chế độ không tải đánh vành tay lái hết cỡ sang 2 bên và giữ vành tay lái ở vị trí hết cỡ từ 2 -3 giây với một lực khoảng 10 kg. Sau đó kiểm tra lại mức dầu trong bầu dầu, nếu thiếu thì bổ sung thêm.

- Việc rót dầu kết thúc khi không thấy bọt khí thoát qua dầu trong bầu chứa dầu.

- Tắt máy, lắp nắp (hoặc nút), hạ cầu trước xuống.

- Bơm mỡ vào các khớp nối.  

* Kiểm tra sự làm việc của van phân phối.

Để kiểm tra sự làm việc của van phân phối phải tháo thanh lái dọc, mở van bi, xoay vành lái hết cỡ về một phía. Khi số vòng quay của động cơ là 1000 vòng/phút và đặt lực lên vành tay lái lớn hơn 10KG. Khi ta giảm lực đặt lên vành tay lái thì áp suất chỉ trên đồng hồ cần đo không giảm quá (3÷5) KG/cm².

Việc kiểm tra cần tiến hành trên cả hai phía. Nếu áp suất không giảm thì có thể bị kẹt van.

* Khi hư hỏng trợ lực lái.

Khi bộ trợ lực hư hỏng hoặc khi kéo xe mà động cơ không làm việc thì chỉ cho phép sử dụng hệ thống lái trong một thời gian ngắn. Nếu không sửa chữa được ngay thì đi được một đoạn đường ngắn phải cho xe nghỉ để kiểm tra. Nếu bộ trợ lực lái hỏng mà vẫn sử dụng hệ thống lái thì cơ cấu lại chóng mòn và hay hư hỏng.

Khi bị thủng các đường ống của bơm ta phải làm các việc sau:

- Nối lỗ đường ống ra bơm với đường dầu đến bình chứa.

- Bịt kín các lỗ dầu, đầu ra của bộ phận 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 nhiệu độ dầu trong bầu dầu. Nếu nóng quá thì tặt máy để cho dầu nguội dần.

* Xả khí trong hệ thống.

Để xả khí trong hệ thống cần:

- Tháo chụp cao su van thông áp cơ cấu lái.

- Nối chúng bằng ống cao su với một bình dầu chứa ít nhất 0,5 lít dầu.

- Nới van thông áp (1/2 ÷ 3/4) vòng.

- Lắp nắp bầu dầu.

- Đánh hết vành lái sang trái.

- Khởi động động cơ và chạy ở chế độ không tải (số vòng quay nhỏ nhất). Đổ dầu vào bình dầu dưới mức cho phép, cho đến khi không thấy bọt khí thoát ra ở ống cao su.

- Vặn chặt van thông áp.

- Quay vòng tay lái sang trái hết cỡ đến khi bị chặn và ngược lại. Giữ vành tay lái ở vị trí bên trái, nới van thông áp (1/2 ÷ 3/4) vòng và lại xả khí.

- Lặp lại các thao tác trên (2 ÷ 3) lần

- Dừng động cơ , tháo ống mềm cao su, lắp chụp bảo vệ.

- Kiểm tra mức dầu nếu thiếu thì bổ sung.

- Lắp thanh lái dọc.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian nghiên cứu tham khảo tài liệu, với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: TS……....……. cùng các thầy trong Bộ môn Ôtô quân sự Khoa Động Lực HVKT và các bạn cùng lớp em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với các nội dung chính sau:

1. Giới thiệu chung về xe URAL – 43206.

2. Nghiên cứu phân tích các đặc điểm kết cấu và nguyên ký làm việc của hệ thống lái ô tô URAL – 43206.

3. Đồ án trình bày trình tự, phương pháp tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học và phương pháp đại số. Tính bền cho một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái xe URAL – 43206.

4. Tìm hiểu những lưu ý về một số yêu cầu chung, chế độ bảo dưỡng, kiểm tra, điều chỉnh và cách khắc phục các hư hỏng thông thường của hệ thống lái xe URAL – 43206 trong quá trình sử dụng.

   Qua việc phân tích đặc điểm kết cấu, kiểm tra động học của xe URAL – 43206 và tính bền cho một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái tôi thấy:

   Xe URAL – 43206 là một chủng loại xe được sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam trong lĩnh vực nền kinh tế quốc dân và đặc biệt là trong quốc phòng và trong quân đội ta.

   Hệ thống lái trên xe URAL – 43206 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thủy lực, cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng bên, có tỷ số truyền 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 giảm đi cường độ lao động của người lái và đảm bảo an toàn cho xe khi hoạt động trên đường …

   Trong đồ án này em đã tiến hành kiểm nghiệm động học hình thang lái, đánh giá hiệu quả làm việc của trợ lực lái, đưa ra trình tự tính toán một số chi tiết trong dẫn động lái xe URAL – 43206. Trình tự tính toán hợp lý, kết quả tương đối phù hợp với thực tế, giá trị các thông số đảm bảo theo tiêu chuẩn. Song ta vẫn thấy khi ô tô quay vòng các bánh xe dẫn hướng còn có hiện tượng trượt bên nhưng sự trượt bên là nhỏ vẫn có thể sử dụng được.

   Xe URAL – 43206 là xe vận tải có tính năng thông qua cao. Hệ thống lái trên xe vẫn là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thủy lực, cơ cấu lái xe URAL – 43206 là cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng bên. Kết cấu cơ cấu lái nhỏ ngọn, khả năng chống mòn của các chi tiết trong cơ cấu lái cao. Xy lanh lực ô tô URAL – 43206 tách rời khỏi cơ cấu lái và đặt gần bánh trước phía bên phải của xe, cần pít tông được lắp với đòn quay ngang của bánh xe bên phải. việc bố tri này có ưu điểm là bảo vệ cho hệ thống lái tránh được những va đập từ mặt đường tác dụng lên thông qua các bánh xe và giảm được số lượng các chi tiết dẫn động lái chịu tải trọng lớn, song việc bố trí như vậy sẽ làm tăng các khâu liên kết vì vậy làm giảm độ nhạy của hệ thống.

   Bản thân em đã cố gắng trong việc tìm kiếm tài liệu và khảo sát các xe tương tự để hoàn thành nhiệm vụ được giao, tuy nhiên do khả năng và thời gian có hạn nên đồ án không tránh khỏi được nhiều thiếu sót. Rất mong các thầy và các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ôtô- máy kéo, Tập 2 (phần 2), Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp,1972

[2]. Nguyễn Phúc Hiểu - Vũ Đức Lập. Lý thuyết ôtô Quân sự . Nhà xuất bản quân đội nhân dân. Hà Nội – 2002.

[3]. Thái Nguyễn Bạch Liên, Kết cấu tính toán ô tô, Nhà xuất bản giao thông vận tải, 1984.

[4]. Vũ Đức Lập – Phạm Đình Vi, Cấu tạo ô tô quân sự, tập 2, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, 1995.

[5]. Vũ Đức Lập, Sổ tay tính năng kỹ thuật ô tô, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, 2004.

[6]. Đỗ Quyết Thắng, Chi tiết máy, tập 2, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, 1994.

[7]. Bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa ô tô Liên Xô, Bản dịch tiếng việt, NXB – CNKT, 1983.

[8]. Hướng dẫn đồ án môn học “lý thuyết kết cấu và tính toán ô tô quân sự”, tập IV hệ thống lái, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, 1977.

[9]. Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo, Đại học bách khoa Hà Nội.

[10]. URAL – 43206 (bản tiếng nga).

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"