MỤC LỤC
MỤC LỤC......................................1
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ ................ 3
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại và cấu tạo của Hệ thống lái trên ô tô... 3
1.1.1. Công dụng của Hệ thống lái................................................................. 3
1.1.2. Yêu cầu .............................................................................................. 3
1.1.3. Phân loại. ............................................................................................ 3
1.1.4. Cấu tạo chung của hệ thống lái ............................................................ 3
1.2. Các góc đặt bánh xe................................................................................. 9
1.2.1. Góc camber........................................................................................ 10
1.2.2. Góc caster.......................................................................................... 11
1.2.3. Góc kingping..................................................................................... 11
1.2.4. Độ chụm và độ mở bánh xe............................................................... 12
1.3. Động lực học quay vòng của bánh xe dẫn hướng................................ 14
1.3.1.Vấn đề quay vòng của xe.................................................................... 14
1.3.2. Các trạng thái quay vòng.................................................................... 15
1.4. Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống lái.......................................................... 16
1.4.1.Tỷ số truyền........................................................................................ 16
1.4.2. Độ rơ vành tay lái.............................................................................. 16
1.4.3. Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch................................................... 17
CHƯƠNG 2.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DÒNG XE VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE KHÁCH HYUNDAI UNIVERSE................18
2.1. Tổng quan về các dòng xe khách Hyundai Universe............................ 18
2.1.1. Lịch sử ra đời ................................................................................... 18
2.1.2. Giới thiệu về xe khách Hyundai Universe.......................................... 18
2.2. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái trên xe khách Hyundai Universe
2.2.1. Dẫn động lái....................................................................................... 24
2.1.1.1. Vô lăng........................................................................................... 24
2.1.1.2. Cụm trục lái.................................................................................... 25
2.1.1.3. Trục các đăng.................................................................................. 25
2.1.1.4. Đòn quay đứng chủ động, thanh kéo dọc, đòn quay trung gian và thanh kéo ngang 26
2.2.2 Trợ lực tay lái - bơm dầu trợ lực......................................................... 29
2.2.2.1. Yêu cầu của trợ lực lái..................................................................... 29
2.2.2.2. Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực thủy lực........................................ 30
2.2.2.3. Cấu tạo bơm dầu trợ lực lái............................................................. 29
2.2.4. Nguyên lý hoạt động......................................................................... 31
2.2.3. Cơ cấu lái............................................................................................. 34
2.2.3.1. Cấu tạo........................................................................................... 34
2.2.3.2. Nguyên lý làm việc của cơ cấu lái.................................................... 36
CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CƠ CẤU LÁI XE HYUNDAI UNIVERSE.......... 41
3.1. Giới thiệu về phần mềm Solidworks...................................................... 41
3.1.1. Khả năng thiết kế mô hình 3D........................................................... 42
3.1.2. Môi trường drawing........................................................................... 42
3.1.3. Môi trường bản vẽ lắp (Assembly)...................................................... 42
3.1.4. Môi trường Simulation Motion & Animation..................................... 42
CHƯƠNG 4. KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE HYUNDAI UNIVERSE..........47
4.1. Các hiện tượng hư hỏng trong hệ thống lái, nguyên nhân và cách khắc phục..............47
4.2. Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái.......................................................... 51
4.2.1. Nội dung bảo dưỡng.......................................................................... 51
4.2.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên ........................................................... 51
4.2.1.2. Bảo dưỡng cấp I.......................................................................... 51
4.2.1.2. Bảo dưỡng cấp II......................................................................... 52
4.2.2. Nội dung sửa chữa ............................................................................ 54
4.3. Kiểm tra hệ thống lái.............................................................................. 55
4.3.1. Kiểm tra độ rơ vành tay lái................................................................. 55
4.3.2. Kiểm tra áp suất bơm dầu................................................................... 55
4.3.3. Thay dầu trợ lực lái............................................................................ 56
4.3.4. Kiểm tra góc lái.................................................................................. 57
4.3.5. Đo độ chụm bánh xe......................................................................... 57
4.4. Lời khuyên khi sử dụng xe.................................................................... 58
Kết luận ......................................................................................................... 60
Tài liệu tham khảo
Những chữ viết tắt, ký hiệu
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khoa học kỹ thuật đang có những bước phát triển rất nhanh nhằm nâng cao chất lượng đời sống của con người. Cùng với sự phát triển đó nghành công nghiệp ôtô đã có những bước phát triển lớn tạo nên chất lượng trong việc phục vụ của ôtô.
Trên ôtô, hệ thống lái là một hệ thống điều khiển, với tính năng đó hệ thống lái có những yêu cầu riêng. Qua quá trình phát triển, hệ thống này ngày càng được cải thiện cũng như có những phát minh mới đảm bảo được các yêu cầu, nâng cao tính năng sử dụng, góp phần vào sự thuận lợi và an toàn trong việc sử dụng ôtô.
Trong tập đồ án tốt nghiệp này được Khoa ô tô giao đề tài ”Khai thác hệ thống lái trên xe Hyundai Universe”. Nội dung của đề tài này giúp tôi hệ thống được những kiến thức đã học, tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống lái của xe Hyundai Universe nói riêng; từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn. Nội dung của đề tài đề cập đến các vấn đề sau:
- Mở đầu.
- Chương 1. Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô;
- Chương 2. Giới thiệu tổng quan về xe Hyundai Universe và phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống lái xe hyundai Universe;
- Chương 3. Ứng dụng phần mềm 3D mô phỏng cấu tạo và hoạt động của cơ cấu lái trục vít, đai ốc, thanh răng, cung răng;
- Chương 4. Khai thác sử dụng hệ thống lái xe Hyundai Universe;
- Kết luận.
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp cùng với sự cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của thầy: Th.s ……………… cùng các thầy giáo trong khoa ô tô, tôi đã thực hiện xong đồ án tốt nghiệp. Do còn hạn chế về thời gian và kinh nghiệm thực tế nên đồ án còn nhiều thiếu sót. Vì vậy bản thân rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy trong khoa và sự góp ý của các đồng chí để bản thân tiếp tục hoàn thiện kiến thức.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại và cấu tạo của Hệ thống lái trên ô tô .
Hệ thống lái của ô tô có chức năng thay đổi hướng chuyển động nhờ quay các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ hướng chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ôtô khi cần thiết.
Đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa trên xe.
1.1.2. Yêu cầu của hệ thống lái.
Hệ thống lái sử dụng trên ô tô cần phải đảm bảo yêu cầu tối thiểu về sự an toàn của xe và hàng hoá trong quá trình sử dụng và vận chuyển. do đó hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Đảm bảo tính năng vận hành cao của ôtô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh và ngoặt trong một thời gian ngẳn trên một diện tích rất nhỏ.
Lực tác động lên vành tay lái nhẹ, vành tay lái phải nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái để tạo cảm giác thoải mái cho người lái trong quá trình điều khiển.
Đảm bảo động học quay vòng đúng để trong quá trình quay vòng bánh xe không bị trượt lết.
1.1.3. Phân loại hệ thống lái:
- Theo bố trí bánh lái:
+ Hệ thống lái với bánh lái bố trí bên phải dùng cho những nước thừa nhận luật đi đường theo phía bên phải.
+ Hệ thống lái với bánh lái bố trí bên trái dùng cho những nước thừa nhận luật đi đường theo phía bên trái
- Theo số lượng bánh dẫn hướng:
+ Hệ thống lái với bánh dẫn hướng ở cầu trước.
+ Hệ thống lái với bánh dẫn hướng ở hai cầu.
Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cường hoá :
+ Hệ thống lái với bộ cường hoá thuỷ lực
+ Hệ thống lái với bộ cường hoá khí nén
+ Hệ thống lái với bộ cường hoá bằng điện
1.1.4. Cấu tạo chung của hệ thống lái
1.1.4.1. Vành lái, trục lái, cơ cấu lái, các đòn dẫn động lái, bánh xe dẫn hướng.
Cấu tạo của hệ thống lái được chia ra hai phần chính: Cơ cấu lái và dẫn động lái; trên các hệ thống lái có trợ lực được bố trí thêm thiết bị trợ lực lái.
Cơ cấu lái được xác định bao gồm: Các chi tiết từ vành lái tới hộp giảm tốc của hệ thống lái.
Dẫn động lái bao gồm các kết cấu dẫn động nối từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng và các liên kết giữa hai bánh xe dẫn hướng.
Thiết bị trợ lực lái bao gồm: Nguồn năng lượng, van điều khiển, bộ phận chấp hành, các đường dẫn.
1.1.4.2. Trợ lực lái
1.1.4.2.1. Vai trò của trợ lực lái
Thuở ban đầu, tay lái chỉ đơn thuần tác động lên trục lái. Muốn chiếc xe chuyển hướng đều phụ thuộc cả vào lực tay của tài xế, nhược điểm là tay lái nặng do đó đã thôi thúc các nhà sản xuất đi tìm lời giải.
Trợ lực tay lái ra đời là một trong những bước tiến quan trọng của ngành công nghiệp ô tô.
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 truyền từ bánh xe lên vành tay lái.
1.1.4.2.2. Phân loại trợ lực lái.
Trợ lực lái thủy lực điều khiển điện tử
Đặc điểm quan trọng của hệ thống này là thanh xoắn cảm biến mômen đánh lái không trực tiếp điều khiển van trợ lực. Độ biến dạng của thanh xoắn được chuyển thành tín hiệu điện gửi đến hộp ECU điều khiển trợ lực.
1.1.4.3. Cơ cấu lái
1.1.4.3.1. Yêu cầu của cơ cấu lái
Cơ cấu lái là bộ giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động của người lái đến các bánh xe dẫn hướng. Vì vậy nó cần phải đảm bảo những yêu cầu sau :
+ Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe .
+ Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch để các va đập từ mặt đường được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái.
1.1.4.3.2. Phân loại cơ cấu lái.
- Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
- Cơ cấu lái trục vít con lăn.
1.2. Các góc đặt bánh xe.
Ô tô có thể chuyển động mọi hướng bằng sự tác động của người lái quanh vô lăng. Tuy nhiên, nếu ôtô ở trạng thái đi thẳng mà người lái vẫn phải tác động liên tục lên vô lăng để giữ xe ở trạng thái chạy thẳng, hay người lái phải tác dụng một lực lớn để quay vòng xe thì sẽ gây sự mệt mỏi và căng thẳng về cả cơ bắp lẫn tinh thần khi điều khiển xe.
1.2.1. Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber).
Góc tạo bởi đường tâm của bánh xe dẫn hướng ở vị trí thẳng đứng với đường tâm của bánh xe ở vị trí nghiêng được gọi là góc CAMBER, và đo bằng độ. Khi bánh xe dẫn hướng nghiêng ra ngoài thì gọi là góc “CAMBER dương” và ngược lại gọi là góc “CAMBER âm”. Bánh xe không nghiêng thì CAMBER bằng không (Bánh xe thẳng đứng).
1.2.2. Góc nghiêng dọc của trụ đứng và chế độ lệch dọc (Góc Caster và khoảng Caster)
Khi ô tô chuyển động trên đường lúc quay vòng sẽ có lực ly tâm tác dụng, hoặc khi chuyển động có gió thổi ngang, hay đi trên mặt đường nghiêng có thành phần trọng lượng của xe sẽ gây nên phản lực ngang. Phản lực ngang Py tác dụng lên bánh xe khi trục quay đứng đặt nghiêng trong mặt phẳng dọc cũng ảnh hưởng đến sự ổn định của bánh xe dẫn hướng.
Mô men ổn định được xác định như sau
M’=Py.C’
Chức năng :
Dưới tác dụng của lực ly tâm khi bánh xe vào đường vòng hoặc lực do gió bên hoặc thành phần của trọng lượng xe khi xe đi vào đường nghiêng, ở khu vực tiếp xúc của bánh xe với mặt đường sẽ xuất hiện các phản lực bên Py.
Khi trụ quay đứng được đặt nghiêng về phía sau một góc nào đó so với chiều tiến của xe (Caster dương) thì phản lực bên Py của đường sẽ tạo với tâm tiếp xúc một mô men ổn định. Mômen này có xu hướng làm bánh xe trở lại vị trí trung gian ban đầu khi nó bị lệch khỏi vị trí này. Nhưng khi quay vòng người lái phải tạo ra một lực để khắc phục mô men này.
1.2.3. Góc kingping- góc nghiêng ngang trụ đứng.
Góc nghiêng ngang của trụ đứng được xác định trên mặt cắt ngang của xe. Góc Kingping được tạo nên bởi hình chiếu của đường tâm trụ đứng trên mặt cắt ngang đó và phương thẳng đứng.
Chức năng:
Giảm lực đánh lái: Khi bánh xe quay sang phải hoặc quay quanh trụ đứng với khoảng lệch tâm là bán kính r0, r0 là bán kính quay của bánh xe quay quanh trụ đứng, nó là khoảng cách đo trên bề mặt của đường cong mặt phẳng nằm ngang của bánh xe giữa đường kéo dài đường tâm trụ quay đứng với tâm của vết tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.
1.2.4. Độ chụm và độ mở bánh xe
* Độ chụm
Độ chụm d của bánh xe dẫn hướng thường được tính bằng mm, xác định bằng hiệu:
d = B - A (m)
Trong đó A và B là kích thước đo hai tâm lốp ở phía trước và phía sau vị trí xe chuyển động thẳng. Độ chụm âm khi hai bánh xe đặt chụm về phía sau, độ chụm dương khi hai bánh xe đặt chụm về phía trước.
Độ chụm có ảnh hưởng lớn đến sự mài mòn lốp và ổn định hệ thống lái. Để sự mài mòn lốp xảy ra ít nhất, trong quá trình hoạt động hai bánh xe cần phải lăn song song với nhau.
Ở cầu trước chủ động dẫn hướng, lực kéo cùng chiều chuyển động nên ép hai bánh xe dẫn hướng về phía trước, do đó độ chụm có giá trị âm.
Trên xe con độ chụm có giá trị 2 đến 3 mm.
Trên xe tải độ chụm có giá trị 3 đến 8 mm.
Trên xe bus có có giá trị tương đương xe tải.
Độ chụm bánh xe dẫn hướng điều chỉnh được bằng cách thay đổi chiều dài thanh kéo ngang của cơ cấu hình thang lái.
1.3. Động học quay vòng của bánh xe dẫn hướng.
1.3.1. Vấn đề quay vòng của xe
Có nhiều phương pháp để quay vòng đối với ô tô. Cụ thể là:
- Quay vòng nhờ điều khiển các bánh xe dẫn hướng.
Tùy theo loại ô tô, số bánh xe dẫn hướng có thể từ 1 - 4 bánh. Thông thường đối với các loại xe du lịch, xe tải nhỏ, trung bình thì sử dụng hai bánh trước dẫn hướng. Còn đối với xe có tải trọng lớn, Xe con có tính năng thông qua cao thì sử dụng 4 bánh xe dẫn hướng.
- Quay vòng bằng cách quay từng phần.
Không có bánh xe dẫn hướng, khi quay vòng nhờ khớp nối giữa thân xe là khớp động di chuyển, làm tâm quay vòng chuyển hướng.
1.3.2. Các trạng thái quay vòng của xe.
Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là một quá trình phức tạp. Nếu cho xe chuyển động trên đường vòng với tốc độ chậm, thì cứ ứng với mỗi vị trí góc quay vành lái nhất định β , xe sẽ quay vòng với một bán kính R0 tương ứng.
Quay vòng thừa: Khi góc quay vành lái là β, bán kính quay vòng thực tế nhỏ hơn bán kính R0. Khi đó để thực hiện quay vòng, người lái phải giảm góc vành lái một lượng ∆β.
1.4. Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống lái.
1.4.1. Tỷ số truyền
Tỷ số truyền hệ thống lái liên quan tới việc giảm nhẹ lực trên vành lái và góc quay vành lái lớn nhất tính từ vị trí ô tô đi thẳng tới vị trí ô tô quay vòng gấp. Nếu tỷ số truyền hệ thống lái lớn thì khả năng giảm nhẹ lực vành tay lái sẽ nhiều nhưng góc quay vành tay lái sẽ lớn và ngược lại.
1.4.2. Độ rơ vành tay lái.
Độ rơ vành lái là chỉ tiêu an toàn quan trọng; độ rơ vành lái càng nhỏ càng tốt, tuy nhiên điều này khó thực hiện ngay cả khi hệ thống còn mới. Sau thời gian sử dụng các mặt lắp ghép bị mòn sẽ làm tăng độ rơ vành lái, trong quá trình bảo dưỡng sửa chữa cần được điều chỉnh hợp lý.
1.4.3. Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch.
Hiệu suất thuận được tính theo khả năng truyền công suất từ vành lái xuống bánh xe, ngược lại là hiệu suất nghịch.
Kết cấu của hệ thống lái cho phép hiệu suất thuận bằng hiệu suất nghịch. Một số kết cấu bố trí hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch nhằm đảm bảo khả năng điều khiển bánh xe từ vành lái được nhẹ nhàng, nhưng các va đập từ bánh xe ít bị truyền mạnh lên vành lái.
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DÒNG XE VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI
TRÊN XE HYUNDAI UNIVERSE
2. 1.Tổng quan về các dòng xe khách Huyndai Universe
2.1.1. Lịch sử ra đời.
Hyundai Motor Company thuộc Hyundai Kia Automotive Group là một hãng sản xuất ô tô lớn nhất của Hàn Quốc và thứ 5 trên thế giới. Đặt trụ sở chính ở thủ đô Seoul, Hàn Quốc; Hyundai điều hành nhà máy sản xuất ôtô công suất lên tới 1.6 triệu xe/năm. Biểu tượng lôgô của Hyundai, chữ “H” được viết cách điệu, tượng trưng cho hình ảnh công ty và khách hàng đang bắt tay nhau. Trong tiếng Hàn, Hyundai có nghĩa là “hiện đại”.
2.1.2. Giới thiệu về xe khách Hyundai Universe
Hyundai Universe là sản phẩm xe khách cao cấp chiều dài 12m, 47 ghế được sản xuất theo tiêu chuẩn châu Âu, có kiểu dáng hiện đại, mạnh mẽ, cá tính, nội thất sang trọng, tinh tế trong từng chi tiết, được hầu hết các doanh nghiệp kinh doanh du lịch và vận tải hành khách chất lượng cao ưa chuộng.
Sản phẩm đảm bảo tối ưu những tiêu chí tiện nghi cao cho xe chở hành khách đường dài :
Nội thất xe cao cấp, sang trọng, vị trí ghế ngồi, giường nằm được bố trí khoa học mang lại không gian thoải mái nhất cho hành khách.
Không gian nội thất cao cấp điều chỉnh độ nghiêng đem lại cảm giác thoải mái, màu sắc được thiết kế trang nhã. Trên xe trang bị hệ thống điều hòa không khí, hệ thống màn hình TV LCD chất lượng cao.
2.1.2.1. Thiết kế tổng thể
Hyundai Universe có chiều dài tổng thể 12m, rộng 2.495m, cao 3,530m tổng số ghế 47 .
Khung gầm được thiết kế có độ bền cứng vững, trọng lượng thích hợp và bố cực đẹp.
Hyundai Universe trang bị động cơ Kiểu D6CH38 thế hệ mới Tiêu chuẩn Châu Âu công nghệ mới đặt phía đuôi xe bền bỉ. Loại động cơ Diesel, 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng, có tăng áp, làm mát bằng nước
- Dung tích xi lanh 12742 cc. Đường kính x hành trình piston=130x160 (mm)
- Công suất cực đại/Tốc độ quay 380 (Ps)/1900 (vòng/phút)
- Môment xoắn cực đại/Tốc độ quay 1480 (N.m)/1500 (vòng/phút)
Động cơ đặt sau làm mát bằng dung dịch với cánh quạt tản nhiệt lớn hỗ trợ làm mát ô tô trong điều kiện khí hậu Việt Nam mùa hè nhiệt độ cao.
Thiết kế nội thất sang trọng, khoang lái nhiều tùy biến; ghế tài xế cân bằng hơi điều chỉnh 8 hướng thiết kế mong muốn sự thoải mái nhất có thể đối với người điều khiển.
2.1.2.2. Thông số kỹ thuật xe Hyundai Universe 2018
Thông số kỹ thuật xe Hyundai Universe 2018 thể hiện như bảng 2.1.
2.2. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái trên xe khách Hyundai Universe
2.2.1. Dẫn động lái
2.2.1.1 Vô lăng
Vô lăng lái có dạng hình tròn với hai nan hoa, một đầu nối với tâm vô lăng đầu kia nối với vành bánh lái. Toàn bộ vô lăng đúc thành một khối thép, ở ngoài bọc nhựa cứng. Ở phía dưới bánh lái có lượng sóng đều nhau tránh tình trạng người lái tuột tay khi quay vòng.
2.2.1.2. Trục lái
Trục lái gồm trục lái chính dùng để truyền chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái, dùng ống trục lái để cố định trục lái vào thân xe. Đầu phía trên của trục lái chính được gia công then và then hoa để gắn vô lăng lên đó và giữ chặt nhờ một đai ốc .
2.2.1.4. Đòn quay đứng chủ động, thanh kéo dọc, đòn trung gian và thanh kéo ngang.
• Đòn quay đứng chủ động:
Đòn quay đứng chủ động thực hiện chức năng dẫn động từ cơ cấu lái truyền tới thanh kéo dọc. Khớp quay cố định của đòn quay chính là trục ra của cơ cấu lái . Vì vậy đòn quay đứng được nối cứng với trục ra cơ cấu lái bằng then hoa và hãm bằng đai ốc
• Đòn quay trung gian:
Do xe khách thân dài, đòn kéo dọc có chiều dài khá lớn. Trong quá trình hoạt động do sự rung lắc động cơ và rung lắc truyền từ mặt đường, thanh kéo dọc không thể chế tạo quá dài vì sự chính xác không cao do rung động, các khớp động sẽ dễ hư hại, vì vậy người ta đã thiết kế thêm đòn quay đứng trung gian có chức năng ổn định thanh kéo dọc.
• Khớp cầu:
Mối ghép quan trọng nhất cuả dẫn động lái chính là các khớp cầu, khớp cầu này phải đảm bảo không có khe hở, hoạt động êm dịu và có độ bền cao.
Trên xe Hyundai Universe sử dụng các loại khớp nối dạng chốt cầu, các chốt có độ chống mòn cao và chắc chắn. Các chốt cầu của trợ lực lái, của thanh kéo dọc và đòn kéo ngang giữa có kết cầu điều chỉnh được: Lò xò 5 được ép bằng nắp có ren và được hãm bằng chốt chẻ; lò xo có tác dụng đảm bảo cho khe hở giữa chốt cầu và ổ luôn bằng không, ngoài ra còn làm giảm lực va đập lên dẫn động lái, cơ cấu lái, giảm mòn cho các chốt cầu và ổ bán cầu.
2.2.2. Trợ lực tay lái - bơm dầu trợ lực.
2.2.2.1. Yêu cầu của trợ lực lái.
Khi hệ thống của trợ lực lái có sự cố thì hệ thống lái vẫn có thể làm việc. Nếu có hư hỏng xảy ra làm ngưng việc cấp dầu từ bơm đến cơ cấu lái thì người lái có thể lái được xe mà không cần tới trợ lực lái, nhưng với một lực lái lớn hơn .
- Đảm bảo lực lái thích hợp: Công dụng chính của trợ lực lái là giảm lực lái đồng thời đó là một cơ cấu an toàn, mức độ giảm lực lái phải phù hợp với từng điều kiện chuyển động của xe; ở tốc độ trung bình cần lực lái nhỏ hơn và lực lái giảm dần khi tốc độ tăng, cùng lúc đó “cảm giác đường” phải được truyền tới người lái.
- Thời gian cường hoá phải là tối thiểu và chỉ cường hoá khi lực quay vòng lớn.
2.2.2.2. Ưu điểm của trợ lực lái thủy lực.
- Kích thước và khối lượng gọn nhẹ ,dễ bố trí .
- Có hiệu quả tác động cao đặc biệt là tính tuỳ động.
- Tốc độ tác động cao (độ chậm tác dụng khoảng 0,05 giây).
2.2.2.4. Nguyên lý hoạt động
Trục bơm quay dẫn động cho rô to quay trong stato bơm (hay còn gọi là vòng cam) được gắn chắc với vỏ bơm; trên rô to có các rãnh để gắn các cánh bơm. Do biên dạng vòng ngoài của rô to hình tròn nhưng mặt trong của vòng cam hình ô van nên tồn tại một khe hở giữa rô tô và vòng cam.
Van lưu lượng và van giảm áp nằm trong bơm thực hiện việc điều khiển lưu lượng và áp suất chất lỏng sao cho áp suất và lưu lượng đến van phân phối trợ lực không đổi khi tốc độ động cơ thay đổi.
Dưới đây là sơ đồ biểu diễn đặc tính lưu lượng Q phụ thuộc vào vận tốc góc.
• Đường dầu trợ lực lái trên xe:
Đường dầu dẫn trợ lực lái phía trên được dẫn động từ bơm sau động cơ lên trước là một khoảng cách khá xa với tổng chiêù dài hơn 20m tính cả đường dầu hồi.
Do động cơ được đặt sau nên đòi hỏi ống dẫn dầu trợ lực phải được thiết kế dài vì vậy nhược điểm là có sự mất năng lượng trên đường truyền và lượng dầu trợ lực cho mỗi lần thay thế là rất nhiều.
2.2.3. Cơ cấu lái.
2.2.3.1. Cấu tạo.
Là dòng xe khách Hyundai Universe sử dụng cơ cấu lái liên hợp trục vít, đai ốc- thanh răng, cung răng có trợ lực dầu.
Cấu tạo của cơ cấu này gồm hai phần chính:
• Van phân phối : (Loại van cánh) gồm vỏ van và con trượt phân phối; vỏ van được bắt cố định với vỏ cơ cấu lái còn con trượt phân phối dạng pittong bậc được điều khiển bởi phần trên của trục vít thông qua ổ chặn.
• Cơ cấu pittong-xy lanh: Đây là cơ cấu chấp hành, nhằm tạo lực để cường hóa khi lái. Nó gồm một pittong và một xy lanh. Xy lanh cũng là vỏ của cơ cấu lái, còn pittong đồng thời cũng là êcu bi có răng ăn khớp với cung răng rẻ quạt .
2.2.3.2. Nguyên lý làm việc của cơ cấu lái.
Khi xe chuyển động thẳng người lái giữ nguyên vành lái, lúc này nhờ sự liên kết giữa các đòn kéo của dẫn động lái mà các bánh xe dẫn hướng chuyển động thẳng ổn định, hệ thống trợ lực lái chưa làm việc.
Khi thay đổi hướng chuyển động của xe, người lái sẽ quay vành tay lái, lực lái truyền từ vành tay lái qua trục lái đến trục chủ động thông qua chuyển động các đăng.
2.2.4. Các góc đặt bánh xe của xe Hyundai Universe
- Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber): 5º ÷ 5º30;
- Góc nghiêng dọc truc đứng (Caster): 2º30 ÷ 2º60;
- Góc kingping: 6º ÷ 6º30.
CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG 3D MÔ PHỎNG CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA
CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT, ĐAI ỐC - THANH RĂNG, CUNG RĂNG
3.1. Giới thiệu phần mềm SolidWorks
Hiện nay có nhiều phầm mềm vẽ 3D dùng để mô phỏng cấu tạo và chuyển động của các cơ cấu như Inventor, NX, Catia, SolidWorks… Trong đồ án này tôi chọn phần mềm SolidWorks 2017 để vẽ các chi tiết, lắp ráp và mô phỏng cấu tạo và chuyển động của cơ cấu lái trục vít - ecu bi - cung răng - thanh răng
3.1.1. Khả năng thiết kế mô hình 3D
Đây là một trong những tính năng khá nổi bật của phần mềm solidworks. Thông qua việc thiết kế các biên dạng 2D, chúng ta có thể dựng các khối 3D theo yêu cầu, sử dụng các lệnh trên thanh công cụ để tiến hành tạo các khối 3D có bề mặt phức tạp bao gồm:
Sketch 2D: Khá giống với việc thiết kế bản vẽ trên phần Autocad. Có đầy đủ những lệnh tạo đối tượng đường thẳng, đường tròn, hình chữ nhật,…hay những lệnh hiệu chỉnh bên dạng 2D: trim, extend, fillet, chamfer,…Nếu đã sử dụng qua Autocad sẽ giúp việc học nội dung này trở nên rất dễ dàng
3.1.2. Môi trường Drawing
Cho phép ta tạo các hình chiếu vuông góc các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do người sử dụng quy định mà không ảnh hưởng đến kích thước. Công cụ tạo kích thước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng.
Tạo các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chóng. Chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học được sử dụng dễ dàng.
3.1.3. Môi trường bản vẽ lắp (Assembly)
Với các sản phẩm là một cơ cấu, máy móc hoàn chỉnh việc thiết kế mô hình 3D phải trải qua 2 giai đoạn: Thiết kế từng bộ phận nhỏ (Part) sau đó lắp ráp chúng lại thành mô hình hoàn chỉnh (Assembly), thực hiện những quy tắt về bậc tự do của cơ cấu trong cơ khí và những chức năng tạo ràng buộc liên kết giữa các đối tượng.
3.1.5. Một số chức năng nổi bật khác của solidworks
- Thiết kế trên các module nâng cao.
Solidworks đã hỗ trợ một số công cụ, lệnh chuyên nghiệp để vẽ nhanh những đối tượng cần thiết và đặc trưng cho từng lĩnh vực. Trong khuôn khổ là phần mềm Solidworks sẽ có : Thiết kế kim loại tấm (Sheet metal), thiết kế kết cấu khung hàn (Weldment), thiết bề mặt (Surface), ...
- Tính toán - mô phỏng - phân tích CAE.
CAE là phả năng cho phép người dùng mô phỏng quá trình hoạt động thực tế bằng cách đặt các lực tác dụng và sản phẩm, thông qua phương pháp phần từ hữu hạn phần mềm sẽ cho ra kết quả ở nhiều dạng: ứng suất, nhiệt độ,..
3.2. Thư viện bản vẽ các chi tiết, bộ phận
- Bản vẽ phân rã chi tiết cơ cấu lái.
- Vành tay lái
- Cung răng.
- Các ổ lăn.
CHƯƠNG 4
KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE HYUNDAI UNIVERSE
Hệ thống lái phải đảm bảo cho ôtô chạy đúng hướng mong muốn ở bất kỳ điều kiện đường sá nào và bất kỳ tốc độ nào của ôtô. Người lái không phải mất nhiều công sức để điều khiển vành tay lái, khi xe chạy thẳng cũng như khi thao tác lái. Trong quá trình vận hành sử dụng xe, các chi tiết của hệ thống lái thường xuyên làm việc;...
4.1 Các hiện tượng hư hỏng trong hệ thống lái, nguyên nhân và cách khắc phục.
Các hiện tượng hư hỏng HTL xe Hyundai Universe, nguyên nhân và các khắc phục thể hiện như bảng 4.1.
4.2. Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái
4.2.1 Nội dung 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 xe nói chung, hệ thống lái nói riêng.
Các công việc bảo dưỡng được thực hiện theo định kỳ, theo một biểu đồ kế hoạch đã được lập trước.
4.2.1.1 Bảo dưỡng thường xuyên.
Hàng ngay trước 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 Sung.
4.2.1.2 Bảo dưỡng cấp I.
Sau 5000 km ta tiến hành bảo dưỡng cấp I đối với hệ thống lái, 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 lại các đai ốc, thanh lái dọc, thanh lái ngang và các khớp nối. Kiểm tra các chốt chẻ.
4.2.1.3. Bảo dưỡng cấp II.
- 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.
4.2.2. Nội dung sửa chữa.
Để xác định mức độ mài mòn và tính chất sửa chữa, phải tháo rời các chi tiết trong hệ thống lái. Khi tháo tay lái và đòn quay đứng phải dùng van tháo. Những hư hỏng chính của các chi tiết hệ thống lái là: mòn trục vít ecu bi – thanh răng, ống lót, vòn và ổ lắp vòng bi.
4.3. Kiểm tra hệ thống lái.
4.3.1. Kiểm tra độ rơ vành tay lái.
Khe hở giữa thanh răng và cung răng lớn là do các chi tiết này mòn tự nhiên. Kiểm tra sự ăn khớp đúng giữa thanh răng và cung răng có thể tiến hành theo hành trình tự do (độ rơ) của vành tay lái bằng dụng cụ đo độ rơ như trên hình (4.1)
4.3.2. Kiểm tra áp suất bơm dầu
- Nối công cụ chuyên dụng vào bơm dầu và ống áp suất
- Xả hơi và sau đó khởi động động cơ và quay bánh lái nhiều lần, dùng đồng hồ đo nhiệt độ đo nhiệt độ dầu vì nhiệt độ dầu có thể tăng lên xấp xỉ 50~600C.
4.3.3. Thay dầu trợ lực lái
- Dùng con đội để nâng bánh xe trước lên
- Tháo ống hồi dầu ra khỏi hình dầu ra khỏi bình dầu và gắn bình dầu vào
- Nối ống hồi dầu đã tháo ra, và hút dầu vào một công ten nơ
- Trong khi động cơ vận hành không liên tục, quay bánh lái theo nhiều hướng sang bên phải và bên trái nhiều lần để xả hết dầu ra
4.3.5. Đo độ chụm bánh xe.
Độ chụm có ảnh hưởng lớn đến sự mài mòn lốp và ổn định hệ thống lái.
Để sự mài mòn lốp xảy ra ít nhất, trong quá trình hoạt động hai bánh xe cần phải lăn song song với nhau.
Dụng cụ chuyên dụng: Thước đo độ chụm
4.4. Lời khuyên khi sử dụng xe.
- Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra 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.
- Kiểm tra đủ lượng dầu trợ lực và thay thế đúng thời gian. Dùng dầu cho trợ lực lái thuỷ lực phải đúng chủng loại và thật sạch sẽ. Khi đổ thêm hoặc thay dầu phải rót dầu qua phễu hai lần lưới lọc và qua lưới lọc trong bình dầu. Việc sử dụng dầu bẩn dẫn đến bó kẹt trợ lực lái và làm mài mòn nhanh các chi tiết của bơm dầu trợ lực và van phân phối.
KẾT LUẬN
Với đề tài được giao là: “Khai thác hệ thống lái trên xe Hyundai Universe” tôi nhận thấy đây là một đề tài thiết thực, mang tính thực tế cao. Nhiệm vụ của đề tài là khai thác hệ thống lái đảm bảo người lái khiều khiển xe được dễ dàng nhằm nâng cao tính an toàn trong vận hành cũng như nâng cao tuổi thọ của xe. Trong quá trình thực hiện đồ án đã giúp tôi hiểu rõ hơn về hệ thống lái nói chung và đặc biệt là hệ thống lái của dòng xe khách cỡ lớn, ngoài ra bản thân được tiếp cận phần mềm Solidworks để tiến hành vẽ mô phổng cấu tạo và hoạt động của cơ cấu lái loại trục vít, đai ốc - thanh răng, cung răng là cơ sở để tôi áp dụng trong quá trình công tác tại đơn vị.
Thông qua việc tìm hiểu, nghiên cứu làm đồ án tốt nghiệp bản thân đã tích luỹ được một lượng kiến thức cơ bản để làm cơ sở vận dụng vào thực tiễn khi ra công tác sau này.
Mặc dù đã đạt được những kết quả trên nhưng do khả năng còn hạn chế của bản thân nên đồ án không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy kính mong sự đóng góp của các thầy và các đồng chí. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Th.s ……………… cùng các thầy trong khoa ô tô đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành nhiệm vụ trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tài liệu điện tử tại website http:// Thacobus .net, http://Ôtô –Hui.com.vn;
2. Sách “ Lý thuyết ô tô máy kéo” tác giả: Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật – Năm 2003;
3. Sách “ Cấu tạo gầm ô tô tải, ô tô buýt” tác giả: PGS.TS Nguyễn Khắc Trai. Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải – Năm 1996;
4. Giáo trình “Kết cấu và tính toán ô tô” Biên soạn : giáo sư tiến sỹ Vũ Đức Lập, Học viện kỹ thuật Quân sự – Năm 2015;
5. Tài liệu và DVD tự học Solidworks 2016 của Trung tâm advance cad.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"