Chương 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE MAZ - 500A

Trong chương này, đồ án tốt nghiệp tập trung trình bày công dụng, yêu cầu đối với hệ thống lái, đồng thời nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống lái ô tô MAZ - 500A, giúp cho quá trình tính toán kiểm nghiệm, khai thác, sử dụng xe có hiệu quả tốt hơn.

2.1. Công dụng, yêu cầu hệ thống lái

2.1.1. Công dụng của hệ thống lái

Hệ thống lái cùng với hệ thống phanh là hệ thống điều khiển ô tô thuộc phần gầm xe, nó đóng vai trò quyết định tới an toàn chuyển động của xe.

Hệ thống lái trên ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô, duy trì và giữ ổn định phương chuyển động (đi thẳng hay quay vòng) của ô tô theo sự điều khiển của người lái.

2.1.2. Yêu cầu đối với hệ thống lái

- Bảo đảm quay vòng với bán kính nhỏ, trong một thời gian ngắn, trên một diện tích hẹp.

- Lực cần thiết tác dụng lên vành tay lái nhẹ. Vành tay lái nằm ở vị trí tiện lợi để tạo thoải mái cho người lái trong quá trình điều khiển.

- Bảo đảm động học quay vòng đúng, trong đó các bánh xe dẫn hướng phải lăn theo những đường tròn đồng tâm. Tránh trượt của các bánh xe gây ra mòn lốp và tổn hao công suất cho ma sát trượt.

- Phải tạo cảm giác cho người lái và giảm các va đập từ mặt đường tác dụng lên vành tay lái.

- Bảo đảm ô tô chuyển động thẳng và ổn định.

- Đặt cơ cấu lái lên phần được treo của ô tô để bảo đảm kết cấu của hệ thống treo không ảnh hưởng đến động học của cơ cấu lái.

- Làm việc chắc chắn, độ bền, độ tin cậy cao, cấu tạo đơn giản, điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện.

2.2. Cấu tạo chung về hệ thống lái xe MAZ - 500A

Hệ thống lái trên xe MAZ - 500A là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực gồm: cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái, trong đó trợ lực lái được bố trí theo sơ đồ van phân phối, xy lanh lực đặt liền nhau và tách biệt với cơ cấu lái (hình 2.1).

Hình 2.1. Bố trí chung hệ thống lái xe MAZ - 500A.

1. Vành tay lái; 2. Trục các đăng lái; 3. Đòn quay đứng; 4. Cơ cấu lái; 5. Bơm dầu; 6. Bầu chứa dầu; 7. Đòn kéo dọc; 8. Đòn quay ngang; 9. Bánh xe; 10. Dầm cầu; 11. Thanh lái bên; 12. Thanh lái ngang; 13. Xy lanh lực;

14. Ống trung gian xy lanh lực; 15. Van phân phối.

Cấu tạo hệ thống lái xe MAZ - 500A gồm:

* Cơ cấu lái: Cơ cấu lái của xe là loại liên hợp, kiểu trục vít - đai ốc - bi - thanh răng - cung răng, tỉ số truyền 23,6.

 * Dẫn động lái: Dẫn động lái là loại cơ khí bao gồm vành tay lái, trục lái, ống bọc trục lái, các đăng nối trục lái với cơ cấu lái, đòn quay đứng, đòn kéo dọc, đòn quay ngang, thanh lái ngang, hai thanh lái bên, cam quay và các khớp nối (rô tuyn).

Trong đó dầm cầu, thanh lái ngang và hai thanh lái bên tạo thành hình thang lái. Hình thang lái được bố trí phía sau dầm cầu trước, đòn quay đứng và đòn kéo dọc được nối với ống trung gian của xy lanh lực bằng các khớp cầu.

* Trợ lực lái: Trợ lực lái trên xe MAZ - 500A là trợ lực lái loại thuỷ lực có áp suất cao gồm các phần tử chính là: bơm dầu trợ lực lái và bầu chứa dầu, van phân phối, xy lanh lực.

- Bơm dầu trợ lực lái và bầu chứa dầu (nguồn cung cấp năng lượng):

Bơm dầu trợ lực lái kiểu cánh gạt tác dụng kép, dầu được dẫn từ bầu chứa dầu tới bơm trợ lực lái và từ bơm trợ lực lái tới van phân phối bằng các đường ống.

- Van phân phối (bộ phận phân phối):

Van phân phối kiểu con trượt với cơ cấu phản xạ loại buồng, được đặt ở đầu phía sau của xy lanh lực. Van phân phối có một đường ống dầu từ bơm trợ lực tới, một đường ống hồi dầu về bầu chứa dầu và hai đường ống tới hai khoang của xy lanh lực.

- Xy lanh lực (cơ cấu chấp hành):

Xy lanh lực có vỏ di động, pít tông, cần pít tông cố định và được gắn chặt với xà dọc của xe, thân xy lanh được nối vào đầu sau của đòn kéo dọc, từ van phân phối có các đường ống dẫn dầu tới hai khoang của xy lanh lực.

2.3. Cơ cấu lái

2.3.1. Công dụng

Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vành tay lái thành chuyển động góc trong mặt phẳng thẳng đứng của trục đòn quay đứng với tỉ số truyền cần thiết.

2.3.2. Yêu cầu đối với cơ cấu lái

Cơ cấu lái 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.

-      Đơn giản trong việc điều chỉnh khe hở ăn khớp của cơ cấu lái.

-      Độ dơ của cơ cấu lái là nhỏ nhất.

-      Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp, tuổi thọ cao dễ tháo lắp.

2.3.3. Cấu tạo

Cơ cấu lái gồm: cung răng liền với trục đòn quay đứng 1, đai ốc - thanh răng 20, trục vít 17 nối với trục lái, trong đai ốc có 102 viên bi (hình 2.2).

2.3.4. Nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của cơ cấu lái có ba trạng thái là: khi xe đi thẳng, khi xe quay vòng trái và khi xe quay vòng phải.

Hình 2.2. Cơ cấu lái trên xe MAZ - 500A.

1. Trục đòn quay đứng liền với cung răng; 2, 19. Phớt làm kín; 3. Ổ thanh lăn kim; 4. Nắp cơ cấu lái; 5. Đai ốc hãm; 6. Vít điều chỉnh; 7. Nút xả dầu; 8. Đai ốc điều chỉnh; 9. Tấm chặn; 10. Bu lông; 11. Chốt; 12. Nắp dưới; 13. Vòng làm kín; 14. Nắp chặn; 15. Ổ bi côn; 16. Vỏ cơ cấu lái; 17. Trục vít; 18. Nút đổ dầu; 20. Đai ốc - Thanh răng.

a.  Khi xe đi thẳng - vị trí trung gian:

Người lái giữ nguyên vành tay lái ở vị trí đi thẳng (trung gian), khi đó trục vít 16 không quay, thanh răng và cung răng đứng yên ở vị trí trung gian, thông qua dẫn động lái các bánh xe dẫn hướng ở vị trí đi thẳng.

b. Khi xe quay vòng trái:

Khi người lái quay vành tay lái sang trái, thông qua trục lái làm cho trục vít 17 quay sang trái. Trục vít không di chuyển dọc trục nên đai ốc - thanh răng 20 bên ngoài sẽ dịch chuyển tịnh tiến sang phải. Sự dịch chuyển của thanh răng sẽ làm quay cung răng và trục đòn quay đứng 1 sang phải, làm cho đòn quay đứng xoay về phía trước một góc tương thích với lực mà người lái quay vành tay lái (do ăn khớp then hoa), thông qua dẫn động lái làm quay bánh xe dẫn hướng sang phải.

c. Khi xe quay vòng phải:

Khi người lái quay vành tay lái sang phải, thông qua trục lái làm cho trục vít 17 quay sang phải. Trục vít không di chuyển dọc trục nên đai ốc - thanh răng 20 bên ngoài sẽ dịch chuyển tịnh tiến sang trái. Sự dịch chuyển của thanh răng sẽ làm quay cung răng và trục đòn quay đứng 1 sang trái, làm cho đòn quay đứng xoay về phía sau một góc tương thích với lực mà người lái quay vành tay lái (do ăn khớp then hoa), thông qua dẫn động lái làm quay các bánh xe dẫn hướng sang phải.

Khi thôi quay vòng hoặc các bánh xe dẫn hướng bị lệch ra khỏi vị trí trung gian do tác dụng của các lực ngẫu nhiên trong trường hợp ô tô chuyển động thẳng, các bánh xe dẫn hướng sẽ tự động trở về vị trí chuyển động thẳng dưới tác dụng của các mô men ổn định (mô men hình thành do có góc nghiêng dọc, góc nghiêng ngang của trụ đứng, góc doãng bánh xe, độ chụm bánh xe tạo nên).

2.3.5. Phân tích kết cấu cơ cấu lái

Cơ cấu lái của xe MAZ - 500A là loại liên hợp kiểu trục vít - đai ốc - bi - cung răng, có tỉ số truyền 23,6. Kết cấu cơ cấu lái xe MAZ - 500A được thể hiện trên hình 2.2.

a.  Trục vít:

Trục vít 17 nối với trục lái bằng trục các đăng và lắp quay trơn trên vỏ cơ cấu lái qua hai ổ bi côn 15, các ổ bi này không cho phép trục vít di chuyển dọc trục, điều chỉnh độ rơ của các ổ bi côn bằng đai ốc điều chỉnh 8 lắp với nắp dưới 12 của vỏ cơ cấu lái bằng mối ghép ren và được giữ cố định bởi chốt 11. Liên kết giữa trục vít và đai ốc - thanh răng thông qua các viên bi. Các viên bi được bố trí nằm trong nửa rãnh ren của trục vít và nửa rãnh ren đai ốc, chiều nghiêng của rãnh ren đai ốc cùng chiều nghiêng của rãnh ren trục vít để các viên bi có thể di chuyển được dễ dàng hơn. Trục vít được làm bằng thép xê men tít hóa 20X.

Các bi này có hai tác dụng: một là nó giảm ma sát giữa các chi tiết. Thứ hai, nó làm giảm độ rơ của cơ cấu. Độ rơ xuất hiện khi đổi chiều tay lái, nếu không có các viên bi, các răng sẽ rời nhau ra trong chốc lát gây nên độ dơ của vành tay lái.

Khi ổ bi trục vít mòn thì phải điều chỉnh ổ bi. Tháo cung răng không ăn khớp với đai ốc - thanh răng 20, sau khi tháo nắp bên và quay đai ốc 8, điều chỉnh lại mô men cần thiết để quay trục vít đến giá trị 8÷12 Nm. Sau đó cố định đai ốc bằng chốt 11 và tấm chặn 9, kiểm tra lại việc ăn khớp của cung răng theo các thông số đã nêu trên.

b. Đai ốc - thanh răng:

Đai ốc chế tạo liền với thanh răng 20, ăn khớp với trục vít thông qua 102 viên bi cầu, các viên bi này được chứa đầy trong các rãnh của đai ốc và có thể di chuyển tuần hoàn thành một vòng kín trong đai ốc, ở điểm đầu và điểm cuối đường ren vít của đai ốc được khoan lỗ để lắp hai ống dẫn bi hình chữ U. Đai ốc ăn khớp với cung răng nhưng không quay được mà chỉ dịch chuyển tịnh tiến dọc theo trục vít và mang theo các răng di chuyển. Dạng răng của thanh răng có tiết diện thay đổi (ở giữa nhỏ và lớn dần ra hai bên). Đai ốc - thanh răng được chế tạo bằng thép xê men tít hóa 20X.

c.  Cung răng liền với trục đòn quay đứng:

Cung răng chế tạo liền với trục đòn quay đứng 1, trục đòn quay đứng lắp trơn trên vỏ cơ cấu lái qua các ổ lăn kim 3 và có một đầu lắp chặt với đòn quay đứng bằng then hoa và đai ốc hãm, đầu còn lại có cơ cấu điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa thanh răng và cung răng. Cơ cấu điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa thanh răng và cung răng gồm có: vít điều chỉnh 6 lắp với nắp của vỏ cơ cấu lái 4 bằng mối ghép ren và nối với trục đòn quay đứng nhờ vòng hãm, vít điều chỉnh được giữ cố định bởi đai ốc hãm 5. Khi điều chỉnh, nới đai ốc 5 và vặn vít điều chỉnh, vặn vít điều chỉnh đi vào sẽ làm tăng khe hở ăn khớp, vặn vít điều chỉnh đi ra sẽ làm giảm khe hở ăn khớp. Khi cung răng ở vị trí trung gian, mô men cần thiết để làm quay trục vít phải nằm trong giới hạn 200÷280 Nm, còn hành trình tự do của trục vít không được vượt quá 6⁰.

Trong quá trình làm việc quá trình ăn khớp của đai ốc - thanh răng và cung răng thường xuyên chịu tải trọng nên bị mòn làm khe hở ăn khớp tăng lên (mòn lớn nhất là ở phần giữa cung răng, khi xe chuyển động thẳng do đó vị trí này có khe hở nhỏ nhất) việc sử dụng cung răng có dạng tiết diện thay đổi sẽ điều chỉnh được khe hở ăn khớp (ở giữa mòn nhiều, nếu khe hở 2 bên nhỏ thì khi điều chỉnh sẽ gây kẹt răng). Răng trên cung răng có chiều dầy, chiều cao thay đổi (răng ở giữa có chiều dày lớn nhất, 2 răng kế tiếp có chiều dày trung bình, 2 răng ngoài rìa có chiều dày nhỏ nhất).

Cung răng được chế tạo bằng thép xê men tít hóa 20X.

d. Ưu, nhược điểm:

Ưu điểm:

- Hiệu suất của cơ cấu lái cao η_t = η_n = 0,7÷0,85;

- Kích thước nhỏ gọn do ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn (giữa bi và đai ốc - thanh răng, giữa bi và trục vít). Do vậy các chi tiết có độ bền cao hơn nhiều lần.

Nhược điểm:

- Có tỷ số truyền không đổi;

- Do hiệu suất nghịch cao nên có hiện tượng va đập cứng truyền từ đường lên vành tay lái. Nhưng những va đập cứng này được dập tắt nhờ trợ lực thủy lực.

- Không điều chỉnh được khe hở giữa trục vít và đai ốc, để đảm bảo thời gian phục vụ cao thì việc chế tạo, lựa chọn các rãnh bi và lắp các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao, độ cứng vững cao vì những viên bi làm việc tiếp xúc điểm do vậy lực tác dụng lên bề mặt làm việc của các chi tiết là rất lớn.

2.4. Dẫn động lái cơ khí

2.4.1. Công dụng

Dẫn động lái cơ khí bao gồm hệ thống các đòn, thanh kéo có nhiệm vụ truyền lực từ cơ cấu lái và trợ lực lái để quay các bánh xe dẫn hướng, đồng thời đảm bảo động học quay vòng đúng của ô tô.

2.4.2. Yêu cầu đối với dẫn động lái

- Dẫn động êm và chính xác;

- Cấu tạo đơn giản và có độ bền cao.

2.4.3. Cấu tạo

Dẫn động lái cơ khí gồm: vành tay lái, ống bọc trục lái, trục lái, đòn quay đứng, đòn kéo dọc, đòn kéo ngang, thanh lái bên, thanh lái ngang hình thang lái, các khớp nối (rô tuyn) và các đăng lái. Hình thang lái được bố trí phía sau dầm cầu trước, đòn kéo dọc và đòn quay đứng được nối với ống trung gian của xy lanh lực bằng các khớp cầu. Sơ đồ dẫn động lái cơ khí được thể hiện trên hình 2.3.

Hình 2.3. Bố trí chung hệ thống lái xe MAZ - 500A.

1. Vành tay lái; 2. Trục các đăng lái; 3. Đòn quay đứng; 4. Cơ cấu lái; 5. Bơm dầu; 6. Bầu chứa dầu; 7. Đòn kéo dọc; 8. Đòn quay ngang; 9. Bánh xe; 10. Dầm cầu; 11. Thanh lái bên; 12. Thanh lái ngang; 13. Xy lanh lực;

14. Ống trung gian xy lanh lực; 15. Van phân phối.

2.4.4. Nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của dẫn động lái có ba trạng thái là: khi xe đi thẳng, khi xe quay vòng trái và khi xe quay vòng phải.

a. Khi xe đi thẳng:

Khi người lái giữ vành tay lái ở vị trí trung gian, các bánh xe dẫn hướng ở vị trí chuyển động thẳng.

b. Khi xe quay vòng trái:

Khi người lái quay vành tay lái 1 sang trái, làm cho trục lái 2 và trục đòn quay đứng 14 quay sang trái, đòn quay đứng 13 quay về phía trước làm đòn kéo dọc 12 di chuyển về trước, đòn quay ngang 7 quay sang trái, qua các thanh lái bên 5 và thanh lái ngang 11 của hình thang lái, các bánh xe dẫn hướng sẽ quay xung quanh trụ đứng về bên trái.

c. Khi xe quay vòng phải:

Khi người lái quay vành tay lái 1 sang phải, làm cho trục lái 2 và trục đòn quay đứng 14 quay sang phải, đòn quay đứng 13 quay về phía sau làm đòn kéo dọc 12 di chuyển về sau, đòn quay ngang 7 quay sang phải, qua các thanh lái bên 5 và thanh lái ngang 11 của hình thang lái, các bánh xe dẫn hướng sẽ quay xung quanh trụ đứng về bên phải.

Khi thôi quay vòng hoặc các bánh xe dẫn hướng bị lệch ra khỏi vị trí trung gian do tác dụng của các lực ngẫu nhiên trong trường hợp ô tô chuyển động thẳng, thì các bánh xe dẫn hướng sẽ tự động trở về vị trí chuyển động thẳng dưới tác dụng của các mô men ổn định (mô men hình thành do có góc nghiêng dọc, góc nghiêng ngang của trụ đứng, góc doãng bánh xe, độ chụm bánh xe tạo nên).

2.4.5. Phân tích kết cấu dẫn động lái cơ khí

Kết cấu vành tay lái, trục lái, ống bọc trục lái và khớp các đăng được thể hiện trên hình 2.4.

a.  Vành tay lái:

Vành tay lái 16 cùng với trục lái 17 có nhiệm vụ truyền lực quay vòng của người lái từ vành tay lái đến trục vít của cơ cấu lái. Vành tay lái làm bằng thép, có dạng hình tròn bọc nhựa bên ngoài, vành tay lái lắp với trục lái bằng mối ghép then và mối ghép ren, ở giữa vành lái có bố trí công tắc còi (núm còi).

b. Trục lái:

Trục lái 17 làm bằng thép bên trong rỗng, gối trên ổ bi trụ 20 và ống tỳ đỡ trục lái phía dưới, được làm kín bằng tấm đệm làm kín 3, bên trong luồn trục dây còi, trục lái được đặt trong ống bọc trục lái 23. Đầu trên của trục lái có gia công rãnh then và ren để lắp với vành tay lái, đầu dưới của trục lái được bắt với trục các đăng lái thông qua mối ghép then, bắt chặt bằng bu lông đai ốc. Trục lái được làm bằng thép các bon 35.

Hình 2.4. Vành tay lái, trục lái, ống bọc trục lái và khớp các đăng.

1, 12.  Then bán nguyệt; 2. Ống tỳ đỡ trụ lái; 3. Tấm bịt kín ống bọc trục lái; 4. Vòng đệm lót tấm bịt kín ống bọc trục lái; 5. Nạng các đăng; 6. Vòng chắn dầu;  7. Trục chữ thập;  8. Vòng chặn ổ bi kim;  9. Ổ bi kim;  10. Vú mỡ; 12. Đệm ống bọc trục lái;  13. Đai ốc hãm trục lái lên vành tay lái;  14. Bệ nút bấm còi;  15. Núm còi; 16. Vành tay lái; 17. Trục lái; 18. Lò xo; 19. Vòng cách; 20. Ổ bi trụ;

21. Thanh giằng giữ ống bọc trục lái; 22. Nắp thanh giằng;

23. Ống bọc trục lái; 24. Ống luồn dây điện còi.

Để đáp ứng tính an toàn, xe sử dụng trục “gẫy” được cấu tạo từ các trục đặc được lồng vào nhau và có khớp các đăng nối trục tạo ra các trục không trùng đường tâm, nên khi bị xô ngang theo hướng dọc (đâm xe) cơ cấu lái bị đẩy lùi về phía sau do đó vành lái không ép mạnh vào người lái nhờ đó nâng cao khả năng an toàn, đồng thời với kết cấu đó sẽ tạo điều kiện cho việc tháo lắp trục lái được dễ dàng.

c.  Ống bọc trục lái:

Ống bọc trục lái 23 là một ống bằng thép rỗng, bên trong lồng trục lái. Ống bọc trục lái được bắt chặt với giá ở phía trước bảng đồng hồ bằng đai kẹp và làm giá đỡ lắp trục lái.

d. Đòn quay đứng:

Đòn quay đứng làm bằng thép 40 và qua nhiệt luyện, một  đầu có phần then hoa tam giác để lắp với trục cung răng và được bắt chặt bằng đai ốc, đầu kia lắp với chốt cầu của ống trung gian xy lanh lực. 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.

e.  Đòn kéo dọc:

Đòn kéo dọc làm bằng thép 40 và qua nhiệt luyện, kết cấu có dạng ống cầu, một đầu được lắp với chốt cầu của ống trung gian xy lanh lực, một đầu lắp với đòn quay ngang bằng các khớp cầu, các khớp nối này được bôi trơn bằng mỡ thông qua các vú mỡ.

f.   Trục các đăng lái:

Trục các đăng là một trụ bằng thép, ở hai đầu có hai nạng các đăng, trục chữ thập, các vòng bi kim. Nạng của các đăng được lắp ghép với trục lái, trục vít cơ cấu lái bằng then bán nguyệt, bắt chặt bằng các bu lông đai ốc. Vòng bi kim của khớp các đăng đều được bôi trơn bằng mỡ.

g. Khớp rô tuyn:

Kết cấu khớp cầu của đòn kéo dọc: lò xo 8 sẽ ép các bạc chốt cầu 7 vào chốt cầu 1, do đó độ rơ ở đây luôn luôn bằng không (kể cả trường hợp chốt cầu và hai đệm bị mòn sau một thời gian làm việc). Lò xo 8 được ép nhờ nút có ren 4. Các lò xo này được bố trí trong các khớp của dẫn động lái, nó còn có tác dụng giảm được tải trọng va đập tác động lên các đòn kéo từ hai phía và giảm mòn cho chốt cầu và bạc chốt cầu, khớp có các ống cao su bảo vệ (hình  2.5). Khớp được điều chỉnh bằng cách vặn nút ren thật chặt, sau đó xoay ra 1/8÷1/4 vòng và dùng chốt chẻ 5 hãm lại.

Hình 2.5. Khớp cầu của đòn kéo dọc và đòn quay ngang.

1. Chốt cầu; 2. Đệm vòng chắn dầu; 3. Lớp che đệm; 4. Nắp; 5. Chốt chẻ; 6. Nắp hãm bạc chốt cầu;  7. Bạc chốt cầu;  8. Lò xo;  9. Giới hạn hành trình lò xo;  10. Đòn kéo dọc.

Kết cấu khớp cầu của đòn lái ngang: khớp cầu của đòn lái ngang trong quá trình sử dụng không điều chỉnh. Chốt có dạng cầu luôn ép vào các đệm nhờ lực lò xo và được che kín bằng nắp, khớp cầu này không điều chỉnh. Thanh lái ngang 13 được liên kết với đầu thanh lái ngang bên trái 12 nhờ mối ghép ren dùng để điều chỉnh chiều dài thanh lái ngang, nhằm điều chỉnh độ chụm của bánh xe dẫn hướng (hình 2.6).

Hình 2.6. Khớp cầu của thanh lái ngang và thanh lái bên.

1. Chốt cầu; 2. Lò xo giảm chấn;  3. Lớp che đệm; 4. Đệm vòng chắn dầu; 5. Bạc chốt cầu;  6. Vú mỡ; 7. Đệm tì chốt cầu; 8. Lò xo; 9. Đai ốc; 10. Vít hãm; 11. Bu lông liên kết đầu thanh lái với thanh lái; 12. Đầu thanh lái ngang bên trái;

13. Thanh lái ngang.

Chốt cầu làm bằng thép hợp kim xê men tít hóa, chỏm  cầu được thấm các bon.

Kết cấu các khớp nối tại các thanh và đòn kéo có dạng hình cầu,  trong kết cấu có đặt lò xo luôn nén để tự điều chỉnh khi chốt cầu bị mòn trong quá trình sử dụng nhằm bảo đảm triệt tiêu khe hở trong dẫn động lái (giảm độ rơ vành tay lái); giảm lực va đập truyền từ đường lên vành tay lái (giảm hiệu suất nghịch); đáp ứng chuyển động phức tạp của các thanh, đòn dẫn động. Nhưng tăng số lượng khớp cầu làm giảm độ tin cậy của hệ thống lái.

h. Hình thang lái:

Hình thang lái có nhiệm vụ tạo chuyển động góc của hai bánh xe dẫn hướng theo một quan hệ xác định bảo đảm các bánh xe không bị trượt khi quay vòng.

Hình thang lái thực chất là một hình tứ giác gồm bốn khâu (hình 2.8): dầm cầu, thanh lái ngang và hai thanh lái bên, khi ô tô hoặc cầu dao động thì toàn bộ các chi tiết của hình thang lái dao động cùng một khối với cầu dẫn hướng. Ở vị trí trung gian tứ giác này có dạng hình thang nên được gọi là hình thanh lái.

Thanh lái ngang làm bằng thép, kết cấu có dạng hình trụ rỗng, hai đầu có ren ngược nhau (ren trái và ren phải) lắp với hai khớp cầu bảo đảm điều chỉnh được độ chụm bánh xe dẫn hướng trong quá trình sử dụng (hình 2.6). 

Thanh lái bên làm bằng thép, một đầu lắp với thanh lái ngang bằng khớp cầu, còn một đầu lắp chặt với cam quay để điều khiển bánh xe dẫn hướng chuyển động.

Chúng ta xét sự quay vòng của một ô tô hai cầu với cầu trước là cầu dẫn hướng (hình 2.7). Khi muốn thực hiện quay vòng ô tô, người lái phải thông qua hệ thống lái để điều khiển các bánh xe dẫn hướng quay một góc nào đó theo hướng quay vòng. Động học quay vòng đúng xảy ra khi tất cả các bánh xe đều quay quanh một tâm quay tức thời (điểm 0 trên hình 2.7 a). Tâm quay vòng của xe ba cầu nằm trên đường kéo dài của tâm trục cân bằng của cầu sau và cầu giữa. Nếu bảo đảm được điều kiện này thì các bánh xe sẽ chuyển động lăn mà không có sự trượt xảy ra. Muốn vậy góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trái và bên phải là khác nhau (a < b).

Chúng ta xét trường hợp nếu hai bánh xe dẫn hướng quay cùng một góc như nhau (a = b) khi đó bánh xe phía ngoài có xu hướng quay quanh tâm O₁ còn bánh xe phía trong có xu hướng quay quanh tâm O₂. Khi đó quỹ đạo của bánh xe phía ngoài sẽ theo đường cong 1, còn quỹ đạo của bánh xe phía trong sẽ theo đường cong 2. Mặt khác nếu bảo đảm động học quay vòng đúng thì bánh xe phía trong cũng phải quay quanh tâm O₁ có nghĩa quỹ đạo của nó phải là đường cong 3. Giả sử bánh xe dẫn hướng phía ngoài bám tốt không bị trượt thì bánh xe phía trong sẽ bị trượt mà vệt trượt của nó tạo thành diện tích bôi đen giữa hai đường cong 2 và 3.

Hình 2.7. Sơ đồ quay vòng của một ô tô.

Như vậy, để bảo đảm ô tô quay vòng đúng thì bánh xe phía trong bao giờ cũng phải quay một góc lớn hơn (đảm bảo không xảy ra sự trượt của các bánh xe) hay góc quay của bánh xe bên trong và bên ngoài phải tuân theo một quan hệ xác định, quan hệ này do hình thang lái đảm nhận.

Để bảo đảm quan hệ giữa góc quay của bánh xe bên trong và bánh xe bên ngoài để các bánh xe cùng quay trên một tâm quay tức thời thì kích thước của thanh lái ngang, hai thanh lái bên và góc q phải có những giá trị xác định.

trong hình thang lái, kích thước của dầm liền và hai thanh lái bên là cố định. Vì vậy để điều chỉnh được góc q bảo đảm mối quan hệ giữa góc quay của bánh xe ngoài và bánh xe trong thì thanh lái ngang có kết cấu sao cho có thể điều chỉnh được kích thước của nó.

Hình 2.8. Hình thang lái.

h. Ưu, nhược điểm

Ưu điểm:

- Cấu tạo đơn giản, độ ổn định, độ tin cậy cao và dễ lái hơn so với xe có nhiều cầu dẫn hướng.

- Có độ cứng cao hơn so với loại có hệ thống treo độc  lập, hình thang lái có thanh lái ngang làm rời thành hai đoạn.

Nhược điểm:

- Khi một bánh xe dẫn hướng dịch chuyển sẽ làm cho bánh xe dẫn hướng kia dịch chuyển theo do hình thang lái dao động cùng với cầu dẫn hướng.

2.5. Trợ lực lái

Trợ lực lái thuỷ lực của xe MAZ - 500A được bố trí theo sơ đồ van phân phối, xy lanh lực đặt liền nhau và tách biệt với cơ cấu lái (hình 2.9).

Hình 2.9. Sơ đồ bố trí chung trợ lực hệ thống lái xe MAZ - 500A.

1. Cơ cấu lái;   2. Van phân phối;  3. Xi lanh lực.

Nếu xét trên cơ sở lý thuyết tự động điều khiển, hệ thống lái có trợ lực được mô tả theo sơ đồ trên hình 2.10.

Hình 2.10. Sơ đồ chức năng hệ thống lái có trợ lực.

2.5.1. Công dụng

Trợ lực lái có tác dụng cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng hơn, đồng thời, tăng khả năng cơ động của xe, giảm va đập truyền từ bánh xe dẫn hướng lên vành tay lái, cho phép nâng cao tốc độ trung bình trong điều kiện đường xấu, nâng cao độ tin cậy điều khiển, độ an toàn chuyển động khi một trong các bánh xe dẫn hướng bị hỏng.

2.5.2. Yêu cầu đối với trợ lực lái

Trợ lực lái phải bảo đảm những yêu cầu sau:

- Khi trợ lực lái bị hỏng thì hệ thống lái vẫn làm việc (lái nặng hơn).

- Bộ phận trợ lực phải giúp cho người lái có cảm giác được sức cản mặt đường làm tăng lực đánh vành tay lái tới giới hạn xác định (lực giới hạn bằng 100 đến 150 N).

- Hệ thống lái có trợ lực phải nhậy để thời gian xuất hiện trợ lực là ngắn nhất và đảm bảo tỉ lệ góc quay giữa vành lái và bánh xe dẫn hướng (đảm bảo tính tuỳ động).

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

2.5.3. Cấu tạo

Trợ lực lái trên xe MAZ - 500A là trợ lực lái loại thuỷ lực có áp suất cao gồm các phần tử chính là: bơm dầu trợ lực lái, van phân phối và xy lanh lực.

a. Bơm dầu và bầu chứa dầu trợ lực lái (nguồn cung cấp năng lượng):

Bơm dầu trợ lực gồm có: Pu ly 1, rôto 4, cánh gạt 5, trục bơm 18, đĩa phân phối 15, thân bơm có ba phần thân trước 3, thân giữa 16 và thân sau 9, van an toàn lưu lượng 14 và van an toàn áp suất 15 (hình 2.11).

Nguyên lý làm việc

Động cơ làm việc dẫn động trục bơm 18 và rôto 4 quay theo chiều kim đồng hồ, nhờ sức văng ly tâm làm cho các cánh gạt 5 tỳ sát vào buồng bơm tạo ra các ngăn dầu giữa rôto và buồng bơm và gạt dầu, ở giai đoạn thể tích buồng bơm lớn dần dầu được dẫn vào buồng hút, ở giai đoạn thể tích buồng bơm giảm dần, dầu áp suất cao được dẫn qua hai lỗ trên đĩa phân phối đi cung cấp cho hệ thống. Như vậy khi rô to quay được một vòng thì mỗi cánh gạt sẽ có hai lần tham gia vào quá trình hút và quá trình đẩy. Trong quá trình làm việc áp lực của dầu tác dụng lên rô to từ hai phía đối diện nhau theo hướng kính, cho nên các ổ trục của bơm không chịu lực hướng kính do áp lực của dầu.

Để đảm bảo sự tiếp xúc cần thiết giữa các cánh gạt và stato, dầu từ khoang cao áp được dẫn qua các lỗ trên trục đĩa phân phối tới phía dưới các cánh gạt, sau đó lượng dầu này được dẫn qua các lỗ trên đĩa phân phối trở lại khoang cao áp

Khi tốc độ động cơ tăng đột ngột làm tốc độ bơm trợ lực tăng đột ngột lúc này dầu ở cửa ra vượt quá lưu lượng cho phép (8-10 lít/phút), áp lực dầu thắng sức căng lò xo van làm van an toàn lưu lượng mở, một phần dầu qua van an toàn lưu lượng trở về bầu chứa đảm bảo ổn định về lưu lượng của bơm. Khi trên đường ống của hệ thống bị tắc hoặc bánh xe dẫn hướng đã tỳ vào ốc hạn chế hành trình, áp suất dầu tăng lên đến giá trị 65-70 KG/cm­­², áp lực dầu thắng sức căng lò xo van an toàn áp suất mở, dầu được dẫn qua van an toàn áp suất về bầu chứa đảm bảo an toàn cho bơm.

Hình 2.11. Bơm dầu trợ lực lái.

1. Pu ly; 2. Phớt làm kín; 3. Thân bơm phía trước; 4. Rô to; 5. Cánh gạt; 6. Trục giá đỡ bơm; 7. Giá đỡ cố định bơm trợ lực;  8. Nắp đường dầu vào; 9. Thân bơm phía sau; 10. Lò xo; 11. Vít hiệu chỉnh độ căng dây đai; 12. Giá đỡ di động bơm trợ lực; 13. Van an toàn áp suất; 14. Van an toàn lưu lượng; 15. Đĩa phân phối; 16. Thân giữa bơm; 17. Ổ bi đũa; 18. Trục bơm; 19. Ổ bi cầu; 20. Then bán nguyệt.

Bầu chứa dầu gồm có thân bầu chứa dầu 2, nắp bầu chứa dầu 6, lưới lọc dầu 14, lọc dầu hồi và van an toàn 1 (hình 2.12). Có 2 đường ống dầu, một đường ống dầu đến bơm dầu trợ lực, một đường ống dầu hồi về bầu chứa dầu từ van phân phối.

Hình 2.12. Bầu chứa dầu trợ lực lái.

1. Lọc dầu hồi và van an toàn; 2. Thân bầu chứa dầu; 3. Đệm nắp bầu dầu; 4. Lưới lọc; 5. Đệm; 6. Nắp bầu chứa dầu; 7. Đai ốc; 8. Bu lông bắt nắp; 9. Vòng đệm; 10. Đệm trục bầu dầu; 11. Thông hơi bầu dầu; 12. Nắp đậy lưới lọc dầu; 13. Ống dầu đến bơm; 14. Lưới lọc dầu; 15. Đai xiết ống;16. Ốc bắt đai.

b. Van phân phối:

Van phân phối kiểu con trượt với cơ cấu phản xạ loại buồng, được đặt ở đầu phía sau của xy lanh lực, gồm có thân van 22, con trượt 20, nắp thân van 21. Van phân phối có một đường ống dầu từ bơm trợ lực tới, một đường ống hồi dầu về bầu chứa dầu và hai đường ống tới hai khoang của xy lanh lực (hình 2.13).

Hình 2.13.  Xy lanh lực và van phân phối.

1. Vòng hãm; 2. Cần pít tông; 3. Chụp bảo vệ; 4. Xy lanh lực; 5. Đai ốc hãm; 6. Nắp xy lanh phía sau; 7. Vòng làm kín; 8. Vít hãm;  9. Đai ốc; 10. Đệm tỳ khớp cầu;  11. Khớp cầu đòn kéo dọc; 12. Vú bơm mỡ;  13. Vỏ khớp cầu; 14. Khớp cầu đòn quay đứng; 15. Cốc di động của khớp cầu; 16. Lò xo;  17. Hạn chế hành trình lò xo;  18. Nút hạn chế;  19. Bu lông; 20. Con trượt van phân phối;  21. Nắp thân van phân phối; 22. Thân van phân phối; 23. Vít hãm;  24. Đệm làm kín khớp cầu; 25. Pít tông;  26. Xéc măng;  27. Đai kẹp giữ đường ống; 28. Nắp xy lanh phía trước.

c. Xy lanh lực (cơ cấu chấp hành):

Xy lanh lực gồm có thân xy lanh 4, pít tông 25 và các kết cấu bao kín, cần pít tông 2 cố định và được gắn chặt với xà dọc của xe, thân xy lanh được nối vào đầu sau của đòn kéo dọc, pít tông tạo ra trong thân xi lanh hai khoang công tác. Từ van phân phối có các đường ống dẫn dầu tới hai khoang của xy lanh lực (hình 2.13).

2.5.4. Nguyên lý làm việc của trợ lực lái xe MAZ - 500A

Sơ đồ nguyên lý làm việc của trợ lực lái xe MAZ - 500A được thể hiện trên hình 2.14.

a.  Khi xe chuyển động thẳng - vị trí trung gian (hình 2.14 a):

Người lái giữ nguyên vành tay lái ở vị trí đi thẳng, khi đó con trượt 2 ở vị trí trung gian so với thân van phân phối 1, đường dầu từ bơm trợ lực đến van phân phối được nối thông với các đường dầu tới các khoang của xy lanh lực 5 và thông với đường dầu hồi để trở về bầu chứa. Áp lực dầu tác dụng  lên  bề  mặt  hai  bên  pít  tông  của xy lanh lực  cân  bằng  nhau  nên không ảnh hưởng đến chuyển động thẳng của ô tô, dầu trong hệ thống được tuần hoàn từ bơm qua van phân phối về bầu chứa dầu. Nên cùng với sự tác dụng của mô men ổn định ở các bánh xe dẫn hướng làm cho ô tô chuyển động thẳng ổn định.

Hình 2.14.  Sơ đồ nguyên lý làm việc xy lanh lực và van phân phối.

a. Khi ô tô chuyển động thẳng; b. Khi ô tô quay vòng trái; c. Khi ô tô quay vòng phải.

1. Thân van phân phối;  2. Con trượt van phân phối;  3. Cốc di động của khớp cầu; 4. Vỏ khớp cầu;  5. Xy lanh lực;  6. Pít tông;  7. Đòn kéo dọc;  8. Rô tuyn đòn kéo dọc;  9. Rô tuyn đòn quay đứng;  10. Các nút hạn chế hành trình lò xo; 11. Van an toàn.

b. Khi xe quay vòng trái (hình 2.14 b):

Khi người lái quay vành tay lái quay sang trái, thông qua trục lái, cơ cấu lái, đòn quay đứng làm cho rô tuyn đòn quay đứng 9 dịch chuyển sang trái (về phía trước theo chiều tiến của xe), do cốc di động của khớp cầu 3 liên kết với con trượt van phân phối 2 bằng bu lông nên khi rô tuyn đòn quay đứng dịch chuyển sang trái thì con trượt van phân phối cũng dịch chuyển sang trái.

Mặt khác, tại thời điểm ban đầu dưới sức cản lớn của mặt đường làm cho bánh xe dẫn hướng vẫn giữ nguyên ở vị trí đi thẳng. Thông qua hình thang lái, đòn kéo dọc làm cho rô tuyn đòn kéo dọc đứng yên. Do thân xy lanh lực 5 và thân van phân phối 1 liên kết với rô tuyn 8 qua vỏ khớp cầu 4, nên vỏ khớp cầu và thân van phân phối cũng đứng yên.

Kết quả là con trượt van phân phối 2 mở cửa dầu từ bơm dẫn tới khoang bên trái (khoang a) của pít tông, còn khoang bên phải (khoang b) thì được nối với bầu chứa. Áp lực dầu ở hai bên pít tông chênh lệch sẽ tác dụng lên pít tông và do đầu cần pít tông đã cố định nên thân xy lanh sẽ dịch chuyển sang trái. Khi xy lanh dịch chuyển sang trái sẽ kéo đòn kéo dọc 7 dịch chuyển về phía trước, trợ lực cho lực quay vòng của người lái, các bánh xe dẫn hướng được quay vòng sang trái. Còn dầu ở khoang bên phải (khoang b) của pít tông sẽ theo đường ống về van phân phối để theo đường dầu hồi về bình chứa.

c. Khi ô tô quay vòng phải (hình 2.14 c):

Khi người lái quay vành tay lái quay sang phải, thông qua trục lái, cơ cấu lái, đòn quay đứng làm cho rô tuyn đòn quay đứng 9 dịch chuyển sang phải (về phía sau theo chiều tiến của xe), do cốc di động của khớp cầu 3 liên kết với con trượt van phân phối 2 bằng bu lông nên khi rô tuyn đòn quay đứng dịch chuyển sang phải thì con trượt van phân phối cũng dịch chuyển sang phải.

Mặt khác, tại thời điểm ban đầu dưới sức cản lớn của mặt đường làm cho bánh xe dẫn hướng vẫn giữ nguyên ở vị trí đi thẳng. Thông qua hình thang lái, đòn kéo dọc làm cho rô tuyn đòn kéo dọc đứng yên. Do thân xy lanh lực 5 và thân van phân phối 1 liên kết với rô tuyn 8 qua vỏ khớp cầu 4, nên vỏ khớp cầu và thân van phân phối cũng đứng yên.

Kết quả van phân phối mở cửa dầu từ bơm dẫn tới khoang bên phải (khoang b) của pít tông, còn khoang bên trái (khoang a) thì được nối với bầu chứa. Áp lực dầu ở hai bên pít tông chênh lệch sẽ tác dụng lên pít tông và do đầu cần pít tông đã cố định nên thân xy lanh sẽ dịch chuyển sang phải. Khi xy lanh dịch chuyển sang phải sẽ kéo đòn kéo dọc 7 dịch chuyển về phía sau, trợ lực cho lực quay vòng của người lái, thông qua hệ thống dẫn động lái hai bánh xe dẫn hướng quay vòng sang phải. Còn dầu ở khoang bên trái (khoang a) của pít tông sẽ theo đường ống về van phân phối để theo đường dầu hồi về bình chứa.

d. Tạo cảm giác cho người lái:

Khi ô tô quay vòng con trượt van phân phối dịch chuyển khỏi vị trí trung gian nên ở hai buồng phản xạ có một buồng được nối thông với đường dầu từ bơm tới, buồng còn lại được nối với đường dầu về bầu chứa qua các lỗ dọc trục trên con trượt. Áp lực dầu có xu hướng đẩy con trượt trở về vị trí trung gian, nên người lái phải tác dụng một lực lên vành tay lái để giữ con trượt ở vị trí quay vòng. Vì áp lực dầu trong hệ thống phụ thuộc vào sức cản trở việc lưu thông dòng dầu hay phụ thuộc vào sức cản quay vòng của mặt đường, nên khi lực cản quay vòng thay đổi thì lực tác dụng của người lái phải thay đổi theo. Nghĩa là đã tạo ra cảm giác cho người lái về sự thay đổi cản quay vòng của mặt đường.

e.  Tính tuỳ động:

Khi muốn ô tô quay vòng với bán kính không đổi, người lái quay vành tay lái để ô tô quay vòng, sau đó giữ nguyên vành tay lái ở vị trí xác định. Tại thời điểm giữ vành tay lái sự chênh lệch áp lực hai bên pít tông vẫn còn tồn tại, xy lanh tiếp tục dịch chuyển làm các bánh xe dẫn hướng quay vòng. Thông qua hình thang lái, đòn kéo dọc, rô tuyn đòn kéo dọc làm cho thân van phân phối dịch 1 chuyển trong khi con trượt 2 đứng yên do người lái giữ vành tay lái. Vì vậy, con trượt trở về vị trí cân bằng trong thân van phân phối. Dầu từ bơm dầu thông với cả hai khoang của xy lanh lực, áp lực dầu hai bên pít tông cân bằng, xy lanh lực sẽ dừng ở vị trí tương ứng với góc quay vành tay lái của người lái và góc quay của các bánh xe dẫn hướng được giữ ở vị trí xác định, bảo đảm ô tô quay vòng với bán kính không đổi. Do vậy, đảm bảo được tuỳ động trong hệ thống lái tuỳ theo góc quay vành tay lái.

f. Tính ổn định khi chuyển động thẳng:

Khi xe đang chuyển động thẳng nhưng đột nhiên một bên bánh xe dẫn hướng bị thủng. Nếu bình thường xe chuyển động lệch về một phía, nhưng nhờ có trợ lực lái làm việc làm bánh xe quay vòng theo hướng ngược lại nên xe vẫn giữ nguyên hướng chuyển động cũ mà không bị quay vòng về bên lốp bị thủng.

Giả sử xe bị thủng lốp bên trái, khi đó người lái cần phải giữ vành tay lái ở vị trí trung gian và đạp phanh gấp, ô tô sẽ có xu hướng quay vòng sang trái, thông qua hình thang lái, đòn kéo dọc, rô tuyn đòn kéo dọc làm cho thân van phân phối 1 dịch chuyển sang trái. Mặt khác, con trượt van phân phối 2 đứng yên (do người lái vẫn giữ nguyên vị trí vành tay lái), nên con trượt sẽ có vị trí trợ lực như khi ô tô quay vòng sang phải, mở đường dầu cao áp đến một khoang bên phải của xy lanh lực, tạo nên sự chênh lệch áp lực dầu ở hai bên pít tông và tác dụng lên pít tông, xy lanh lực dịch chuyển sang phải.  Trợ lực lái có tác dụng sang phải, chống lại lực tự quay vòng trái, do đó ô tô vẫn giữ được hướng chuyển động thẳng.

Như vậy trợ lực lái đảm bảo sự ổn định hướng chuyển động và an toàn chuyển động của xe khi một bên bánh xe dẫn hướng bị thủng hoặc khi cản ở hai bánh xe dẫn hướng khác nhau mà người lái vẫn giữ tay lái ở vị trí ban đầu.

g.  Khi bộ trợ lực bị hỏng:

Khi trợ lái bị hỏng thì hệ thống lái làm việc hoàn toàn bằng cơ khí, lượng dầu còn lại trong hai khoang của xy lanh lực được luân chuyển từ khoang này sang khoang kia qua van bi an toàn 11 trong thân van phân phối.

2.5.5. Kết cấu

a.  Bơm dầu và bầu chứa dầu trợ lực lái

* Công dụng: Bơm dầu và bầu chứa dầu trợ lực lái là nơi cung cấp năng lượng cho bộ phận chấp hành trợ lực, bảo đảm cung cấp dầu có áp suất cao trong toàn bộ khoảng làm việc của động cơ.

* Cấu tạo:

Cấu tạo bơm dầu trợ lực lái xe MAZ - 500A thể hiện trên hình 2.11.

Bơm dầu trợ lực lái xe MAZ - 500A là loại bơm dầu kiểu cánh gạt tạo áp lực cao (60 – 80 KG/cm²) tác dụng kép, có bầu chứa dầu lắp riêng với bơm, dầu được dẫn từ bầu chứa dầu tới bơm trợ lực lái và từ bơm tới van phân phối bằng các đường ống. Bơm dầu được dẫn động từ động cơ thông qua bộ truyền đai.

Pu ly 1 được bắt với trục của bơm bằng then bán nguyệt 20 và đai ốc hãm.

Trục bơm 18 quay trơn trên ổ bi cầu 19 và ổ bi đũa 17, phía ổ bi cầu có phớt làm kín 2. Đầu ngoài của trục lắp chặt với pu ly bằng then bán nguyệt 20 và đai ốc, đầu trong lắp với rôto 4 bằng then hoa.

Rôto 4 của bơm hình trụ được nối với trục bơm bằng then hoa, xung quanh có rãnh để lắp 10 cánh gạt 5 (nhiều cánh gạt sẽ tăng lưu lượng dầu trợ lực tới bơm), trên rãnh rôto được gia công nghiêng góc với phương bán kính (8⁰ đến 15⁰) theo chiều quay nhằm tránh kẹt các cánh gạt trong rãnh.

Thân bơm gồm ba phần được ghép với nhau bằng bu lông, tại bề mặt lắp ghép giữa các phần có đệm làm kín và các chốt, lỗ định vị. Thân bơm phía trước 3 đặt ổ đỡ của trục bơm, bên trong có lỗ nối thông với đường ống lên bầu chứa dầu. Thân bơm giữa 16 được gia công lỗ hình ô van tạo thành stato, trên thân có sáu lỗ dọc trục với ba lỗ về một phía có đường kính nhỏ dần theo chiều quay của rô to để dẫn dầu và lỗ chốt định vị đĩa phân phối, phía ngoài thân có mũi tên chỉ chiều lắp ghép (khi lắp mũi tên trùng với chiều quay của rô to). Thân bơm phía sau 9 có bố trí đĩa phân phối 15, van an toàn lưu lượng 14 và van an toàn áp suất 13, trên thân có lỗ dầu ra nối với van phân phối bằng đường ống, lỗ dầu nối thông với bầu chứa và gíc lơ để cụm van làm việc với đúng áp suất quy định.

Đĩa phân phối 15 hình trụ được lắp ép sát với thân giữa của bơm bằng các bu lông, trên đĩa có hai hốc lõm tạo thành buồng hút, hai lỗ dẫn dầu ra từ khoang cao áp về phía dưới cánh gạt trong rô to, hai lỗ dẫn dầu từ phía dưới cánh gạt ra khoang cao áp và hai lỗ lắp chốt định vị của thân giữa.

Van an toàn lưu lượng 14 được lắp sau rôto có van, đế van và lò xo van, dùng để điều khiển lưu lượng và áp suất dầu cung cấp từ bơm không đổi, đảm bảo tính ổn định của hệ thống lái và không phụ thuộc tốc độ động cơ. Vì khi tốc độ động cơ tăng, lưu lượng dầu tăng tạo ra mức độ trợ lực lớn giảm nhẹ lực đánh tay lái. Nhưng ở tốc độ cao thì lực cản lốp nhỏ chỉ cần trợ lực lái nhỏ và ở tốc độ thấp thì lực cản lốp lớn cần trợ lực lái lớn, làm thay đổi tính ổn định của  hệ thống  lái.

Van an toàn áp suất 13 được đặt trong van an toàn lưu lượng 14 có viên bi và lò xo van, dùng để mở thông đường dầu khi áp suất vượt quá quy định (khi tắc đường ống hoặc xoay vành tay lái tối đa).

Như vậy, van an toàn lưu lượng và van an toàn giảm áp nằm trong bơm thực hiện việc điều khiển lưu lượng và áp suất dầu trợ lực sao cho áp suất và lưu lượng đến van phân phối trợ lực không đổi khi tốc độ động cơ thay đổi.

Bầu chứa dầu được lắp rời với bơm trợ lực và đặt trong ca bô, có đường dầu dẫn tới bơm, bầu chứa dầu được thể hiện trên hình 2.12. Trong bầu chứa có hai lưới lọc, lưới lọc 14 đặt ở phía trên gần nắp để lọc dầu khi đổ dầu vào bình chứa, lưới lọc 1 đặt sau đường dầu hồi từ van phân phối về bầu chứa, lưới lọc này có đặt một van an toàn để nếu lưới lọc bị tắc do bụi bẩn quá nhiều hoặc vì lý do nào đó làm áp suất dầu tăng cao thì van an toàn sẽ mở ra, dầu không được lọc qua van về bầu chứa dầu bảo đảm an toàn cho hệ thống và cung cấp dầu đầy đủ cho bơm làm việc. Do đó khi xảy ra trường hợp này cần vệ sinh lưới lọc, để lưới lọc có thể thực hiện chức năng tránh trường hợp để quá lâu làm bụi bẩn không được lọc mà đưa xuống cơ cấu lái gây ra mài mòn chi tiết và gây tắc đường dầu.

b.  Van phân phối

* Công dụng: Van phân phối dùng để điều khiển đóng và mở dòng dầu áp suất cao từ bơm đến xy lanh lực để thực hiện quay các bánh xe dẫn hướng.

* Cấu tạo: Van phân phối kiểu con trượt với cơ cấu phản xạ loại buồng được lắp với xy lanh lực qua vỏ khớp cầu, vỏ khớp cầu có khớp cầu đòn kéo dọc và khớp cầu đòn quay đứng (hình 2.13).

Thân van phân phối 22 có 3 rãnh vòng, 2 rãnh bên nối với nhau và nối với bơm dầu, rãnh ở giữa nối với bầu chứa dầu và nối với 2 rãnh bên qua van bi an toàn, hai gờ cao trong thân van được nối với 2 khoang của xy lanh lực.

Con trượt 20 có hình dạng trụ bậc, được nối với đòn quay đứng và đòn kéo dọc, hai đầu của con trượt có các lỗ dọc trục nối thông với 2 buồng phản lực.

Các buồng phản lực được tạo bởi bề mặt của thân van và con trượt ở không gian hai đầu. Trong quá trình xe chuyển động, khi lái xe đánh vành tay lái các buồng phản lực tạo cho người lái có cảm giác mặt đường. Khi áp suất dầu thay đổi trong các khoang công tác của van phân phối thì áp suất dầu cũng thay đổi trong các buồng phản lực.

Các đường ống dẫn dầu gồm bốn đường, trong đó hai đường dầu đến hai khoang của xy lanh lực, một đường dầu từ bơm dầu đến và một đường dầu hồi về bầu chứa dầu. Van phân phối được chế tạo với độ chính xác rất cao.

Van bi an toàn 11 (hình 2.11) 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.

c. Xy lanh lực

* Công dụng: Xy lanh lực là cơ cấu chấp hành trong hệ thống lái có trợ lực bằng thủy lực, là bộ phận tiếp nhận và biến năng lượng được cung cấp bằng chất lỏng thành cơ năng tác dụng lên truyền động lái, tạo ra các lực cần thiết làm quay các bánh xe dẫn hướng.

* Cấu tạo :

Xy lanh lực gồm có: thân xy lanh lực 4, pít tông 25, xéc măng 26, cần pít tông 2, cơ cấu bao kín và hai đường ống dầu đến van phân phối (hình 2.13).

Thân xy lanh lực 4 dịch chuyển cùng với thân van phân phối 22. Khi hệ thống lái làm việc dầu trợ lực lái sẽ điền đầy vào các khoang công tác, tùy theo hướng dầu được cấp vào trong các khoang sẽ làm thân xy lanh dịch chuyển sang trái hoặc sang phải. Thông qua dẫn động lái làm các bánh xe dẫn hướng quay theo hướng quay vòng theo chiều quay của người lái.

Pít tông 25 và cần pít tông 2 gắn chặt với khung xe bằng chốt, pít tông chia xy lanh lực thành hai khoang riêng biệt.

Thân xy lanh lực 4 được nối với vỏ khớp cầu 13.

Các khoang của xy lanh lực được nối với van phân phối bằng các đường ống.

Xéc măng 26 chắn dầu ngăn cách giữa hai khoang của  xy lanh.

Cơ cấu bao kín gồm các phớt bao kín và nắp xy lanh, đảm bảo cho việc bao kín không gian phía trong xy lanh và dầu trợ lực không bị thoát ra ngoài trong quá trình hệ thống lái làm việc.

d. Ưu, nhược điểm của trợ lực lái xe MAZ - 500A

* Ưu điểm:

- Xe MAZ - 500A sử dụng trợ lực lái nên giúp người lái điều khiển xe nhẹ nhàng hơn, tăng khả năng cơ động của xe, giảm va đập truyền từ bánh xe dẫn hướng lên vành tay lái, đặc biệt là khi xe chuyển động trên địa hình gồ ghề, vì vậy mà nâng cao tốc độ trung bình của xe trong điều kiện đường xấu, nâng cao độ tin cậy điều khiển, độ an toàn chuyển động khi một trong các bánh xe dẫn hướng bị hỏng.

- So với trợ lực lái khí nén, trợ lực điện thì trợ lực lái thủy lực có áp suất dầu trợ lực lớn (60÷80 KG/cm²), do đó giảm được trọng lượng và kích thước của xy lanh lực; tác dụng trợ lực nhanh (0,05 giây, khí nén là 0,3÷0,5 giây) nhờ vận tốc truyền trong dầu trợ lực nhanh; giảm được va đập trong truyền dẫn thủy lực do mặt đường không bằng phẳng nên người lái đỡ mệt; hiệu suất làm việc của bộ trợ lực cao; khối lượng công việc bảo dưỡng kỹ thuật nhỏ (không cần bôi trơn, xả nước như khí nén).

- Do bố trí van phân phối và xy lanh lực trong cùng một cụm nhưng tách biệt với cơ cấu lái nên cho phép giữ được kiểu cơ cấu lái cơ bản (có thể sử dụng nhiều cơ cấu lái khác nhau), giảm được chiều dài các đường ống dẫn, đồng thời do bố trí van phân phối và xy lanh lực gần vành tay lái nên độ nhạy trợ lực tương đối cao mà kết cấu trợ lực cũng tương đối nhỏ gọn, bảo đảm an toàn cho cơ cấu lái khi ô tô chuyển động trên đường gồ ghề và qua các vật cản.

* Nhược điểm:

- Khi trợ lực lái bị hỏng lực tác dụng lên vành tay lái lớn, vì vậy ảnh hưởng đến sự điều khiển xe và sự làm việc nặng nề của người lái.

- Khi có trợ lực lái làm mòn lốp nhanh hơn, các chi tiết của truyền động lái chịu tải lớn hơn, kết cấu phức tạp và nặng nề hơn, khối lượng bảo dưỡng, sửa chữa tăng lên.

- So với trợ lực điện thì trợ lực lái thủy lực sử dụng công suất động cơ nên tốn nhiên liệu hơn do gây lãng phí công suất động cơ trong khoảng thời gian không yêu cầu trợ lực và không bảo đảm quan điểm an toàn chuyển động khi tắt máy hoặc khi chuyển động xuống dốc, còn trợ lực điện chỉ dùng mô tơ điện nên không cần công suất động cơ và tiết kiệm nhiên liệu hơn do cung cấp mô men trợ lực trong những khoảng thời gian cần thiết nhờ các cảm biến mô men quay của trục lái và các cảm biến khác quyết định thời điểm và cường độ dòng điện đưa vào động cơ điện một chiều.

- Do bố xy lanh lực xa bánh xe dẫn hướng nên tăng tải trọng động truyền từ bánh xe lên vành lái, nhưng nó được dập tắt nhờ trợ lực lái thủy lực.

Chương 3

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE MAZ - 500A

Để đánh giá điều kiện làm việc, độ tin cậy, độ bền của hệ thống lái, trong chương này đồ án tập trung vào tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái với các nội dung: Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái, tính toán kiểm bền cho một số chi tiết cơ bản trong cơ cấu lái.

3.1. Mục đích, nội dung tính toán kiểm nghiệm

3.1.1. Mục đích tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái

Để đảm bảo độ tin cậy làm việc và tuổi thọ của hệ thống lái thì việc tính toán kiểm nghiệm các chi tiết, các cơ cấu và các bộ phận trong hệ thống lái là vô cùng quan trọng. Dựa vào kết quả tính toán kiểm nghiệm có thể xác định được tình trạng kỹ thuật của các cụm, các chi tiết. Từ đó có thể tiến hành công tác bảo dưỡng, sữa chữa một cách hợp lý. Vì vậy, có thể nâng cao tuổi thọ của các cụm, các chi tiết nói riêng, cũng như tuổi thọ của cả hệ thống lái nói chung và đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.

3.1.2. Nội dung tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái bao gồm các nội dung như: tính toán kiểm tra động học hình thang lái và tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản trong cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái .

Trong chương này, đồ án chỉ tập trung tính toán những cụm, những chi tiết cơ bản nhất trong hệ thống lái. Nội dung tính toán bao gồm:

- Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái;

- Tính toán kiểm bền cho một số chi tiết cơ bản của cơ cấu lái.

(không tính bền cho các chi tiết của dẫn động lái và trợ lực lái).

3.2. Kiểm tra động học hình thang lái

Kiểm tra động học của hình thang lái nhằm kiểm tra dẫn động lái theo điều kiện trượt bên của các bánh xe dẫn hướng khi ô tô quay vòng. Có hai phương pháp kiểm tra động học hình thang lái là phương pháp đại số và phương pháp hình học.

3.2.1. Các thông số đầu vào

Qua đo thực tế và tham khảo các tài liệu, xác định được các thông số kích thước phục vụ cho quá trình kiểm tra dẫn động lái như trong bảng 3.1 và được thể hiện trên hình 3.1.

Thông số phục vụ quá trình kiểm tra dẫn động lái.                          

Bảng 3.1

Hình 3.1. Các thông số hình học của hình thang lái.

3.2.2. Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái

Động học quay vòng đúng của ô tô khi xe quay vòng là khi xe vào đường vòng các bánh xe không bi trượt lết hoặc trượt quay, khi đó đường vuông góc của với các véc tơ vận tốc chuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm và điểm đó chính là tâm quay vòng tức thời của xe.

Theo lý thuyết quay vòng, để các bánh xe hai bên không trượt bên (tài liệu [3], trang 211) thì điều kiện quay vòng  lý tưởng là:

                                                           (3.1)

Trong đó:

          - a_i là góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài (độ);

          - b_i là góc quay của bánh xe dẫn hướng trong (độ);

          - B₀ là khoảng cách giữa 2 trụ đứng (mm);

- L là chiều dài cơ sở của xe (mm).

Với xe Maz - 500A ta có:

Sơ đồ quay vòng của xe MAZ - 500A được thể hiện trên hình 3.2. 

Hình 3.2. Sơ đồ quay vòng của xe MAZ - 500A.

          Như vậy, ta có thể thấy để đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng lăn không trượt khi quay vòng thì hiệu cô tang các góc quay vòng bánh xe dẫn hướng bên trong và bên ngoài phải luôn luôn bằng một hằng số B_o/L.

          Theo lý thuyết thì để đảm bảo điều kiện trên cần phải có một cơ cấu 18 khớp, nhưng thực tế trên các xe hiện nay sử dụng cơ cấu 4 khớp trong dẫn động lái. Do vậy, cần phải kiểm tra đánh giá việc đáp ứng yêu cầu trên.

Theo hình 3.3, nối điểm G (trung điểm của hai trụ đứng AB) với điểm C (giao điểm của đường vuông góc hạ từ trụ đứng bên trái A và trục cân bằng), cắt OA (O là tâm quay vòng) tại E. Khoảng cách từ C đến điểm giữa G’của trục cân bằng cầu sau là:                .

Nối điểm E với điểm B (tâm quay vòng của bánh xe trong) ta sẽ chứng minh góc = a. Muốn vậy ta hạ EF vuông góc với AB.

Theo hình vẽ ta có:                            

Trong tam giác EFA ta có:

Trong 2 tam giác GEF và GCB là 2 tam giác đồng dạng cho ta quan hệ giữa 2 góc cotgb và cotg.

 =                 (3.2)

          So sánh công thức (3.1) và (3.2) ta thấy

Hình 3.3. Cơ sở kiểm nghiệm hình thang lái  bằng hình học.

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 a_i và b_i của công thức 3.1, đặt chúng vào vị trí như hình 3.3 thì các giao điểm E_i sẽ phải nằm trên đường GC thì động học hình thang lái đó sẵn có bảo đảm cho xe quay vòng mà các bánh xe dẫn hướng không bị trượt ngang.

Nhưng thực tế thì hình thang lái không thoả mãn được điều kiện trên, tức là các giá trị cặp (a_i ,b_i) thực tế không thoả mãn điều kiện (3.1) nên các bánh xe dẫn hướng vẫn xảy ra trượt ngang. Mức độ trượt ngang càng ít nếu các giao điểm E_i tạo ra càng gần đường thẳng GC.

3.2.3. Kiểm nghiệm hình thang lái bằng phương pháp hình học

a. Trình tự tiến hành:

1. Vẽ trên giấy kẻ ly các kích thước cơ bản L, B₀, m, n theo đường tỷ lệ xích như trên hình 3.4 (vẽ đoạn thẳng AB = B₀, từ A và B vẽ hai đường tròn bán kính m, vẽ một đoạn thẳng song song với AB cách AB một đoạn   cắt hai đường tròn, nối A và B với các điểm trên ta sẽ được hình thang lái).

2. Cho các góc quay của bánh xe bên ngoài 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 trong xem hình 3.4.

Hình  3.4. Xác định các góc quay αi  tương ứng của bánh xe bên trong.

3. Dựng các góc b_i và a_i như hình 3.5.

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

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.

          Hình 3.5.  Dựng các góc a_i  và b_i xác định điểm E_i.

b.  Kết quả kiểm tra động học hình thang lái bằng hình học như trên hình 3.6:

Hình 3.6. Kết quả kiểm tra động học hình thang lái bằng phương pháp hình học.

3.2.4. 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 (tài liệu [11], trang 38):                          

                                      (3.3)

Trình tự tiến hành như sau:

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

2. Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay b_i tương ứng các bánh xe trong (hình 3.4).

3. Xác định các giá trị của hệ số d_i tương ứng với từng cặp a_i và b_i theo công thức (3.3).

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.

* Kết quả tính toán theo công thức (3.3):

Trong đó

- Khi a₁ = 5^O  ta có b₁ = 5,2^O

 Vậy d₁ =

- Khi a₁  = 10^O ta có b₁  = 10,8^O

  Vậy d₂ =

- Khi a₁  = 15^o  ta có b₁  = 16,7^O

   Vậy d₃ =

- Khi a₁  = 20^O ta có b₁ = 23,5^O

   Vậy d₄ =

- Khi a₁ = 25^O ta có b₁  = 30,6^O

   Vậy d₅ =

- Khi a₁ = 30^O ta có b₁  = 39,2^O

   Vậy d₆ =

Giá trị các  cặp ,                                                               

Bảng 3.4

 Kết luận:

Qua kiểm tra động học hình thang lái xe MAZ - 500A 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 một số chi tiết cơ cấu lái

3.3.1.Các thông số đầu vào

Qua đo thực tế và tham khảo các tài liệu, xác định được các thông số đầu vào phục vụ cho quá trình tính toán kiểm bền cho một số chi tiết cơ bản của cơ cấu lái như trong bảng 3.2.

Thông số vào cho tính bền các chi tiết trong cơ cấu lái.                       

Bảng 3.2

3.3.2.Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền vít đai ốc bi

Kinh nghiệm sử dụng cơ cấu lái vít đai ốc bi - thanh răng - cung răng cho thấy rãnh ren và các vòng bi bị mòn nhiều nhất. Ngoài ra, cũng quan sát thấy nhiều trường hợp các vòng bi hoặc rãnh ren bị tróc, rỗ do hiện tượng mỏi của vật liệu. Bởi vậy khả làm việc lâu bền của bộ truyền vít đai ốc bị phụ thuộc chủ yếu vào ứng suất tiếp xúc giữa các vòng bi và bề mặt rãnh ren. Vì vậy kiểm bền theo ứng suất tiếp xúc ta có (tài liệu [11], trang 31):

s_tx = K £ [kG/cm²]                      (3.6)

Trong đó:

          d_tx - Ứng suất tiếp xúc giữa viên bi và bề mặt rãnh ren [kG/cm²];

          K - Hệ số phụ thuộc vào bán kính cong của các bề mặt tiếp xúc, K=0,6÷0,8 ta chọn K=0,6;

          i -  Số lượng viên bi cùng chịu tải [viên];

          d_b-  Đường kính viên bi [cm];

           d_r - Đường kính rãnh ren [cm];

           l_V- Góc dẫn ren của trục vít [độ], l_V=10÷12, chọn l_V=12;

           d -  Góc tiếp xúc của vòng bi [độ], d=(45÷60)⁰, chọn d=45⁰;

            E - Mô đun đàn hồi;

            Q-  Lực chiều trục [kG];

Q được xác định, theo công thức (tài liệu [11], trang 32):

  [kG]                                        (3.7)

Trong đó:

          P_max - Lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái khi không có trợ lực [kG];

          R -    Bán kính vành tay lái [cm];

          d_v -    Đường kính trục vít [cm];

          d_b -   Đường kính viên bi [cm];

Thay số từ bảng 3.2 vào công thức (3.7) ta có:   

                              [kG]

Thay số từ bảng 3.2 vào công thức (3.6) ta có:     

 [kG/cm²]

          Mặt khác:   [kG/cm²]

  Vậy ta thấy s_tx < .

  Kết luận:  Bộ truyền đảm bảo bền.

3.3.3.  Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền thanh răng - cung răng

Răng của cung răng được kiểm bền theo ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc.

a. Ứng suất uốn:

Ứng suất uốn được xác định theo công thức sau (tài liệu [11], trang 33):

s_u = [kG/ cm²]                                     (3.8)

Trong đó:

          P_c - Lực vòng tác dụng lên cung răng [kG/cm²];

y -  Hệ số dạng răng;

          b_c - Chiều dài răng của cung răng [cm];

t_c-   Bước răng của cung răng [cm].

Lực vòng P_c được xác định theo công thức:            

[kG]                                           (3.9)

  Trong đó:

          P_max -   Lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái khi không có trợ lực [kG];

          R - Bán kính vành tay lái [cm];

          i_w - Số lượng viên bi cùng chịu tải [viên];

          R_c - Bán kính vòng chia của cung răng [cm];

          q -   Áp suất dầu trong xi lanh trợ lực [kG/cm²];

          D_X - Đường kính xi lanh lực [cm].

Thay số từ bảng 3.2 vào công thức (3.9) ta có:

P_C =  20506 [kG]

Thay số từ bảng 3.2 vào công thức (3.8) ta có:

s_u = [kG/cm²]

 [s_u] = 3000 ¸ 4000 [kG/cm²]

Vậy ta thấy s_u< [s_u].

b. Ứng suất tiếp:

Ứng suất tiếp xúc giữa răng của cung răng và răng của thanh răng được xác định theo công thức (tài liệu [11], trang 33):

[kG/cm²]   (3.10)

Trong đó:

          P_c -   Lực vòng tác dụng lên cung răng [kG];

          E  -  Mô đun đàn hồi;

          R_c - Bán kính vòng chia của cung răng [cm].

          b_c - Chiều dài răng của cung răng [cm];

          a - Góc  ăn khớp của răng cung răng [độ].

 Thay số từ bảng 3.2 vào công thức (3.10) ta có:

      6573 [kG/cm²]

     [s_tx] = 15000 [kG/ cm²]

                   Vậy ta thấy s_tx <  [s_tx]

   Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.

Chương 4

HƯỚNG DẪN KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE MAZ - 500A

Để nâng cao hiệu quả trong quả sử dụng, tăng tuổi thọ, đồng thời tăng độ tin cậy khi làm việc của cả hệ thống lái. Trong chương này trình bày các yêu cầu chung và một số nội dung cụ thể trong việc chăm sóc, bảo quản bảo dưỡng, sửa chữa từng cụm của hệ thống lái xe MAZ - 500A, 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 lưới 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 (1/1000 mm) 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 thuỷ lực phải đúng chủng loại và thật sạch sẽ. Khi đổ thêm hoặc thay dầu phải rót dầu qua phễu có hai lưới lọc và qua lưới lọc trong bình dầu. Việc sử dụng dầu bẩn sẽ dẫn đến bó kẹt trợ lực lái và làm mài mòn nhanh các chi tiết của bơm dầu trợ lực và van phân phối. Với xe xe MAZ - 500A dầu công nghiệp 20; dầu tuốc bin 22; dầu cơ cấu lái TA 15,...Các mối lắp ghép được bơi trơn bằng mỡ trong dẫn động lái phải được bảo đảm bôi trơn thường xuyên và sử dụng đúng mẫu quy định (mỡ dùng cho các khớp chuyển hướng là YC- 2, mỡ thay thế H80).

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

4.2. Bảo dưỡng hệ thống lái.

4.2.1. 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 tuân thủ theo đầy đủ các cấp bảo dưỡng kỹ thuật của ô tô là:

- Bảo dưỡng thường xuyên;

- Bảo dưỡng cấp I;

- Bảo dưỡng cấp II.

a.  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 làm một số công việc sau:

- Kiểm tra mức dầu trợ lực lái, dầu cơ cấu lái, nếu thiếu phải bổ sung (mức dầu trong bình chứa phải thấp hơn mức dưới của lỗ nạp là 50÷60 cm);

- Kiểm tra sự rò rỉ dầu ở các đường ống và chỗ nối, xung quanh bơm dầu trợ lực, cơ cấu lái, van phân phối, xy lanh lực,…;

- Kiểm tra độ rơ vành tay lái;

- Kiểm tra sự bắt chặt của các ốc hãm, chốt hãm;

- Khắc phục các hư hỏng sau khi kiểm tra.

b.  Bảo dưỡng I (sau 2000 km):

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

- Kiểm tra, xiết chặt lại các đai ốc đòn kéo dọc, thanh lái ngang và các khớp nối, khả năng an toàn của các khớp cầu, các thanh, đòn dẫn động lái;

- Kiểm tra, điều chỉnh độ căng dây đai bơm dầu trợ lực lái;

- Kiểm tra độ rơ vành tay lái và độ rơ của các khớp đòn kéo dọc, thanh lái ngang (kiểm tra độ rơ các thanh, đòn chuyển hướng hình thang bằng cách dùng tay lắc các thanh, đòn);

- Kiểm tra, làm sạch các lưới lọc của bầu chứa dầu;

- Kiểm tra, điều chỉnh cơ cấu lái;

- Kiểm tra sự làm việc của hệ thống lái;

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

- Khắc phục các hư hỏng sau khi kiểm tra.

c.  Bảo dưỡng II (sau 10.000 km):

Làm đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng I và làm thêm một số nội dung sau:

- Kiểm tra, làm sạch bên ngoài các cơ cấu, các bộ phận của hệ thống lái;

- Kiểm tra sự làm việc của bơm dầu trợ lực lái;

- Kiểm tra, xiết chặt vỏ của cơ cấu lái với khung xe, trục lái với giá đỡ trong buồng lái;

- Kiểm tra, điều chỉnh hành trình tự do vành tay lái theo tiêu chuẩn quy định;

- Điều chỉnh khớp cầu đòn kéo dọc;

- Kiểm tra độ chụm bánh xe. (Trước khi kiểm tra độ chụm của bánh xe dẫn hướng phải kiểm tra xem lắp thanh lái nếu đúng thì mới tiến hành kiểm tra. Kiểm tra điều chỉnh độ chụm bánh xe chỉ khi đã điều chỉnh đúng khe hở của các ổ bi moay ơ bánh xe và khi không có độ dơ trong khớp nối của các cần kéo);

- Thay dầu trợ lực lái, dầu cơ cấu lái;

- Bơm mỡ vào các vị trí trong hệ thống lái theo quy định (bơm vào cho đến khi thấy mỡ phòi ra khỏi các lỗ bơm);

Khi bảo dưỡng I, bảo dưỡng II ta cần chú ý một số quy định sau:

- Tháo lắp đúng quy trình;

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

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

- Chống làm bừa, làm ẩu.

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

- Toàn bộ hệ thống phải sạch sẽ, làm việc tin cậy, chắc chắn. Các bộ phận các cụm chi tiết phải đồng bộ, lắp ghép chắc chắn, có đủ ốc hãm, chốt hãm;

- Điều khiển linh hoạt, nhẹ nhàng, không có tiếng kêu gõ. Vành tay lái phải tự động trả về vị trí xe đi thẳng sau khi không còn tác động lực trên 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 qui định, bánh xe dẫn hướng không bị bó, không bị lắc đảo.

- Dầu trong hệ thống lái đủ số lượng, đúng chủng loại, chất lượng tốt và không bị rò rỉ, áp suất dầu đúng quy định. Bộ phận trợ lực làm việc tốt ở tất cả các chế độ quay vòng của xe.

4.2.3. Một số nội dung kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa

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

a. Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ tổng hợp trên vành tay lái:

Độ rơ vành tay lái là góc quay (hay độ dài cung quay tự do) của vành tay lái từ vị trí tác động làm bánh xe bắt đầu chuyển hướng về một phía đến vị trí tác động làm bánh xe chuyển hướng về phía ngược lại. Độ rơ vành tay lái lớn là do hiện tượng mòn hoặc chỉnh sai cơ cấu lái và các thanh, đòn dẫn động lái. Do đó cần kiểm tra và điều chỉnh lại các bộ phận này.

Thực chất độ rơ của vành tay lái là tổng các độ rơ bao gồm: độ rơ dọc trục 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 qui về tương ứng trên vành tay lái khi ô tô ở trạng thái chuyển động thẳng.

Các xe ô tô cần phải có độ rơ vành tay lái để giảm tác dụng của phản lực sóc của mặt đường truyền lên vành tay lái để người lái đỡ mệt. Tuy nhiên, nếu độ rơ vành tay lái quá lớn sẽ hạn chế tính cơ động và khả năng điều khiển xe. Đối với hệ thống lái xe MAZ - 500A, độ rơ vành tay lái yêu cầu ở trạng thái tĩnh không lớn hơn 25⁰ (tương ứng với độ dài cung quay tự do là 50 mm), còn khi nổ máy nằm trong khoảng 12÷15 độ.

- Phương pháp kiểm tra:

Để đo độ rơ tổng hợp trên vành lái 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 dẫn hướng ở vị trí xe chuyển động thẳng.

- Việc kiểm tra độ rơ vành tay lái được thực hiện như sau:

1. Kiểm tra và điều chỉnh đúng độ căng dây đai dẫn động bơm trợ lực và mức dầu trong bầu dầu trợ lực;

2. Kích cho hai bánh xe dẫn hướng lên khỏi mặt đất rồi kê chèn ô tô chắc chắn và đặt hai bánh xe trước ở vị trí đi thẳng. Khởi động động cơ và hâm nóng đến nhiệt độ quy định;

3. Gá kim của dụng cụ đo vào vành tay lái và thang đo của dụng cụ vào ống bọc trục lái, chỉnh thang đo của dụng cụ sao cho kim chỉ vào số "0" trên thang;

4. Xoay vành tay lái từ từ cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển rồi đánh một điểm dấu bằng phấn trên vành tay lái thẳng với một điểm dấu trên thước cố định;

5.  Xoay từ từ vành tay lái ngược lại cho đến khi hai bánh xe trước bắt đầu dịch chuyển. Đánh dấu thứ hai trên thước đo thẳng với dấu trên vành tay lái;

6. Xác định độ rơ vành tay lái thông qua cung kim đã chỉ trên thang đo hình 4.1. Nếu số đo này vượt quá thông số qui định thì cần phải kiểm tra và điều chỉnh các bộ phận liên quan.

Hình 4.1. Kiểm tra  độ rơ vành tay lái

1.                 Kim chỉ; 2.  Thang đo.

- Kiểm tra các thanh, đòn dẫn động lái: Độ rơ tổng hợp của dẫn động lái được kiểm tra bằng cách kích đầu xe để nâng hai bánh xe trước lên khỏi mặt đất, dùng hai tay giữ hai bánh xe trước rồi cùng giật vào và đẩy ra để xem độ lắc của chúng. Nếu cảm nhận được độ lắc lớn thì chứng tỏ dẫn động lái bị rơ nhiều. Để xác định chính xác độ rơ, cần dùng thước để đo bằng cách kéo hai bánh xe vào hết cỡ rồi nhờ một người đo khoảng cách hai mép trong phía trước của bánh xe, sau đó đấy ra hết cỡ và lại đo khoảng cách giữa hai điểm đo lúc trước. Độ rơ của các thanh nối là do khớp cầu quá mòn và lò xo đẩy khớp cầu tỳ lên đế quá yếu. Các khớp có vít nắp ren điều chỉnh mà còn điều chỉnh được thì điều chỉnh lại, nếu không có thì kiểm tra thay lo xo hoặc thay cả chốt khớp cầu.

- Kiểm tra độ rơ vòng bi bánh xe trước: độ rơ vòng bi bánh xe dẫn hướng là môt phần độ rơ tổng của dẫn động lái ảnh hưởng đến độ rơ vành tay lái. Việc kiểm tra độ rơ của các ổ bị côn này được thực hiện bằng cách kích cầu xe nâng bánh xe lên, chèn chặt cầu rồi cầm hai tay vào mép trên và mép dưới của bánh xe, một tay đẩy, một tay kéo và lắc ra, lắc vào rồi đo độ lắc ở mép ngoài của bánh xe. Độ lắc cho phép tính theo mép ngoài cùng của bánh xe khoảng 3 mm. Nếu vượt quá, cần kiểm tra các vòng bi và điều chỉnh lại. Điều chỉnh bằng cách vặn ốc điều chỉnh ở đầu trục rồi hãm lại, vặn đai ốc điều chỉnh vào sẽ làm giảm độ rơ, nới đai ốc ra sẽ làm tăng độ rơ vòng bi.

- Kiểm tra cơ cấu lái: Một người ngồi trên xe quay vành tay lái theo hai chiều, một người ở dưới quan sát đòn quay đứng ở cơ cấu lái. Nếu độ rơ vành tay lái lớn (tính từ vị trí bắt đầu dịch chuyển đòn quay đứng theo một hướng đến vị trí bắt đầu dịch chuyển đòn quay đứng theo hướng ngược lại) thì chứng tỏ cơ cấu lái bị rơ, cần tháo ra điều chỉnh lại, nếu không thể chỉnh được độ rơ yêu cầu thì phải thay thế chi tiết mòn.

b.  Kiểm tra lực đặt lên vành tay lái lơn nhất:

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

1. Để xe đứng yên trên mặt đường tốt và phẳng;

2. Khởi động động cơ, đánh lái đến vị trí gần tận cùng, dùng lực kế đo giá trị lực tại đó để xác định giá trị lực vành lái lớn nhất;

3. Dùng lực kế khi đánh lái ở hai phía khác nhau còn cho biết sai lệch lực đánh lái khi rẽ phải hay trái. Khi xuất hiện sự sai khác chứng tỏ độ mòn của cơ cấu lái về hai phía khác nhau, góc đặt bánh xe hai phía không đều, có hiện tượng biến dạng thanh đòn dẫn động hai bánh xe dẫn hướng, lốp hai bên có áp suất khác nhau,...

4. Giá trị đo được lực này tại ba vị trí:

Ví trí 1: Quay vành tay lái 2 vòng khỏi vị trí trung gian giá trị đặt lên vành tay lái cho phép là 0,6 ¸ 1,6 KG.

Ví trí 2: Quay vành lái 3/4 vòng khỏi vị trí trung gian giá trị đặt lên vành tay lái cho phép là 2,0 ¸ 2,3 KG.

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

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

c.  Kiểm tra và điều chỉnh khớp cầu đòn kéo dọc:

- 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 đòn kéo dọc, hộ khẩu tay tiếp giáp đầu dưới của đòn quay đứng (hình 4.2). Một người trong buồng lái đánh tay lái đột ngột, tay người kiểm tra sẽ xác định được độ rơ của khớp cầu thanh lái dọc.

Hình 4. 2. Kiểm tra độ rơ khớp cầu thanh lái dọc

- Điều chỉnh: Tháo chốt chẻ, dùng cờ lê chữ Z vặn ốc điều chỉnh vào đến chặt, sau đó nới ra từ 1/8÷1/4 vòng ren đến vị trí đầu tiên có thể lắp được chốt chẻ và lắp chốt chẻ. Kiểm tra lại độ rơ nếu đã đạt yêu cầu thì lắp chốt chẻ (hình 4.3).

Hình 4. 3. Điều chỉnh độ rơ khớp cầu đòn kéo dọc.

d.  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 lưng tựa vào đệm). Hai chân đặt trên sàn buồng lái, hai tay nắm chắc vành tay lái hình 4.4a. 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 hai: Kiểm tra bằng cách cố định vành tay lái bằng dây buộc như hình 4.4b. 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 của cửa thông gió hình 4.4b. 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 mặt đầu của moay ơ vành tay lái.

                      (a)                                                            (b)

Hình 4. 4. Kiểm tra độ rơ dọc của cơ cấu lái

Một người lắc mạnh bánh xe trước theo chiều tự do, người kiểm tra có thể cảm nhận được độ rơ dọc của cơ cấu lái.

Xe MAZ - 500A không cho phép cơ cấu lái có độ dơ dọc, nếu có phải điều chỉnh bằng cách vặn chặt đai ốc bắt trục lái phía trước cảu ca bin.

e.  Kiểm tra và điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng của ô tô:

Độ chụm 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 ngang đi qua tâm trục cầu trước khi hai bánh xe dẫn hướng ở vị trí đi thẳng (hình 4.5).

δ = A-B = (3÷5) mm

δ: Độ chụm 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.

* Phương pháp kiểm tra độ chụm bánh xe dẫn hướng:

- Đỗ ô tô trên nền đất cứng, bằng phẳng, đánh tay vành lái đưa hai bánh xe dẫn hướng về vị trí tương ứng chuyển động thẳng, kích hai bánh xe trước khỏi mặt đất với độ cao như nhau (30 ¸ 40 mm);

- Kiểm tra áp suất hơi lốp, nếu cần thì bơm đủ theo qui định; kiểm tra, điều chỉnh độ rơ của moay ở bánh xe xe dẫn hướng.

Hình 4.5. Độ chụm của bánh xe dẫn hướng

- 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 đo khoảng cách giữa hai má lốp (hoặc hai vành sắt) phía sau trục cầu trước. Đọc trị số trên thước.

- Quay hai bánh xe 180⁰ 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 qui định, nếu không đúng phải điều chỉnh lại.

* Điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng:

Điều chỉnh độ chụm được thực hiện bằng cách thay đổi chiều dài thanh lái ngang, muốn điều chỉnh độ chụm có trị số lớn ta dùng dụng cụ nới ốc hãm (3) đầu thanh lái ngang phía có bước ren lớn (ren thô) rồi tháo ốc hãm khớp cầu, đưa đầu thanh lái ra khỏi càng quay.

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 một số nguyên lần vòng ren (hình 4.6). 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 qui định thì lắp các chốt chẻ và hoàn chỉnh 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 (ren tinh).

Hình 4. 6. Điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng

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

Chú ý: khi điều chỉnh cần chú ý điều chỉnh cả 2 đầu thanh lái ngang. Điều chỉnh xong vặn bu lông hãm lại.

f.  Điều chỉnh khe hở ăn khớp thanh răng - cung răng trong cơ cấu lái

(hình 2.2, trang 19):     

Trong quá trình làm việc, tại chỗ ăn khớp thanh răng - cung răng bị mòn nhiều nhất, dẫn tới làm khe hở giữa chúng tăng lên và làm tăng độ rơ vành tay lái, tăng lực điều khiển vành tay lái, đôi khi còn xuất hiện độ ồn trong khi quay vành tay lái. Khi chuyển động ô tô thường hoạt động theo hướng chuyển động thẳng, vì vậy mài mòn trong cơ cấu lái xảy ra nhiều nhất tại lân cận vị trí trung gian, sự mài mòn giảm dần khi cơ cấu làm việc ở vùng biên. Do vậy, để đánh giá sự mài mòn, thường đặt vành tay lái ở vị trí đi thẳng và kiểm tra độ rơ vành tay lái.

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 trong 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 vào 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.

- Xác định áp suất dầu trong trợ lực lái và hành trình tự do của vành tay lái.

Kiểm tra và điều chỉnh cơ cấu lái, trước tiên, phải điều chỉnh độ rơ của ổ bi côn, sau đó mới điều chỉnh khe hở ăn khớp của thanh răng - cung răng trong cơ cấu lái.

* Trình tự điều chỉnh độ rơ ổ bi côn của trục vít:

1. Tháo nắp bên hông cơ cấu lái và tháo cung răng cùng trục đòn quay đứng ra không ăn khớp với đai ốc - thanh răng 20;

2. Tháo nắp 9 của ốc điều chỉnh 8;

3. Vặn đai ốc điều chỉnh vào sao cho mô men cần để quay trục vít khi chưa có phớt làm kín 19 và cung răng nằm trong khoảng (8÷12) Nm. Không cho phép có độ rơ dọc của trục vít;

4. Lắp nắp 9, chú ý vặn ốc điều chỉnh 8 cho đúng lỗ chốt định vị 11 với nắp 9.

* Trình tự điều chỉnh khe hở ăn khớp của thanh răng - cung răng:

1. Nới đai ốc hãm 5;

2. Vặn vít điều chỉnh 6. Vặn vào làm giảm khe hở ăn khớp, vặn ra làm giảm khe hở ăn khớp;

3. Kiểm tra lại độ rơ: khi cung răng ở vị trí trung gian, mô men cần thiết để làm quay trục vít phải nằm trong giới hạn (200÷280) Nm, còn hành trình tự do của trục vít không vượt quá 6⁰. Khe hở dọc trục đòn quay đứng liền với cung răng không lớn hơn 0,06 mm.

Điều chỉnh theo kinh nghiệm: tay trái cầm đòn kéo dọc kéo lên kéo xuống, tay phải vặn vít điều chỉnh 6. Khi tay trái kéo, lắc cảm thấy hết độ rơ thì nới ra từ 1/4÷1/2 vòng, xong tiến hành vặn chặt ốc hãm lại.

g.  Kiểm tra và thay dầu trợ lực:

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

Xả hết dầu trợ lực bằng cách:

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

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

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

Để đổ dầu mới cần:

- Tháo nắp bầu dầu trợ lực;

- Dùng phễu có hai lưới lọc để rót dầu sạch vào bầu dầu (dùng dầu công nghiệp 20 hay dầu tuốc bin 22) đến mức 4045 mm thấp hơn mặt trên của miệng đổ dầu và giữ nguyên như vậy trong khoảng 2÷3 phút với một lực khoảng 10 KG, sau đó kiểm tra lại mức dầu trong bầu dầu nếu thiếu thì bổ sung thêm;

- Nổ máy ở tốc độ vòng quay không tải nhỏ nhất, từ từ đánh vành tay lái hết cỡ hai đến ba lần về hai phía, vừa đánh lái vừa đổ dầu cho đến khi dầu được điền đầy vào hệ thống và khử hết không khí ra khỏi hệ thống (tránh hiện tượng lọt khí tạo ra những nút hơi). Cho động cơ làm việc trong khoảng 3÷5 phút;

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

- Tắt máy, lắp nắp bầu dầu lại, hạ cầu trước;

- Bơm mỡ các khớp nối.

Kiểm tra bơm trợ lực về độ kín và áp suất dầu nó tạo ra cần :

- Lắp bơm vào động cơ;

- Lắp van ba ngả có giắc co và áp kế với bơm, với ống dầu cao áp của trợ lực lái (hình 4.7);

Hình 4.7. Kiểm tra dầu trợ lực.

1. Cơ cấu lái; 2. Van phân phối; 3. Xi lanh lực

- Đổ dầu vào bầu dầu;

- Nổ máy ở chế độ chạy chậm không tải (500÷600 vg/p), kiểm tra áp lực do bơm tạo ra độ kín khít khi đóng khóa. Áp lực dầu phải không nhỏ hơn 60 KG/cm² khi nhiệt độ trong bầu dầu là (65÷70) ⁰C, khóa được đóng trong khoảng thời gian không lớn hơn 15 giây.

h.  Kiểm tra sự làm việc của van phân phối, xy lanh lực :

Để kiểm tra sự làm việc của van phân phối phải tháo đòn kéo dọc xoay vành lái hết cỡ về một phía. Khi số vòng quay của động cơ là 1000 vòng/phút và đặt lực đặt lên vành tay lái lớn hơn 10 KG. Khi ta giảm lực đặt lên vành tay lái thì áp suất chỉ trên đồng hồ đo cần giảm không 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 lắp đai ốc vào bu lông 19 của con trượt 20 (hình 2.13, trang 35) thì vặn chặt, sau đó nới ra 1/12 vòng và lắp chốt chẻ. Lực đặt vào khớp cầu đòn quay đứng 14 (khi không có đệm làm kín 24) không được lớn hơn 10 KG khi dịch chuyển con trượt từ vị  trí ngoài cùng bên này sang vị trí ngoài cùng bên kia, tương ứng với hành trình toàn bộ của con trượt là (3¸5) mm.

Các xéc măng phải xoay tự do trong rãnh pít tông và lệch nhau 180⁰. Trục của pít tông phải dịch chuyển trong xy lanh từ đầu này đến đầu kia, dưới tác động của lực dọc trục không lớn hơn 2 KG.

i. Khi hỏng trợ lực lái:

Khi bộ trợ lực 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 lái chóng mòn và hay hư hỏng.

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

- Nối lỗ đường dầu ra bơm với đường dầu đến bình chứa dầu;

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

j.   Xả khí trong hệ thống:

Để xả khí trong hệ thống cần :

- Tháo đòn kéo dọc;

-  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 vành tay lái sang trái hết cỡ đến khi bị chặn và ngược lại. Giữ vành tai 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.

k. Kiểm tra hiện tượng tay lái nặng:

Hiện tượng tay lái nặng liên quan đến hệ thống lái chủ yếu là do ma sát lớn trong các bộ phận của hệ thống lái. Có thể  tìm nguyên nhân theo phương pháp kiểm tra phân đoạn như sau:

- Kích đầu xe để nâng bánh xe trước lên rồi xoay vành tay lái qua lại để kiểm tra độ nặng của nó.

- Tháo đòn kéo dọc khỏi đòn quay đứng rồi xoay vành tay lái kiểm tra lại độ nặng, nếu thấy nhẹ hơn nhiều thì chứng tỏ nguyên nhân là ở các khớp cầu của các thanh kéo trong cơ cấu dẫn động lái. Ngược lại, nếu vành tay lái vẫn nặng thì nguyên nhân là ở cơ cấu lái.

4.3. Sửa chữa hệ thống lái xe MAZ - 500A

4.3.1. Một số hư hỏng thông thường, nguyên nhân và cách khắc phục

Những hư hỏng thường gặp ở hệ thống lái là: độ rơ vánh tay lái lớn hơn mức cho phép; hệ thống lái bị chảy dầu; tay lái nặng; các chi tiết của hệ thống lái bị mòn nhiều; các ốc vít tự nới lỏng; bộ phận trợ lực không làm việc; điều khiển ô tô bị láng; tay lái bị hẫng,...

4.3.2. Sửa chữa các chi tiết của hệ thống lái

Đối với dẫn động lái, các hư hỏng thường là mòn các chốt cầu và máng lót, cháy ren chốt, gãy hoặc yếu lò xo và cong các thanh kéo. Khi các chốt cầu bị mòn, có thể thay cả cụm chốt cầu, máng lót và lò xo hoặc có thể thay riêng các chi tiết hỏng tùy thuộc vào mức độ mòn hỏng của chúng.

KẾT LUẬN

   Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp, bằng những kiến thức đã được học, được tích luỹ ở nhà trường, với sự nỗ lực của bản thân trong việc sưu tầm, thu thập tài liệu, cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo trong bộ môn ôtô Quân sự và thầy giáo hướng dẫn:..................., nay đồ án đã hoàn thành với những nội dung đã đề ra.

Cụ thể là:

1. Giới thiệu chung về ô tô MAZ - 500A: Tìm hiểu các thông số chiến, kỹ thuật của xe, giúp cho quá trình khai thác sử dụng xe ở đơn vị, phát huy hết các tính năng, tác dụng của xe nói chung và hệ thống lái nói riêng;

2. Phân tích kết cấu và trình bầy nguyên lý làm việc của các cơ cấu cơ bản trong hệ thống lái ô tô MAZ - 500A;

3. Kiểm tra động học hình thang lái ô tô MAZ - 500A và tính bền cho một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái ô tô MAZ - 500A;

4. Tìm hiểu hướng dẫn sử dụng hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực, một số hư hỏng, nguyên nhân, cách kiểm tra, sửa chữa khắc phục.

Những nội dung đồ án chưa giải quyết được:

1. Không tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của dẫn động lái và trợ lực lái;

2. Chưa xây dựng được các quy trình công nghệ tháo lắp và sửa chữa đối với hệ thống lái xe MAZ - 500A;

Hướng phát triển của đồ án:

1. Mở rộng phạm vi áp dụng, tính toán thiết kế hệ thống lái cho các xe có các tính năng tương tự như xe MAZ - 500A;

2. Nghiên cứu biện pháp phục hồi những hư hỏng không thể sửa chữa trên cơ sở thay thế những cụm chi tiết có tính năng tương tự;

3. Xây dựng giáo trình điện tử, mô hình 3D phục vụ cho việc giảng dạy, cũng như xây dựng quy trình tháo lắp và sửa chữa hệ thống lái xe MAZ - 500A.

   Xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy:................... (giáo viên hướng dẫn), cùng các thầy trong Khoa Động lực đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình làm đồ án. Do khả năng của bản thân còn nhiều thiếu sót, cũng như điều kiện hạn chế về thời gian và kinh phí nên nội dung đồ án khó tránh khỏi có những mặt còn hạn chế. Rất mong các thầy, các đồng chí và các bạn đóng góp để đồ án ngày càng hoàn thiện hơn.

  Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 20...

Học viên thực hiện

......................

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên,“Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo, tập 3”, NXB đại học và THCN, Hà Nội, 1985.

 [2]. Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập, Lý thuyết ô tô quân sự, NXB Quân đội Nhân dân, Hà Nội, 2002.

[3]. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn đồ án môn học “Lý thuyết kết cấu và tính toán ô tô quân sự” Tập IV: Hệ thống lái, Đại học KTQS, 1977.

[4]. Nguyễn Hoàng Nam. Cơ sở khai thác xe quân sự; tập 1, 2. HVKTQS 2003.

[5]. Nguyễn Văn Trà, Phạm Đình Vi. Trang bị xe quân sự. NXBQĐND 2001.

[6]. Nguyễn Khắc Trai, Cấu tạo gầm ô tô tải, ô tô buýt, NXB Giao thông vận tải, 2007.

[7]. Автомобили  МАЗ-500A, “Транспорт”, Москва, 1973.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"