Được sự hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo : Thạc sỹ …..…….... cùng với sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đồ án này. Vì thời gian và kiến thức có hạn nên trong đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Vì vậy em mong các thầy giáo trong Khoa Ô tô đóng góp ý kiến để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: Thạc sỹ …..……..... Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo trong Khoa đã truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập ở trường và thời gian làm đồ án tốt nghiệp.

Xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                                                    TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                                                       Học viên thực hiện

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

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ XE VÀ ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE MAZ 64227

1.1.Tổng quan về xe MAZ 64227

1.1.1. Giới thiệu chung về xe MAZ 64227

a. Giới thiệu chung về xe MAZ 6422

Vào cuối những năm 1970, nhà sản xuất MAZ đã quyết định đưa một gia đình xe tải vào mô hình phương Tây. Một mặt, để đáp ứng nhu cầu dân sự cho máy kéo nửa rơ moóc hạng nặng và mặt khác, để tạo ra một giải pháp thay thế cho dòng 500 lỗi thời về mặt kỹ thuật. Vào ngày 19 tháng 5 năm 1981 là ngày bắt đầu sản xuất chính thức, chiếc xe tải đầu tiên của gia đình xe mới được chế tạo là bản sao của phiên bản biaxial MAZ-5432.

Những chiếc xe thuộc thế hệ mới nhanh chóng trở thành sản phẩm quan trọng nhất của MAZ. Vào tháng 4 năm 1983, bản sao thứ một nghìn được tạo ra, vào ngày 14 tháng 4 năm 1989 để lại một chiếc MAZ-6422, chiếc xe tải thứ một triệu của nhà máy.

MAZ-64227: Thiết kế cabin mới, không còn được chế tạo ngày nay.

MAZ-64229: Được giới thiệu vào năm 1987 và được sản xuất cho đến nay, động cơ diesel tám xi-lanh YaMZ-238D với dung tích 14,76 l và công suất 243 mã lực.

MAZ-6422A5: Mẫu hiện tại có động cơ diesel Nga và công suất 243 mã lực.

MAZ-6422A8: Mẫu hiện tại có động cơ diesel YaMZ 6581.10 và công suất 294 mã lực.

Đến giữa những năm 1990, những người kế nhiệm đã được phát triển cho các mô hình 6422 và 5432, bởi vì các phương tiện cũ không còn tuân thủ các quy định pháp lý đối với giao thông đường dài quốc tế, đặc biệt là với Tây Âu. Phiên bản MAZ-6430 được thiết kế và sản xuất như là sự kế thừa cho MAZ-6422. Từ năm 1997, cả hai mô hình được sản xuất song song tại Minsk.

b. Giới thiệu chung về ô tô Maz 64227

Xe MAZ - 64227 do Liên Xô cũ sản xuất. Xe MAZ - 64227 cùng với xe MAZ - 54322 được dùng để vận tải hàng hóa liên thành phố và liên quốc gia. Ô tô vận tải ba cầu MAZ - 64227 và ô tô vận tải hai cầu MAZ - 54322 dùng để kéo các loại bán rơ moóc khác nhau trên những loại đường chịu tải tới 10000kg trên một cầu.

Chất lượng động lực học cao, chỉ tiêu kinh tế nhiên liệu và đặc tính kéo của các ô tô MAZ đời mới được đáp ứng nhờ sử dụng động cơ YaМZ - 238ПМ và động cơ YaМZ - 238ПМ (động cơ YaМZ - 238ПМ lắp cho xe MAZ - 54322).

Xe MAZ - 64227 có công thức bánh xe 6x4, hai cầu chủ động phía sau, cầu sau thiết kế bánh kép. Buồng lái có thể lật về phía trước thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa cụm động cơ, hệ thống lái và ly hợp.

c. Các thông số chung của xe Maz 64227

Các thông số kỹ thuật của ôtô MAZ - 64227 như bảng 1.a.

1.1.2. Tổng quan về các hệ thống trên xe Maz 64227

a. Hệ thống Động cơ

Trên xe MAZ - 64227, động cơ YaМZ - 238ПМ được đặt dưới buồng lái. Động cơ YaМZ - 238ПМ là động cơ diesel 4 kỳ, 8 xi lanh. Được bố trí theo hai hàng thành hình chữ V, mỗi hàng có 4 xi lanh tạo thành góc 90⁰, làm mát bằng nước. Động cơ sử dụng ống lót xi lanh được đúc bằng vật liệu gang đặc biệt, áo nước làm mát ướt. Động cơ YaМZ - 238ПМ có sử dụng bộ điều hòa tốc độ kiểu ly tâm, thay đổi lượng nhiên liệu phun theo chế độ tải và tốc độ của động cơ. 

c. Hệ thống treo

Khung của xe được tán đinh, bao gồm hai dầm dọc có hình dạng kênh với tiết diện thay đổi, được làm bằng dải thép hợp kim thấp 22G2TYu với độ dày 8mm.

Hệ thống treo của xe MAZ 64227 là loại cân bằng. Phần tử đàn hồi của hệ thống treo trước và treo sau xe đều sử dụng nhíp lá. Phần tử giảm chấn của treo trước sử dụng giảm chấn ống thủy lực, được đặt thẳng đứng. Đặc biệt hệ thống treo sau có sử dụng thêm nhíp phụ.

d. Hệ thống lái

Hệ thống lái xe MAZ - 64227 được bố trí ở cầu trước. Hệ thống lái cơ khí trợ lực thủy lực, cơ cấu lái kiểu trục vít - bi - thanh răng - cung răng giữa.

Hệ thống lái bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái (vành tay lái, hộp tay lái, các thanh kéo dọc, van an toàn, giá các cần và hình thang lái ) và trợ lực lái bằng thủy lực (bơm trợ lực, thùng dầu thủy lực, các đường ống, van phân phôi, xi lanh lực).

f. Hệ thống điện

Sử dụng hệ 1 dây dẫn. Dòng một chiều, điện áp 24 Vôn. Các thiết bị điện bao gồm nguồn cung cấp năng lượng điện, các thiết bị tiêu thụ điện, bảng đồng hồ, thiết bị hỗ trợ và dây dẫn.

Hệ thống dây dẫn được bọc lớp chống nhiễu, vỏ xe được nối với cực âm của ác quy.

g. Bán rơ mooc MAZ 9398

Các thông số chính của bán rơ mooc MAZ - 9398 như bảng 1.c.

1.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe MAZ 64227

1.2.1. Khái quát hệ thống lái trên xe MAZ 64227

a. Bố trí chung

Sơ đồ bố trí chung của hệ thống lái như hình 1.9.

b. Cấu tạo chung

Cơ cấu lái loại trục vít - đai ốc - thanh răng - cung răng. Lắp đặt đặt trực tiếp trên khung xe.

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

1.2.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái trên xe Maz 64227

a. Cơ cấu lái

Cơ cấu lái truyền lực từ trục các đăng lên trục cung răng (Trục đòn quay ngang). Từ trục các đăng chuyển động quay được truyền đến vít 14 (đặt trong vỏ 11) có 2 ổ bi 13. Trục vít bắt buộc dịch chuyển đai ốc thanh răng, ở một phía của đai ốc người ta tạo răng ăn khớp với răng cuả trục cung răng 9.

Các đầu ra rãnh cắt của đai ốc được nối bằng hai ống dẫn hướng 10 cũng được lắp đầy các viên bi 6. ống chia rãnh vít ra hai dòng khép kín, tạo ra rãnh vít độc lập cho các viên bi khi quay trục vít 14. Các viên bi nằm giữa trục và đai ốc, di chuyển phụ thuộc vào hướng quay tới một trong các mặt đầu đai ốc và theo ống dẫn quay trở lại.

Cơ cấu lái được lắp chặt vào phía ngoài của dầm dọc trái của khung xe. Trên vỏ cơ cấu lái có lỗ nạp và xả dầu được đóng bằng nút 7 và 4 và lỗ để kiểm tra mức dầu được đậy bằng nút 5.

b. Dẫn động lái

- Trục lái

Trục lái có nhiệm truyền mômen lái xuống cơ cấu lái. Trục lái gồm có trục lái chính có thể chuyển động truyền chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái và ống trục lái để cố định trục lái vào thân xe. Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp thụ va đập. Cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có va đập mạnh hoặc khi tai nạn xảy ra.

- Vành tay lái

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 hạng người lái tuột tay khi quay vòng . Ở tâm của bánh lái có lỗ tròn dùng để bắt chặt bánh lái với trụ lái. Mặt bên có khoảng uống để lắp còi.

Điều chỉnh vị trí tay lái / chiều cao được thực hiện khi tay lái trợ lực không hoạt động. Để giảm chiều cao của vô lăng, vít 1 (xem hình 1.5) phải được xoay theo chiều kim đồng hồ và để tăng chiều cao so với, sử dụng tấm 9 (xem hình 1.6). Trong trường hợp này, trục đầu vào 3 (xem hình 1.5) di chuyển dọc theo các trục của trục đầu ra 13. Góc của trục lái và khoảng cách giữa tay lái và người lái được điều chỉnh bằng vít 4 (xem hình 1.6). Khi vít 4 được xoay theo chiều kim đồng hồ, các tấm 12 và cần số 8 quay trên trục 7 cùng với vỏ cột và tay lái ngược chiều kim đồng hồ, tăng khoảng cách giữa người lái và bánh xe.

- Hình thang lái

Các đòn dẫn động lái được nối với nhau bằng các thanh nối, hình thang lái được tạo bởi hai đòn kéo bên, thanh lái ngang và dầm cầu, hình thang lái dùng để đảm bảo động học quay vòng đúng của ô tô. Khi cầu dẫn hướng có hệ thống treo phụ thuộc, tuỳ thuộc vào bố trí chung hình thang lái có thể ở phía trước hoặc sau dầm cầu, thanh lái ngang trong hình thang lái thường là loại liền được làm thẳng (khi cầu dẫn hướng bị động) hoặc cong (khi cầu dẫn hướng chủ động). Trong quá trình sử dụng chiều dài thanh lái ngang (4) của hình thang lái là nơi điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng.

c. Trợ lực lái

- Bình chứa dầu

Được gắn chặt trên thành khoang động cơ, trong bầu chứa có 2 lưới lọc, một lưới đặt ở phía trên gần nắp để lọc dầu khi đổ dầu vào bình chứa, một lưới lọc đặt sau đường dầu về để lọc dầu khi dầu từ xilanh trợ lực hồi về bầu chứa.

- Bơm dầu

Bơm của hệ thống trợ lực dùng để cấp chất lỏng công tác vào hệ thống và bảo đảm tuần hoàn nó. Bơm được đặt trên vỏ hộp truyền số truyền cao bên phải phía sau theo hướng đi của xe. Bơm kiểu bánh răng chiều quay trái, dẫn động bằng trục dẫn động bơm.

- Van phân phối

Van phân phối được bố trí trong cơ cấu là van phân phối kiểu van xoay. Chi tiết chính của van quay là thanh xoắn. Thanh xoắn là một thanh kim loại mỏng có thể xoắn được khi có mômen tác dụng vào nó. Đầu trên của thanh xoắn nối với trục lái còn đầu dưới nối với bánh răng, vì vậy toàn bộ mômen xoắn của thanh xoắn cân bằng với tổng mômen của người lái sử dụng để làm thay đổi hướng bánh xe. Mômen người lái tác động càng lớn thì mức độ xoắn của thanh xoắn càng nhiều. Đầu vào của trục lái là một thành phần bên trong của khối van hình trụ ống. Nó cũng nối với đầu mút phía trên của thanh xoắn. Phía dưới thanh xoắn nối với phía ngoài của van ống. 

- Xy lanh trợ lực

Xy lanh trợ lực bao gồm 2 khoang, khi người lái tác động lên vô lăng đánh lái cơ cấu van phân phối sẽ điều tiết dầu từ bơm đến các khoang để giúp quá trình đánh lái được dễ dàng hơn.

1.2.3. Đặc tính hình học

Đặc tính hình học của dàn đầu ôtô liên quan đến góc độ lắp ráp giữa các bánh xe dẫn hướng, các cơ cấu lắp ráp chúng vào sườn xe, giúp cho hệ thống lái hoạt động ổn định. Điều này gồm một số yếu tố:

a. Chiều cao treo xe

Là khoảng cách đo tại một điểm nào đó trên thân xe, trên sườn hay hệ thống treo xe đến mặt đất. Nếu chiều cao xe không đúng, nó sẽ tác động đến đặc tính hình học của dàn đầu. Trong hệ thống treo xe, nếu lò xo xoắn bị co lại, bộ nhíp lá bị dãn hoặc chỉnh sai thanh xoắn sẽ đưa đến tình trạng sai lệch chiều cao treo xe.

c. Góc nghiêng ngang của trụ lái đứng

Trong dàn đầu ôtô, góc SAI quyết định các yếu tố cơ bản sau đây của hệ thống lái :

+ Nó tạo ra tính ổn định của tay lái bằng cách kéo hai bánh xe dẫn hướng về vị trí hướng thẳng sau khi xe quay vòng, yếu tố này gọi là khả năng tự quay trở lại trạng thái đi thẳng của bánh xe dẫn hướng.

+ Nó giảm bớt lực tác dụng vào vành lái, đặc biệt lúc xe chạy thẳng.

+ Nó duy trì hai bánh xe trước luôn luôn hướng thẳng bởi vì mỗi lần quay vành lái cho xe quay vòng, dàn đầu xe bị nhấc lên.

f. Độ chụm hai bánh xe dẫn hướng

Như đã đề cập, độ chụm làm cho phía trước hai bánh xe gần nhau hơn phía sau. Từ trên nhìn xuống, khoảng cách A phía trước ngắn hơn khoảng cách B phía sau.

Mục đích của độ chụm là bảo đảm cho hai bánh xe trước song song nhau khi lăn trên mặt đường, nhờ vậy ổn định được việc lái xe, tránh tình trạng rê ngang và giúp vỏ xe không bị mòn nhanh. Độ chụm đầu của hai bánh xe trước còn công dụng bù trừ vào độ võng nhỏ của hệ thống treo xe khi xe chạy thẳng. Độ võng này phát sinh do lực cản của mặt đường. Nói tóm lại mặc dầu hai bánh xe trước được chỉnh chụm đầu, nhưng khi lăn, chúng sẽ trở nên song song với nhau.

1.2.3. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe MAZ 64227

Khi máy bơm hoạt động áp suất của chất lỏng làm việc trong hệ thống tăng và trong các buồng phản ứng tăng lên, gây ra sự gia tăng tỷ lệ trong nỗ lực trên vô lăng. Do đó, người lái xe tạo ra một "cảm giác mặt đường". Khi loại bỏ lực từ tay lái, thanh xoắn 2 và pít tông 6 sẽ đưa ống chỉ về vị trí trung lập. Khi máy bơm không hoạt động hoặc bộ trợ lực thủy lực không đủ hiệu quả, độ hở và chỉ số được chọn trong liên kết spline của trục 1 với trục 7 và lực từ tay lái được truyền như trong tay lái mà không có bộ khuếch đại. Trong trường hợp này, van kiểm tra 9 bỏ qua chất lỏng làm việc từ một khoang của xi lanh sang một khoang khác. Trong quá trình chuyển động thẳng của ô tô, cửa van (hình 1.26, I) ở vị trí trung gian và dầu làm việc từ bơm 18 chảy đến lỗ khoan giữa E ( hình 1.19) của thân van thông qua ống dầu 11 ( hình 1.26, I) và qua cực trị các lỗ C và D (hình 1.19) để thoát qua đường dầu 13 ( hình 1.26, I), trong khi lấp đầy các buồng phản ứng giữa pít tông 6 và qua các kênh K và F ( hình 1.19) trong vỏ thông qua các đường ống 8 và 12 ( hình 1.26, I) của khoang của xi lanh 17.

Khi vô lăng quay theo chiều kim đồng hồ, tay áo 3 (hình 1.26, III) với ống chỉ 5 sẽ trộn xuống. Việc cung cấp chất lỏng làm việc cho lỗ khoan hình khuyên D (xem hình 1.19) dừng lại.

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE MAZ 64227

2.1. Nhiệm vụ tính toán kiểm nghiệm

Để đánh giá sự làm việc ổn định, độ tinh cậy, độ bền của hệ thống lái. Vì vậy mục đích trong chương này sẻ 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 hệ thống lái.

Các thông số để tính toán kiểm nghiệm bao gồm trong các bảng 2.a.

2.2.Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái

2.2.1. Điều kiện quay vòng lý tưởng

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 đi đường vuông gốc 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.

Để quay vòng các bánh xe hai bên không trượt bên thì điều kiện quay vòng lý tưởng là:

Cotgα_i - cotgβ_i = B0/L

Trong đó

αi- Góc quay của bánh xe dẫn hướng trong (độ).

βi - Góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài (độ).

B0 - Khoảng cách giữa hai trụ đứng.

L- Chiều dài cơ sở của xe.

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

2.2.2. Phương pháp tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái

Để kiểm tra động học hình thang lái có 2 phương pháp là đồ thị và hình học.

* Cơ sở kiểm tra động học hình thang lái bằng phương pháp hình học:

Theo hình vẽ trên thì ta nối điểm giữa G của cầu trước với điểm C. Khoảng  cách từ C đến điểm giữa của trục cân bằng cầu sau là G' bằng CD/2 = AB/2 . Nối điểm E là giao điểm của trục bánh xe ngoài (bánh xe xa tâm quay vòng ) kéo dài với đoạn GC với điểm B (là tâm quay vòng của bánh xe trong ) ta sẽ chứng minh góc GBE = β. Muốn vậy ta hạ EF vuông góc với AB.

So sánh công thức (2.1) và (2.3) ta thấy GBˆ E = β .

Thực tế các giá trị a_i do cơ cấu hình thang lái tạo ra không đảm bảo công thức (2.1) nên các bánh xe sẽ bị trượt ngang. Mức độ trượt ngang càng ít khi các giao điểm E_i càng gần đường GC.

* Cơ sở kiểm tra động học hình thang lái bằng phương pháp đại số:

Đê quay vòng các bánh xe không dẫn hướng không xảy ra trượt bên thì phải tuân thủ L^’=L. Chúng ta kí hiệu L^’/L= d.

Trình tự tiến hành:

- Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị a_i khác nhau.

- Bằng phương pháp hình học các định các góc quay b_i tương ứng các bánh xe ngoài khi cho trước các góc a_i .

- Xác định các giá trị của hệ số d_i tương ứng với từng cặp a_i và b_i theo công thức (2.6) đã có.

- Các giá trị d_I càng gần 1 thì khi ôtô 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.

2.2.3. Trình tự tiến hành tính toán kiểm nghiệm bằng phương pháp hình học

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

Xác định các góc quay b_I tương ứng của bánh xe bên ngoài như hình 2.3.

b. Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị a_i khác nhau.

Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay b_i tương ứng của bánh xe bên ngoài (hình 2.3).

c. Dựng các góc b_i và a_i

d. Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm E_i (hình 2.4).

Nếu các điểm E_i nằm trên hoặc nằm gần đoạn thẳng GC thì ôtô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng bị trượt bên song không có đáng kể.

Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái của xe bằng phương pháp hình học:

Qua đó thì ta thấy các góc quay của bánh xe dẫn hướng là các giao điểm của 2 góc quay bánh xe trong và bánh xe ngoài ( E1, E2, E3, E4, E5 ).

2.2.4.Trình tự tiến hành tính toán kiểm nghiệm bằng phương pháp đồ thị

Ta sử dụng lại kết quả tính toán các góc b_i và a_i từ mục 2.2.3 (hình 2.5) sau đó thay kết quả đã có được vào công thức (2.6) ta thu được kết quả như sau:

Khi b₁ = 10⁰ ta có a₁ = 9,2⁰

Vây δ₁ = 0,981

Khi b₂ = 20⁰ ta có a₂ = 17,12⁰

Vây δ₂ = 0,986

Khi b₃ = 30⁰ ta có a₃ = 24,2⁰

Vây δ₂ = 1,006

Kết luận: Qua kiểm tra động học hình thang lái của xe MAZ 64227 bằng hai phương pháp ta thấy khi ôtô 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.

2.3.Tính toán kiểm nghiệm bền các chi tiết

Tính bền cho một số chi tiết cơ bản trong hệ thống lái bao gồm : Tính bền cho các chi tiết trong cơ cấu lái và tính toán bền các chi tiết cơ bản của hệ dẫn động lái.

2.3.1. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái

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

Kinh nghiệm sử dụng cơ cấu lái trục vít - ecu bi (trục vít - đai ốc bi - thanh răng - cung răng) cho thấy rãnh ren và các viên bi bị mòn nhiều nhất. Ngoài ra còn quan sát thấy nhiều trường hợp các viên bi hoặc rãnh ren bị tróc, rỗ do hiện tượng mỏi của vật liệu. Bởi vậy khả năng làm việc bền lâu của bộ truyền vít - đai ốc bị phụ thuộc chủ yếu vào ứng suất tiếp xúc giữa các viên bi và bề mặt rãnh ren.

s_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

i - Số lượng viên bi cùng chịu tải

d_b- Đường kính viên bi.

d_r - Đường kính rãnh ren

l_V - Góc dẫn ren của trục vít

d - Góc tiếp xúc của viên bi.

E- Mô đun đàn hồi

Thay số vào ta có :

Q = 23838 [N]

stx = 309277,9 [ N / cm² ]

[stx ] = 350000 - 500000 [N/ cm2 ]

Vậy ta thấy s_tx < [s tx ]

* Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.

b. Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền thanh răng cung răng

+ Ứng suất uốn được xác theo công suất sau:

y- Hệ số dạng răng

b_c- Chiều dài răng của cung răng.

t_c- Bước răng của cung răng.

q- Áp suất trong xi lanh trợ lực.

D_X - Đường kính xi lanh lực.

R_c- Bán kính vòng chia của cung răng.

Thay số vào công thức (2.7), (2.8) ta được

pc = 70753, 3                                           [ N / cm² ]

su = 12449, 5                                          [ N / cm² ]

[su] = 30000 -  40000                               [ N / cm² ]

Vậy ta thấy:  s_u< [s_u]

+ Ứng suất tiếp xúc giữa răng của cung răng và răng của thanh răng được xác định theo công thức:

stx = 10675 [N/cm² ]

[stx] = 150000 [N/cm² ]

Vậy ta thấy stx <[stx]

* Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền

2.3.2. Tinh toán kiểm nghiệm các chi tiết dẫn động lái

a. Sơ đồ tính toán dẫn động lái

Tính bền cho các chi tiết dẫn động lái ôtô phải xem xét đến vị trí của các chi tiết đó trong dẫn động. Đối với hệ thống lái có trợ lực cần tham khảo vị trí đặt xi lanh lực. Tuỳ theo sơ đồ bố trí các chi tiết của dẫn động lái mà tải trọng tác dụng lên các chi tiết sẽ khác nhau. Sơ đồ tính toán dẫn động lái của xe đầu kéo MAZ 64227.

b. Tính bền cho các chi tiết dẫn động lái

- Đòn quay đứng

Đòn quay đứng được kiểm bền theo ứng suất kéo tương đương và ứng suất xoắn tại tiết diện nguy hiểm. Sơ đồ tính toán đòn quay đứng (hình 2.6).

- Xác định lực tác dụng lên đòn quay đứng

p_max - Lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái, có p_max = 450 [N]

R - Bán kính vành tay lái

iw - Tỷ số truyền của cơ cấu lái

q - Áp suất dầu trong xi lanh trợ lực

D_x - Đường kính xi lanh lực

L_đ - Chiều dài đòn quay đứng.

Thay số vào ta có:  Pđ = 3537, 7 [N]

- Ứng suất tại điểm B:

Thay số được: t = 1136,5 [N/cm²]

Đòn lái đứng làm bằng thép các- bon trung bình 40x tôi và ram có: [s] = 10000 [N/cm²];   [t] = 7000 [N/cm²]

Vậy hệ số an toàn.

n_s = [s] /s_tđ =1.7

nt = [t]/t = 1,87

* Kết luận: Qua tính toán kiểm nghiệm ta thấy s < [s] và t < [t] vậy đòn quay đứng đảm bảo bền.

- Thanh kéo dọc và thanh lái ngang:

M_c - Mô men cản quay vòng

i_d - Tỷ số truyền dẫn động lá

iw - Tỷ số truyền của cơ cấu lái

h_t - Hiệu suất thuận

2.G_bx - Trọng lượng phân bố lên cầu trước

a - Chiều dài cánh tay đòn

r - Bán kính bánh xe

D - Đường kính ngoài của thanh kéo

d - Đường kính trong của thanh kéo

j - Mô men quán tính

E - Mô đun đàn hồi

Thay vào ta có:

M_C = 5917,44 [N. m]  (2.17)

Pl max = 81,9 [N]

Q = 13052,2 [N] (2.18)

N = 5553.33 [N] (2.19)

- Ứng suất nén trong đòn kéo dọc:

δ_n = 21650 [N.cm ²]

- Ứng suất uốn ngang của đòn kéo ngang:

δ_uon = 44370 [N.cm ²]

Kết luận: Đòn kéo dọc và thanh lái ngang đảm bảo bền.

CHƯƠNG 3

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE MAZ 64227

3.1. Yêu cầu chung về sử dụng và bảo dưỡng xe Maz 64227

Để nâng cao hiệu trong quả sử dụng, tăng tuổi thọ, đồng thời tăng độ tin cậy khi làm việc của cả hệ thống lái. Ngoài việc người sử dụng phải đưa xe đi bảo dưỡng, sửa chữa đúng thời gian và quảng đường theo qui định ở hãng thì việc người sử dụng thực hiện các công việc bảo dưỡng đơn giản thường xuyên cũng góp phần việc tăng tuổi thọ và năng suất làm việc của xe. 

3.2. Kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống lái xe Maz 64227

3.2.1. Bảo dưỡng

a. Bảo dưỡng hằng ngày

- Kiểm tra bên ngoài các bộ phận: vành (vô lăng) lái, trục tay lái, hộp tay lái và dẫn động lái.

- Kiểm tra sự rò rỉ dầu, tình trạng mỡ bôi trơn của các khớp cầu, tình trạng của các bu lông lắp ghép các chi tiết trong hệ thống.

- Kiểm tra dầu trợ lực lái hoặc dầu bôi trơn cơ cấu lái.

b. Bảo dưỡng định kỳ

- Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ góc của vô lăng lái.

- Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ hướng kính của vô lăng lái.

- Kiểm tra và điều chỉnh dây đai truyền động bơm trợ lực lái.

- Kiểm tra độ rơ của bạc và chốt chuyển hướng.

3.2.2. Phương pháp kiểm tra bên ngoài các bộ phận

a. Kiểm tra lực lái cực đại

Đặt vô lăng chạy thẳng, nổ máy không tải. Dùng cờ lê lực đo lực lái theo cả 2 hướng. Lực lái cực đại: 60 (kG.cm). Nếu lực lái lớn hơn tiêu chuẩn, sửa chữa trợ lực lái.

Chú ý: kiểm tra chắc chắn kiểu lốp, áp suất và bề mặt tiếp xúc lốp – đường trước khi chuẩn đoán.

c. Kiểm tra độ rơ hộp tay lái và độ rơ vòng bi bánh xe trước

Một người ngồi trên xe quay vành tay lái theo 2 chiều, một người đứng dưới quan sát đòn quay đứng của hộp tay lái, nếu độ rơ lớn thì cần tháo ra để điều chỉnh, nếu điều chỉnh không được thì phải thay thế các chi tiết bị mòn.

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

quay đứng. 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.

- 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.

g. 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 3.7).

δ = A - B = (3÷5)      [mm]

* 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.

* 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.

3.2.3. Một số nội dung kiểm tra điều chỉnh

a. Kiểm tra áp suất dầu

Ngắt đường ống cao áp ra khỏi cơ cấu lái.

Gắn đồng hồ đo áp suất vào đường ống dầu cao áp. Đầu phía đồng hồ của đồng hồ vào đường cao áp, đầu phía van nối với cơ cấu lái.

Xả khí khỏi hệ thống. Nổ máy và đánh lái hết cỡ sang 2 bên từ 2 đến 3 lần.

Kiểm tra nhiệt độ dầu ít nhất là 80^oC.

- Kiểm tra khi mở van hết cỡ. Mở van hết cỡ, vận hành động cơ ở 2 chế độ 1000 v/p và 3000 v/p, sau đó kiểm tra chênh lệch áp suất ở 2 tốc độ, biên độ chênh lệch phải nhỏ hơn hoặc bằng 5 kg/cm2. Nếu lớn hơn phải sửa hoặc thay thế van điều khiển lưu lượng của bơm.

* Các bước tiến hành:

- Đỗ xe ở nơi bằng phẳng.

- Tắt máy kiểm tra mức dầu trong bình chứa.

- Kiểm tra mức dầu nằm trong vùng HOT LEVEL trên vỏ bình chứa. Nếu dầu nguội thì kiểm tra mức dầu nằm trong vùng COLD LEVEL.

- Khởi động động cơ và để động cơ chạy không tải.

- Đánh tay lái hết cỡ từ bên này sang bên kia để làm nóng dầu. Nhiệt độ dầu 75÷80⁰ C.

d. Xả khí

- Kiểm tra và thêm nếu cần.

- Nổ máy (1000 v/p), rồi đánh lái hết cỡ sang 2 bên từ 2 đến 4 lần.

- Kiểm tra dầu trong bầu đựng không có bọt hay vẩn đục và không dâng lên quá vạch cao nhất khi tắt máy. Đo mức dầu khi máy đang nổ. Tắt máy và đo lại mức dầu. Khoảng tăng cực đại: 5 mm. Nếu phát hiện có vấn đề gì, ta thêm dầu và lặp lại 3 bước cuối của qui trình thay dầu ở phần trên.

f. 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;

- 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. 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;

3.3. Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng

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... Do vậy, nghiêm cấm sử dụng xe khi hệ thống lái có hư hỏng (dù là hư hỏng nhỏ).

Tổng hợp một số hiện tượng hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục như bảng 3.a.

KẾT LUẬN

Qua một thời gian thu thập số liệu, tài liệu, cùng với sự cố gắng nổ lực của bản thân. Sự chỉ bảo giúp đỡ tận tình của thầy hướng dẫn: Thạc sỹ …..……..... và các thầy giáo trong Khoa Ô tô. Trong đồ án này tôi đã thể hiện đầy đủ chặt chẻ các nội dung cơ bản như giới thiệu về xe MAZ 64227, phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái của xe, đồng thời đi tính toán kiểm nghiệm toàn bộ hệ thống lái. Để đánh giá khả năng làm việc của hệ thống trong các điều kiện làm việc hiện nay. Đồng thời đưa ra các quy định về bảo dưỡng, quy trình sửa chữa sát với điều kiện sử của người sử dụng. Nhằm mục đích nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống, nâng cao tuổi thọ và độ tin cậy khi sử dụng.

Qua đồ án “Khai thác hệ thống lái MAZ 64227” bản thân thấy có một số vấn đề sau:

Xe Maz 64227 tuy không có tính năng thông qua cao nhưng có khả năng làm việc an toàn, tiện lợi và kinh tế nên được sử dụng trong các ngành vận tải.

Hệ thống lái trên xe Maz 64227 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực, cơ cấu lái kiểu liên hợp có tỷ số truyền không đổi. Làm việc ổn định, độ tin cậy cao. Nhờ có phần trợ lực thuỷ lực trong hệ thống lái đã làm giảm đi cường độ lao động của người lái và đảm bảo an toàn cho xe khi hoạt động trên đường, góp phần đáp ứng nhu cầu sử dụng về vận tải và giao thông của người tiêu dùng.

Kết quả phần kiểm tra động học của dẫn động lái và tính bền cho một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái như trên là đảm bảo được. Nhưng ta vẫn thấy khi ôtô quay vòng các bánh xe dẫn hướng còn có hiện tượng trượt bên nhưng sự trượt bên không đáng kể vẫn nằm trong giới hạn cho phép.

Do thời gian còn hạn chế, tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt còn ít, chủ yếu là thông số của nhà sản xuất và được bảo mật, kiến thức của bản thân một số mặt còn chưa hoàn thiện, vì vậy trong đồ án không tránh khỏi các thiếu sót. Rất mong sự quan tâm tạo điều kiện, đóng góp, chỉ bảo chân tình của các thầy giáo đối với đồ án của tôi để tôi có được những kinh nghiệm và kiến thức để phục vụ cho công tác cũng như các nghiên cứu sau này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên, Thiết kế ô tô máy kéo - tập 2, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1971.

[2]. GS. TS Vũ Đức Lập, Kết cấu tính toán ô tô - tập 2, Nhà xuất bản Quân đội Nhân dân, Hà Nội 2015.

[3]. GS. TS Vũ Đức Lập, Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội 2004.

[4]. Ô tô 600 nguyên nhân hư hỏng cách sữa chữa khắc phục, Nhà xuất bản KHKT.

[5].“Автомобили МАЗ-64227, МАЗ-54322”, Устройство, Техническое, Обслуживание, Ремонт, Издательство «Транспорт» 1987.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"