MỤC LỤC
MỤC LỤC.................................................................................................................................i
MỞ ĐẦU..................................................................................................................................1
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG XE KRAZ- 255V................................................................3
1.1. Giới thiệu chung về xe ô tô KRAZ-255V...........................................................................3
1.2. Đặc điểm cụm và hệ thống chính của xe KRAZ- 255V.....................................................4
Chương 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE KRAZ – 255V................................10
2.1. Khái quát hệ thống lái ô tô...............................................................................................10
2.1.1. Công dụng hệ thồng lái ô tô.........................................................................................10
2.1.2. Yêu cầu hệ thồng lái ô tô..............................................................................................10
2.1.3. Cấu tạo chung hệ thống lái ô tô....................................................................................15
2.1.4. Phân loại hệ thống lái ô tô............................................................................................15
2.2. Phân tích hệ thống lái xe KRAZ – 255V..........................................................................12
2.2.1. Cơ cấu lái ....................................................................................................................13
2.2.2. Trợ lực lái ....................................................................................................................15
2.2.3. Dẫn động lái ................................................................................................................24
2.2.4. Nguyên lý làm việc của trợ lực lái xe KRAZ-255V.......................................................28
Chương 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI....................................................32
3.1. Thông số vào..................................................................................................................32
3.2. Kiểm nghiệm động học hình thang lái ...........................................................................34
3.2.1. Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái ...............................................................34
3.2.2. Kiểm nghiệm hình thang lái bằng phương pháp hình học...........................................36
3.2.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số...............................37
3.3. Tính bền các chi tiết hệ thống lái ...................................................................................39
3.3.1. Xác định mô men cản quay vòng............................................................................... 39
3.3.2. Tính bền một số chi tiết cơ cấu lái...............................................................................40
Chương 4: HƯỚNG DẪN KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE KRAZ- 255V........47
4.1. Yêu cầu chung................................................................................................................48
4.2. Bảo dưỡng hệ thống lái..................................................................................................49
4.2.1. Chế độ bảo dưỡng.......................................................................................................49
4.2.2. Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng hệ thống lái của ô tô..........................................50
4.2.3. Một số nội dung kiểm tra và điều chỉnh........................................................................51
4.3. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục......................................61
KẾT LUẬN.............................................................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................65
MỞ ĐẦU
Hiện nay, cuộc cách mạng khoa học công nghệ đang phát triển rất mạnh mẽ ở các quốc gia trên thế giới, ngày càng nhiều các thành tựu trong các lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực công nghệ ô tô.
Nước ta hiện nay đang tiến hành công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, xây dựng nền kinh tế. Ngành công nghiệp ô tô trong nước đang ở giai đoạn phát triển, số lượng xe sử dụng tăng lên nhanh chóng trong mấy năm gần đây. Cùng với đó, các hãng ô tô lớn cho ra đời nhiều mẫu mã mới của cả xe con, xe bán tải và xe tải nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của người tiêu dùng cũng như nâng cao chất lượng, tính tiện nghi sử dụng của xe.
Tuy nhiên với đặc thù hoạt động riêng, các xe ô tô quân sự vẫn phải đáp ứng các yêu cầu khai thác trong điều kiện khắc nghiệt, có độ tin cậy cao, tính năng thông qua cao và tính đồng bộ lắp lẫn tốt nên hiện tại trong biên chế quân đội ta vẫn đang tiếp tục khai thác và sử dụng nhiều loại ô tô sản xuất tại Liên Xô (cũ) như: ZIL, UAZ, KRAZ, URAL, KAMAZ,… Trong điều kiện ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở trong nước nói chung và Quân đội nói riêng đang phát triển thì việc khai thác, sử dụng tốt các xe - máy hiện có là một vấn đề hết sức cần thiết, phù hợp với điều kiện kinh tế của đất nước trong quá trình xây dựng quân đội chính quy, tinh nhuệ và từng bước hiện đại.
Xe KRAZ-255 là một xe tải có nhiều công dụng, có tính năng thông qua cao được đưa vào sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực quân sự, thường được dùng để vận tải hàng hóa, vận chuyển vũ khí, kéo pháo, chở cầu phao,... Xe KRAZ-255 thường hoạt động trên địa hình phức tạp, có tải trọng lớn nên hệ thống truyền lực của xe với chức năng truyền mô men từ động cơ đến bánh xe chủ động cũng hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, chịu tải trọng và mô men lớn do đó hoạt động khai thác, bảo dưỡng hệ thống hệ thống truyền lực là một hoạt động rất quan trọng.
Vì vậy, với nội dung đồ án tốt nghiệp là: “Khai thác hệ thống lái trên xe KRAZ-255V” phần nào đáp ứng được mục đích, yêu cầu trên và giúp ích cho cán bộ làm công tác quản lý, sử dụng và khai thác ô tô KRAZ-255 ở các đơn vị công tác sau này.
Đồ án tập trung vào vấn đề chính là nâng cao chất lượng sử dụng và khai thác hệ thống lái trên ô tô KRAZ-255V. Nội dung của đồ án được đưa ra, cụ thể là: Chương 1, đồ án giới thiệu chung về ô tô KRAZ-255V. Ở chương 2, đồ án phân tích kết cấu hệ thống lái trên ô tô KRAZ-255V. Với các nội dung chương 1,2 đã làm được thì chương 3, đồ án thực hiện tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái ô tô KRAZ-255V. Cuối cùng là chương 4, đồ án có nội dung về hướng dẫn khai thác hệ thống lái ô tô KRAZ-255V. Trong đó, vấn đề trọng tâm là kết cấu của hệ thống lái.
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG XE KRAZ- 255V
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ KRAZ-255V.
Ô tô KRAZ-255 do Кременчу́гский Aвтомоби́льный Заво́д (КрАЗ) tại Ukraine sản xuất từ năm 1967. Xe có tính năng cơ động rất cao hoạt động được trên nhiều địa hình (kể cả có đường và không có đường). Độ sâu lội nước của xe là 1,0 m, ô tô cũng cho phép sử dụng trong điều kiện khí hậu, nhiệt độ từ - 40oC đến 50oC. KRAZ-255 là xe tải có nhiều công dụng, có 3 cầu chủ động, có tính năng thông qua cao, được trang bị tời kèo ở phía sau và có nhiều phiên bản khác nhau như:
- KRAZ-255B (1967) - xe cơ bản có bệ, hoặc khung không có bệ. Được thiết kế để vận chuyển hàng hóa và kéo rơ moóc. Khung gầm của chiếc xe này được một số doanh nghiệp sử dụng rộng rãi để lắp cho các loại xe cẩu, máy xúc, giàn khoan, dàn xi măng, đóng cọc và nhiều loại thiết bị khác.
- KRAZ-255BS (1969) - là một biến thể để hoạt động ở vùng Viễn Bắc.
- KRAZ-255B1 (1979) - một cải tiến với dẫn động phanh (mạch kép) riêng biệt, chất chống đóng băng để tăng điều kiện môi trường hoạt động.
Hiện nay trong quân đội ta chủ yếu sử dụng phiên bản KRAZ-255V với mục đích kéo sơ mi rơ moóc, kéo pháo,…
1.2. ĐẶC ĐIỂM CỤM VÀ HỆ THỐNG CHÍNH CỦA Ô TÔ KRAZ-255V.
- Động cơ: là thiết bị dùng để đốt cháy nhiên liệu, biến nhiệt năng thành cơ năng và vì vậy nó là thiết bị sinh lực cho ô tô có thể chuyển động được.
Động cơ trên xe KRAZ-255V là động cơ IAMZ – 238 chạy bằng nhiên liệu điezen, 4 kỳ, 8 xi lanh bố trí hình chữ V, công suất cực đại 240 ml ở tốc độ động cơ ne = 2100 vòng/ phút, mô men xoắn cực đại 883 N.m ở tốc độ động cơ 1500 vòng/ phút, tiêu hao nhiên liệu ge = 175 g/ ml.giờ.
- Hệ thống truyền lực: làm nhiệm vụ truyền và biến đổi mô men từ động cơ đến các bánh xe chủ động.
+ Ly hợp ma sát khô, hai đĩa, thường đóng. Đĩa bị động có giảm chấn xoắn, lò xo ép bố trí xung quanh, dẫn động mở ly hợp bằng cơ khí có trợ lực lò xo.
+ Hộp số cơ khí IAMZ – 236N, 3 trục dọc, 5 số truyền đồng tốc quán tính
hoàn toàn ở số II, III, IV, và V. Tỉ số truyền ở các số truyền 1,2,3,4,5 lần lượt là 5,26; 2,90; 2,52; 1;00; 0,664 và tỉ số truyền của số lùi là 5,48.
- Hệ thống lái: Kiểu cơ khí có trợ lực thuỷ lực gồm cơ cấu lái, dẫn động lái
và trợ lực lái. Cơ cấu lái trục vít - đai ốc - bi - thanh răng - cung răng. Tỉ số truyền 23,6.
Dẫn động lái cơ khí gồm vành lái, trục lái, vỏ vành trục lái, các đăng trục lái, đòn quay đứng, cam quay, thanh lái dọc, đòn quay ngang thanh lái ngang và các khớp nối (rôtuyn).
- Hệ thống phanh: Gồm hệ phanh chính, hệ phanh tay, phanh bổ trợ, hệ phanh chậm dần.
+ Hệ thống phanh chính (phanh công tác) dùng để điều chỉnh tốc độ chuyển động của ô tô trong điều kiện chuyển động bất kỳ. Cơ cấu phanh kiểu tang trống có hai guốc phanh ở tất cả các bánh xe. Dẫn động phanh bằng khí nén.
+ Hệ thống phanh tay dùng khi dừng xe hoặc đỗ xe trên dốc, dùng kết hợp hoặc thay thế phanh chân khi cần thiết như trong các trường hợp hư hỏng hệ thống phanh công tác.
+ Hệ thống phanh bổ trợ (còn gọi là hệ thống phanh động cơ)
1.3. THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA Ô TÔ KRAZ -255V.
Đặc tính kỹ thuật cơ bản của ô tô KRAZ -255V như bảng 1.1.
Như vậy trong chương này, đồ án đã trình bày được những thông số cơ bản của xe KRAZ-255V. Để việc khai thác hệ thống truyền lực có hiệu quả, trong chương tiếp theo, đồ án sẽ phân tích kết cấu của hệ thống truyền lực ô tô KRAZ-255V.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE KRAZ – 255V
2.1. Khái quát hệ thống lái ô tô
2.2.1. Công dụng hệ thống lái ô tô
Hệ thống lái ô tô cùng hệ thống phanh là hệ thống điều khiển ô tô thuộc phần gầm xe, đúng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an toàn chuyển động của xe.
2.2.2. Yêu cầu hệ thống lái ô tô
Một cơ cấu lái tốt cần đạt được những tính năng sau: không đảo ngược, ổn định, chính xác, bền êm, không giật.
Yêu cầu:
- Không đảo ngược: quay vành tay lái sẽ làm cho bánh trước quay quanh chốt của cơ cấu chuyển hướng, nhưng ngược lại không được để cho các phản lực của nền đường tác dụng lên bánh trước làm vánh tay lái quay
- Ổn định một cơ cấu lái ổn định khi nó luôn luôn có khuynh hướng tự quay về vị trí cân bằng làm cho xe lăn bánh trên đường thẳng, muốn vậy cần đảm bảo cho chốt và trục của cam quay được đặt ở một phương nhất định
- Chính xác và bền: đòi hỏi các chi tiết của cơ cấu lái phải được chế tạo bằng vật liệu chịu mòn và có sức bền tốt với kích thước chính xác
2.2.3. Cấu tạo chung hệ thống lái ô tô
Hệ thống lái ô tô gồm 3 phần chính: Cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.
Khi ô tô quay vòng với vận tốc chậm, có thể bán qua lực ly tâm gọi là trạng thái quay vòng tĩnh. Khi ô tô quay vòng với vận tốc cao, ta xét đến lực ly tâm gọi là trạng thái quay vòng động. Trong thực tế xe thường chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy quay vòng động là chủ yếu, trong đó quay vòng thiếu, quay vòng thừa xẩy ra do việc thay đổi tốc độ chuyến động, sự đàn hồi của lốp và hệ thống treo.
2.2.4. Phân loại hệ thống lái ô tô
Có nhiều cách phân loại hệ thống lái:
- Phân loại theo số lượng và vị trí đặt cầu dẫn hướng.
+ Chuyển hướng hai bánh xe ở cầu trước.
+ Chuyển hướng tất cả các bánh xe.
- Phân loại hệ thống lái theo sự có mặt của trợ lực lái.
+ Hệ thống lái cơ khí đơn giản (không trợ lực).
+ Hệ thống lái cơ khí có trợ lực (bằng thuỷ lực).
2.2. Phân tích hệ thống lái xe KRAZ – 255V
Hệ thống lái xe KRAZ- 255V là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực được bố trí theo sơ đồ van phân phối, xi lanh lực đặt liền nhau và tách biệt với cơ cấu lái (Hình 2.1). Gồm: cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.
Trong đó: Cơ cấu lái loại liên hợp, bơm dầu loại cánh gạt, van phân phối kiểu con trượt với cơ cấu phản xạ loại buồng.
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - đai ốc bi - cung răng, tỉ số truyền 23,6.
- Dẫn động lái cơ khí bao gồm vành lái, cọc lái, trục lái, cam quay, đòn kéo ngang và khớp nối, trục các đăng nối trục lái với cơ cấu lái.
Hình thang lái được bố trí phía sau dần cầu trước, thang lái dọc và đòn quay đứng được nối với ống trung gian của xi lanh lực bằng các khớp cầu.
2.2.1. Cơ cấu lái:
- Cơ cấu lái: Loại trục vít- đai ốc bi - thanh răng- cung răng (Hình 2.2)
Trục vít (16) nối với trục lái bằng trục các đăng và lắp quay trơn trên vỏ cơ cấu lái qua 2 ổ lăn côn tự lựa (15), điều chỉnh độ rơ của các ổ lăn bằng đai ốc điều chỉnh (8) lắp với nắp (12) của vỏ cơ cấu lái bằng mối ghép ren và được giữ cố định bởi chốt (11). Mũ ốc chế tạo liền với thanh răng (20) ăn khớp với trục vít qua dẫy các viên bi cầu, ở điểm đầu và điểm cuối đường ren vít của mũ ốc được khoan lỗ để lắp hai ống dẫn bi hình chữ U.
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.
2.2.2. Trợ lực lái:
Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng giảm nhẹ cường độ lào động của người lái, giảm mệt mỏi khi xe hoạt động trên đường dài. Đặc biệt trên xe có tốc độ cao, trợ lực lái còn nhằm nâng cao tính an toàn chuyển động khi xe có sự cố ở bánh xe như nổ lốp, hết khí nén trong lốp và giảm va đập truyền từ bánh xe lên vành tay lái.
Khi ô tô mới ra đời thì hệ thống lái hoàn toàn chỉ bằng hệ thống cơ khí thuần tuý. Hiện nay thì hầu hết các xe vận tải và cả xe con đều có trợ lực trong hệ thống lái. Công nghệ chế tạo ô tô ngày càng phát triển đã cho ra đời các xe có tải trọng lớn, tốc độ cao. Với các loại xe này, tải trọng tác dụng lên cầu dẫn hướng lớn, do đó hệ thống lái cơ khí thuần tuý không đáp ứng yêu cầu của hệ thống lái. Trợ lực lái ra đời giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng hơn và làm tăng độ tin cậy làm việc của hệ thống lái.
Ngoài ra còn do các nguyên nhân sau mà trợ lực lái ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến:
- Lốp có thành máng, lốp có áp suất thấp và lốp có áp suất điều chỉnh ngày càng được sử dụng phổ biến.
- Ô tô có nhiều cầu dẫn hướng được sử dụng ngày càng nhiều.
- Ô tô vận tải cỡ lớn ngày càng được phát triển.
- Ô tô được sử dụng trong nhiều điều kiện đường xá, đường xá sấu và ngay cả khi không có đường (trong nông, lâm nghiệp và trong quốc phòng).
Sơ đồ khối hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực được mô tả ở hình 1.4.
2.2.2.1. Bơm dầu
Bơm dầu có bầu chứa dầu lắp riêng được nối với bơm bằng các đường ống. (hình 2.8).
Bơm dầu trợ lực lái xe KRAZ- 255V là loại bơm dầu kiểu cánh gạt kép được dẫn động từ động cơ thông qua bộ truyền đai.
Trục bơm (14) quay trơn trên thân trước qua 2 ổ (13) và (15), đầu ngoài lắp chặt với puly bằng then hoa bán nguyệt và đai ốc, đầu trong lắp với rô to bằng then hoa. Rô to hình trụ xung quanh có rãnh để lắp cánh gạt (11), trên rãnh rô to được gia công nghiêng góc với phương bán kính (80 đến 150) theo chiều quay nhằm tránh kẹt các cánh trong rãnh.
Đĩa phân phối (9) hình trụ được lắp ép sát với thân giữa, trên đĩa có hai hốc lõm (5) tạo thành buồng hút, hai lỗ dẫn dầu ra khoang cao áp, 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.
2.2.2.3. Xi lanh lực
Có các khoang được nối với van phân phối bằng các đường ống, cần pít tông lắp với khung xe bằng chốt và vỏ xi lanh dịch chuyển cùng với van phân phối (Hình 2.9).
+ Bố trí xi lanh lực và van phân phối liền nhau nhưng tách biệt với cơ cấu lái như hình 1.5a.
Bố trí kiểu này cho phép giữ được kiểu cơ cấu lái cơ bản, giảm được chiều dài đường ống dẫn, bảo đảm an toàn cho hệ thống lái khi ô tô chuyển động trên đường gồ ghề và qua các vật cản. Sơ đồ này áp dụng trên xe (KRAZ- 255V; MA3- 500).
+ Bố trí cách biệt cơ cấu lái, van phân phối, xi lanh thuỷ lực của trợ lực lái như hình 1.5b.
Sơ đồ bố trí các cụm của trợ lực lái trong hệ thống lái ô tô xem (Hình 1.5).
+ Bố trí trong một cụm như hình 1.5c.
Ở sơ đồ này ta thấy cơ cấu lái, van phân phối, xi lanh lực bố trí liền khối.
Ưu điểm của sơ đồ bố trí này là kích thước nhỏ gọn, đường ống ít và có độ nhậy cao.
Nhược điểm của sơ đồ là kết cấu phức tạp, các chi tiết của dẫn động lái chịu tải trọng lớn, không có khả năng lắp lẫn trên các xe có hệ thống lái tiêu chuẩn. Sơ đồ này thường áp dụng trên các xe có trọng lượng toàn bộ từ (5 đến 10) tấn như xe (ZIL- 130; ZIL - 131; KAMAZ- 5320).
+ Bố trí bộ phận phân phối liền với cơ cấu lái nhưng tách biệt xi lanh công tác như hình 1.5d.
Sơ đồ này áp dụng trên xe (UPAL- 375D và UPAL - 4320). Bố trí theo sơ đồ này khắc phục được một số nhược điểm ở các sơ đồ trên như giảm được các khâu liên kết, các chi tiết dẫn động lái chịu tải trọng nhỏ.
2.2.3. Dẫn động lái
Tất cả các liên hệ động học và động lực học của các bánh xe dẫn hướng và các trục dẫn hướng có thể thực hiện nhờ dẫn động cơ khí, thuỷ lực, điện và liên hợp. Dẫn động cơ khí được sử dụng rộng rãi hơn cả vì có cấu tạo đơn giản và có độ tin cậy làm việc cao đối với xe có một cầu dẫn hướng. Dẫn động lái của các xe này gồm các khâu liên kết khớp với nhau (gồm các thanh và đòn) tạo thành cơ cấu hình thang lái và dòn kéo dọc.
Trên xe ô tô quân sự KRAZ-255V có hệ thống treo phụ thuộc yêu cấu phải có dẫn động lái đơn giản nên dẫn động lái được sử dụng trên xe KRAZ-255V là dẫn động lái cơ khí.
2.2.3.1. Vành lái
Vành lái (6) là một vành tròn, có cốt thép và được bọc nhựa, vành lái được lắp với trục lái (8) thông qua mối ghép then và mối ghép ren, kết cấu hình 2.3.
2.2.3.3. Vỏ trục lái
Vỏ trục lái (3) là một ống bằng thép rỗng, bên trong lồng trục lái. Vỏ trục lái được bắt chặt với giá ở phía trước bảng đồng hồ bằng đai kẹp.
2.2.3.4. Trục các đăng
Trục các đăng là một trụ bằng thép, ở hai đầu có hai khớp các đăng. Nạng của các khớp các đăng được nối với ống lồng có then hoa và được lắp trên lõi của cơ cấu lái bằng mối ghép then hoa. Các khớp nối then hoa, vòng bi của khớp các đăng đều được bôi trơn bằng mỡ, chỗ giáp nối của ống lồng và trục được làm kín bằng đệm và bằng ốc hãm.
2.2.3.6. Hình thang lái
* Đặt vấn đề
Chúng ta xét sự quay vòng của một ô tô hai cầu với cầu trước là cầu dẫn hướng (hình 2.6).
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.
* Cấu tạo của hình thang lái:
Hình thang lái thực chất là một hình tứ giác gồm bốn khâu (hình 2.7): dầm cầu, thanh lái ngang và hai thanh bên (cánh bản lề). Ở vị trí trung gian tứ giác này có dạng hình thang nên được gọi là hình thanh lái. Trừ dầm cầu ra các khâu còn lại của hình thang lái có cấu tạo như các đòn kéo đã nghiên cứu ở trên. Vì vậy ở đây chúng ta không xét thêm về mặt cấu tạo mà chủ yếu đưa ra hình dạng và kích thước của hình thang lái.
2.2.4. Nguyên lý làm việc của trợ lực lái xe KRAZ- 255V
2.2.4.1. Sơ đồ nguyên lý: (hình 2.10)
Sơ đồ nguyên lý làm việc xi lanh lực và van phân phối như hình 2.10.
2.2.4.3. Khi ô tô quay vòng: (giả sử quay vòng sang phải), (hình 2.10.II)
Người lái quay vành tay lái sang phải, đòn quay đứng lắc về trước, do thời điểm ban đầu lực cản quay vòng lớn lên bánh xe dẫn hướng, dẫn động lái và thân van phân phối chưa dịch chuyển. Vì vậy con trượt (2) được dịch chuyển về phía sau rời khỏi vị trí trung gian trong thân van lò xo bị nén lại, khoang a của xi lanh lực được nối thông với đường dầu từ bơm tới và khoang b được nối với bầu chứa.
2.2.4.4. 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, pít tông tiếp tục dịch chuyển làm các bánh xe dẫn hướng quay vòng. Qua dẫn động lái thân van phân phối dịch chuyển trong khi con trượt đứng yên do người lái giữ vành tay lái.
2.2.4.6. 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 xi lanh lực được luân chuyển từ khoang này sang khoang kia qua van bi trong thân van phân phối.
Chương 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI
3.1. Thông số vào.
Các thông số vào xác định theo các tài liệu đó có và trên xe thực được tổng hợp trong các bảng 3.1; 3.2; 3.3.
3.2. Kiểm nghiệm động học hình thang lái
3.2.1. Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái
Ta có:
ai : là góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài (độ);
bi : là góc quay của bánh xe dẫn hướng trong (độ);
BO : là khoảng cách giữa 2 trụ đứng (mm);
L : là chiều dài cơ sở của xe (mm).
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.
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 = a. Muốn vậy ta hạ EF vuông góc với AB.
So sánh công thức (3.1) và (3.2) ta thấy GBE = a
Như vậy qua cách chứng minh theo phướng 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 ai và bi của công thức (3.1) ta đặt chúng vào vị trí như (hình 3.1) thì các giao điểm Ei sẽ phải nằm trên đường GC thì động học hình thang lái đó sẵn có bảo đảm cho xe quay vòng mà các bánh xe 2 bên không bị trượt ngang.
3.2.2. Kiểm nghiệm hình thang lái bằng phương pháp hình học
3.2.2.1. Trình tự tiến hành
1. Vẽ trên giấy kẻ ly các kích thước cơ bản L, B0, m, n theo đường tỷ lệ xích.
2. Cho các góc quay của bánh xe bên ngoài những giá trị bi khác nhau.
Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay ai tương ứng của bánh xe bên trong xem (hình 3.2).
3. Dựng các góc bi và ai như (hình 3.3).
4. Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm Ei
Nếu các điểm Ei nằm trên hoặc nằm gần đoạn thẳng GC thì ô tô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng không bị trượt bên hoặc có bị trượt bên song không có đáng kể.
3.2.2.2.Kết quả kiểm tra động học hình thang lái bằng hình học như trên hình
Kết quả kiểm tra động học hỡ bằng phương pháp hình học như hình 3.3.
3.2.3. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số
Trình tự tiến hành như sau:
- Bước 1: Cho các góc quay của bánh xe bên ngoài những giá trị bi khác nhau.
- Bước 2: Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay ai tương ứng các bánh xe trong (hình 3.2).
- Bước 3: Xác định các giá trị của hệ số di tương ứng với từng cặp ai và bi theo công thức (3.3)
- Bước 4: Các giá trị di 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 di theo công thức 3.3 thể hiện trên Bảng 3.4:
Kết luận: Qua kiểm tra động học hình thang lái xe KRAZ- 255V 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 đó có.
3.3. Tính bền các chi tiết hệ thống lái
3.3.1. Xác định mô men cản quay vòng
3.3.1.1. Sơ đồ tính toán dẫn động lái
Tính bền cho các chi tiết dẫn động lái ô tô phải xem xét đến vị trí của các chi tiết đó trong dẫn động. Đối với hệ thống lái có trợ lực cần chú ý vị trí đặt xi lanh lực. Tuỳ theo sơ đồ bố trí các chi tiết của dẫn động lái mà tải trọng tác dụng lên các chi tiết sẽ khác nhau. Sơ đồ tính toán dẫn động lái của ô tô KRAZ- 255V(hình 3.4).
3.3.1.2. Xác định mô nen cản quay vòng
Các yếu tố ảnh hưởng đến mô men cản quay vòng (Mc):
- Tải trọng phân ra cầu trước (bánh xe dẫn hướng G1).
- Hệ số ma sát lốp xe và đường.
- Kích thước, dạng vết bánh xe với mặt đường.
- Áp suất lốp, kết cấu hoa lốp, độ cứng ngang của lốp.
- Bán kính quay vòng của bánh dẫn hướng.
- Các góc đặt trụ đứng, góc đặt bánh xe dẫn hướng.
- Mô men ma sát ở trụ đứng và đẫn động lái.
Theo ý nghĩa vật lý, công thức xác định mô men cản (Mc) là:
Mc = M1+ M2+ M3 (3.4)
Thay số vố vào ta được: Mc = 5450.1,12(0,02.50+0,14.0,01)=328[kGm];
3.3.2. Tính bền một số chi tiết cơ cấu lái
3.3.2.1. 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.
Thay số ta được: stx= 49281[Kg/cm2] < [stx]
Vậy ta thấy stx < [stx]
Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.
3.3.2.2. Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền thanh răng cung răng
Ta có:
y : là hệ số răng;
bc : là chiều dài răng của cung răng [mm];
tc : là bước răng của cung răng;
q : là áp suất dầu trong xi lanh trợ lực [KG/ cm2];
DX : là đường kính xi lanh lực [mm];
Rc : là bán kính vòng chia của cung răng [mm];
Thay số vào công thức (3.9) ta có:
PC = 6993,3 [KG/cm2]
Thay số vào công thức (3.8) ta có:
su = 757.3 [KG/ cm2]
[su] = 3000 ¸ 4000 [KG/ cm2]
Vậy ta thấy su< [su]
Ứng suất tiếp xúc giữa răng của cung răng và răng của thanh răng:
Thay số vào công thức (3.10) ta có:
stx = 861 [KG/ cm2]
[stx] = 15000 [KG/ cm2]
Vậy ta thấy stx < [stx]
Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.
3.3.3. Tính bền một số chi tiết dẫn động lái
3.3.3.1. Tính bền đòn lái đứng
Đòn lái đứng được kiểm bền theo ứng suất kéo tương đương và ứng suất xoắn tại tiết diện nguy hiểm, sơ đồ tính toán đòn quay đứng (hình 3.5).
Xác định lực tác dụng lên đòn quay đứng:
Lực tác dụng lên đòn quay đứng ô tô KRAZ- 255B, được xác định theo công thức sau: Pđ = 1391,9 [KG]
Thay số vào công thức (3.13) ta có:
wu = 42,66 [cm3]
wx : là mô men chống xoắn;
wx= a.h.b2= 0,231.8.16 = 29,56 [cm3];
Thay các giá trị tìm được vào công thức (3.12) ta có: stđ = 213 [KG/ cm2];
Thay số vào công thức (3.15) ta có:: t = 235.4 [KG/ cm2] ;
Đòn lái đứng làm bằng thép các bon trung bình 40x tôi và ram có: [s] = 1000 [KG/ cm2]; [t] = 700 [KG/ cm2] ;
Vậy hệ số an toàn: ns = 4.69; nt = 2.97
Kết luận: Qua tính toán ta thấy s < [s]; t < [t]. Vậy đòn lái đứng đảm bảo bền.
3.3.3.2. Thanh lái dọc và thanh lái ngang
Các thanh lái được kiểm tra bền theo độ cứng vững để tránh bị uốn khi chịu nén do hình dạng các thanh lái thực tế không thẳng. Để bảo đảm độ cứng vững
Thay vào (3.20) ta có: MC = 1125 [N. M];
Từ các giá trị tính được và thông số chọn, thay vào (3.19)
Lực truyền qua thanh lái dọc với chiều dài ldọc= 760 [mm]: Pedọc = 1480,26 [N]
Lực truyền qua thanh kéo ngang với chiều dài được lấy từ bảng 3.1 lengang= 1510 [mm]: Pengang = 745 [N]
Thay các giá trị vào công thức ta có:
Dd = 0,009 [m]
Dn = 0.012 [m]
- Hệ số dự trữ độ cứng vững của thanh kéo dọc và thanh lái ngang được chọn trong khoảng 1,5 đến 2,5.
+ Thanh lái dọc nd = 2,5
+ Thanh lái ngang nn = 1,8
Kết luận: Thanh lái dọc và thanh lái ngang đảm bảo bền.
Chương 4
HƯỚNG DẪN KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE KRAZ- 255V
4.1. Yêu cầu chung
Trên cơ sở nắm vững đặc điểm cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên từng xe trong quá trình khai thác sử dụng, khi bảo quản, bảo dưỡng, sửa chữa cần tuân thủ một số yêu cầu sau đây:
Trong quá trình sử dụng phải thường xuyên kiểm tra mức dầu trong trợ lực, thông rửa các phần tử lọc của bơm, thường xuyên kiểm tra độ kín khít của các mối ghép và đường ống trong trợ lực.
Khi dừng, đỗ xe không nên rú ga nhanh vì như vậy sẽ làm cho áp xuát 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.
4.2.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên
Hàng ngày trước khi đi công tác, hoặc khi dừng, nghỉ dọc đường hoặc sau mỗi chuyến công tác về phải kiểm tra sự rò rỉ của hệ thống, kiểm tra các vị trí lắp ghép, xem các ốc có lỏng ra không và có còn chốt chẻ. Kiểm tra sự làm việc của hệ thống lái xem có bị kẹt không, kiểm tra mức dầu trong trợ lực lái và cơ cấu lái nếu thiếu thì bổ sung. Kiểm tra độ rơ vành tay lái.
4.2.1.3. Bảo dưỡng II ( sau 20.000 km)
Làm đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng I và làm thêm một số nội dung sau:
- Kiểm tra độ rơ trụ đứng, cam quay vòng.
- Kiểm tra dầu và nếu cần thiết thì thay dầu trong hệ thống trợ lực và cơ cấu lái.
- Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ các khớp cầu của các thanh lái và bơm mỡ đầy đủ vao các khớp.
- Thông rửa các phần tử lọc của bơm, kiểm tra áp xuát trong hệ thống của trợ lực và sự làm việc của van phân phối.
- Kiểm tra, xiết chặt vỏ của cơ cấu lái với khung xe, cọc lái với giá đỡ trong buồng lái, kiểm tra độ rơ và lực cần thiết để quay vành tay lái trên trục.
4.2.2. Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng hệ thống lái của ô tô
Sau bảo dưỡng, tiến hành thử xe và kết hợp kiểm tra tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái.
Yêu cầu: Toàn bộ hệ thống phải sạch sẽ, các bộ phận các cụm chi tiết phải đồng bộ, lắp ghép chắc chắn, phải có đủ ốc hãm, chốt hãm.
Đánh tay lái nhẹ nhàng, linh hoạt, vành tay lái phải tự động trả về vị trí xe đi thẳng sau khi không còn tác động lực 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 với từng nhãn hiệu xe, bánh xe dẫn hướng không bị bó, không bị lắc đảo.
4.2.3. Một số nội dung kiểm tra điều chỉnh.
4.2.3.1. Kiểm tra độ rơ tổng hợp trên vành tay lái
- Phương pháp kiểm tra:
Để đo độ rơ tổng hợp trên vành tay 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.
- Cách tiến hành như sau:
Kích cho hai bánh xe dẫn hướng lên khỏi mặt đất rồi kê chèn ôtô chắc chắn. Đánh tay lái đưa hai bánh xe dẫn hướng về vị trí xe chuyển động thẳng. Gá kim của dụng cụ đo vào vành tay lái và thang đo của dụng cụ vào vỏ trục tay lái. Từ từ đánh tay lái về một bên, khi thấy bánh xe dẫn hướng chuẩn bị dịch chuyển thì dừng lại, chỉnh thang đo của dụng cụ sao cho kim chỉ vào số "0" trên thang.
4.2.3.2. Kiểm tra lực đặt lên vành tay lái
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.
Giá trị đo được lực này tại ba vị trí :
Vị 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.
Vị trí 2: Quay vành lái 3/4 vòng khỏi vị trí trung gian giá trị lực đặt lên vành lái cho phép là 2,0 ¸ 2,3 KG.
4.2.3.4. 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.
4.2.3.6. Điều chỉnh khe hở ăn khớp cặp bánh răng trong cơ cấu lái
Trong quá trình làm việc vị trí tiếp xúc, ăn khớp của các chi tiết với nhau bị thay đổi do mòn, dẫn tới làm khe hở giữa chúng tăng lên và làm cho độ rơ vành tay lái, hệ thống lái không nhậy.
Do vậy việc điều chỉnh ăn khớp, tiếp xúc các vị trí của chi tiết là một yêu cấu 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.
- Đối với ô tô KRAZ- 255V:
+ Đỗ xe ở vị trí chuyển động thẳng trên đường bằng.
+ xả dầu trong cơ cấu lái.
+ Tháo các bu lông ở mặt bên.
+ Thêm hoặc bớt đệm điều chỉnh 20 (hình 2.2).
4.2.3.7. 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.
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:
- Vặn chặt nút xả dầu.
- Lắp ráp bầu dầu.
- Tháo nắp đổ dầu.
4.3.2.9. 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 bô phân phối bằng nút gỗ hay giẻ để ngăn bụi bẩn lọt vào.
4.3. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục
Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra những hư hỏng làm mất khả năng điều khiển của xe. Dó đó có thể gây ra nhiều tai nạn bất ngờ gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản của mọi người. Chính vì vậy mà việc thường xuyên kiểm tra phát hiện những hư hỏng của hệ thống lái là một việc làm rất cần thiết, đảm bảo tính an toàn sử dụng cho xe.
Trên Bảng 4.1 là một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục
KẾT LUẬN
Qua một thời gian thu thập tài liệu, phân tích tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, tính toán kiểm nghiệm, với sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn và các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô Quân sự Khoa động lực, cùng với sự giúp đỡ của các cơ quan đơn vị, nhà máy, bạn bè cùng lớp tôi đã hoàn thành đồ án. Trong đồ án này tôi đã thực hiện được các nội dung cơ bản sau:
+ Giới thiệu chung về ô tô KRAZ- 255V
+ Phân tích đặc điểm kết cấu và trình bầy nguyên lý làm việc của hệ thống lái ô tô KRAZ- 255V
+ Kiểm tra động học hình thang lái ô tô KRAZ- 255V và tính bền cho một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái ô tô KRAZ- 255V
+ Tìm hiểu hướng dẫn sử dụng xe và sử dụng hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực
Qua việc thực hiện các nội dung trên tôi thấy:
Xe KRAZ- 255V là ô tô vận tải có tính năng thông qua cao được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân và đặc biệt trong quân đội ta.
Hệ thống lái trên xe KRAZ - 255V là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực, cơ cấu lái kiểu trục vít - đai ốc - thanh răng - cung răng, có tỷ số truyền không đổi là 23.6.
Kết quả kiểm tra động học của dẫn động lái và tính bền cho một số chi tiết cơ bản của hệ thống lái cho thấy khi ô tô quay vòng các bánh xe dẫn hướng còn có hiện tượng trượt bên nhưng sự trượt bên là nhỏ.
Do thời gian ngắn, khả năng tham khảo tài liệu còn hạn chế, việc trực tiếp tiếp xúc với xe còn ít do vậy đồ án của tôi không tránh khỏi các thiếu sót. Rất mong sự quan tâm đúng góp chỉ bảo chân tình của các thầy, các bạn đối với đồ án của tôi.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS Nguyễn Phúc Hiểu - TS Vũ Đức Lập. Lý thuyết ôtô Quân sự .
2.Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vi- Cấu tạo ô tô quân sự (tập 1,2)- HVKTQS- năm 1995.
3.Đỗ Quyết Thắng- Chi tiết máy (Tập II)- HVKTQS- năm 1994.
4. PGS.TS Vũ Đức Lập. Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô. Học viện kỹ thuật quân sự. Hà Nội – 2005.
5.Bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa ô tô Liên Xô- Nhà xuất bản - CNKT (Bản dịch tiếng việt)-năm 1983.
6.Hướng dẫn sử dụng ô tô KRAZ- 255B và KRAZ- 255V-(Bản in tiếng Nga)-năm 1970
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"