MỤC LỤC
MỤC LỤC...........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI ..........................................3
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại................................................................................ 3
1.1.1. Công dụng.................................................................................................................3
1.1.2. Yêu cầu......................................................................................................................3
1.1.3. Phân loại................................................................................................................... 4
1.1.3.1. Theo vị trí bố trí vô lăng:.........................................................................................4
1.1.3.2. Theo kết cấu cơ cấu lái chia ra: ............................................................................4
1.1.3.3. Theo số lượng bánh xe chuyển hướng chia ra :................................................... 4
1.1.3.4. Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của bộ cường hoá lái chia ra:........................ 4
1.2. Kết cấu hệ thống lái ...................................................................................................5
1.2.1. Vô lăng. .....................................................................................................................5
1.2.2. Trục lái .......................................................................................................................5
1.2.3. Cơ cấu lái. .................................................................................................................6
1.2.4. Trợ lực lái ..................................................................................................................9
1.2.5. Dẫn động lái.............................................................................................................16
1.2.6. Hình thang lái............................................................................................................17
1.2.7. Hình học lái...............................................................................................................17
1.2.7.1. Góc doãng.............................................................................................................18
1.2.7.2. Góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng......................................................................20
1.2.7.3. Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng..................................................................21
1.2.7.4. Độ chụm đầu...........................................................................................................21
1.3. Cường hoá lái.............................................................................................................22
1.3.1. Công dụng.................................................................................................................22
1.3.2. Phân loại....................................................................................................................22
1.3.3. Yêu cầu..................................................................................................................... 23
1.3.4. Các thông số đánh giá...............................................................................................23
1.3.5. Các sơ đồ bố trí..........................................................................................................23
CHƯƠNG 2. KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRÊN HỆ THỐNG LÁI XE VINFAST FADIL........26
2.1. Giới thiệu ô tô VinFast Fadil..................................................................................... 26
2.2. Khái quát hệ thống lái trợ lực điện. .........................................................................28
2.2.1. Các phần tử cơ bản của trợ lực lái điện...................................................................28
2.2.2. Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống trợ lực lái điện...................................................30
2.3. Cấu tạo và nguyên lí làm việc hệ thống lái trợ lực điện.........................................32
2.3.1. Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 1............................................................................ 32
2.3.2. Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 2............................................................................34
2.3.3. Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện............................................................37
2.3.3.1.Cảm biến tốc độ đánh lái có 2 loại:.........................................................................37
2.3.3.2. Cảm biến mômen lái có 3 loại: .............................................................................38
2.3.3.3. Cảm biến tốc độ ôtô:..............................................................................................41
2.4. Hệ thống lái trợ lực điện trên xe VinFast Fadil.......................................................43
2.4.1. Bố trí cơ cấu lái trên xe VinFast Fadil.......................................................................43
2.4.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái trên xe VinFast Fadil ................................................44
2.4.2.1. Đặc điểm cơ cấu lái ...............................................................................................44
2.4.2.2. Bố trí trợ lực lái ......................................................................................................44
2.5.Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe VinFast Fadil......................................46
2.5.1. Thông số đầu vào. ....................................................................................................46
2.5.2. Tính toán kiểm nghiệm hình thang lái xe VinFast Fadil ............................................47
2.5.2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán kiểm tra động học hình thang lái................................... 47
2.5.2.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học................................48
2.5.2.3. Kiểm tra bằng phương pháp đại số.......................................................................48
2.5.3. Tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái...................................49
2.5.3.1. Xác định mômen cản quay vòng...........................................................................49
2.5.3.2. Xác định lực cực đại tác dụng lên vành tay lái.....................................................51
2.5.3.3. Tính bền trục lái...................................................................................................52
2.5.3.4. Tính bền đòn kéo ngang.....................................................................................53
2.5.3.5. Tính bền đòn kéo dọc..........................................................................................54
2.5.3.6. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái............................................................55
CHƯƠNG 3. KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE VINFAST FADIL.....58
3.1. Cơ sở lý thuyết chẩn đoán, bảo dưỡng kỹ thuật................................................58
3.1.1. Cơ sở lý thuyết chẩn đoán kỹ thuật......................................................................58
3.1.2. Cơ sở lý thuyết bảo dưỡng kỹ thuật ....................................................................59
3.2. Chẩn đoán kĩ thuật hệ thống lái trợ lực điện. ...................................................59
3.2.1. Chẩn đoán dựa vào hiện tượng hư hỏng............................................................59
3.2.2. Chẩn đoán dựa vào máy chẩn đoán...................................................................60
3.2.2.1 Sử dụng máy chẩn đoán...................................................................................60
3.3.Quy trình bảo dưỡng hệ thống lái trợ lực điện..................................................66
3.3.1. Các yêu cầu chung.............................................................................................66
3.3.2. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái...................................................................67
3.3.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên...............................................................................67
3.3.2.2. Bảo dưỡng sau 5000 km.................................................................................67
3.1.2.3. Bảo dưỡng sau 10.000km và các cấp lớn hơn...............................................68
3.3.3. Một số nội dung bảo dưỡng, sửa chữa chính....................................................68
3.3.3.1. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái.............................................................68
3.1.3.2. Thay thế nắp đậy phía dưới vô lăng...............................................................69
3.1.3.3. Thay thế Rotuyn bên ngoài của đòn lái...........................................................69
3.1.3.4. Thay thế trụ lái ...............................................................................................70
3.1.3.5. Thay thế rotuyn bên trong của đòn lái ...........................................................72
1. Tháo cơ cấu lái .......................................................................................................72
2. Tháo rotuyn ngoài của đòn lái ................................................................................72
3. Tháo vỏ cao su cơ cấu lái ......................................................................................72
3.1.3.6. Kiểm tra góc quay bánh xe. ..........................................................................72
3.1.3.7. Thay thế vỏ bọc cao su cơ cấu lái ................................................................73
3.1.3.8. Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm....................................................................... 73
3.4. Đặc điểm khai thác kĩ thuật hệ thống lái .......................................................74
3.4.1. Yêu cầu trong quá trình sử dụng. ....................................................................74
3.4.2 Quy trình tháo, lắp hệ thống lái ........................................................................76
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ............................................................................................. 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 85
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại.
1.1.1. Công dụng
Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để giữ cho ôtô chuyển động theo một hướng xác định nào đó và để thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe.
Hệ thống lái bao gồm các bộ phận chính sau:
- Cơ cấu lái, vô lăng và trục lái: Dùng để tăng và truyền mômen do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái.
- Dẫn động lái: Dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và để đảm bảo động học quay vòng đúng.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:
* Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định: Để đảm bảo yêu cầu này thì :
- Hành trình tự do của vô lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vô lăng ở vị trí trung gian tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ (không lớn hơn 150 khi có trợ lực và không lớn hơn 50 khi không có trợ lực).
- Các bánh dẫn hướng phải có tính ổn định tốt.
- Không có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi điều kiện làm việc và mọi chế độ chuyển động.
1.1.3. Phân loại
1.1.3.1. Theo vị trí bố trí vô lăng:
a. Vô lăng bố trí bên trái: (tính theo chiều chuyển động) dùng cho những nước xã hội chủ nghĩa trước đây, Pháp, Mỹ ...
b. Vô lăng bố trí bên phải: Dùng cho các nước thừa nhận luật đi đường bên trái như: Anh, Thuỵ Điển ...
1.1.3.4. Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của bộ cường hoá lái chia ra:
a. Cường hoá thuỷ lực
b. Cường hoá khí (khi nén hoặc chân không)
c. Cường hoá điện
1.2. Kết cấu hệ thống lái
Hệ thống lái có nhiều loại khác nhau nhưng hầu hết đều có các bộ phận như hình vẽ 1.1
1.2.1. Vô lăng
Vô lăng hay còn gọi là bánh lái thường có dạng tròn với các nan hoa, dùng để tạo và truyền mô men quay do người lái tác dụng lên trục lái. Các nan hoa có thể bố trí đối xứng hoặc không, đều hay không đều tuỳ theo sự thuận tiện khi lái.
1.2.3. Cơ cấu lái.
Cơ cấu lái thực chất là một hộp giảm tốc, có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vô lăng thành chuyển động góc (lắc) của đòn quay đứng và bảo đảm tăng mô men theo tỷ số truyền yêu cầu.
Quy luật thay đổ iw có một số dạng khác nhau tuỳ thuộc vào loại, kích cỡ và tính năng của xe. Đối với các xe thông thường: Qui luật thay đổi iw có dạng như trên hình 1.2. đường 4 là hợp lý nhất.
Trong phạm vi góc quay ½q½£ 900¸1200, tỷ số truyền iw cần phải lớn để tăng độ chính xác điều khiển và giảm lực cần tác dụng lên vô lăng. Khi xe chạy trên đường thẳng với tốc độ lớn, theo số liệu thống kê thì đa số thời gian hệ thống lái làm việc với góc quay nhỏ của vô lăng quanh vị trí trung gian. Ngoài ra iw tăng còn làm giảm được các va đập từ mặt đường.
1.2.4. Trợ lực lái
Để giảm cường độ hoạt động của người lái thì hệ thống lái cần có trợ lực.
Hệ thống lái trợ lực trên xe du lịch có các kiểu sau: trợ lực thuỷ lực,trợ lực thủy lực điều khiển điện, trợ lực điện.
a. Trợ lực thủy lực:
Cấu tạo bao gồm ba bộ phận chính sau :
- Bơm trợ lực thường dùng là loại bơm cánh gạt có tác dụng tạo ra dầu có áp suất đưa đến các xy lanh lực.
- Van điều khiển phân phối và điều khiển áp suất dầu trợ lực cần thiết. Có ba loại van điều khiển đó là : kiểu van cánh, kiểu van ống, và kiểu van quay.
b. Trợ lực thủy lực - điện.
* Cấu tạo:
Tương tự như hệ thống trợ lực thủy lực, hệ thống trợ lực thủy lực điều khiển điện có các bộ phận:
- Bơm trợ lực thường dùng là loại bơm cánh gạt có tác dụng tạo ra dầu có áp suất đưa đến các xy lanh lực.
- Bộ phận hộp điều khiển nhận tín hiệu tốc độ ô tô sau đó tính toán và tạo dòng điều khiển van phân phối điện từ một cách hợp lý
- Van điều khiển phân phối và điều khiển áp suất dầu trợ lực cần thiết. Có ba loại van điều khiển đó là : kiểu van cánh, kiểu van ống, và kiểu van quay.
c. Trợ lực điện:
* Cấu tạo: Cấu tạo hệ thống trợ lực điện bao gồm các bộ phận trên hình:
- Cảm biến mô men: cảm biến mô men được gắn vào phía trong trục lái, dựa vào hiệu ứng Hall để đưa ra điện áp tùy thuộc vào mô men đánh lái và mô men cản. Điện áp ra của cảm biến sẽ được gửi vào ECU để điều khiển mô tơ trợ lực
- ECU điều khiển: ECU tiếp nhận các thông số tín hiệu của cảm biến mô men, cảm biến tốc độ động cơ, tín hiệu IG, tín hiệu tốc độ xe sau đó tính toán và điều khiển mô tơ trợ lực
1.2.5. Dẫn động lái.
Bao gồm tất cả các chi tiết làm nhiệm vụ truyền lực từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo cho các bánh xe có động học quay vòng đúng.
1.2.6. Hình thang lái.
Là bộ phận quan trọng nhất của dẫn động lái. Hình thang lái có nhiệm vụ đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng. Mục đích làm cho các bánh xe khỏi trượt lê khi quay vòng, dẫn đến giảm sự mài mòn lốp, giảm tổn hao công suất và tăng tính ổn định.
Hình thang lái có nhiều dạng kết cấu khác nhau. Đòn ngang có thể cắt rời hay liền tuỳ theo hệ thống treo là độc lập hay phụ thuộc. Nhưng dù trường hợp nào thì kết cấu của hình thang lái củng phải phù hợp với động học bộ phận hướng của hệ thống treo, để dao động thẳng đứng của các bánh xe không ảnh hưởng đến động học của dẫn động, gây ra dao động của bánh xe dẩn hướng quanh trục quay.
1.2.7. Hình học lái.
Hình học lái là thuật ngữ biểu đạt mối quan hệ hình học trong hệ thống mặt đường- bánh xe - các bộ phận của hệ thống lái- các bộ phận của hệ thống treo.
1.3. Cường hoá lái.
1.3.1. Công dụng
Trên các xe ô tô tải trọng lớn, xe du lịch cao cấp và các xe khách hiện đại thường có trang bị cường hoá lái để:
+ Giảm nhẹ lao động cho người lái.
+ Tăng an toàn cho chuyển động.
1.3.2. Phân loại.
Theo nguồn năng lượng:
- Cường hoá thuỷ lực
- Cường hoá khí (khí nén hoặc chân không)
- Cường hoá điện
- Cường hoá cơ khí
1.3.5. Các sơ đồ bố trí.
Bất kỳ cường hoá lái nào cũng có ba bộ phận sau:
- Nguồn lăng lượng: bơm dầu, máy nén + bình chứa hoặc ắc quy.
- Bộ phận phân phối: dùng để phân phối đều chỉnh năng lượng cung cấp cho bộ phận chấp hành. Đảm bảo sự tỷ lệ giữa các góc quay của bánh xe dẩn hướng.
- Cơ cấu chấp hành: tạo và truyền lực (trợ lực) lên cơ cấu lái và dẫn động lái.
Các bộ phận trên có thể được bố trí theo 4 sơ đồ sau:
- Cơ cấu lái, bộ phạn phân phối và xilanh lực bố trí chung thành một cụm như trên hình 2-20.
CHƯƠNG 2. KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRÊN HỆ THỐNG LÁI XE VINFAST FADIL
2.1. Giới thiệu ô tô VinFast Fadil
Trong phân khúc xe hạng A hiện nay, VinFast Fadil là mẫu xe mạnh mẽ nhất trong phân khúc, với các đối thủ cạnh tranh như: Hyundai Grand i10, Kia Morning, Toyota Wigo,…
Fadil là thương hiệu ô tô đầu tiên của VinFast được bàn giao đến khách hàng, thuộc phân khúc xe đô thị đa dụng. Chiếc xe có thiết kế năng động, cá tính theo phong cách châu Âu, khả năng vận hành mạnh mẽ cùng hệ thống an toàn vượt trội, khả năng vận hành đa dạng.
Bảng thông số kỹ thuật cơ bản xe VinFast Fadil 2.1.
2.2. Khái quát hệ thống lái trợ lực điện
2.2.1. Các phần tử cơ bản của trợ lực lái điện
Do đòi hỏi tốc độ ngày một cao hơn, chất lượng tốt hơn và yêu cầu giảm năng lượng tiêu thụ ở phương tiện ngày một gia tăng. Để đáp ứng cho các đòi hỏi này, việc nghiên cứu và phát triển theo xu hướng cải thiện hệ thống điều khiển điện điện tử nhằm mục đích nâng cao hơn nữa các chức năng và đặc tính của nó.
* Mô tơ: Mô tơ điện của trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu, gắn với bộ truyền động của trợ lực lái. Mô tơ chấp hành của trợ lực lái điện có nhiệm vụ tạo ra mô men trợ lực dưới điều khiển của ECU và phải đáp ứng các yêu cầu:
- Mô tơ phải đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà không làm quay vô lăng.
- Mô tơ phải có cơ cấu đảo chiều quay khi có sự cố xảy ra.
- Những dao động của mô tơ và mô men xoắn, lực xoắn phải trực tiếp chuyển đổi thông qua vành lái tới tay người lái phải được cân nhắc.
* Bộ điều khiển trung tâm (ECU)
Bộ điều khiển trung tâm (ECU) nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý thông tin để điều khiển mô tơ.
+ Yêu cầu đối với ECU gồm có:
- Đảm bảo tính tiện nghi khi lái (chức năng điều khiển dòng điện mô tơ). Các chức năng này gồm có:
(1) Điều khiển được dòng điện cấp cho Mô tơ theo qui luật xác định
(5) Tối đa dòng điện cấp cho mô tơ.
Giới hạn dòng điện của mô tơ tối đa đến mức tối ưu để bảo vệ ECU và mô tơ không bị hư hỏng do quá tải.
* Các cảm biến:
Các cảm biến có nhiệm vụ cấp tín hiệu mô men lái, vận tốc chuyển động xe và tốc độ trục khuỷu động cơ. Về cơ bản trợ lực lái điện có cảm biến mô men lái hoặc tốc độ đánh lái. Đa phần hiện nay sử dụng cảm biến mô men lái. Các cảm biến này có hai loại chính là có tiếp điểm và không có tiếp điểm.
2.2.2. Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống trợ lực lái điện.
Trợlực lái được điều khiển theo các bản đồ được lưu trữ sẵn trong bộ nhớ của ECU. EPS ECU có thể lưu trữ 16 bản đồ, các bản đồ này được kích hoạt ở nhà máy phụ thuộc vào các yêu cầu cho trước (ví dụ trọng lượng của ô tô).
* Nguyên lý làm việc của trợ lực lái gồm các bước:
Bước 1.Trợ lực lái sẽ bắt đầu làm việc khi người lái tác dụng lực để quay vô lăng.
Bước 2.Lực tác dụng lên vành lái sẽ làm cho thanh xoắn trong cơ cấu lái xoay. Cảm biến mô men lái sẽ xác định góc quay của thanh xoắn và gửi các lực lái đã được tính toán đên ECU
Bước 3.Cảm biến góc quay của vô lăng sẽ thông báo góc quay vành lái và tốc độ đánh tay lái hiện thời.
2.3. Cấu tạo và nguyên lí làm việc hệ thống lái trợ lực điện
Tùy thuộc vào vị trí đặt hộp giảm tốc có 2 kiểu trợ lực điện: Kiểu thứ nhất, hộp giảm tốc đặt trực tiếp trên trục lái ngay dưới vành lái. Kiểu thứ hai, hộp giảm tốc được tích hợp vào cơ cấu lái (trong trường hợp này cơ cấu lái thường là loại bánh răng – thanh răng và đặt trực tiếp trên thanh lái ngang).
2.3.1. Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 1
Trong hệ thống trợ lực lái kiểu này được sử dụng trên xe Kia Mornig, có một môtơ điện trợ lực cùng cơ cấu giảm tốc trục vít- bánh vít được bố trí ở trục lái chính ( trước đoạn các đăng trục lái). Tại đây cũng bố trí cảm biến mômen lái. Cạnh đó là bộ điều khiển điện tử của trợ lực lái điện (EPS ECU). Trên hình 2.5. là cấu tạo hộp giảm tốc.
2.3.3. Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện
Trong trợ lực lái điện, có một phần tử rất quan trọng không thể thiếu đó là các cảm biến. Các cảm biến này có nhiệm vụ truyền thông tin đến ECU để ECU sử lý thông tin và quyết định vòng quay của môtơ trợ lực.
Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện – điện tử gồm: Cảm biến mômen lái, cảm biến tốc độ đánh lái ( tốc độ quay vành lái ), cảm biến tốc độ ôtô.
2.4. Hệ thống lái trợ lực điện trên xe VinFast Fadil
2.4.1. Bố trí cơ cấu lái trên xe VinFast Fadil
2.4.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái trên xe VinFast Fadil
2.4.2.1. Đặc điểm cơ cấu lái
* Cấu tạo:
Trục vít tại đầu thấp hơn của trục lái chính ăn khớp với thanh răng. Khi vô lăng quay thì trục vít quay làm cho thanh răng chuyển động sang trái hoặc sang phải.
Chuyển động của thanh răng được truyền tới các đòn cam lái thông qua các đầu nối của thanh răng và các đầu nối của rôtuyn lái.
* Đặc điểm:
- Cấu tạo đơn giản và gọn nhẹ. Do hộp truyền động nhỏ nên thanh răng đóng vai trò thanh dẫn động lái.
2.4.2.2. Bố trí trợ lực lái
Trong hệ thống trợ lực lái kiểu này có một môtơ điện trợ lực cùng cơ cấu giảm tốc trục vít- bánh vít được bố trí ở trục lái chính ( trước đoạn các đăng trục lái) (Hình 2.24). Tại đây cũng bố trí cảm biến mômen lái. Cạnh đó là bộ điều khiển điện tử của trợ lực lái điện (EPS ECU).
Những sự cố trong quá trình vận hành hệ thống được ghi lại trong bộ nhớ của EPS ECU và cảnh báo bằng đèn P/S trên Bảng táp lô 4 ( Hình 2.26).
2.5.Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe VinFast Fadil
2.5.1. Thông số đầu vào
Thông số đầu vào cho tính toán kiểm tra động học hình thang lái, và tính bền hệ thống lái được cho trong bảng 2.1.
2.5.2. Tính toán kiểm nghiệm hình thang lái xe VinFast Fadil
2.5.2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán kiểm tra động học hình thang lái
Theo lý thuyết quay vòng của các bánh xe dẫn hướng: điều kiện quay vòng lý tưởng để các bánh xe không bị trượt bên là:
Cotgbi - cotgai = B/L (2.1)
Như vậy góc quay của bánh xe dẫn hướng trong β bằng góc. Từ đó ta có ứng với các cặp (ai, bi) của công thức (2.1) đưa vào hình vẽ trên ta được các giao điểm Ei nằm trên đường thẳng GC, thì động học hình thang lái đã có đảm bảo cho xe quay vòng mà các bánh xe không xảy ra trượt ngang.
2.5.2.2. Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học
- Vẽ hình thang lái theo tỷ lệ tương ứng.
- Xác định các cặp góc (ai,bi).
- Dựng hình chữ nhật ABCD với: AD = L; CD = B0.
- Xác định các trung điểm G, G’ của AB và CD.
- Nối G với C →GC là đường lý thuyết theo phương trình (2.1).
- Kéo dài các cạnh của các cặp góc (ai,bi) cắt nhau tại các điểm Ei.
2.5.3. Tính toán kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái
2.5.3.1. Xác định mômen cản quay vòng
a. Mômen cản M1
Lực tác động lên vành tay lái của ôtô sẽ đạt giá trị cực đại khi ta quay vòng ôtô tại chỗ. Lúc đó mômen cản quay vòng trên bánh xe dẫn hướng Mc sẽ bằng tổng số của mômen cản chuyển động M1, mômen cản M2 do sự trượt lết bánh xe trên mặt đường và mômen cản M3 gây nên bởi sự làm ổn định các bánh xe dẫn hướng.
Vậy: M1 = 3,36 (Nm)
b. Mômen cản M2
Khi có lực ngang Y tác dụng lên bánh xe thì bề mặt tiếp xúc giữa lốp và đường sẽ bị lệch đi đối với trục bánh xe. Nguyên nhân lệch này là do sự đàn hồi bên của lốp. Điểm đặt của lực Y sẽ nằm cách hình chiếu của trục bánh xe một đoạn X về phía sau.
Vậy: M2 = 339,9 (Nm)
2.5.3.2. Xác định lực cực đại tác dụng lên vành tay lái
Khi đánh lái trong trường hợp ôtô đứng yên tại chỗ thì lực đặt lên vành tay lái để thắng được lực cản quay vòng tác dụng lên xác định theo công thức:bánh xe dẫn hướng là lớn nhất.
* Thay vào công thức (2.6): Pvlmax = 226 (N)
2.5.3.3. Tính bền trục lái
Trục lái làm bằng thép 20 có ứng suất cho phép 80MN.m2. Trục lái chế tạo đặc có đường kính d = 20 mm.
L - chiều dài trục lái. L = 400 mm = 0,4 m;
G - mô đun đàn hồi dịch chuyển. G = 8-104 N/mm2.
* Thay các giá trị vào công thức(2.8): s = 0,1112
Góc xoắn tương đối không vượt quá (5,5°-7,5°)/m.
2.5.3.4. Tính bền đòn kéo ngang
Trong quá trình làm việc đòn kéo ngang chỉ chịu kéo nén theo phương dọc trục. Do vậy khi tính bền ta chỉ cần tính kéo, nén và lực tác dụng từ bánh xe. Tính bền đòn kéo ngang theo chế độ phanh cực đại.
Đòn kéo ngang được chế tạo bằng thép ống CT20 có đường kính trong và ngoài lần lượt là: D = 20 mm; d = 10mm.
[sb] = 350 (kg/cm2) = 35 (MN/m2)
+ Với hệ số dự trữ bền ổn định n = 2 ta có: [sb] = 17,5 (MN/m2)
Thay số vào công thức (2.11): en = 10,55 (N/mm2)
Vậy đòn kéo ngang đảm bảo độ bền và độ ổn định.
2.5.3.5. Tính bền đòn kéo dọc
Để đảm bảo an toàn và tính ổn định trong quá trình làm việc, đòn bên được làm bằng thép 20X. Đòn bên của dẫn động lái chủ yếu chịu ứng suất uốn. Do vậy ta tính bền theo điều kiện uốn.
Với b = 30 mm; h = 20 mm
Theo tài liệu [3], lấy hệ số an toàn n = 1,5 và với thép 20X.
2.5.3.6. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái
Thanh nối của dẫn động lái 6 khâu do ở hai đầu là khớp nên chỉ chịu kéo nén đúng tâm. Ta tính thanh nối trong trường hợp chịu lực phanh cực đại:
- Thanh uốn chịu lực nén: Q1 = 2249,9 (N)
2.5.3.7. Tính bền khớp cầu
Khớp cầu được bố trí trên đòn kéo dọc, đòn ngang hệ thống lái. Chúng là khâu quan trọng của dẫn động lái. Khớp cầu có lò xo nén đặt hướng kính.
Với điều kiện là khớp làm việc ở chế độ tải trọng động và chịu va đập. Khớp cầu được kiểm nghiệm độ bền theo ứng suất chèn dập tại vị trí làm việc và kiểm tra độ bền cắt tại vị trí có tiết diện nguy hiểm.
CHƯƠNG 3. KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE VINFAST FADIL
3.1. Cơ sở lý thuyết chẩn đoán, bảo dưỡng kỹ thuật
3.1.1. Cơ sở lý thuyết chẩn đoán kỹ thuật
a. Khái niệm về chẩn đoán kỹ thuật ôtô:
Khoa học chẩn đoán là môn khoa học nghiên cứu về phương pháp và công cụ xác định trạng thái kỹ thuật của đối tượng chẩn đoán.
Khoa học chẩn đoán ra đời đã lâu, nó bắt đầu từ việc chẩn đoán trạng thái sức khỏe của con người và tiếp sau tới việc chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của thiết bị máy móc. Tuy ra đời từ lâu song sự phát triển đã gặp nhiều khó khăn, chủ yếu là thiết thiết bị đo lường có độ tin cậy cao.
c. Ý nghĩa của chẩn đoán kỹ thuật
- Nâng cao độ tin cậy của xe và an toàn giao thông, nhờ phát hiện kịp thời và dự báo trước được các hư hỏng có thể xảy ra, nhằm giảm thiểu tại nạn giao thông, đảm bảo năng suất vận chuyển.
- Nâng cao độ bền lâu, giảm chi phí về phụ tùng thay thế, giảm được độ hao mòn các chi tiết do không phải tháo rời các tổng thành.
3.1.2. Cơ sở lý thuyết bảo dưỡng kỹ thuật
a. Khái niệm bảo dưỡng kỹ thuật:
Bảo dưỡng là hàng loạt các công việc nhất định, bắt buộc phải thực hiện với các loại xe sau một thời gian làm việc, hay quãng đường qui định.
b. Mục đính của bảo dưỡng kỹ thuật:
- Chủ yếu là kiểm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất, ngăn ngừa chúng để đảm bảo cho cụm máy, xe vận hành an toàn.
- Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu để đảm bảo chúng làm việc an toàn và không bị hư hỏng.
3.2. Chẩn đoán kĩ thuật hệ thống lái trợ lực điện
3.2.1. Chẩn đoán dựa vào hiện tượng hư hỏng
3.2.2. Chẩn đoán dựa vào máy chẩn đoán.
3.2.2.1 Sử dụng máy chẩn đoán
* Khái quát về OBD:
Hệ thống OBD là một chức năng tự chuẩn đoán của xe được cung cấp bởi ECU. Dựa vào các tín hiệu nhận được từ các cảm biến mà phát hiện ra tình trạng của xe, ECU truyền các tín hiệu đến các bộ chấp hành một cách tối ưu cho tình trạng hiện tại. ECU nhận các tín hiệu từ các cảm biến ở dạng điện áp.
* Cách đọc DTC:
Các DTC có thể được hiển thị trên màn hình của máy chuẩn đoán dưới dạng mã có 5 chữ số bằng cách nối máy chuẩn đoán với giắc DLC3 ( giắc nối truyền dữ liệu No.3)
Các mã 2 con số sẽ phát ra qua sự nhấp nháy của đèn MIL bằng cách nối tắt các cực TE1 vád E1 (hoặc TC và CG) của DLC1,2 hoặc 3
* Khái quát về máy chuẩn đoán:
Các DTC được lưu trong ECU có thể hiển thị trên máy chẩn đoán bằng cách nối trức tiếp với ECU. Hơn nữa, máy chuẩn đoán có thể xóa các DTC khỏi bộ nhớ của ECU.
Màn hình :
Để thay đổi chế độ hiển thị dữ liệu trên màn hình, ấn các phím F1 đến F4, để thay đổi cỡ phông chữ ấn phím F9
Phím F1: Danh sách dữ liệu: Màn hình liệt kê các dự liệu dưới dạng thông số, đây là màn hình mặc định
* Nối cáp của máy chẩn đoán:
Để nối máy chẩn đoán với một xe, hãy chọn và truy cập vào loại xe và hệ thống để kiểm tra dữ liệu hoặc các DTC trên máy chẩn đoán.
* Kiểm tra điện áp quy: Kiểm tra điện áp ác quy khoảng 12 V.
* Kiểm tra đèn báo bật sáng:
a. Bật khoá điện.
b. Kiểm tra rằng đèn bật sáng trong 3 giây, nếu không kiểm tra và sửa chữa hay thay thế cầu chì, bóng đèn báo hay dây điện.
f. Sửa chữa hệ thống.
g. Sau khi sửa chữa chi tiết bị hỏng, xoá mã chẩn đoán trong ECU.
h. Tháo SST ra khỏi cực Tc và E1 của giắc kiểm tra.
i. Nối giắc sửa chữa.
3.3. Quy trình bảo dưỡng hệ thống lái trợ lực điện
Việc bảo quản, bảo dưỡng xe là việc làm thường xuyên liên tục của người lái xe và thợ nhất là đối với chủ xe, có như vậy mới đảm bảo giữ tốt, dùng bền, an toàn tiết kiệm.
Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra hư hỏng làm mất khả năng điều khiển xe, do đó có thể gây nên những tai nạn bất ngờ.
3.3.1. Các yêu cầu chung
Trên cơ sở nắm vững đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống lái, trong quá trình sử dụng bảo dưỡng sửa chữa ta phải tuân thủ một số yêu cầu sau đây:
- Phải thường xuyên kiểm tra độ kín khít của các mối ghép.
- Không tự ý tháo cơ cấu lái,. Khi tháo lắp các chi tiết của các bộ phận này phải đảm bảo thợ có tay nghề cao và đảm bảo vệ sinh công nghiệp.
3.3.2. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái
3.3.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên
Thường xuyên kiểm tra các chỗ nối, các ổ có bị lỏng ra không và còn chốt chẻ không. Kiểm tra độ rơ vành tay lái và xem có bị kẹt không.
3.3.2.2. Bảo dưỡng sau 5000 km
* VS: Vệ sinh; TT: Thay thế; KT: Kiểm tra; KM: Kiểm tra bằng mắt
3.1.2.3. Bảo dưỡng sau 10.000km và các cấp lớn hơn
Chi tiết như bảng 3.1: Lịch bảo dưỡng định kỳ
* Khi bảo dưỡng sửa chữa phải tuân thủ một số quy định sau:
- Tháo lắp đúng thứ tự;
- Làm đúng, làm hết nội dung bảo dưỡng sửa chữa;
3.4. Đặc điểm khai thác kĩ thuật hệ thống lái
3.4.1. Yêu cầu trong quá trình sử dụng
Như chúng ta đã biết, hệ thống lái trên ô tô giúp xe chuyển động theo sự điều khiển của tài xế thông qua vô lăng. Không chỉ vậy, hệ thống lái còn có ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn của chiếc xe và chính bản thân chúng ta. Hiện nay hầu hết trên các dòng xe hiện đại thì hệ thống lái đều được trang bị bộ trợ lực lái để giúp người điều khiển xe dễ dàng thao tác hơn, đem lại sự thoải mái hơn và an toàn hơn khi sử dụng xe.
3.4.2 Quy trình tháo, lắp hệ thống lái
- Bước 1: Đặt các bánh trước hưởng thẳng về phía trước
- Bước 2: Cố định vô lăng
- Bước 3: Tháo tấm cách âm nắp lỗ trục lái
Lật thảm trải sàn lên và tháo 2 kẹp rồi tháo tấm cách âm nắp lỗ trục lái.
- Bước 5: Tách cụm nắp lỗ trục lái số 1 ra
Tháo các kẹp A và nắp lỗ trục lái số 1 và nhả khớp kẹp B ra khỏi thân xe.
- Bước 9: Tháo đầu thanh nối lái trái
Tháo chốt chẻ và đai ốc.
- Bước 10: Tháo đầu thanh nối lái phải
Thực hiện quy trình giống như đối với bên trái.
- Bước 11: Tháo đòn treo dưới trước trái
- Bước 19: Tháo đầu thanh nối bên phải
Thực hiện quy trình giống như đối với bên trái.
Qui trình lắp thực hiện ngược lại so với qui trình tháo.
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ
Sau thời gian hơn 3 tháng làm đồ án với đề tài “Khai thác kỹ thuật hệ thống lái trên xe ô tô VinFast Fadil” em đã cơ bản hoàn thành đề tài với sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong khoa đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của thầy:TS……………. Để hôm nay em đã hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp này.
Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động của hệ thống lái, nguyên lý làm việc của các bộ phận đến các chi tiết chính trong hệ thống lái. Phần đầu đồ án em giới thiệu chung về hệ thống lái từ các loại cơ cấu lái đến các loại dẫn động lái của hệ thống lái. Tiếp theo em trình bày tổng thể về xe VinFast Fadil. Và phần trọng tâm của đồ án là giới thiệu sâu về hệ thống lái trên xe VinFast Fadil, đồng thời tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe VinFast Fadil. Tìm hiểu các hư hỏng của hệ thống lái thường gặp.
Tuy nhiên do thời gian hạn chế nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo hạn chế và chưa cập nhật đầy đủ các tài liệu về xe nên không tránh khỏi những thiếu sót mong các thầy chỉ dẫn thêm. Qua đề tài này đã bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức chuyên ngành về các hệ thống ôtô và đặc biệt là hệ thống lái. Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp em cũng nâng cao được những kiến thức về công nghệ thông tin: Word, Excel, AutoCAD… phục vụ cho công tác sau này. Đồng thời qua đó bản thân em cần phải cố gắng học hỏi hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của người cán bộ kỹ thuật ngành động lực. Em rất mong các thầy cô góp ý để đồ án tốt nghiệp này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành (2005). Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô. Đà Nẵng: Đại học bách khoa.
[2] Sổ tay hướng dẫn sử dụng xe VinFast Fadil
[3]. Nguyễn Khắc Trai (1997), “Tính điều và quỹ đạo chuyển động của ô tô”, NXB GTVT
[4]. Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan (2009), “Kết cấu ô tô”,NXB ĐH Bách Khoa.
[5]. Phạm Minh Thái (1991), “Hướng dẫn làm đồ án môn học thiết kế hệ thống lái của ô tô – máy kéo bánh xe”, NXB ĐH Bách Khoa Hà Nội.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"