MỤC LỤC

MỤC LỤC.. 1

LỜI NÓI ĐẦU.. 4

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG XE UAZ-3160. 6

1.1. Giới thiệu chung xe UAZ-3160. 6

1.2. Đặc tính chiến kỹ thuật của xe UAZ-3160. 7

1.2.1. Thông số chung. 7

1.2.2. Thông số kích thước. 8

1.2.3. Thông số về trọng lượng. 8

1.2.4. Thông số về tính năng thông qua, tính kinh tế nhiên liệu. 9

1.2.5. Thông số về động cơ đặt trên xe. 10

1.2.6. Thông số về các cụm và hệ thống chủ yếu. 11

1.2.7. Thông số về dung tích chất lỏng sử dụng trên xe. 12

1.2.8. Thông số về kiểm tra, điều chỉnh. 13

1.3. Hệ thống lái xe UAZ-3160. 13

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE UAZ-3160. 15

2.1. Yêu cầu chung về hệ thống lái 15

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống lái xe UAZ-3160. 16

2.2.1. Vành lái, trục lái 17

2.2.2. Cơ cấu lái 17

2.2.3. Dẫn động lái 24

2.2.4. Trợ lực lái 27

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ỔN ĐỊNH

HƯỚNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ HAI CẦU KHI QUAY VÒNG.. 39

3.1. Động học quay vòng của ô tô hai cầu. 39

3.1.1. Các khái niệm chung và điều kiện quay vòng không trượt bên. 39

3.1.2. Xác định các thông số động học quay vòng khi kể đến sự lệch bên  của các bánh xe. 42

3.1.3. Quay vòng đúng, quay vòng thiếu, quay vòng thừa. 43

3.2. Động lực học quay vòng của ô tô hai cầu. 46

3.2.1. Các lực và mô men tác dụng lên xe khi xe quay vòng. 47

3.2.2. Các lực tác dụng lên bánh xe khi xe quay vòng. 48

3.2.3. Các giả thiết xây dựng mô hình phẳng chuyển động quay vòng. 50

3.2.4. Mô hình khảo sát chuyển động quay vòng của ô tô hai cầu. 51

3.2.5. Phương trình quay vòng tổng quát của ô tô hai cầu. 51

3.3. Kiểm tra động học hình thang lái 53

3.3.1. Cơ sở kiểm tra động học hình thang lái 53

3.3.2. Kiểm tra động học hình thang lái bằng phương pháp đại số. 55

3.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định hướng chuyển động của ô tô hai cầu khi quay vòng. 56

3.4.1. Tính chất quay vòng của xe UAZ-3160. 56

3.4.2. Ảnh hưởng của bán kính quay vòng và vận tốc quay vòng. 57

3.4.3. Ảnh hưởng của chiều dài cơ sở. 59

3.4.4. Ảnh hưởng của trọng lượng trên cầu dẫn hướng. 60

3.4.5. Ảnh hưởng của đường kính bánh xe. 62

3.5. Nhận xét 64

CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE UAZ-3160  65

4.1. Bảo dưỡng kỹ thuật 65

4.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên. 66

4.1.2. Bảo dưỡng định kỳ cấp I 66

4.1.3. Bảo dưỡng định kỳ cấp II 67

4.1.4. Căng  dây đai dẫn động bơm trợ lực. 67

4.1.5. Kiểm tra mức dầu và thay dầu trong hệ thống trợ lực thuỷ lực. 67

4.1.6. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái 68

4.1.7. Điều chỉnh cơ cấu lái trợ lực thủy lực xe UAZ-3160. 68

4.2. Sửa chữa. 70

4.2.1. Quy trình tháo lắp cơ cấu lái 70

4.2.2. Kiểm tra, đánh giá tình trạng kĩ thuật các chi tiết 77

4.3. Hư hỏng thường gặp và phương pháp khắc phục. 78

KẾT LUẬN.. 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO…83

PHỤ LỤC.. 84

LỜI NÓI ĐẦU

Trong giai đoạn hiện nay, nư­ớc ta với nền kinh tế thị trư­ờng năng động đang trên đà phát triển, mật độ dân số cao, nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa của nhân dân, đặc biệt là bằng giao thông đư­ờng bộ là rất lớn. Cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế là số l­ượng ô tô, xe máy lưu thông ngày càng nhiều, cơ sở vật chất của nền kinh tế quốc dân ngày càng được cải thiện tốt hơn, điều kiện đường xá ngày càng đ­ược nâng cấp và tốc độ ô tô xe máy lưu thông trên đường ngày càng cao hơn.

Song bên cạnh đó, tình hình tai nạn giao thông đường bộ (TNGTĐB) hiện nay lại đang là mối hiểm hoạ đối với đời sống con ngư­ời. Riêng thiệt hại về tài sản, vật chất (cả hữu hình và vô hình) là rất lớn, khó mà tính ra con số chính xác được. Hậu quả của TNGTĐB là một gánh nặng của xã hội. Phần lớn tổn thất về ngư­ời (tính mạng, sức khoẻ) của loại tai nạn này nhằm vào những ngư­ời có sức khoẻ, năng động và là lao động chính của nhiều gia đình. Sau khi vụ việc giao thông đư­ờng bộ xảy ra, có thiệt hại về ng­ười và tài sản, ngư­ời điều khiển phương tiện vi phạm các qui định về an toàn giao thông bị kết án tù - xã hội phải lo, người chết do tai nạn - xã hội phải lo; ngư­ời bị th­ương tích, tàn phế - xã hội phải lo điều trị và nuôi dưỡng; tài sản, công trình, phương tiện hư hỏng do tai nạn gây ra - xã hội phải lo sửa chữa, khắc phục…và còn rất nhiều tổn thất khác có liên quan - xã hội cũng phải lo với biết bao nỗi niềm xót th­ương, bức xúc, trăn trở.

Tr­ước thực trạng của loại tai nạn này, trong những năm gần đây, Đảng và Nhà n­ước tập trung chỉ đạo quyết liệt. Các cấp, các ngành nỗ lực tổ chức thực hiện, huy động nhiều lực lư­ợng, sử dụng nhiều phư­ơng tiện, triển khai đồng bộ nhiều biện pháp cả tự giác và bắt buộc nhằm phòng ngừa, kiềm chế tiến tới giảm dần TNGTĐB.

Độ ổn định của các phương tiện nói chung và của ô tô nói riêng là rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp, quyết định đến sự an toàn khi lưu thông. Nếu ô tô mất ổn định sẽ dễ dàng dẫn đến mất an toàn giao thông. Trong quá trình nghiên cứu  chuyển động của ô tô, cần thiết phải khảo sát mối quan hệ giữa độ lệch hướng chuyển động so với phương yêu cầu và góc điều khiển vành lái, góc lệch bên của bánh  xe...Như vậy vấn đề được đặt ra ở dạng chuyển động quay vòng tổng quát, mà trong đó chuyển động thẳng chỉ là một trường hợp đặc biệt.

Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài đồ án tốt nghiệp : “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định hướng chuyển động của ô tô hai cầu khi quay vòng” là thực sự cần thiết. Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng tới ổn định hướng chuyển động của ô tô khi quay vòng để hoàn thiện kết cấu góp phần nâng cao an toàn chuyển động, khai thác và sử dụng đúng để giảm thiểu tai nạn giao thông.

Đối tượng  đồ án tập trung nghiên cứu là xe UAZ-3160. Đây là loại xe chỉ huy đòi hỏi chạy với vận tốc khá cao và được sử dụng phổ biến trong quân đội.

Nội dung thuyết minh của đồ án ngoài phần mở đầu, kết luận được trình bày trong 4 chương. Chương 1có nội dung giới thiệu chung xe UAZ-3160. Vấn đề phân tích kết cấu hệ thống lái xe UAZ-3160 được trình bày trong chương 2. Chương 3 của đồ án xây dựng mô hình phẳng chuyển động quay vòng, xây dựng phương trình quay vòng tổng, quát khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định hướng chuyển động của ô tô hai cầu khi quay vòng. Hướng dẫn khai thác, sử dụng hệ thống lái xe UAZ-3160 được nêu ở chương 4.

Đồ án được hoàn thành với sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo Đại tá, TS. GVC ……………. cùng với sự giúp đỡ của các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự và các bạn học.

                                                                                            Hà nội, ngày .. tháng … năm 20…

                                                                                              Học viên thực hiện

                                                                                               ………………..

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG XE UAZ-3160

1.1. Giới thiệu chung xe UAZ-3160

Xe UAZ-3160 là xe địa hình có tính năng thông qua cao, 2 cầu chủ động, công thức bánh xe 4x4, có khả năng chuyên chở người và hàng hóa trên mọi loại địa hình, đáp ứng yêu cầu về khả năng di chuyển trong điều kiện hoạt động quân sự. Ưu điểm của xe UAZ-3160 nằm ở sự đơn giản trong thiết kế, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa hơn hẳn so với các kiểu xe địa hình của Land Rover, Jeep, Toyota. 

Hình dáng bên ngoài của xe UAZ-3160 được thể hiện trên hình 1.1.

1.2. Đặc tính chiến kỹ thuật của xe UAZ-3160

Các thông số về kích thước cơ bản của xe UAZ-3160 được trình bày trên hình 1.2.

1.2.1. Thông số chung

Trong bảng 1.1 trình bày một số thông số chung về UAZ-3160 trong quân đội ta.

1.2.2. Thông số kích thước

Bảng 1.2 trình bày một số thông số kích thước cơ bản của xe UAZ-3160 trong quân đội ta.

1.2.4. Thông số về tính năng thông qua, tính kinh tế nhiên liệu

Bảng 1.4 trình bày một số thông số về tính năng thông qua và tính năng kinh tế nhiên liệu của xe UAZ-3160 trong quân đội ta.

1.2.5. Thông số về động cơ đặt trên xe

Bảng 1.5 trình bày một số thông số cơ bản của động cơ của xe UAZ-3160 trong quân đội ta.

1.2.7. Thông số về dung tích chất lỏng sử dụng trên xe

Bảng 1.7 trình bày một số thông số về dung tích chất lỏng sử dụng xe UAZ-3160 trong quân đội ta.

1.3. Hệ thống lái xe UAZ-3160

Hệ thống lái xe UAZ-3160 có kết cấu cơ cấu lái kiểu trục vít - đai ốc - thanh răng - cung răng, với trợ lực thủy lực, dẫn động lái cơ khí đến bánh xe cầu trước. Khái quát đánh giá một số ưu nhược điểm, cụ thể:

* Ưu điểm:

+ Cải thiện sự điều khiển xe, giảm sự mệt nhọc cho người lái trong quá trình điều khiển, nâng cao an toàn chuyển động, tăng khả năng cơ động của xe, giảm tải trọng động tác dụng từ mặt đường truyền lên vành lái, nâng cao vận tốc trung bình.

+ Khối lượng, kích thước nhỏ gọn, chất lượng giảm chấn tốt, đặc tính làm việc ổn định, khối lượng công việc chăm sóc, bảo dưỡng kĩ thuật ít hơn trợ lực khí nén.

* Nhược điểm:

+ Tăng tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống lái, tăng mòn lốp.

+ Cấu tạo tương đối phức tạp, khối lượng công việc bảo dưỡng, sửa chữa tăng lên so với trường hợp hệ thống không có trợ lực.

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE UAZ-3160

2.1. Yêu cầu chung về hệ thống lái

Hệ thống lái của một xe ô tô phải đảm bảo những yêu cầu sau:

+ Đảm bảo ôtô quay vòng ngoặt trong thời gian ngắn, trên diện tích mặt đường hẹp.

+ Đảm bảo điều khiển ôtô nhẹ nhàng.

+ Động học quay vòng phải đúng để các bánh xe không bị trượt khi quay vòng.

+ Hạn chế các va đập truyền từ bánh xe dẫn hướng lên vành tay lái.

Ngoài ra, hệ thống lái có trợ lực cần phải đảm bảo thêm một số yêu cầu sau:

+ Khi trợ lực bị hỏng hệ thống lái vẫn làm việc.

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

+ Hệ thống lái có trợ lực phải nhạy và có tính chép hình.

+ Khắc phục được hiện tượng tự trợ lực khi ô tô vượt qua chỗ lồi lõm, đường xóc và có khả năng tự trợ lực khi các lốp dẫn hướng bị hỏng để khi ấy  người lái vừa phanh ngặt vừa có thể giữ được hướng chuyển động ban đầu của ô tô.

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống lái xe UAZ-3160

Đối với các xe sử dụng với mục đích quân sự, hệ thống lái cần thiết phải đáp ứng các yêu cầu gọn về kích thước, nhẹ về khối lượng, đơn giản cho việc bảo dưỡng sửa chữa và đạt độ tin cậy cao trong sử dụng. Hệ thống lái của xe chỉ huy UAZ-3160 có kết cấu đáp ứng các yêu cầu đó.

2.2.1. Vành lái, trục lái

Kết cấu các bộ phận vành lái, trục lái, các đăng lái của hệ thống lái xe chỉ huy UAZ-3160 được thể hiện trên hình 2.2.

Vành lái 1 là một vành tròn, có cốt thép và được bọc nhựa. Vành lái được lắp với trục lái 2 thông  qua mối ghép then và mối ghép ren.

Vỏ trục lái là một ống bằng thép rỗng bên trong lồng trục lái, vỏ trục lái được bắt với giá ở phía trước bảng đồng hồ bằng bu lông chữ U. 

Trục các đăng có một đầu có khớp các đăng, còn một đầu có then hoa để ăn khớp với trục vào cơ cấu lái.

2.2.2. Cơ cấu lái

Cơ cấu lái là bộ phận tăng mô men vành  lái và truyền mô men từ vành lái đến dẫn động lái. Trên các xe chỉ huy đang sử dụng của quân đội ta, kiểu cơ cấu lái phổ biến được sử dụng là kiểu trục vít lõm - con lăn (trường hợp hệ thống lái không có trợ lực) và kiểu vít - đai ốc - thanh răng - cung răng (trường hợp hệ thống lái có trợ lực).

2.2.2.1. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng cơ cấu lái

Việc đánh giá chất lượng một cơ cấu lái dựa trên các chỉ tiêu, cụ thể là tỷ số truyền, hiệu suất truyền lực, khe hở ăn khớp.

a. Tỉ số truyền

Tỷ số truyền tính trên cơ sở tăng lực lái và đảm bảo độ nhạy khi quay vòng, có giá trị bằng thương của vi phân của góc quay vành tay lái và góc quaytay biên.

Khi xe có trợ lực thì quy luật biến đổi tỷ số truyền không phải vấn đề quan trọng, và cần đủ lớn để người lái vẫn đủ sức lái xe khi trợ lực hỏng. Đối với xe chỉ huy, tỷ số truyền cơ cấu lái thường từ 15 - 20.

b. Hiệu suất truyền lực

Hiệu suất truyền lực của hệ thống lái gồm 2 chỉ tiêu: hiệu suất truyền lực thuận và hiệu suất truyền lực nghịch.

2.2.2.2. Cơ cấu lái kiểu vít - đai ốc - thanh răng - cung răng

a. Khái quát chung

Xe chỉ huy UAZ-3160 sử dụng cơ cấu lái kiểu vít - đai ốc - thanh răng - cung răng. Các chi tiết chính của cơ cấu lái gồm vỏ, trục vít, đai ốc - thanh răng, cung răng rẻ quạt. Cấu tạo cơ cấu lái thể hiện trong hình 2.4. Vỏ 9 của cơ cấu lái đồng thời cũng là xi lanh của trợ lực thủy lực. Pit tông - thanh răng 7 dịch chuyển trong xi lanh, đồng thời ăn khớp với cung răng rẻ quạt và ăn khớp với trục lái nhờ mối ghép ren vít qua các viên bi và đai ốc. 

b. Kết cấu các cụm, chi tiết

Vỏ cơ cấu lái 9 được làm bằng gang và được bắt chặt với dầm bên trái của khung xe bằng các bu lông đai ốc. Phía ngoài vỏ có gia công các vị trí để lắp ghép các bộ phận của hộp tay lái. Vỏ cơ cấu lái được sử dụng làm xi lanh của trợ lực thủy lực, do đó phía ngoài có gân chịu lực, bên trong gia công chính xác với độ bóng cao.

Cung răng rẻ quạt có 3 răng, chế tạo liền trục trên trục rẻ quạt 30. Trục rẻ quạt này là trục ra đòn quay đứng, đượt đặt trên hai gối đỡ con lăn trục 28, 29. Trong kết cấu có các đệm điều chỉnh 27 cùng với gối đỡ 28 có mục đích  điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa thanh răng và cung răng.

c. Nhận xét

Ưu điểm của cơ cấu lái trục vít - đai ốc - thanh răng - cung răng là sự làm việc tin cậy, hiệu suất thuận cao, có lợi về lực cho người lái.

Nhược điểm là tỷ số truyền không đổi, hiệu suất nghịch cao (nhưng nhờ trợ lực nên đây không phải vấn đề lớn cho hệ thông lái); cùng với đó là không điều chỉnh được khe hở giữa trục vít- đai ốc nên làm giảm thời gian phục vụ của cơ cấu lái.

Người ta có thể khắc phục nhược điểm bằng cách chế tạo các rãnh bi, lựa chọn các dãy bi và lắp ráp các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao.

2.2.4. Trợ lực lái

2.2.4.1. Khái quát

Trợ lực lái được sử dụng với mục đích cải thiện sự điều khiển xe, giảm sự mệt nhọc trong quá trình điều khiển, nâng cao được an toàn chuyển động (nhất là khi có các bánh xe bị hư hỏng), tăng được khả năng cơ động của xe, giảm tải trọng động tác dụng từ mặt đường truyền lên vành lái đặc biệt khi chuyển động trên địa hình gồ ghề, do đó nâng cao được vận tốc chuyển động trung bình. 

2.2.4.3. Chỉ tiêu đánh giá

Để đánh giá khả năng của một hệ thống trợ lực lái, người ta đã đề ra một số chỉ tiêu đánh giá như sau:

+ Hiệu quả tác dụng của trợ lực, thể hiện ở khả năng giảm nhẹ sức lao động cho người lái.

+ Độ nhạy của hệ thống trợ lực, thể hiện ở tính trợ lực kịp thời của lực trợ lực dưới tác dụng của người lái.

2.2.4.4. Phân tích kết cấu

Trên các xe chỉ huy có sử dụng hệ thống lái có trợ lực trong quân đội ta thì trợ lực lái có cấu tạo gồm các bộ phận chính sau: nguồn năng lượng (bầu dầu, bơm dầu kiểu rô to cánh gạt có 2 khoang làm việc) và các bộ phận phụ; van phân phối kiểu van xoay, xi lanh lực (bố trí liền với cơ cấu lái và van phân phối) và các đường  ống dẫn. Sơ đồ hệ thống thể hiện trên hình 2.10.

a. Nguồn năng lượng

* Bầu dầu

Bầu dầu có nhiệm vụ là nguồn cung cấp dầu cho hệ thống trợ lực, là nơi dầu được lọc, làm mát một phần khi hồi về. Bầu dầu được lắp lên khung xe nhờ các bu lông, đai ốc; bố trí không cùng chỗ với bơm dầu và có ống nối nối với đường vào bơm dầu và đường hồi dầu của trợ lực lái. Kết cấu bầu dầu có 2 lưới lọc, một lưới lọc đặt ở phía trên, gần nắp để lọc dầu khi đổ vào bình chứa, một lõi lọc giấy để lọc dầu khi dầu từ xi lanh trợ lực hồi về bầu chứa dầu.

* Một số nhận xét về bơm dầu

+ Ưu điểm: Rẻ, cấu tạo đơn giản, bền, có thể chạy thiếu dầu trong một thời gian ngắn, bù được sự mài mòn nhờ cánh gạt...

+ Nhược điểm: Hiệu suất thấp, lưu lượng chỉ thay đổi trong khoảng hẹp, áp lực làm việc thấp (dưới 200 Bar), không phù hợp trong sử dụng với chất lỏng có áp suất, độ nhớt cao...

b. Van phân phối và xi lanh lực

Phương án được sử dụng trên xe UAZ-3160 là bố trí van phân phối, xi lanh lực và cơ cấu lái vào chung một cụm.

Các chi tiết chính gồm có van quay và trục van điều khiển, thanh xoắn, trục vít và đai ốc bi - thanh răng. Cấu tạo của các chi tiết được thể hiện trong hình 2.12.

+ Trường hợp xe chuyển động thẳng

Khi xe đi thẳng, người lái giữ nguyên vành lái ở vị trí trung gian. Trục van phân phối ở vị trí trung gian, nối thông các đường dầu. Dầu do bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng "D" và buồng "D". Các buồng trái và phải của xi lanh bị nén nhẹ nhưng do không có sự chênh lệch áp suất nên không có lực trợ lái. Sơ đồ đường dầu thể hiện ở hình 2.14.

+ Khi xe quay vòng bên phải

Khi xe quay vòng sang phải, vành lái được đánh sang phải, trục vít vẫn tạm đứng yên (do bị cản lại bởi sức cản của mô men quay vòng). Do trục vít nối trục van phân phối bằng mô men xoắn và mô men cản quay vòng trên trục vít lớn hơn mô men kháng xoắn của thanh xoắn nên thanh xoắn bị xoắn và trục van điều khiển theo đó quay sang  phải. 

+ Tính tùy động

Để giữ nguyên góc quay vòng của xe, người lái ngừng đánh tay lái và giữ nguyên lực tác dụng lên vành tay lái. Khi đó, do trục van phân phối vẫn quay một góc tương đối so với van quay nên dưới tác dụng của dầu có áp suất cao ở khoang xi lanh công tác, pit tông của xi lanh lực vẫn chuyển động khiến trục vít và van quay chuyển động theo (do van quay và trục vít đã cố định với nhau bằng chốt cố định). 

+ Khi trợ lực lái không làm việc

Ví dụ khi dây đai dẫn động bơm dầu trợ lực bị đứt. Thông qua việc ăn khớp của trục vít và trục van phân phối nhờ cữ chặn, hệ thống lái vẫn đảm bảo việc truyền lực từ người lái đến các bánh xe dẫn hướng như một hệ thống lái không có trợ lực. Người lái vẫn có thể điều khiển xe với lực lái nặng hơn trường hợp có trợ lực. 

CHƯƠNG 3

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ỔN ĐỊNH HƯỚNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ HAI CẦU

KHI QUAY VÒNG

3.1. Động học quay vòng của ô tô hai cầu

Nội dung của nghiên cứu động học quay vòng ô tô là khảo sát mối quan hệ giữa các yếu tố đặc trưng của chuyển động (chuyển vị, vận tốc, gia tốc...) với các yếu tố kết cấu của xe (kích thước, khối lượng...) nhằm đưa ra các quy luật biến đổi giữa các yếu tố trên, xác định các đặc tính của động học quay vòng.

Trong phạm vi đồ án, giá trị R_qmin và H_q chỉ xét khi kể đến sự lệch bên của các bánh xe.

3.1.1. Các khái niệm chung và điều kiện quay vòng không trượt bên

Xe chỉ huy UAZ-3160 quay vòng theo phương pháp thay đổi phương mặt phẳng lăn của bánh xe dẫn hướng. Xe có công thức bánh xe 4x4, không có vi sai giữa các cầu và chỉ có 1 cầu dẫn hướng là cầu trước. Trong quá trình sử dụng, người lái có thể điều chỉnh xe có một hay hai cầu chủ động. 

3.1.2. Xác định các thông số động học quay vòng khi kể đến sự lệch bên của các bánh xe

Khi xe quay vòng, dưới tác dụng của lực ngang, bánh xe sẽ bị trượt bên và lăn theo hướng lệch với hướng khi không có tác dụng của lực ngang một góc δ_b. Sơ đồ quay vòng của ô tô hai cầu, có một cầu trước dẫn hướng trong trường hợp này được thể hiện trên hình 3.3.

3.1.3. Quay vòng đúng, quay vòng thiếu, quay vòng thừa

Khi quay vòng có trượt bên, ta sử dụng phương pháp khảo sát bằng mô hình phẳng một vết bánh xe. Việc khảo sát thực hiện trong trường hợp ô tô quay vòng đều trong hệ trục tọa độ XO’Y với O’ là tâm trục bánh xe cầu sau, trục O’X là trục dọc xe và trục O’Y vuông góc với trục O’X. 

Ta có:

a_i , d_bi : góc quay vòng và góc lệch bên tư­ơng đ­ương;

a , b , d'_b , d''_b : góc quay vòng và góc lệch bên của bánh xe phía ngoài và phía trong.

Biết chiều dài cơ sở của xe:

L = AK₁ + AK₂ = R . tg(a₁ - d_b1) + R . tgd_b2  = R [tg(a₁ - d_b1) + tgd_b2]

3.2. Động lực học quay vòng của ô tô hai cầu

Nghiên cứu động lực học xe là khảo sát quan hệ giữa các yếu tố đặc trưng của chuyển động (chuyển vị, vận tốc, gia tốc…) với các yếu tố khối lượng (giá trị, sự phân bố) và các yếu tố lực tác dụng lên xe. Việc nghiên cứu động lực học xe cho phép ta nắm được các qui luật hoạt động của xe, qui luật ứng xử của các kết cấu của xe dưới tác động chủ động của người lái (qua các cơ cấu điều khiển: chân ga, tay lái, chân phanh), tác động của môi trường (điều kiện địa hình, tác động của gió...) và những yếu tố ảnh hưởng cơ bản đến quá trình chuyển động của xe...làm cơ sở cho hầu hết các quá trình nghiên cứu tính toán thiết kế, kiểm nghiệm.

3.2.1. Các lực và mô men tác dụng lên xe khi xe quay vòng

Trong trường hợp tổng quát, khi ô tô quay vòng sẽ chịu tác dụng tổng hợp của nhiều lực và mô men. Ngoài các nội lực ( lực kéo từ động cơ...), ô tô còn chịu tác dụng các ngoại lực như lực cản lên dốc, lực cản kéo moóc, lực cản không khí, lực ly tâm.

3.2.2. Các lực tác dụng lên bánh xe khi xe quay vòng

Xét trong hệ tọa độ Đề các Oxyz với O là tâm vết tiếp xúc, trục Ox song song với mặt phẳng lăn, chiều dương theo chiều chuyển động của bánh xe, trục Oy vuông góc với Ox, chiều dương hướng vào tâm quay vòng ( mặt phẳng Oxy là mặt phẳng đường), trục Oz là trục thẳng đứng vuông góc với mặt phẳng đường. Bánh xe dẫn hướng được đặt nghiêng với Oz một góc doãng bánh xe có giá trị nhỏ (khoảng 1-2^o) nên có thể coi như bánh xe đặt vuông góc với mặt đường. 

3.2.4. Mô hình khảo sát chuyển động quay vòng của ô tô hai cầu

Đồ án xây dựng mô hình khảo sát đối với xe UAZ-3160, có 2 cầu chủ động, một cầu dẫn hướng phía trước, không có vi sai giữa các cầu, thể hiện trên hình 3.8.

3.2.5. Phương trình quay vòng tổng quát của ô tô hai cầu

Căn cứ vào các giả thiết và hình 3.6, xây dựng 3 phương trình tĩnh học về cân bằng lực và mô men đối với xe có hai cầu.

- Phương trình cân bằng lực theo phương Ox

P₁.cosα₁ + P₂.cosα₂ - Y₁.sinα₁= P_x                                                           (3.12)

- Phương trình cân bằng lực với trục dọc Oy

P₁.sinα₁ + P₂.sinα₂ + Y₁.cosα₁ + Y₂= P_y                                                 (3.13)

- Phương trình cân bằng mô men đối với điểm O’

P₁.sin α₁.L + Y₁.cos α₁.L - P_y.l₂ = M_C1 + M_C2                                  (3.14)

Để xác định các thành phần phản lực tiếp tuyến P₁, P₂, Y₁, Y₂ và bán kính quay vòng R, cần xây dựng thêm các phương trình khác.

- Phương trình về mối quan hệ động học

R.W = v = (r_0i. cosa_i + r_0i. k_bi.Y_i.sina_i - l'_i .P_i.cosa_i).w_i

=> (r_0i. cosa_i + r_0i. k_bi.Y_i.sina_i - l'_i .P_i.cosa_i) = r_0i - l'_i .P_i.cosa_i       (3.19)

- Phản lực ngang của bánh xe cầu trước hoặc cầu sau là thông số đã biết và bằng lực bám ngang:

Y_max = j'.G_i                                                                           (3.20)

Như vậy sẽ khảo sát trường hợp quay vòng động của ô tô khi các  bánh xe cầu trước hoặc cầu sau ở giới hạn trượt bên.

3.3. Kiểm tra động học hình thang lái

3.3.1. Cơ sở kiểm tra động học hình thang lái

Trong quay vòng, ô tô là một thể thống nhất mà tất cả các điểm của nó quay quanh từng tâm tức thời trong từng thời điểm. Để thỏa mãn yêu cầu đó làm cho các bánh xe quay vòng không trượt bên và điều khiển dễ dàng, theo phân tích tại mục 3.1.1, thì tâm quay vòng của các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm O (theo sơ đồ hình 3.1) và thỏa mãn biểu thức liên hệ giữa các góc quay của bánh xe theo biểu thức 3.1. 

Từ hình vẽ ta có:góc (GAE)  = b (Góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài)

Đối với các ôtô hiện đang sử dụng, hệ số δ dao động trong khoảng:

δ = 0,90 - 1,07

Trình tự tiến hành:

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

2. Thay các giá trị góc a_i vào các công thức (3.1) và  xác định các góc quay b_i tương ứng các bánh xe.

3. Xác định các giá trị của hệ số d_i  tương ứng với từng cặp a_i  và b_i theo công thức (3.16).

4. Đánh giá.

Áp dụng với xe UAZ-3160 ta thu được kết quả như bảng 3.1.

* Kết luận:  Qua kiểm tra động học hình thang lái ôtô UAZ-3160 bằng phương pháp đại số ta thấy: giá trị d_i lân cận 1nên sự trượt bên khi quay vòng của xe là rất nhỏ, đảm bảo điều kiện cho phép.

3.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định hướng chuyển động của ô tô hai cầu khi quay vòng

Ổn định hướng chuyển động là khả năng ô tô tự khôi phục lại phương chuyển động khi phương chuyển động đó bị sai lệch do có sự tác động của các lực ngẫu nhiên trong quá trình chuyển động mà không cần có sự tham gia của người điều khiển.

Dựa vào cơ sở lý thuyết đã nêu ở trên và từ hệ phương trình quay vòng tổng quát ta nhận thấy các yếu tố ảnh hưởng tới ổn định hướng chuyển động của ô tô khi quay vòng bao gồm:

- Nhóm thông số kết cấu: kích thước, trọng lượng ô tô, đường kính lốp...

- Nhóm thông số vận hành: vận tốc chuyển động ...

- Nhóm các thông số về đường: hệ số cản lăn, hệ số bám...

3.4.1. Tính chất quay vòng của xe UAZ-3160

Từ hệ phương trình quay vòng tổng quát và giả thiết giải bài toán quay vòng động ở trên ta hoàn toàn có thể tìm được các thành phần d_bi, Y₂ theo thành phần Y₁. Với ô tô UAZ-3160 ta xét mối quan hệ:

                     δ₂ - δ₁ = k_b.(Y₂ - Y₁)                                                 (3.22)

Từ hình 3.9 ta nhận thấy, trong khoảng cho phép góc quay bánh xe dẫn hướng hiệu góc lệch bên cầu sau δ₂ và cầu trước δ₁ luôn mang dấu âm. Như vậy, xe UAZ-3160 luôn có tính chất quay vòng thiếu khi xe có các thông số như điều kiện tính toán.

3.4.3. Ảnh hưởng của chiều dài cơ sở

Chiều dài cơ sở là một thông số kích thước quan trọng đánh giá chất lượng động học, động lực học quay vòng của xe. Với giá trị chuẩn của xe UAZ-3160 có chiều dài cơ sở là L=2,4 m, đồ án khảo sát các trường hợp L thay đổi có giá trị lần lượt là 2,0 m, 2,2 m, 2,4 m, 2,6 m, 2,8 m.

3.4.5. Ảnh hưởng của đường kính bánh xe

Sự thay đổi của lốp xe khi vận hành như thay đổi áp suất hơi lốp, thay đổi chiều dài vết tiếp xúc, làm thay đổi chiều rộng và chiều cao của lốp... dẫn đến ảnh hưởng tới: góc lệch bên, lực ngang tác dụng trên lốp ... làm thay đổi các đặc tính quay vòng của ô tô, ảnh hưởng tới ổn định hướng chuyển động. 

Từ đồ thị hình 3.16 nhận thấy tương ứng với giá trị lớn của bánh xe thì vận tốc giới hạn trượt bên bánh xe cầu trước của xe sẽ nhỏ hơn trong so sánh với các trường hợp khác.

3.5. Nhận xét

Xuất phát từ yêu cầu của hệ thống lái cần đảm bảo yêu cầu trọng tâm là khả năng quay vòng ổn định, với vận tốc cao trên diện tích hẹp để đánh giá ảnh hưởng của các thông số đã khảo sát.

- Chiều dài cơ sở và trọng lượng trên cầu dẫn hướng tăng tuy làm giảm bán kính quay vòng nhỏ nhất nhưng làm tăng đáng kể vận tốc giới hạn trượt bên bánh xe cầu trước, giúp cho chuyển động của xe ổn định hơn.

- Đường kính bánh xe càng nhỏ thì càng ổn định với những góc dịch nhỏ của bánh xe dẫn hướng, tuy làm tăng bán kính quay vòng  nhưng đồng thời làm tăng vận tốc giới hạn trượt bên của bánh xe cầu trước dẫn hướng.

CHƯƠNG 4

HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI XE UAZ-3160

4.1. Bảo dưỡng kỹ thuật

Trong quá trình sử dụng, phải thường xuyên bắt chặt ốc vỏ cơ cấu lái với giá trên khung xe, kiểm tra bắt chặt chốt quả táo đòn lái, tai và đòn khớp chuyển hướng. . Kiểm tra hành trình tự do của vành tay lái, điều chỉnh cơ cấu lái, bôi trơn các khớp đòn lái, đổ dầu vào vỏ cơ cấu lái (trong trường hợp không có trợ lực thuỷ lực) hoặc hộp dầu (trong trường hợp có trợ lực thuỷ lực) phù hợp với bảng bôi trơn.

4.1.1. Bảo dưỡng thường xuyên

Bảo dưỡng thường xuyên là công việc cần tiến hành hàng ngày, trước và sau một ngày, một nhiệm vụ. Nội dung cụ thể là:

· 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.

4.1.3. Bảo dưỡng định kỳ cấp II

Sau 20000 km bảo dưỡng định kỳ cấp II cần làm đầy đủ các nội dung của bảo dưỡng định kỳ cấp I và làm thêm một số nội dung, cụ thể là:

· Kiểm tra độ rơ trụ đứng.

· Kiểm tra dầu và nếu cần thiết thì thay dầu trong hệ thống lái.

· Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ các khớp cầu của các thanh lái và bơm mỡ đầy đủ vào các khớp.

4.1.5. Kiểm tra mức dầu và thay dầu trong hệ thống trợ lực thuỷ lực

Dầu được đổ đến mức lưới lọc của bình hcứa và cao hơn nó 5mm. Dầu nhất thiết phải được đổ qua lưới lọc với khả năng lọc các hạt không lớn hơn  40mm. Loại dầu  ‘’P’’ TY 381011282-89,. Dung tích 1,1lít.

4.1.7. Điều chỉnh cơ cấu lái trợ lực thủy lực xe UAZ-3160

Để tiến hành, tháo cơ cấu lái ra khỏi xe, thực hiện theo trình tự sau:

1. Kẹp cơ cấu lái lên êtô sao cho lỗ hút 11và lỗ xả 12 quay xuống dưới. Dùng tay quay trục thứ cấp 32 - Hình 4.2 (Rôtor) để xả dầu ra khỏi hệ thống.

2. Dùng tay ấn nhẹ dọc theo trục thứ cấp 32, tay kia lắc nhẹ rẻ quạt. Nếu thấy có độ rơ dọc trục, thì tiến hành điều chỉnh độ căng của ổ bi trục vít:

- Dùng đột và búa đóng nhẹ vào gờ của cốc 3 (hình 4.2) để vặn cốc.

- Quay cốc 3 theo chiều kim đồng hồ (xiết vào) để khử khe hở.

- Kiểm tra mô men quay trục thứ cấp, phải đạt không lớn hơn 3 N.m

4.2. Sửa chữa

Khi sửa chữa sử dụng kích thước trong bảng 4.2.

4.2.1. Quy trình tháo lắp cơ cấu lái

4.2.1.1. Tháo các cụm, chi tiết

a. Tháo cơ cấu lái

1. Khi hệ thống có trợ lực lái, tháo các đường ống dẫn dầu ra khỏi cơ cấu lái, tháo các đầu nối ren bắt đường ống, xả hết dầu trong hệ thống ra.

2. Tháo đai ốc của bu lông bắt chạc các đăng, rút bu lông, tháo chạc cùng với trục thứ cấp hộp của cơ cấu lái.

3. Tháo chốt chẻ, tháo đai ốc bắt chốt quả táo, tháo chốt ra khỏi lỗ của ngõng quay.

f. Tháo trụ lái với cơ cấu điều chỉnh góc nghiêng

1. Tháo vành tay lái và trục các đăng.

2. Tháo vỏ trụ lái.

3. Tháo các công tắc nằm phí dưới tay lái ra khỏi các đầu dây.

4. Tháo bu lông bắt chặt các đầu dây và tháo các đầu dây khỏi trụ lái.

g. Tháo lắp đòn lái ngang

Khi tháo ta thực hiện theo trình tự như sau:

1. Tháo chốt chẻ đai ốc bắt chốt hình thang lái.

2. Tháo bu lông nhờ thiết bị tháo, tháo chốt ra khỏi đòn lái.

3. Tháo ra khỏi chốt 10 (hình 4.1)  nắp lò xo 7, vòng bảo vệ 6, đệm cầu 4 và 5.

4.2.1.2. Lắp các cụm, chi tiết

Khi lắp thực hiện theo thứ tự ngược với qui trình tháo và lưu ý một số điểm sẽ được trình bày dưới đây.

a. Lắp cụm truyền động bi - trục vít

Để lắp cụm truyền động bi - trục vít thường dùng các viên  bi ∅7,144 ± 0,014mm, chia làm 7 nhóm theo đường kính chênh nhau 0,004mm. Khi lắp phải chọn các viên bi cùng một nhóm. Để dễ lắp sử dụng ống đặt bi (ống 10 x 1mm, dài 275mm).

1. Các viên bi còn lại lắp vào bên  cạnh ống dẫn bi. Để các viên bi không bị dồn và rơi khi lắp phải bôi mỡ Litôn 24 lên cạnh ống dẫn bi.

2. Lắp các cạnh đã lắp bi thành từng đoi một vào lỗ lắp ống dẫn bi trên piston-thanh răng.

b. Lắp vòng nhựa dẻo làm kín

Vòng nhựa dẻo làm kín thường dùng để làm kín các mối lắp ghép  động như : xi lanh - thân van phân phối, piston - thanh răng - vỏ cơ cấu lái, trục vít - piston - thanh răng. Trong gối đỡ trục rẻ quạt sử dụng vòng bảo vệ nhựa dẻo cùng với vòng cao su. Sau khi lắp vòng nhựa dẻo phải hiệu chỉnh sơ bộ bằng trục gá chuyên dùng và giữ trên trục gá trong vòng 30 phút.

c. Lắp đòn lái ngang

Tiến hành theo thứ tự ngược với khi tháo. Chốt thay đồng bộ với máy hãm. Trước khi lắp, các chi tiết được bôi trơn theo bảng bôi trơn. Khi lắp nắp ren, xoay đến hết cỡ sau đó nới ra 1/2 vòng và cố định vị trí.

Quá trình lắp cần tuân thủ các thông số trong bảng 4.2

4.2.2. Kiểm tra, đánh giá tình trạng kĩ thuật các chi tiết

Với cơ cấu lái kiểu có trợ lực xe UAZ 3160:

Sau khi tháo, rửa sạch các chi tiết và xem xét  cẩn thận.

Khi xuất hiện trên bề mặt làm việc của trụcvít, piston-thanh răng, trục rẻ quạt, gối đỡ trục rẻ quạt, trên ổ các vết bong tróc , nứt hoặc mòn có gờ thì phải thay thế.

Thay trục rẻ quạt nếu then hoa bị biến dạng, mòn nhiều.

4.3. Hư hỏng thường gặp và phương pháp khắc phục

Các hư hỏng có thể xảy ra trong quá trình sử dụng hệ thống lái và các biện pháp khắc phục được trình bày trong bảng 4.3.

KẾT LUẬN

Sau một thời gian nghiên cứu, thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học, đồng thời được sự hướng dẫn kiểm tra tận tình, chu đáo, tỉ mỉ của thầy giáo: TS.GVC ……………… và sự giúp đỡ của các thầy trong bộ môn Ô tô quân sự , các bạn trong lớp cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của em đã hoàn thành.

Trong quá trình khảo sát các yếu tố ảnh hưởng, đồ án đã xây dựng được mô hình phẳng một vết bánh xe, quay vòng động cho xe ô tô 2 cầu có công thức bánh xe 4x4 trong trường hợp quay vòng đều, làm cơ sở cho việc xác định mối liên hệ giữa các thông số điều kiện đường, kết cấu điều khiển với các lực tác dụng lên xe; khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng tới ổn định hướng chuyển động của ô tô hai cầu khi quay vòng.

Hạn chế của đồ án là chưa khảo sát được hết các yếu tố ảnh hưởng trong điều kiện giả thiết; mới khảo sát được với giả thiết quay vòng đều với bán kính không đổi trong mô hình phẳng.

Hướng phát triển của đồ án: đồ án tiếp tục đi sâu nghiên cứu, xây dựng mô hình động lực học quá trình quay vòng với giá trị vận tốc thay đổi, và tiến tới khảo sát trong mô hình không gian. Kết hợp khảo sát với ảnh hưởng của hệ thống treo, phanh trong quá trình quay vòng.

Trong quá trình nghiên cứu, mặc dù nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy, bản thân đã có nhiều cố gắng, song do trình độ còn hạn chế nên đồ án khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự quan tâm chỉ bảo của các thầy và sự góp ý của các bạn.

Tôi xin chân thành cám ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo, Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1968.

2. Nguyễn Phúc Hiểu - Vũ Đức Lập, Lý thuyết ôtô quân sự (Giáo trình và Phụ lục giáo trình), Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, Hà Nội 2002.

3. Ngô Hắc Hùng, Kết cấu và tính toán ô tô, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, Hà Nội 2008.

4. Vũ Đức Lập - Phạm Đình Vi, Thử nghiệm xe, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội 1996.

5. Nguyễn Trường Sinh, Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí, Nhà xuất bản Quân  đội nhân dân, Hà Nội 2001.

6.  Phạm Đình Vy – Vũ Đức Lập, Cấu tạo ôtô quân sự (tập 2), Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội 1995.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"