MỤC LỤC

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.. 1

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG  TÍNH NĂNG KỸ - CHIẾN THUẬT XE ZIL - 131  3

1.1. Giới thiệu chung về xe ZIL - 131. 3

1.2. Tính năng kỹ - chiến thuật của xe ZIL - 131. 5

1.3. Các thông số của hệ thống lái 9

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE ZIL - 131. 13

2.1. Vị trí vai trò, công dụng. 13

2.1.1.Vị trí vai trò. 13

2.1.2. Công dụng. 13

2.2. Bố trí chung hệ thống lái ZIL - 131. 13

2.3. Cấu tạo chung. 14

2.3.1. Cơ cấu lái 14

2.3.2. Dẫn động lái cơ khí gồm.. 14

2.3.3. Trợ lực lái 15

2.4. Cấu tạo hệ thống lái ZIL - 131. 15

2.5. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe ZIL - 131. 17

2.5.1. Sơ đồ nguyên lý. 17

2.5.2. Nguyên lý làm việc (ở các trạng thái) 18

2.6. Trợ lực lái 22

2.6.1. Cấu tạo trợ lực lái 23

2.6.2. Nguyên lý làm việc. 24

2.7. Dẫn động lái 26

2.7.1. Vành lái 26

2.7.2. Trục vành lái 26

2.7.3. Trục các đăng. 27

2.7.4. Đòn quay đứng. 27

2.7.5.Thanh kéo dọc. 27

2.7.6. Kết cấu khớp cầu dẫn động lái 28

2.7.7. Đòn lái ngang. 29

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE ZIL-131. 31

3.1. Mở đầu. 31

3.1.1. Mục đích, nội dung. 31

3.1.2. Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái 31

3.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái 33

3.2.1. Điều kiện quay vòng lý tưởng. 33

3.2.2. Phương pháp kiểm nghiệm động học hình thang lái 34

3.2.3. Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học. 35

3.2.4. Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số  37

3.3. Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của hệ thống lái 38

3.3.1. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái 38

3.3.2. Tính toán kiểm nghiệm các chi tiết dẫn động lái 40

CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI XE ZIL - 131. 46

4.1. Khai thác sử dụng hệ thống lái xe ZIL - 131. 46

4.1.1. Yêu cầu chung. 47

4.1.2. Bảo dưỡng hệ thống lái 47

4.2. Một số nội dung kiểm tra điều chỉnh. 50

4.2.1. Kiểm tra độ rơ tổng cộng trên vành tay lái 50

4.2.2.Kiểm tra và điều chỉnh khớp cầu thanh lái 51

4.2.3.  Kiểm tra điều chỉnh độ rơ dọc cơ cấu lái 52

4.2.4.  Điều chỉnh độ chụm của bánh xe dẫn hướng. 53

4.2.5. Điều chỉnh khe hở ăn khớp thanh răng cung răng. 57

4.2.6. Kiểm tra và thay dầu trợ lực. 58

4.3. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục. 59

4.4. Quy trình tháo, lắp hệ thống lái 61

4.5. Điều kiện kỹ thuật cho sửa chữa hệ thống lái ZIL-131. 62

4.5.1. Chỉ dẫn chung. 62

4.5.2. Lắp trục đòn quay đứng. 62

4.5.3. Lắp trục vít với đai ốc, pít tông thanh răng, nắp giữa. 63

4.5.4. Lắp van trợ lực lái 63

4.5.5. Lắp ghép cơ cấu lái và trợ lực. 64

4.5.6 Lắp trục truyền tay lái 64

4.5.7. Thử nghiệm cơ cấu lái 65

KẾT LUẬN.. 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 68

MỞ ĐẦU

Ngành công nghiệp nói chung và ngành ô tô nói riêng giữ một vị trí quan trọng trong sự phát triển của xã hội. Ô tô được dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân ở nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng an ninh…

Nhiều tiến bộ khoa học và kỹ thuật đã được áp dụng vào công nghệ chế tạo ô tô nhằm mục đích tăng khả năng phục vụ và độ tin cậy làm việc của ô tô. Các tiến bộ này tập trung vào việc đạt được mục đích là giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn tốt nhất cho mọi người, hàng hoá, phương tiện, tăng vận tốc chuyển động trung bình, tăng tính tiện nghi và tính kinh tế của ô tô.

Hiện nay ngành ô tô ở nước ta đến nay chủ yếu là khai thác sử dụng các trang thiết bị nhập từ nước ngoài, trong quân đội ta phần lớn sử dụng các xe của Liên Xô (cũ) và hiện nay là CHLB Nga chế tạo mang tính đặc thù của xe quân sự hoạt động tốt trong mọi điều kiện thời tiết, địa hình phức tạp và có khả năng kéo, tải trọng lớn, tính việt dã cao điển hình là Zil - 131 được sử dụng rất phổ biến.

Cần nắm vững những vấn đề về lý thuyết và kết cấu của xe, của từng hệ thống trên xe để từ đó khai thác và sử dụng xe có hiệu quả cao, đáp ứng yêu cầu giữ tốt, dùng bền, an toàn, tiết kiệm. Đây là một yêu cầu cần thiết đối với các cán bộ kỹ thuật ngành xe, góp phần đáp ứng yêu cầu trong khai thác sử dụng. Đề tài “NGHIÊN CỨU KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI XE ZIL - 131” là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. Ngoài phần mở đầu và kết luận nội dung bản thuyết minh được chia làm 4 chương. Bắt đầu là Chương 1 “Giới thiệu tính năng kỹ - chiến thuật của xe ZIL - 131” sẽ giới thiệu chung về xe, thông số kỹ - chiến thuật của xe và các thông số hệ thống lái. Chương 2 giới thiệu về kết cấu của hệ thống lái, nội dung chương này là “Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe ZIL - 131” nhằm giúp chúng ta nắm chắc vị trí vai trò, cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống lái. Trong Chương 3 chúng ta đi “Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe ZIL - 131” để xem xét hệ thống đủ điều kiện sử dụng hay không với các nội dung như kiểm tra động học hình thang lái, kiểm bền các chi tiết trong hệ thống lái. Để giúp nâng cao tuổi thọ của hệ thống và sử dụng có hiệu quả thì nội dung của Chương 4 là “Hướng dẫn khai thác hệ thống lái xe ZIL - 131”. Trong chương này mục đích đưa ra các quy định về mức bảo dưỡng, sửa chữa và quy trình của chúng.

Việc làm đồ án đòi hỏi một kiến thức tổng hợp nhiều môn học chính vì vậy không khỏi có nhiều vướng mắc trong quá trình làm, rất kính mong sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn: TS, GVC…………. cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án tôi được hoàn thiện hơn và có chất lượng cao hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG TÍNH NĂNG KỸ - CHIẾN THUẬT XE ZIL - 131

1.1. Giới thiệu chung về xe ZIL - 131

Xe ZIL - 131 là ô tô vận tải quân sự nhiều công dụng dùng để chuyên chở hàng hóa, trang thiết bị quân sự và bộ đội. Ngoài ra có thể dùng làm xe cơ sở cho các mẫu xe đặc chủng: Các xe công trình xa, các xe chuyên dùng khác.

Xe ZIL - 131 có dự trữ hành trình lớn. Việc ứng dụng các thiết bị thuỷ lực, khí nén trong các thiết bị điều khiển đã giảm nhẹ cường độ làm việc của người lái. Hệ thống treo với bộ nhíp hoàn thiện, giảm chấn ống thuỷ lực, lốp áp suất thấp (điều chỉnh được) đã làm tăng độ êm dịu chuyển động và khả năng thông qua của xe trên các loại địa hình.

1.2. Tính năng kỹ - chiến thuật của xe ZIL - 131

Tính năng kỹ-chiến thuật của xe ZIL - 131 thể hiện như bảng 1.a.

1.3. Các thông số của hệ thống lái

Các thông số đầu vào dùng cho tính toán hệ thống lái như bảng 1.b.

Chương 1 này nhằm giúp cho chúng ta nắm chắc được các tính năng kỹ chiến thuật của xe ô tô Zil -131, các thông số kỹ thuật của hệ thống lái làm cơ sở cho quá trình khai thác sử dụng có hiệu quả, trên cơ sở đó chúng ta có thể nâng cao được hệ số sử dụng và hệ số an toàn cho các cơ cấu, các cụm của hệ thống lái cũng như nâng cao khả năng sử dụng của toàn xe.

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE ZIL - 131

2.1. Vị trí vai trò, công dụng

2.1.1.Vị trí vai trò

Hệ thống lái ô tô cùng hệ thống phanh là hệ thống điều khiển ô tô thuộc phần gầm xe, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm an toàn chuyển động của xe.

2.1.2. Công dụng

Hệ thống lái ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô bằng phương pháp thay đổi mặt phẳng lăn của các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ ổn định phương chuyển động thẳng hay quay vòng của ô tô khi cần thiết.

2.2. Bố trí chung hệ thống lái ZIL - 131

Hệ thống lái xe ZIL - 131 là hệ thống lái kiểu cơ khí có trợ lực thủy lực gồm 3 phần chính: Cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái. Sơ đồ bố trí chung được thể hiện trên (hình 2.1)

2.3. Cấu tạo chung

2.3.1. Cơ cấu lái 

Là loại Trục vít - Đai ốc - Thanh răng - Cung răng. Lắp đặt đặt trực tiếp trên khung xe.(thể hiện ở  hình 2.2)

2.3.2. Dẫn động lái cơ khí gồm

Vành lái, trục vành lái, đòn quay đứng, thanh kéo dọc, thanh bên hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, cam quay, đòn quay ngang, các khớp nối (rô tuyn), trục các đăng nối vành lái với cơ cấu lái.

2.4. Cấu tạo hệ thống lái ZIL - 131

Cơ cấu lái ô tô ZIL-131 là cơ cấu lái kiểu Trục Vít - Đai ốc - Thanh răng - Cung răng có tỷ số truyền là 20. Kết cấu cơ cấu lái ô tô ZIL - 131 trên (hình 2.2).

* Cấu tạo:

- Van phân phối: Van phân phối được bố trí trong cơ cấu là van phân phối kiểu con trượt 3 gờ, con trượt được định tâm với vỏ của van phân phối nhờ lò xo van phân phối  và trụ phản lực.

- Thanh răng:  Được chế tạo liền khối với pít tông của xi lanh lực, thanh răng gồm 4 răng, trên đoạn pít tông có gia công các vị trí để lắp 2 vòng găng làm kín dầu.Thanh răng ăn khớp với cung răng và ăn khớp với trục lái nhờ mối ghép vít qua các viên bi và đai ốc.

2.5. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe ZIL - 131

2.5.1. Sơ đồ nguyên lý

Được thể hiên trên (hình 2.4)

Nguyên lý làm việc được thể hiện ở các trạng thái sau: Khi vành tay lái ở vị trí trung gian, vị trí quay vòng, tính tùy động, ngoài ra cơ cấu lái còn làm việc ở chế độ khi một bánh xe dẫn hướng nào đó bị thủng (hoặc cản mặt đường tăng), tạo cảm giác mặt đường cho người lái và khi trợ lực không làm việc.

2.5.2. Nguyên lý làm việc (ở các trạng thái)

- Khi xe chuyển động thẳng:

Khi xe chuyển động thẳng người lái giữ nguyên vành lái ở vị trí trung gian.  Cản mặt đường nhỏ. Con trượt (14) ở vị trí trung gian, hai khoang của xi lanh lực thông nhau nối thông đường dầu từ bơm dầu tới và đường dầu hồi về bầu dầu, áp suất của hai khoang xi lanh lực bằng nhau, pít tông của xi lanh lực không dịch chuyển với lực giữ của người lái làm cho xe chuyển động thẳng.

- Quay vòng trái:

Nguyên lý làm việc của cơ cấu lái khi quay vòng bên phải được thể hiện ở (hình 2.7).

- Tính tuỳ động:

+ Khi giữ nguyên vành tay lái ở vị trí quay vòng với bán kính quay vòng không đổi. Muốn giữ nguyên góc quay vòng của xe, người lái ngừng đánh tay lái và giữ nguyên lực tác dụng lên vành tay lái, lúc này con trượt 3 gờ của van phân phối vẫn có vị trí mở để cung cấp dầu cao áp cho một khoang của xi lanh lực nào đó và đóng dầu thấp áp ở khoang còn lại, do dầu ở 2 khoang công tác vẫn chênh lệch nên tiếp tục đẩy pit tông của xi lanh lực chuyển động cùng lúc này trục vít lại đứng im do người lái giữ nguyên vành lái. 

- Cảm giác mặt đường:

Trong quá trình quay vòng áp lực trong khoang làm việc của xi lanh lực tăng tỷ lệ với mô men cản quay vòng của bánh xe. Khi mô men cản quay vòng của bánh xe dẫn hướng càng tăng thì áp lực chất lỏng công tác ở các khoang phản lực giữa các thanh trụ càng tăng. 

* Khi trợ lực không làm việc:

Trợ lực lái bị hỏng xe sẽ làm việc như hệ thống lái không có trợ lực, lúc này van bi ở van phân phối sẽ đảm bảo cho dầu chảy từ khoang này sang khoang kia của xi lanh lực làm cho quá trình quay bánh xe dẫn hướng dễ dàng hơn.

2.6. Trợ lực lái

Trợ lực lái ô tô ZIL-131 là trợ lực lái thuỷ lực có áp suất cao 65 KG/cm² nên hiệu quả trợ lực cao, thời gian chậm tác dụng ngắn song yêu cầu độ chính xác và công nghệ chế tạo cao. Trợ lực lái bao gồm: bơm dầu, bầu chứa dầu, van phân phối và các đường ống dẫn dầu. Kết cấu cụ thể và nguyên lý làm việc của các cụm này sẽ được làm rõ (hình 2.8) dưới đây.

2.6.1. Cấu tạo trợ lực lái

- Bơm dầu: Là nguồn cung cấp năng lượng. Là loại bơm dầu rôto cánh gạt tác dụng kép, bơm được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ đốt trong nhờ bộ truyền đai thang. 

- Trục bơm: Trục bơm quay trên hai ổ bi (một ổ bi cầu và một ổ bi đũa).

-  Rôto: Của bơm được nối với trục bơm bằng then hoa, trên rôto có 10 rãnh để lắp các phiến gạt.

- Stato: Có biên dạng ô van, trên stato có các đường dầu vào, các đường dầu ra và lỗ chốt định vị đĩa phân phối, trên stato có dấu để lắp ráp và để lắp đúng stato.

2.6.2. Nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của bơm trợ lực được thể hiện trong (hình 2.9)

Khi động cơ làm việc qua dây đai làm cho buly quay làm cho trục bơm và roto quay nhờ sức văng ly tâm làm cho các cánh gạt tỳ sát vào buồng bơm, dầu từ bầu chứa qua phần thân bơm và khoang hút của bơm, các cánh gạt, gạt dầu từ khoang hút ra khoang xã qua đĩa phân phối cung cấp cho hệ thống, một lượng dầu qua đĩa phân phối quay trở lại roto.

2.7. Dẫn động lái

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

2.7.1. Vành lái

Vành lái là một vành tròn, có cốt thép và đựơc bọc nhựa, vành lái lắp với trục vành lái bằng mối ghép then và mối ghép ren, ở giữa vành lái có bố trí công tắc còi (núm còi).

2.7.3. Trục các đăng

Trục các đăng lái, được thể hiện trên hình 2.11

Là một trục làm bằng thép ở 2 đầu có 2 khớp các đăng với các vòng bi kim (khớp chữ thập), trục các đăng gồm 2 phần trục ghép với nhau bằng then hoa, khớp then hoa này cho phép dịch chuyển dọc trục tương đối giữa hai phần.

2.7.4. Đòn quay đứng

 Đòn quay đứng được lắp trên then hoa của trục cung răng và được bắt chặt bằng đai ốc, để hãm cho đai ốc không tự nới lỏng trong quá trình làm việc thì trên đai ốc và trục của chốt cầu có gia công vị trí để lắp chốt chẻ ở các đầu mút của thanh kéo.

2.7.7. Đòn lái ngang

Cũng là một chi tiết dạng ống có kết cấu để điều chỉnh độ chụm bánh xe, hai đầu của đòn kéo ngang được nối với hai thanh bên hình thang lái thông qua các khớp cầu.

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE ZIL-131

3.1. Mở đầu

3.1.1. Mục đích, nội dung

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái bao gồm: tính toán kiểm tra động học dẫn động lái và tính toán kiểm bền cho một số chi tiết cơ bản trong hệ thống lái và tính toán trợ lực lái. Trong đồ án này chỉ dừng lại ở nội dung đầu.

3.1.2. Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái

Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái như bảng 3.a, 3.b, 3.c.

3.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái

3.2.1. Điều kiện quay vòng lý tưởng

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

3.2.2. Phương pháp kiểm nghiệm động học hình thang lái

Để kiểm tra động học hình thang lái có hai phương pháp là đại số và hình học.

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

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

Như vậy qua cách chứng minh theo phương pháp hình học trên cho phép ta kiểm tra động lực học hình thang lái của các hình thang lái có sẵn. Nếu ứng với các cặp α_i và β_i của công thức (3.1) ta đặt chúng vào vị trí như (hình vẽ trên) thì các giao điểm E_i sẽ phải nằm trên đường GC thì động học hình thang lái đã sẵn có bảo đảm cho xe quay vòng mà các bánh xe 2 bên không bị trượt bên.

3.2.3. Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học

Trình tự tiến hành kiểm nghiệm hình thang lái

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

* Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị α_i khác nhau.

Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay β_i tương ứng của bánh xe bên ngoài  (hình. 3.2)

* Dựng các góc β_i và α_i

* Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm E_i (hình 3.3)

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

Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học.

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

3.2.4. Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số

Trình tự tiến hành:

* Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị α_i khác nhau

* Bằng phương pháp hình học các định các góc quay β_i tương ứng các bánh xe ngoài khi cho trước các góc α_i

* Xác định các giá trị của hệ số δ_i tương ứng với từng cặp α_I và β_i theo công thức (3.4)

* Các gía trị δ_I càng gần 1 thì khi ô tô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng không bị trượt bên hoặc có trượt bên song không đáng kể  Phần tính toán cụ thể:  

Kết quả tính toán Theo công thức (3.4)          

Khi α₁ = 5^O  ta có β₁ = 4,83⁰

Kết quả kiểm tra bằng phương pháp hình học như bảng 3.d.

*Kết luận: Qua kiểm tra động học hình thang lái ô tô ZIL-131 bằng hai phương pháp ta thấy khi ô tô quay vòng các bánh xe dẫn hướng vẫn bị trượt bên nhưng sự trượt bên của bánh xe là nhỏ như vậy vẫn cho phép sử dụng xe với kết cấu hình thang lái đã có.

3.3. Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của hệ thống lái

3.3.1. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái

3.3.1.1. 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 viên bi bị mòn nhiều nhất. Ngoài ra còn quan sát thấy nhiều trường hợp các viên bi hoặc rãnh ren bị tróc, rỗ do hiện tượng mỏi của vật liệu. Bởi vậy khả năng làm việc lâu bền của bộ truyền vít đai ốc bị phụ thuộc chủ yếu vào ứng suất tiếp xúc giữa các viên bi và bề mặt rãnh ren.

Ta có:

K - Hệ số phụ thuộc vào bán kính cong của các bề mặt tiếp xúc

i - Số lượng viên bi cùng chịu tải

d_b- Đường kính viên bi

d_r - Đường kính rãnh ren

λ_V - Góc dẫn ren của trục vít

δ - Góc tiếp xúc của viên bi

E - Mô đun đàn hồi

Thay số vào ta có: σ_tx  = 30524,85 KG/cm²

Vậy ta thấy σ_tx < [σ_tx] 

* Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.

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

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

Ta có:

q -  Áp suất trong xi lanh trợ lực

D_X  - Đường kính xi lanh lực

R_c - Bán kính vòng chia của cung răng

i_w - Tỷ số truyền của cơ cấu lái

Thay số vào ta có: P_C = 7075,33 KG/cm²

Suy ra: σ_u= 1244,95  KG/cm²

[σ_u] = 3000÷4000kG/cm²

 Vậy ta thấy σ_u< [σ_u]

3.3.2. Tính toán kiểm nghiệm các chi tiết dẫn động lái

3.3.2.1. 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 tham khảo vị trí đặt xi lanh lực. Tuỳ theo sơ đồ bố trí các chi tiết của dẫn động lái mà tải trọng tác dụng lên các chi tiết sẽ khác nhau. Sơ đồ tính toán dẫn động lái của ô tô ZiL-131 (Thể hiện hình (3.5)

3.3.2.2. Tính bền cho các chi tiết dẫn động lái

+ Đòn quay đứng

Đòn quay đứng được kiểm bền theo ứng suất kéo tương đương và ứng suất xoắn tại tiết diện nguy hiểm. Sơ đồ tính toán đòn quay đứng (Thể hiện trên hình 3.6)

+ Xác định lực tác dụng lên đòn quay đứng

Ta có:

P_{max -}  Lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái  p_max = 45 KG

R - Bán kính vành tay lái

i_ω - Tỷ số truyền của cơ cấu lái

q - Áp suất dầu trong xi lanh trợ lực

D_x - Đường kính xi lanh lực

L_đ - Chiều dài đòn quay đứng.

Thay số vào ta có: P_đ = 1162,9KG

Ứng suất kéo tương đương tại điểm A có giá trị lớn nhất được xác định theo công thức sau đây:

Ta có:

l, c - Cánh tay đòn gây uốn và xoắn (h 3.6)

w_u - Mô men chống uốn tại tiết diện.

w_x - Mô men chông xoắn tại tiết diện.

Mà w_x =α . h . b² cm²

Thay số vào ta có.

W_x= 0.231.55.35² = 15,56 cm³

Vậy ta có: σ_tđ = 420,59 KG/cm²

Thay số vào ta có: t = 373,68 KG/cm²

Đòn lái đứng làm bằng thép các bon trung bình 40x tôi và ram có:

[σ] = 1000KG/cm²;

[τ] = 700 KG/cm²

Vậy hệ số an toàn

n_σ = 2,37

n_τ = 1,87

* Kết luận: Qua tính toán ta thấy σ < [σ]; τ < [τ] vậy đòn quay đứng đảm bảo bền.

- Hệ số dự trữ độ cứng vững của thanh lái.

+ Thanh lái dọc n_d = 2,5

+ Thanh lái ngang n_n = 1,8

Vậy Thanh lái dọc và thanh lái ngang đảm bảo bền.

* Kết luận: Như vậy qua kết quả tính toán kiểm nghiểm ở chương 3 này ta có thể kết luận như sau: Với hệ thống lái xe Zil -131. Cho phép sử dụng với kết cấu hình thang lái đã có vì khi ô tô quay vòng các bánh xe dẫn hướng vẫn bị trượt bên nhưng sự trượt bên của bánh xe là nhỏ nên không ảnh hưởng lớn đến quá trình quay vòng của xe. Sử dụng cơ cấu lái trục vit - đai ốc - thanh răng - cung răng cho thấy bộ truyền đảm bảo bền. Các chi tiết trong dẫn động lái có kích thước theo thiết kế đảm bảo điều kiện bền.

CHƯƠNG 4

HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI XE ZIL - 131

4.1. Khai thác sử dụng hệ thống lái xe ZIL - 131

Việc bảo quản bảo dưỡng xe là việc làm thường xuyên, liên tục của người lái xe và thợ, nhất là người sử dụng xe đó. Có bảo quản, bảo dưỡng xe thường xuyên mới kịp thời phát hiện và khắc phục được những hư hỏng của xe đồng thời bảo đảm tốt các yêu cầu làm việc của các chi tiết, cụm chi tiết trên xe.

Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra hư hỏng làm mất khả năng điều khiển của xe. Do đó có thể gây ra nhiều tai nạn bất ngờ gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản của mọi người.

4.1.1. Yêu cầu chung

Trên cơ sở lắm 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.

- Không tự ý tháo các bộ phận chính như van phân phối, bơm dầu, cơ cấu lái, vì các chi tiết của các bộ phận này được chế tạo rất chính xác (1/1000 mm) cho nên nếu chỉ cần một chút cát bụi lọt vào hay một vết xước nhỏ là có thể dẫn đến hư hỏng cả bộ phận đó.

4.1.2. Bảo dưỡng hệ thống lái

4.1.2.1. 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 bảo dưỡng được thực hiện theo định kỳ, theo một biểu đồ kế hoạch đã được lập trước.

Bảo dưỡng hệ thống lái cũng phải tuân thủ theo quy định đầy đủ các cấp bảo dưỡng kỹ thuật ô tô là:

- Bảo dưỡng rà trơn.

- Bảo dưỡng thường xuyên.

- Bảo dưỡng định kỳ:

+ Bảo dưỡng định kỳ cấp 1.

+ Bảo dưỡng định kỳ cấp 2.

4.1.2.2. 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.

4.2. Một số nội dung kiểm tra điều chỉnh

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

4.2.1. Kiểm tra độ rơ tổng cộng trên vành tay lái

Hành trình tự do trên vành tay lái là bao gồm độ rơ dọc, độ rơ ngang của hộp tay lái và độ rơ của các khớp nối trong dẫn động lái được quy dẫn về 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.

* Cách tiến hành như sau:

- Kích cho hai bánh xe dẫn hướng lên khỏi mặt đất kê chèn ô tô chắc chắn.

- Đánh tay lái để 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.

4.2.2. Kiểm tra và điều chỉnh khớp cầu thanh lái

- Kiểm tra: Đỗ xe trên nền cứng, kéo chặt phanh tay, đánh tay lái để hai bánh xe dẫn hướng về vị trí tương ứng chuyển động thẳng của ô tô. Người kiểm tra tay phải cầm chắc đầu thanh lái dọc, khẩu độ tay tiếp giáp đầu dưới của tay quay đứng hình 4.2.

- Điều chỉnh:  Dùng kìm tháo chốt chẻ, dùng cờ lê chữ Z vặn ốc điều chỉnh vào đến chặt, sau đó nới ra từ 1/8.Kiểm tra lại độ rơ nếu đã đạt yêu cầu thì lắp chốt chẻ. Các khớp cầu còn lại điều chỉnh tương tự hình 4.3.

4.2.4. Điều chỉnh độ chụm của bánh xe dẫn hướng

Độ chụm là hiệu số giữa khoảng cánh (δ= A-B) đo được giữa hai má lốp(hoặc hai vành sắt) đo ở phía sau và phía trước trục cầu trước trong cùng một mặt phẳng nằm ngang chứa đường tâm của trục cầu trước  khi hai bánh xe dẫn hướng ở vị trí đi thẳng hình (4.5) 

Ký hiệu độ chụm:         δ= A-B

δ: Độ chụm bánh xe dẫn hướng (5-8 mm)

A: Khoảng cách giữa hai má lốp  (hoặc vành sắt) đo ở phía sau

B: Khoảng cách giữa hai má lốp (hoặc vành sắt) đo ở phía trước.

* Điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hướng:

Tùy kết cấu cụ thể của cơ cấu hình thang lái, người ta có các cách khác nhau để điều chỉnh độ chụm. Song cơ bản việc điều chỉnh độ chụm xe ZIL - 131 được thực hiện bằng cách thay đổi chiều dài thanh lái ngang, muốn điều chỉnh độ chụm ta dùng dụng cụ nới ốc hãm (3) đầu thanh lái ngang phía có bước ren lớn rồi tháo ốc hãm khớp cầu, đưa đầu thanh lái ra khỏi càng quay. Căn cứ vào bước ren ở đầu thanh lái ngang và trị số độ chụm cần thay đổi mà vặn đầu thanh lái ngang theo chiều vặn ra hoặc vặn vào một số nguyên lần vòng ren hình (4.6.)

4.2.5. Điều chỉnh khe hở ăn khớp thanh răng cung răng

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.

Trình tự điều chỉnh khe hở ăn khớp trong cơ cấu lái .

+ Đỗ xe ở vị trí chuyển động thẳng trên đường bằng.

+ Tháo đòn quay đứng.

+ Xả dầu trong cơ cấu lái.

+ Tháo các bu lông hảm ở mặt bên.

4.3. Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục

Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục như bảng 4.a.

4.4. Quy trình tháo, lắp hệ thống lái

Quy trình tháo, lắp hệ thống lái như bảng 4.b.

4.5. Điều kiện kỹ thuật cho sửa chữa hệ thống lái ZIL-131

4.5.1. Chỉ dẫn chung

- Cơ cấu lái có trợ lực, yêu cầu phải sửa chữa, lắp ghép ở nơi phải đảm bảo sạch sẽ.

- Trước khi lắp, tất cả các lỗ, các rãnh của các chi tiết phải được rửa sạch, thổi bằng khí nén .

4.5.3. Lắp trục vít với đai ốc, pít tông thanh răng, nắp giữa

- Rãnh của đai ốc bi phải lắp nhẹ nhàng vào đai ốc, không được cao hơn mặt ngoài.

- Các viên bi phải vào dễ dàng.

- Các viên bi phải cùng nhóm kích thước.

4.5.5. Lắp ghép cơ cấu lái và trợ lực

- Miệng của vòng găng phải quay về phía đối diện với thanh răng.

- Để ngăn ngừa các vết xước trên thành xy lanh, pít tông thanh rang khi lắp cần quay phần răng lên phía trên sau đó quay xuống phía dưới.

4.5.6 Lắp trục truyền tay lái

- Bạc của trục chữ thập trục truyền làm bằng hợp kim gốm - đồng chì, phải được thay mới. Cho phép dùng bạc làm bằng hợp kim đồng OYC 4-4-2,5 để thay thế.

- Vú mỡ bạc trục chữ thập bơm mỡ đầy đủ.

- Trục chữ thập cần phải quay nhẹ nhàng trong bạc bằng tay và không có độ rơ chiều trục.

4.5.7. Thử nghiệm cơ cấu lái

- Việc thử nghiệm tiến hành ở các vị trí biên của pít tông thanh răng với áp lực 80 kg/cm² trong thời gian 5 phút ở mỗi vị trí.

+ Dầu để thử nghiệm là dầu tuốc bin 22 ở nhiệt độ 40 ^oC. Cho phép dùng dầu công nghiệp 20 thay thế.

+ Van an toàn duy trì áp suất trong hệ thống ở mức 70 kg/cm². Cơ cấu đạt các yêu cầu kỹ thuật sau:

* Quay trục vít phải nhẹ nhành cả về hai phía không bị kẹt khi tác dung mô men từ  0 - 130 kgl.m lên trục trục đòn quay đứng .

* Khi quay trục vít về hết mỗi bên áp suất dầu tác dụng lên bề mặt xy lanh  phải không nhỏ hơn 60 kg/cm².

KẾT LUẬN

Qua một thời gian thu thập số liệu, tài liệu, cùng với sự cố gắng nổ lực của bản thân. Sự chỉ bảo giúp đỡ tận tình của thầy hướng dẫn: TS, GVC …………. và các thầy giáo trong khoa ô tô cùng với sự giúp đỡ của các cơ quan đơn vị, bạn bè cùng lớp tôi đã hoàn thành đồ án. Trong đồ án này tôi đã thể hiện đầy đủ chặt chẻ các nội dung cơ bản như giới thiệu về xe ZIL - 131, phân tích đặc điểm kết cấu của xe, đồng thời đi tính toán kiểm nghiệm toàn bộ hệ thống lái. Để đánh giá khả năng làm việc của hệ thống trong các điều kiện và trong hoạt động tác chiến có đảm bảo hay không. Đồng thời đưa ra các quy định về bảo dưỡng, quy trình sửa chữa sát với điều kiện sử dụng ở đơn vị. Nhằm mục đích nâng cao hiệu quả sử dụng, nâng cao tuổi thọ và độ tin cậy khi sử dụng của hệ thống.

Qua quá trình thực hiện đồ án “Nghiên cứu khai thác hệ thống lái xe ZIL - 131” bản thân thấy có một số vấn đề sau:

Xe ZIL - 131 là ô tô vận tải có tính năng thông qua cao được sử dụng trong các ngành kinh tế quốc dân và đặc biệt trong quân đội ta.

Hệ thống lái trên xe ZIL - 131 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, làm việc ổn định, độ tin cậy cao.

Nhờ có phần trợ lực thuỷ lực trong hệ thống lái đã làm giảm đi cường độ lao động của người lái và đảm bảo an toàn cho xe khi hoạt động trên đường, đồng thời nâng cao tính cơ động trong tác chiến, góp phần hoàn thành nhiệm vụ chung trong chiến đấu cũng như trong xây dựng.

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

Do thời gian còn hạn chế, tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt còn ít, kiến thức của bản thân một số mặt còn chưa hoàn thiện, vì vậy trong đồ án không tránh khỏi các thiếu sót. Rất mong sự quan tâm đóng góp chỉ bảo chân tình của các thầy giáo, các bạn đồng nghiệp đối với đồ án của tôi để bản thân khắc phục được điểm thiếu sót hoàn thành nhiệm vụ làm đồ án tốt nghiệp cuối khoá

Xin chân thành cảm ơn!

                                                            TP.HCM, ngày … tháng … năm 20…

                                                            Học viên thực hiện

                                                           ………………..

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập. “Cấu tạo ô tô quân sự tập 1, 2”: Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự; 1995.

[2]. Nguyễn Phúc Hiểu, Võ Văn Hường. “Lý thuyết ô tô quân sự”. Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự; 1983.

[3]. Hướng dẫn đồ án môn học "Lý thuyết kết cấu và tính toán ô tô quân sự"

Tập IV: Phần hệ thống lái. Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự; 1977.

[4]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Đình Kiên. “Thiết kế tính toán ô tô máy kéo”.

NXB  ĐH và THCN; 1972.

[5]. Thái Nguyễn Bạch Liên. “Kết cấu tính toán ô tô”. NXB  GTVT; 1984.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"