MỤC LỤC

MỤC LỤC....1

LỜI NÓI ĐẦU.. 3

Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA FORTUNER   5

1.1. Giới thiệu chung về xe TOYOTA FORTUNER.. 5

1.2. Đặc tính kỹ thuật của xe TOYOTA FORTUNER.. 7

1.3. Đặc tính các hệ thống chính của xe TOYOTA FORTUNER   9

1.3.1. Động cơ. 9

1.3.2. Hệ thống truyền lực. 9

1.3.3. Hệ thống điều khiển. 10

1.3.4. Hệ thống vận hành. 10

1.3.5. Hệ thống điện. 11

1.3.6. Thiết bị phụ. 11

Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA FORTUNER   13

2.1. Giới thiệu chung về hệ thống lái 13

2.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu. 13

2.1.2. Cấu tạo chung. 14

2.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER   16

2.2.1. Vành tay lái, hộp lái và trục lái 16

2.2.2. Cơ cấu lái 17

2.2.3. Hình thang lái 19

2.2.4. Trợ lực lái 19

2.3. Nguyên lý làm việc của phần trợ lực lái xe TOYOTA FORTUNER   25

2.3.1. Trường hợp xe đi thẳng. 26

2.3.2. Trường hợp xe rẽ phải 26

2.3.3. Trường hợp xe rẽ trái 27

2.3.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động (tuỳ động động học) 28

Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG HỌC HÌNH THANG LÁI  XE TOYOTA FORTUNER.. 29

3.1. Mục đích tính toán kiểm nghiệm.. 29

3.2. Các thông số đầu vào. 29

3.3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái. 30

3.3.1. Kiểm nghiệm động học hình thang lái 30

3.3.2. Xác định mô men cản quay vòng và lực tác dụng lên vành tay lái 35

3.3.3. Tính bền hệ thống lái 37

Chương 4. NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA FORTUNER.. 49

4.1. Tìm hiểu nguyên nhân, các yếu tố ảnh hưởng và sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống lái trong quá trình khai thác. 49

4.1.1. Nguyên nhân hư hỏng. 49

4.1.1.1. Ma sát và mài mòn. 49

4.1.1.2. Biến dạng dư. 50

4.1.1.3. Han gỉ và lão hóa. 50

4.1.2.  Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình biến đổi tình trạng kỹ thuật hệ thống lái của ô tô. 51

4.1.3. Sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống lái 53

4.2. Biện pháp ngăn cản và khắc phục sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER.. 54

4.2.1. Bảo dưỡng hệ thống lái 54

4.2.1.1. Đặt vấn đề. 54

4.2.1.2. Các chế độ bảo dưỡng. 55

4.2.1.3. Một số nội dung bảo dưỡng, kiểm tra chính. 55

4.2.2. Hướng dẫn tháo lắp một số cụm của hệ thống lái 65

4.2.2.1. Quy trình tháo lắp cơ cấu lái 66

4.2.2.2. Quy trình tháo lắp bơm dầu trợ lực lái 73

4.2.3. Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục. 78

KẾT LUẬN.. 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 83

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp ôtô hiện nay ngày càng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của một đất nước, một xã hội hiện đại. Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế xã hội đất nước và nó còn là sản phẩm kết tinh của nhiều ngành công nghiệp khác nhau thể hiện trình độ khoa học kĩ thuật của đất nước đó. Từ lúc ra đời cho đến nay ôtô đã được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch... đồng thời cũng là phương tiện di chuyển cá nhân được sử dụng rộng rãi.

Sự phát triển của nền kinh tế dẫn đến yêu cầu và mục đích sử dụng ôtô cũng thay đổi, xe ô tô hiện nay không chỉ đơn thuần là một phương tiện chuyên chở mà nó phải đáp ứng các yêu cầu như tính năng an toàn, độ êm dịu thoải mái, tính tiện nghi, kinh tế và thân thiện với môi trường. Do vậy đã có rất nhiều các tiến bộ khoa học kĩ thuật được áp dụng vào công nghệ chế tạo ôtô nhằm nâng cao độ tin cậy, sự tiện nghi, giảm ô nhiễm môi trường...   

Đất nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, các ngành công nghiệp nặng luôn từng bước phát triển. Trong đó, ngành công nghiệp ô tô luôn được chú trọng và trở thành một mũi nhọn của nền kinh tế, thể hiện bởi sự có mặt ngày càng nhiều của các hãng liên doanh ô tô như: FORD, TOYOTA, DAEWOO, NISSAN... và tỷ lệ nội địa hóa cũng ngày càng cao. Tuy nhiên, công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong những bước đầu hình thành và phát triển nên mới chỉ dừng lại ở việc nhập khẩu tổng thành, lắp ráp các mẫu xe sẵn có, chế tạo một số chi tiết đơn giản và sửa chữa, các loại xe này có các thông số kĩ thuật phù hợp với điều kiện địa hình và khí hậu Việt Nam. Do đặc thù khí hậu nước ta là nhiệt đới gió mùa ẩm, địa hình nhiều đồi núi, độ ẩm cao nên nhìn chung là điều kiện khai thác tương đối khắc nghiệt. Vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá kiểm nghiệm các hệ thống, các cụm trên xe là việc cần thiết để đảm bảo khai thác sử dụng xe có hiệu quả cao góp phần nâng cao tuổi thọ xe. Do đó, một vấn đề lớn đặt ra trong giai đoạn này là tìm hiểu và nắm vững kết cấu của từng cụm hệ thống trên các xe hiện đại, phục vụ quá trình khai thác sử dụng đạt hiệu quả cao nhất, từ đó có thể từng bước làm chủ công nghệ.

Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, sau quá trình học tập, em đã được giao nhiệm vụ thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER”.

Nội dung chính của đồ án bao gồm:

* Giới thiệu chung về xe TOYOTA FORTUNER

* Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER

* Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER

* Nghiên cứu sự suy giảm tình trạng kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER

Chương 1 của đồ án sẽ giới thiệu sơ lược về xe TOYOTA FORTUNER. Các chương tiếp theo tập trung phân tích hệ thống lái trên xe, từ đó có thể nắm vững được kết cấu để nghiên cứu các cụm, hệ thống đó. Nhằm phục vụ tốt hơn cho quá trình nghiên cứu, phần tính toán sẽ tiến hành kiểm nghiệm đối với một hệ thống lái trên xe, nhằm làm quen với mô hình tính toán kiểm nghiệm. Trên cơ sở đó, chương cuối của đồ án sẽ đưa ra sự suy giảm tình trạng kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng đối với hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER. Toàn bộ nội dung trên đây được trình bày trong bản thuyết minh Đồ án tốt nghiệp.

Chương 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA FORTUNER

1.1. Giới thiệu chung về xe TOYOTA FORTUNER

Ra đời năm 2009, TOYOTA FORTUNER đã ngay lập tức tạo nên một cơn sốt tại phân khúc việt dã SUV, tạo nên chuẩn mực mới cho những mẫu xe địa hình tại thị trường ô tô Việt nam.

Xe TOYOTA FORTUNER mới đều được trang bị động cơ xăng 2TR-FE, 2.7 lit, 4 xy lanh thẳng hàng, 16 van, trục cam kép, VVT-i cùng hộp số 4 cấp tự động đảm bảo tính năng vận hành êm ái và dễ dàng và tiết kiệm nhiên liệu cũng là yếu tố hàng đầu luôn được quan tâm chú ý. 

Kiểu dáng bên ngoài xe và một số kích thước cơ bản của xe được thể hiện trên hình 1.1 và hình 1.2.

1.2. Đặc tính kỹ thuật của xe TOYOTA FORTUNER

Bảng đặc tính kỹ thuật của xe TOYOTA FORTUNER như bảng 1.1.

1.3. Đặc tính các hệ thống chính của xe TOYOTA FORTUNER

1.3.1. Động cơ

- Động cơ xe TOYOTA FORTUNER là loại động cơ xăng 4 kì được bố trí đằng trước và đặt ngang xe. Nó là loại động cơ DOHC, 16 van, bao gồm 4 xilanh bố trí thẳng hàng có thứ tự làm việc là 1-3-4-2 với dung tích công tác theo nhà sản xuất là 2694cc. Công suất lớn nhất của động cơ là 118 kw ứng với số vòng quay của trục khuỷu là 5200 v/ph. Momen xoắn lớn nhất của động cơ là 241 Nm ứng với số vòng quay là 3800 v/ph.

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Xe sử dụng hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MPI) và dung tích bình xăng là 65 lít.

1.3.2. Hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực của xe bao gồm: ly hợp, hộp số, truyền lực chính và vi sai, các đăng.

- Ly hợp: là biến mô thủy lực có chức năng để truyền mô men từ động cơ đến hộp số. Cấu tạo có: bánh bơm, cánh tua bin, cánh dẫn hướng và vỏ biến mô.

- Hộp số: Hộp số tự động 4 cấp dẫn động 4 bánh cho phép tăng giảm số linh hoạt và êm ái đồng thời giúp người lái chủ động trong việc sử dụng phanh bằng động cơ.

1.3.3. Hệ thống điều khiển

a. Hệ thống lái

Hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.

- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái.

- Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối.

b. Hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe TOYOTA FORTUNER bao gồm hệ thống phanh chân và phanh dừng (phanh tay).

1.3.4. Hệ thống vận hành

Hệ thống treo trên xe bao gồm treo trước và treo sau.

Treo trước là hệ thống treo độc lập tay đòn kép, lò xo cuộn có kết cấu đơn giản, trọng lượng nhẹ, giúp lái xe ổn định rất tốt nhờ sự chống nhảy dạng hình học. Còn đầu trong của đòn treo dưới được liên kết bản lề với dầm ô tô, đầu ngoài liên kết với trục khớp nối dẫn hướng mà điểm liên kết nằm trên đường tâm của trụ xoay đứng. 

1.3.5. Hệ thống điện

- Điện áp mạng

- Máy phát

- Ắc quy

- Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn báo hiệu bao gồm: đèn pha, đèn si nhan, đèn phanh, đèn sương mù, đèn soi biển số, đèn trần trong xe, đèn báo áp suất dầu, đèn báo nạp ắc quy, đèn báo mức xăng thấp…

Chương 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA FORTUNER

2.1. Giới thiệu chung về hệ thống lái

2.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu

a. Công dụng

Hệ thống lái là một trong các hệ thống điều khiển của xe, công dụng của hệ thống lái là dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một quỹ đạo xác định nào đó theo ý muốn người lái.

b. Phân loại

Tuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại sau:

- Theo cách bố trí vành lái:

+ Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ô tô) được dùng trên ô tô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt Nam và một số nước khác.

+ Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ô tô) được dùng trên ô tô của các nước có luật đi đường bên trái như ở Anh, Thuỵ Điển, …

- Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cường hoá:

+ Hệ thống lái có cường hoá thuỷ lực.

+ Hệ thống lái có cường hoá khí nén.

+ Hệ thống lái có cường hoá liên hợp.

2.1.2. Cấu tạo chung

Cấu tạo chung của hệ thống lái trên xe thường bao gồm các bộ phận chính là vành tay lái, hộp lái và trục lái, cơ cấu lái, hình thang lái và trợ lực lái.

a. Vành lái, hộp lái và trục lái

Vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng của người lái từ vành lái đến bánh răng của cơ cấu lái. Vành tay lái có dạng vành tròn, có nan hoa bố trí không đều quanh vành trong của vành lái. Hộp lái được bố trí trên trục lái để lắp đặt các thiết bị điều khiển như bộ điều khiển xi nhan, bộ điều khiển gạt nước, ổ khóa điện... 

c. Hình thang lái

Nhiệm vụ của hình thang lái là truyền động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng, đồng thời tạo liên kết giữa các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo quan hệ quay của các bánh xe dẫn hướng để không xảy ra hiện tượng trượt bên ở tất cả các bánh xe khi xe quay vòng giúp điều khiển ô tô nhẹ nhàng và lốp xe ít mài mòn. 

d. Trợ lực lái

Trên xe con có sử dụng trợ lực lái nhằm nâng cao khả năng an toàn chuyển động. Trợ lực lái có thể bằng thủy lực, điện hoặc điện tử. Hiện nay đa số sử dụng trợ lực lái bằng thủy lực với các van phân phối kiểu van xoay hoặc van trượt.

2.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER

2.2.1. Vành tay lái, hộp lái và trục lái

Vành tay lái và trục lái được đặt trong buồng lái, đường kính vành tay lái là 360 mm, hành trình tự do của vành tay lái là 030 mm. Trên vành tay lái còn bố trí nút điều khiển còi. Để cố định vành tay lái vào trục lái dùng đai ốc vành lái kết hợp với đệm khóa đai ốc.

Khi người điều khiển tác động lên vành tay lái, mô men sinh ra trên vành tay lái truyền tới trục lái chính qua các khớp các đăng tới trục trung gian rồi xuống cơ cấu lái.

2.2.2. Cơ cấu lái

Cơ cấu lái sử dụng trên xe TOYOTA FORTUNER là loại bánh răng trụ - thanh răng. Cấu tạo của cơ cấu lái gồm có bánh răng trụ răng xoắn ăn khớp với thanh răng đầu dưới và đầu trên của trục bánh răng trụ răng xoắn được lắp trên các ổ bi, trên trục bánh răng trụ răng xoắn bố trí cụm van phân phối của trợ lực lái và có nắp che bụi đảm bảo trục bánh răng trụ răng xoắn quay nhẹ nhàng. 

2.2.3. Hình thang lái

Hình thang lái được bố trí phía sau đường tâm trục cầu trước. Sơ đồ bố trí hình thang lái được thể hiện trên hình 2.2. Bộ phận chính của hình thang lái là cơ cấu hình thang lái, đó là cơ cấu 6 khâu bao gồm: 2 thanh kéo bên, thanh răng, hai đòn quay bên (cam quay) và dầm cầu là đường thẳng tưởng tượng nằm trên đường tâm trục cầu trước vì hệ thống treo trước của xe là hệ thống treo độc lập.

2.2.4. Trợ lực lái

Bộ trợ lực lái thủy lực trên xe là hệ thống tự điều khiển khép kín bao gồm bơm thủy lực, van phân phối và xy lanh lực. Ngoài ra các bộ phận như van phân phối, xy lanh lực và cơ cấu lái cũng được bố trí chung trong một khối, việc bố trí như vậy có các ưu điểm sau:

Do xi lanh lực và van phân phối đặt trong cơ cấu lái nên kết cấu của bộ trợ lực lái rất nhỏ gọn làm tăng không gian bố trí các bộ phận khác trên xe rất phù hợp với xe có cầu trước chủ động dẫn hướng, động cơ đặt trước.

2.3. Nguyên lý làm việc của phần trợ lực lái xe TOYOTA FORTUNER

Nguyên lý làm việc của phần trợ lực lái xe TOYOTA FORTUNER được chia ra làm các trường hợp: trường hợp xe đi thẳng, trường hợp xe rẽ phải, trường hợp xe rẽ trái, cảm giác mặt đường và tính tùy động.

2.3.1. Trường hợp xe đi thẳng

Khi ôtô chuyển động thẳng vành lái ở vị trí trung gian nên trục van điều khiển cũng ở vị trí trung gian so với van quay, dầu thủy lực từ cổng a đi ra cả hai cổng b và c đến hai khoang của piston làm cho cân bằng áp suất.

2.3.3. Trường hợp xe rẽ trái

Tương tự như khi ôtô quay vòng phải, khi quay vòng trái thanh xoắn bị biến dạng góc và xoay sang trái do đó có sự chuyển động tương đối giữa trục van điều khiển và van quay nên ống trong sẽ chuyển vị một khoảng nhỏ nhanh hơn so với ống ngoài dầu thủy lực sẽ đi từ cổng a qua cổng c đến khoang bên phải xi lanh tạo áp lực đẩy thanh răng sang trái. 

2.3.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động (tuỳ động động học)

a. Cảm giác mặt đường

Trong quá trình quay vòng, áp suất trong khoang làm việc của xi lanh lực tăng tỉ lệ với momen cản quay vòng bánh xe và sự dịch chuyển tương đối giữa trục van điều khiển và van quay, hay nói cách khác là độ biến dạng của thanh xoắn.

b. Tính tùy động (tuỳ động động học)

 Khi đang đánh tay lái, người lái xe dừng lại (không quay tiếp tục) xu hướng của momen cản đang gia tăng sẽ tác động lên pít tông của cụm xi lanh lực theo chiều ngược lại với chiều điều khiển của người lái. Đồng thời khi người lái không đánh tay lái nữa cũng có nghĩa là áp suất dầu trong khoang xi lanh lực sẽ không tăng lên nữa và thanh xoắn được giữ ở một góc xoắn nhất định. 

Chương 3

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘNG HỌC HÌNH THANG LÁI XE TOYOTA FORTUNER

3.1. Mục đích tính toán kiểm nghiệm

Nội dung tính toán kiểm nghiệm bao gồm:

- Kiểm nghiệm động học hình thang lái.

- Xác định mômen cản quay vòng và lực tác dụng lên vành tay lái.

- Tính bền hệ thống lái.

3.2. Các thông số đầu vào

Thông số vào cho tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái bao gồm các thông số kích thước, tải trọng phân lên cầu dẫn hướng, điều kiện đường , các thông số của bộ truyền cơ cấu lái.... Các thông số này được trình bày trong Bảng 3.1

3.3.1. Kiểm nghiệm động học hình thang lái

a. Điều kiện quay vòng lý tưởng

Như vậy, ta có thể thấy để đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng lăn không trượt khi vào đường cong thì hiệu cotg các góc quay vòng bánh xe dẫn hướng bên trong và bên ngoài phải luôn luôn bằng một hằng số B₀/L.

b. Động học hình thang lái 6 khâu

* Khi xe đi thẳng

Các đòn bên tạo với phương ngang một góc q.

* Khi xe quay vòng

Khi bánh xe bên trái quay đi một góc a và bên phải quay đi một góc b, lúc này đòn bên của bánh xe bên phải hợp với phương ngang một góc (q-b) và bánh xe bên trái là (q +a).

c.  Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số

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

δ_i = 0,90 – 1,07

Trình tự tiến hành:

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

- Thay giá trị góc β_i vào các công thức (3.18) lấy giá trị tìm được thay tiếp vào (3.17) xác định các góc quay a_i tương ứng của bánh xe.

- 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).

* Kết quả tính toán :

Kết quả kiểm nghiệm nghiệm thể hiện như bảng 3.2.

Từ kết quả kiểm nghiệm bằng phương pháp đại số ta thấy góc d_i đảm bảo yêu cầu đặt ra là nằm trong khoảng 0,90 – 1,07 hay động học hình thang lái được đảm bảo.

3.3.2. Xác định mô men cản quay vòng và lực tác dụng lên vành tay lái

a. Xác định mô men cản quay vòng

Trạng thái nặng nề nhất khi quay vòng xe là khi xe quay vòng tại chỗ. Lúc đó mô men cản quay vòng tác dụng lên một bánh xe dẫn hướng được tính theo công thức(3.19).

* Mô men cản lăn M₁

Thay số vào (3.20) ta được: M₁= 4,59 [Nm].

* Mô men cản do bánh xe trượt lết trên đường 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 (hình 3.3).

Vậy thay số ta được: M₂ = 288,66 [Nm]

* Mô men ổn định chuyển động thẳng M₃

Giá trị của M₃ thường rất nhỏ lấy M₃ = 0.

Mô men cản quay vòng tác dụng lên cả 2 bánh xe dẫn hướng là: M_c=2.M_c1= 814,59 [N]

b. Xác định lực tác dụng lên vành tay lái

Khi đánh lái trong trường hợp ô tô đứng yên tại chỗ thì lực đặt lên vành tay lái để thắng được lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng là lớn nhất.

Vậy thay vào công thức (3.26): P_vl =372,55 [N].

3.3.3. Tính bền hệ thống lái

a. Tính bền cơ cấu lái bánh răng xoắn - thanh răng.

Đối với loại truyền động bánh răng - thanh răng phải đảm bảo cho các răng có độ bền cao.

- Xác định lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng – thanh răng.

* Lực vòng tác dụng lên bánh răng:

Thay số ta được: P_v = 6556,83 [N]

* Lực dọc tác dụng lên bánh răng:

Thay số ta được : P_a = 1633,94 [N]

- Kiểm tra bền:

Trong quá trình làm việc bánh răng, thanh răng chịu ứng suất uốn, ứng suất tiếp xúc và chịu tải trọng va đập từ mặt đường. Vì vậy thường gây ra hiện tượng rạn nứt chân răng. Do đó ảnh hưởng lớn tới sự tin cậy và tuổi thọ của cơ cấu lái.

Thay số vào ta được: [σ_F] = 198,48[MPa]

Thay các thông số vào công thức (3.34) ta được: σ_H =150,99[MPa].

Vậy:  σ_H=150,99<[ σ_H]=560,5, do đó thoả mãn điều kiện bền tiếp xúc.

Vậy điều kiện được thoả mãn Þ Bộ truyền bánh răng - thanh răng đảm bảo đủ bền trong quá trình làm việc.

b. Tính bền trục lái 

Trục lái làm bằng thép 30 có ứng xuất cho phép. Trục lái chế tạo đặc có đường kính D = 18[mm]

c. Tính bền thanh kéo ngang (thanh răng)

Trong quá trình làm việc thanh 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.

Thay vào biểu thức (3.45) ta được: P_pmax = 12005 [N]   

Thay số ta được Q₁ = 3620,19

Thay số ta được Q₂= 3826,99

Với hệ số dự trữ bền ổn định n = 1,5 ta có: [s_b] = 46,67(MN/m²).

s_n=14,23 < 46,67=[s_b].

Vậy đòn kéo ngang đảm bảo độ bền và độ ổn định.

d. Tính bền đòn bên hình thang lái

Để đảm bảo an toàn và tính ổn định trong quá trình làm việc, đòn bên được làm bằng thép 40X.

e. Tính bền thanh nối bên hình thang lái

Do ở hai đầu là khớp nên chỉ chịu kéo nén hướng tâm. Ta tính đòn nối trong trường hợp chịu phanh cực đại như trên:

Thanh uốn AB chịu lực nén: Q₁= 3620,19 [N]

* Kiểm tra bền khớp cầu:

Như phần tính bền thanh kéo ngang lực tác dụng lên khớp cầu cũng chính là lực phanh cực đại P_PMax.

Như vậy khớp cầu thoả mãn điều kiện chèn dập tại bề mặt làm việc của khớp cầu.

- Kiểm tra khớp cầu theo điều kiện cắt:

Kiểm tra độ bền cắt khớp cầu tại tiết diện nguy hiểm nhất.

Hệ số an toàn:

Thay số được: n = 5,25 .

Như vậy khớp cầu thoả mãn điều kiện cắt tại tiết diện nguy hiểm.

Chương 4

NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA FORTUNER

4.1. Tìm hiểu nguyên nhân, các yếu tố ảnh hưởng và sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống lái trong quá trình khai thác

Trong quá trình khai thác xe, tình trạng kỹ thuật của xe nói chung và của hệ thống lái nói riêng bị thay đổi theo chiều hướng xấu đi. Vì vậy, cần tìm hiểu các nguyên nhân và yếu tố ảnh hưởng đến quá trình suy giảm tình trạng kỹ thuật, giảm độ tin cậy của chúng.

4.1.1. Nguyên nhân hư hỏng

4.1.1.1. Ma sát và mài mòn

a. Ma sát

Ma sát là quá trình chống lại sự di chuyển tương đối giữa hai vật thể ở vùng của các mặt trượt kèm theo sự tiêu hao năng lượng do chuyển biến thành nhiệt. Ma sát có tác dụng xấu và tốt. Nhờ có ma sát con người hoàn toàn có thể tự do đi lại mà không sợ ngã, các vật không trượt  khỏi tay khi cầm, cái đinh được giữ lại khi đóng vào tường, tàu hỏa có thể chuyển động trên đường ray v.v... 

b. Mòn

Mòn: Là một quá trình thay đổi hình dáng, kích thước, khối lượng của bề mặt vật thể, làm mất mát hoặc thay đổi vị trí tương đối bề mặt do biến dạng, mất liên kết, bong tách, chảy dẻo, ion hóa tạo ra vùng vật liệu mới.

4.1.1.2. Biến dạng dư

Biến dạng là sự thay đổi hình dạng, kích thước của chi tiết. Đó là một thuộc tính quan trọng của vật liệu. Biến dạng được phân loại thành hai loại là biến dảng dẻo và biến dạng đàn hồi:  Biến dạng đàn hồi là sự thay đổi hình dáng vật thể dưới tác dụng ngoại lực, khi bỏ lực tác dụng chi tiết sẽ khôi phục hình dáng ban đầu; Biến dạng dẻo là biến dạng còn dư lại sau khi bỏ ngoại lực tác dụng.

4.1.2. Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình biến đổi tình trạng kỹ thuật hệ thống lái của ô tô:

1. Yếu tố thiết kế chế tạo

Yếu tố thiết kế chế tạo bao gồm đặc điểm kết cấu, chất lượng vật liệu

2. Điều kiện về môi trường

  Các yếu tố cơ bản đặc trưng của khí hậu, môi trường ảnh hưởng đến tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái trong quá trình khai thác là: độ ẩm, nhiệt độ, độ bụi của không khí, độ bức xạ nhiệt của mặt trời.

4.1.3. Sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống lái

Theo thời gian cùng với một số nguyên nhân kể trên, tình trạng kỹ thuật của xe nói chung và của hệ thống lái nói riêng bị thay đổi theo chiều hướng xấu đi. Ảnh hưởng của chúng làm cho:

- Khớp cầu bị mòn.

- Mòn các ổ đỡ.

- Vỡ, mẻ, sứt trong cặp bánh răng ăn khớp.

- Kênh van lưu lượng.

4.2. Biện pháp ngăn cản và khắc phục sự suy giảm tình trạng kỹ thuật hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER

4.2.1. Bảo dưỡng hệ thống lái

4.2.1.1. Đặt vấn đề

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

4.2.1.2. Các chế độ bảo dưỡng

a. 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. Kiểm tra các đường ống dẫn dầu xem có bị bẹp, thủng hoặc rò rỉ không.

c. Bảo dưỡng 2 (Sau 12500 km)

Kiểm tra dầu trợ lực lái, nếu cần thiết thì thay dầu. kiểm tra điều chỉnh độ rơ ở các khớp cầu của thanh lái dọc, ngang. Bơm mỡ đầy đủ vào các vú mỡ.

4.2.2. Hướng dẫn tháo lắp một số cụm của hệ thống lái

- Dùng vam và các dụng cụ chuyên dùng để tháo lắp các chi tiết lắp chặt.

- Tháo dây còi bảng nối điện đưa dây còi ra ngoài.

- Tháo ốc hãm đầu trục lái, tháo vô lăng.

- Xả dầu ra khỏi hệ thống lái, tháo các ống lối và đường dẫn dầu.

4.2.2.1. Quy trình tháo lắp cơ cấu lái

1. Quy trình tháo cơ cấu lái

Sau khi tháo rời cơ cấu lái khỏi xe ta tiến hành vệ sinh cơ cấu lái sơ bộ sau đó tiến hành tháo rời cơ cấu lái theo trình tự dưới đây.  

2. Quy trình lắp cơ cấu lái

Cơ cấu lái sau khi được tháo ra để kiểm tra sửa chữa cần được lắp lại theo đúng trình tự để đảm bảo hoạt động tốt.

4.2.2.2. Quy trình tháo lắp bơm dầu trợ lực lái

- Xả hết dầu trợ lực, tháo rời bơm khỏi xe

- Vệ sinh sơ bộ bên ngoài bơm

4.2.3. Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục

Các hư hỏng thường gặp như bảng 4.1.

KẾT LUẬN

Qua một thời gian nghiên cứu tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo : TS………… .cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự em đã hoàn thành đúng thời hạn đồ án tốt nghiệp của mình. Với nhiệm vụ được giao trong đồ án em đã thực hiện được các công việc sau:

* Chương 1: Giới thiệu chung về xe TOYOTA FORTUNER

* Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER

* Chương 3:  Kiểm nghiệm động học hình thang lái xe TOYOTA FORTUNER

* Chương 4:  Nghiên cứu sự suy giảm tình trạng kỹ thuật  hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER, một số hư hỏng thông thường của hệ thống lái xe TOYOTA FORTUNER và  biện pháp khắc phục.

Mặc dù còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được trong đồ án này do kinh nghiệm bản thân còn hạn chế, nhưng đồ án này đã trang bị cho em không những là các kiến thức sâu sắc về chuyên ngành mà còn là nhận thức về phương pháp giải quyết một số vấn đề kỹ thuật nảy sinh từ thực tế. Đồ án không thể tránh được những chỗ còn thiếu sót, em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn.

Một lần nữa em xin cảm ơn thầy giáo : TS………… cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ôtô quân sự, khoa Động lực đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này.

                                                                                                Hà Nội, ngày…..tháng….. năm 20…

                                                                                              Sinh viên thực hiện

                                                                                            ……………..

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Hướng dẫn đồ án môn học ô tô ‘’ Lý thuyết kết cấu và tính toán ô tô quân sự ’’. (Tập IV) , Trường Đại học kỹ thuật quân sự – 1977

[2]. Hướng dẫn sửa chữa và bảo dưỡng xe TOYOTA FORTUNER

[3]. Nguyễn Hữu Cẩn , Dư Quốc Thịnh, Thiết kế tính toán ôtô máy kéo

NXB  Khoa học và Kỹ thuật. - 2005

[4]. Nguyễn Phúc Hiểu, Võ Văn Hường, Lý thuyết ôtô quân sự

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1983

[6]. Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập, Cấu tạo ôtô quân sự tập 1, 2

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1995

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"