MỤC LỤC

MỤC LỤC.

MỞ ĐẦU.

Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC LÁI TRÊN Ô TÔ.

1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại.

1.1.1. Công dụng.

1.1.2. Yêu cầu.

1.1.3. Phân loại hệ thống lái.

1.1.4. Phân loại trợ lực lái.

1.2. Các phương án bố trí trợ lực hệ thống lái.

1.3. Một số loại trợ lực lái thường gặp trên ô tô.

Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC THỦY LỰC.

2.1. Cấu tạo chung của trợ lực lái.

2.2 Kết cấu bơm trợ lực lái.

2.2.1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bơm trợ lực lái.

2.2.2. Kết cấu bơm trợ lực lái.

2.3. Đường ống dẫn dầu.

2.4. Xy lanh lực.

2.5. Van điều khiển.

2.5.1. Van điều khiển kiểu van quay.

2.5.2. Van phân phối kiểu 3G.

2.6. Cơ cấu lái loại bánh răng - thanh răng.

2.7. Bố trí trợ lực hệ thống lái.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGIỆM TRỢ LỰC LÁI TRÊN Ô TÔ.

3.1. Thông số đầu vào.

3.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái xe Toyota Hiace.

3.2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán động học hình thang lái.

3.2.2. Nội dung tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái xe Toyota Hiace.

CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI TRÊN Ô TÔ.

4.1. Những yêu cầu, chú ý trong quá trình khai thác, bảo dưỡng.

4.1.1. Những chú ý trong quá trình khai thác, bảo dưỡng.

4.1.2. Những yêu cầu chung.

4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái, trợ lực lái trên ô tô.

4.2.1. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái.

4.2.2. Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng hệ thống lái.

4.2.3. Nội dung kiểm tra, điều chỉnh.

4.3. Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục.

4.3.1. Các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.

4.4. Tháo cơ cấu lái.

KẾT LUẬN.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

MỞ ĐẦU

   Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật thế giới đã phát triển cực kỳ mạnh mẽ với nhiều thành công rực rỡ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ ô tô. Ngày nay chúng ta đã tạo ra được những sản phẩm xe hơi, nó không những là phương tiện đi lại, vận chuyển mà nó còn là tác phẩm thể hiện sự tiện nghi và sang trọng. Chúng ta đã tạo ra được những dòng xe cao cấp và hiện đại, đi cùng với nó là sự tiện nghi và an toàn rất được chú trọng nghiên cứu và phát triển nhằm tạo ra sự êm ái và an toàn khi điều khiển.

   Cũng như hệ thống phanh, hệ thống treo,…, hệ thống lái là một trong những hệ thống đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn, êm dịu. Vì thế mà hiện nay hệ thống lái ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo hệ thống lái ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ. Một trong số đó là tiêu chuẩn trang bị trợ lực lái cho hệ thống lái trên ô tô.

   Trợ lực lái ngày càng được sử dụng rộng rãi trên ô tô, nhất là với ô tô nhiều cầu có tác dụng giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng hơn, 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 chuyển động của ô tô, giảm tải trọng động tác dụng từ mặt đường truyền lên vành lái đặc biệt là khi chuyển động trên địa hình gồ ghề, do vậy mà nâng cao được vận tốc chuyển động trung bình của ô tô. Vì vậy đề tài tốt nghiệp:  “Nghiên cứu trợ lực lái trên ô tô’’ là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.

   Nội dung của đề tài ngoài phần mở đầu và kết luận còn đề cập đến bốn chương. Chương thứ nhất giới thiệu chung về bộ trợ lực lái trên ô tô. Nội dung chương đầu là giới thiệu về công dụng, yêu cầu, phân loại của trợ lực lái trên ô tô. Chương thứ hai là phân tích kết cấu trợ lực lái trên ô tô. Trong chương này đồ án phân tích kết cấu của các bộ phận của trợ lực lái, ưu nhược điểm của từng loại. Chương thứ ba là phần tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái có trợ lực lái trên ô tô. Chương thứ tư  là hướng dẫn khai thác, sử dụng trợ lực lái trên ô tô. Chương này đồ án phân tích một số hư hỏng thường gặp của trợ lực lái, nguyên nhân, cách khắc phục, cũng như hướng dẫn khai thác trợ lực lái trong quá trình sử dụng.

   Mặc dù đã rất nỗ lực nhưng đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy kính mong được sự góp ý của các thầy để đồ án được hoàn thiện hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC LÁI TRÊN Ô TÔ

1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại

1.1.1. Công dụng

Hệ thống lái trên ô tô dùng để thực hiện hai nhiệm vụ sau:

-  Dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô tương ứng với sự điều khiển của lái xe;

-  Giữ hướng chuyển động xác định của ô tô mặc dù có tác động của các kích thích bên ngoài (gió ngang; góc nghiêng ngang của đường; sự không đồng đều của phản lực pháp tuyến giữa các bánh xe tại vùng tiếp xúc của chúng với mặt đường) làm ô tô có xu hướng lệch khỏi hướng chuyển động đã chọn của lái xe.

1.1.1. Phân loại hệ thống lái

Ta có thể phân loại hệ thống lái theo nhiều cách khác nhau, trong số đó ta có thể phân loại hệ thống lái theo đặc điểm kết cấu cơ cấu lái, theo số lượng cầu dẫn hướng,...

* Theo kết cấu của cơ cấu lái:

-  Cơ cấu lái loại trục vít - bánh vít;

- Cơ cấu lái loại trục vít - cung răng;

* Theo số lượng cầu dẫn hướng:

-  Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;

-  Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau;

-  Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.

* 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 các nước khác.

1.2. Các phương án bố trí trợ lực hệ thống lái

-  Bố trí van phân phối và xi lanh lực liền khối với cơ cấu lái - hình a (áp dụng trên xe ZIL-130, ZIL-131, xe KIA 1,4 tấn, ...).

-  Bố trí van phân phối liền với xi lanh lực nhưng tách biệt với cơ cấu lái - hình b (áp dụng trên xe MAZ-5335, KRAZ-255B, ...).

-  Bố trí van phân phối liền khối với cơ cấu lái nhưng tách biệt với xi lanh lực - hình c (áp dụng trên xe URAL-375, URAL-4320, HYUNDAI 2.5T, ..).

-  Bố trí van phân phối, xi lanh lực, cơ cấu lái tách biệt nhau – hình d (áp dụng trên ô tô GAZ-66, ...).

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC THỦY LỰC

2.1. Cấu tạo chung của trợ lực lái

Trợ lực trong hệ thống lái xét theo cơ sở lý thuyết tự động điều khiển, nó được cấu tạo theo sơ đồ chức năng.

1. Nguồn năng lượng: Thường là bơm dầu cùng bình chứa dầu áp lực cao bảo đảm cung cấp dầu có áp suất cao trong toàn bộ khoảng số vòng quay làm việc của động cơ. Ngoài ra còn có các bộ phận phụ như bầu lọc, van an toàn…

2. Bộ phận phân phối có liên hệ ngược: Thường là van phân phối có kết cấu phù hợp với cơ cấu tùy động nhằm đảm bảo điều khiển cung cấp năng lượng (dầu cao áp) tới cơ cấu sinh lực để thực hiện quay các bánh xe dẫn hướng tùy theo góc quay của vành tay lái.

 3. Cơ cấu sinh lực: Thường là các xi lanh lực để tạo ra các lực cần thiết để quay các bánh xe dẫn hướng.

2.2. Kết cấu bơm trợ lực lái

Ngày nay trên ô tô hầu hết sử dụng loại bơm cánh gạt để làm bơm trợ lực vì loại này có ưu điểm kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, phù hợp với hệ thống thuỷ lực yêu cầu áp suất không lớn. Ta sẽ tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc điểm kết cấu của loại bơm này.

2.2.2. Kết cấu bơm trợ lực lái

Do yêu cầu về áp suất tạo ra và làm việc trong điều kiện môi trường bất lợi nên bơm trợ lực là bộ phận được chế tạo chính xác và chỉ được tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa khi có đầy đủ dụng cụ và vệ sinh sạch sẽ, các van phải điều chỉnh theo tài liệu hướng dẫn và có thiết bị đo áp suất. Không cho phép điều chính áp suất và lưu lượng bơm.

 So với loại bơm bánh răng thì bơm kiểu phiến gạt có ưu, nhược điểm:

 * Ưu điểm:

- Kết cấu nhỏ gọn, đơn giản;

- Có khả năng điều chỉnh lưu lượng mà không phải thay đổi số vòng quay;

- Làm việc tốt hơn với chất lỏng là dầu, tăng khả năng làm việc của bơm;

- Giá thành hợp lý.

* Nhược điểm:

- Bơm phiến gạt có áp suất làm việc thấp hơn so với bơm bánh răng.

2.3. Đường ống dẫn dầu

 Đường ống dẫn dầu có thể được làm bằng cao su chịu áp lực hay bằng kim loại như đồng, ...., có chức năng dẫn dầu cao áp từ bơm trợ lực tới van phân phối, các buồng xy lanh và quay trở về bình chứa. 

2.4. Xy lanh lực

Cụm xy lanh lực được bố trí kết hợp với thanh răng, nó biến đổi năng lượng chất lỏng thành năng lượng cơ khí được tiêu hao cho việc giảm nhẹ quay vòng bánh xe.

2.5. Van điều khiển

Van điều khiển trong hộp cơ cấu lái quyết định đưa dầu từ bơm trợ lực lái đi vào buồng nào. Ngày nay trên xe sử dụng chủ yếu là loại van quay và van 3G.

2.5.1. Van điều khiển kiểu van quay

Ngày nay phần lớn các dòng xe du lịch đều sử dụng loại van phân phối kiểu van quay. Ta cùng tìm hiểu đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của van phân phối kiểu van quay. 

Van điều khiển (kiểu van quay) trong hệ thống trợ lực lái quyết định dầu từ bơm sẽ đến buồng nào của xy lanh lực. 

Dầu từ bơm đến buồng xi lanh lực; -> Dầu từ buồng xi lanh lực về bình chứa. Như vậy, chuyển động quay của trục van điều khiển trực tiếp gây ra sự thay đổi của các cửa và điều chỉnh áp suất dầu. Dầu từ bơm vào vành ngoài của van quay và dầu hồi về bình qua khe hở giữa thanh xoắn và trục van điều khiển.

2.5.2. Van phân phối kiểu 3G

Van phân phối kiểu 3G được sử dụng phổ biến trên các dòng xe như ZIL 130, MAZ 6422, HINO 5 tấn,…

Đặc điểm kết cấu: con trượt và thân van có thể chuyển động tương đối với nhau. Đòn quay đứng liên kết với con trượt thông qua khớp nối cầu…

Ta sẽ tìm hiểu cấu tạo chi tiết của van phân phối kiểu 3G ở hình 2.11 bên dưới.

 Đối với loại van phân phối kiểu 3G này ta có thể thường bắt gặp trên các xe tải. Xy lanh lực, bơm trợ lực, van phân phối được bố trí tách biệt.

2.6. Cơ cấu lái loại bánh răng thanh răng

Cơ cấu lái có công dụng biến chuyển động quay của vành tay lái thành dịch chuyển tịnh tiến của dẫn động lái để quay các bánh xe dẫn hướng. Dùng để tăng lực tác động của lái xe lên vành lái và truyền qua dẫn động lái đến các bánh xe dẫn hướng.

2.7. Bố trí trợ lực hệ thống lái

Trong phần này đồ án sẽ giới thiệu cấu tạo một số loại trợ lực điển hình trên ô tô. Bố trí van phân phối và xi lanh lực liền khối với cơ cấu lái (hình 2.13.a). Ở đây các bộ phận của trợ lực lái (trừ nguồn năng lượng) được bố trí trong một cụm liền khối với cơ cấu lái. Sơ đồ bố trí này có ưu điểm là kết cấu nhỏ gọn, đường ống dẫn ít và có độ nhạy cao.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGIỆM TRỢ LỰC LÁI TRÊN Ô TÔ

3.1. Thông số đầu vào

Thông số đầu vào cho tính toán kiểm tra động học hình thang lái, và tính bền hệ thống lái.

3.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái xe Toyota Hiace           

3.2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán động học hình thang lái

Điều kiện quay vòng đúng: Để ô tô quay vòng mà không bị trượt bên thì điều kiện quay vòng lý tưởng gồm:

b_i  -  Góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng bên trong (độ)

a_i  -  Góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng ngoài (độ)

B₀ -  Khoảng cách giữa 2 đường tâm trụ đứng (mm)

Nhưng thực tế thì các hình thang lái không thoả mãn được điều kiện trên, tức là các giá trị cặp (a_i, b_i) thực tế không thoả mãn điều kiện (3.1) nên các bánh xe dẫn hướng vẫn xảy ra trượt ngang. Mức độ trượt ngang càng ít nếu các giao điểm E_i tạo ra càng gần đường thẳng GC.

3.2.2. Nội dung tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái xe ToyotaHiace

a. Kiểm nghiệm hình thang lái bằng phương pháp hình học:

Kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học được tính theo trình tự sau:

- Vẽ hình thang lái theo tỷ lệ tương ứng.

- Xác định các cặp góc (a_i,b_i).

- Dựng hình chữ nhật ABCD với: AD = L; CD = B₀.

- Xác định các trung điểm G, G’ của AB và CD.

b. Kiểm nghiệm hình thanh lái bằng phương pháp đại số:

 - Các giá trị d_i càng gần bằng 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 không đáng kể.

Đối với các ô tô hiện đang sử dụng hệ số dao động d_i trong khoảng: d = 0,9 ÷ 1,07. Như vậy dựa theo kết quả tính toán có thể thấy hình thang lái của xe Toyota Hiace đảm bảo điều kiện quay vòng không xảy ra trượt bên.

CHƯƠNG 4

HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC LÁI TRÊN Ô TÔ

4.1. Những yêu cầu, chú ý trong quá trình khai thác, bảo dưỡng

4.1.1. Những chú ý trong quá trình khai thác, bảo dưỡng

 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 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 cơ cấu lái, van phân phối hay bơm trợ lực. 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

4.1.2. Những yêu cầu chung

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.

4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái, trợ lực lái trên ô tô

4.2.1. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái

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. 

4.2.2. Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng hệ thống lái

Sau bảo dưỡng, tiến hành thử xe và kết hợp kiểm tra tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái.

4.3. Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục

4.3.1. Các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Hệ thống lái trên xe luôn có thể xảy ra những hư hỏng làm mất khả năng điều khiển của xe. Dó đó có thể gây ra nhiều tai nạn bất ngờ gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản của mọi người. Chính vì vậy mà việc thường xuyên kiểm tra phát hiện những hư hỏng của hệ thống lái là một việc làm rất cần thiết, đảm bảo tính ổn định của hệ thống lái và tính an toàn sử dụng cho xe.

4.4. Tháo cơ cấu lái

* Dụng cụ cần thiết:

-  Kìm tháo phanh.

-  Đế từ của đồng hồ đo.

* Bôi trơn và keo làm kín

-  Dầu trợ lực lái, keo có mã số 08833 - 00080, THREE BOND 1344, LOCTITE 242 hay loại tương đương.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian tập trung nghiên cứu tài liệu, khảo sát, tính toán, tìm hiểu thực tế tại xe, với sự chủ động, nỗ lực cố gắng của bản thân, cộng với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong bộ môn ô tô quân sự cùng các bạn học, em đã hoàn thành bản đồ án: “Nghiên cứu trợ lực lái trên ô tô”, đủ khối lượng, đúng tiến độ và thời gian. Trong quá trình thực hiện đồ án em đã đi sâu vào bốn nội dung chính, tương ứng với bốn chương thuyết minh:

- Chương 1: Giới thiệu chung về hệ thống lái có trợ lực lái trên ô tô.

- Chương 2:  Phân tích kết cấu hệ thống lái có trợ lực lái trên ô tô. Đồ án tập trung vào phân tích kết cấu của cụm bơm trợ lực lái loại phiến gạt, và cụm van phân phối. Nêu lên ưu, nhược điểm của từng loại.

- Chương 3: Tiến hành tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái của xe, cụ thể là xe Toyota Hiace. Đồ án tiến hành kiểm nghiệm động học hình thang lái xe.

- Chương 4: Với nội dung hướng dẫn khai thác hệ thống lái có trợ lực lái trên ô tô. Đồ án đưa ra hướng dẫn khai thác sử dụng hệ thống lái một cách hiệu quả nhất, ngoài ra đồ án còn nêu ra một vài nguyên nhân gây hư hỏng hệ thống lái, trợ lực lái, đưa ra cách khắc phục những hư hỏng đó.

   Do điều kiện thực tế cũng như khả năng có hạn của bản thân nên đồ án không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo của các thầy giáo để đồ án của em hoàn thiện hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn!

                              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]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh. Thiết kế tính toán ôtô máy kéo NXB  Khoa học và Kỹ thuật - 2005.

  [3]. Vũ Đức Lập, Nguyễn Sĩ Đỉnh. Cấu tạo ô tô (tập 2). Nhà xuất bản quân đội nhân dân - 2015.

  [4]. GS.TS Vũ Đức Lập. Kết cấu và tính toán ô tô (tập 2). Nhà xuất bản quân đội nhân dân - 2015.

  [5]. 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"