MỤC LỤC
MỤC LỤC....i
LỜI NÓI ĐẦU.. 1
1. TÍNH CẤP BÁCH CẢU ĐỀ TÀI. 2
2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU. 2
3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.. 2
4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU. 2
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 2
6. CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI. 3
7. KẾT CẤU CẢU LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI. 4
1.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU. 4
1.1.1 Công dụng. 4
1.1.2 Phân loại. 4
1.1.3 Yêu cầu. 5
1.2 CÁC SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÁI. 6
1.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với treo phụ thuộc. 6
1.2.2 Sơ đồ hệ thống với treo độc lập. 7
1.3 Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái. 7
1.3.1 Vô lăng. 7
1.3.2 Trục lái. 7
1.3.3 Cơ cấu lái. 8
1.3.3.1 Loại trục vít - cung răng. 8
1.3.3.2 Loại trục vít - con lăn:. 9
1.3.3.3 Loại trục vít - chốt quay. 10
1.3.3.4 Loại bánh răng - thanh răng. 11
1.3.3.5 Loại liên hợp. 12
1.3.4 Dẫn động lái. 13
1.3.5 Hình thang lái. 14
1.3.6 Trợ lực lái. 14
1.3.6.1 Công dụng. 14
1.3.6.2 Phân loại. 14
1.3.6.3 Yêu cầu. 15
1.3.6.5 Cấu tạo trợ lực và sơ đồ bố trí. 15
1.3.7 Góc đặt trụ quay đứng và góc đặt bánh xe dẫn hướng. 18
1.3.7.1 Góc doãng (góc camber). 18
1.3.7.2 Góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng (góc caster). 20
1.3.7.3 Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng(góc kingpin). 20
1.3.7.4 Độ chụm bánh xe. 21
1.4 LIÊN HỆ GIỮA HỆ THỐNG LÁI VÀ TÍNH NĂNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ . 22
1.4.1 Vấn đề quay vòng của xe. 22
1.4.2 Các trạng thái quay vòng. 22
1.5 LIÊN HỆ GIỮA HỆ THỐNG LÁI VÀ HỆ THỐNG TEO. 23
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TẢI. 25
2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.. 25
2.1.1 Lựa chọn phương án dẫn động lái. 25
2.1.2 Lựa chọn cơ cấu lái. 26
2.1.2.1 Cơ cấu lái bánh răng thanh răng. 26
2.1.2.2 Cơ cấu lái trục vít êcu bi – cung răng. 27
2.1.2.3 Cơ cấu lái loại trục vít con lăn. 28
2.1.3 Thông số kỹ thuật xe huyndai HD370. 29
2.2 THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LÁI. 30
2.2.1 Tỉ số truyền của hệ thống lái. 30
2.2.1.1 Tỉ số truyền của dẫn động lái. 30
2.2.1.2 Tỉ số truyền của cơ cấu lái. 30
2.2.1.3 Tỉ số truyền của hệ thống lái. 30
2.2.1.4 Tỉ số truyền lực của hệ thống lái. 31
2.2.2 Tính toán thông số hình học của dẫn động lái. 33
2.2.2.1 Tính toán thông số hình học của hình thang lái. 33
2.2.2.2 Xác định góc quay vòng lớn nhất của vô lăng. 39
2.2.2.3 Tính toán thông số hình học của dẫn động lái. 39
2.2.3 Tính toán chi tiết của dẫn động lái. 41
2.2.3.1 Chọn đường kính của trục đòn quay đứng. 41
2.2.3.2 Tính toán trục lái. 42
2.2.3.3 Tính toán bền các đòn dẫn động lái. 42
2.3 THIẾT KẾ CƠ CẤU LÁI. 46
2.3.1 Yêu cầu của cơ cấu lái. 46
2.3.2 Tỉ số truyền của cơ cấu lái. 47
2.3.3 Tính toán trục vít-ecu bi. 47
2.3.3.1 Các thông số của cơ cấu lái. 47
2.3.3.2 Kiểm nghiệm bền. 49
2.3.4 Tính toán thanh răng – cung răng. 49
2.3.4.1 Tính độ bền tiếp xúc cho cặp bánh răng ăn khớp. 49
2.3.4.2 Tính toán thanh răng – cung răng. 52
2.4 THIẾT KẾ TRỢ LỰC LÁI. 53
2.4.1 Lựa chọn phương án trợ lực. 53
2.4.2 Xây dựng đường đặc tính của hệ thống lái. 54
2.4.2.1 Đường đặc tính khi chưa có trợ lực. 54
2.4.2.2 Đường đặc tính của hệ thống lái khi có trợ lực. 55
2.4.3 Tính xi lanh trợ lực. 56
2.4.3.1 Tính trợ lực đặt tại cơ cấu lái. 56
2.4.3.2 Tính trợ lực cầu dẫn hướng thứ hai:. 56
2.4.3.3 Tính bền xi lanh trợ lực. 58
2.4.4 Xác định năng suất bơm của trợ lực lái. 59
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TẢI HYUNDAI HD370. 61
3.1 GIƯỚI THIỆU TỔNG QUA VỀ HỆ THỐNG LÁI XE HUYNHDAI HD370. 61
3.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI HYUNHDAI HD370. 62
3.3 KẾT CẤU AVF NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.. 63
3.3.1 Sơ đồ hệ thống lái. 63
3.3.2 Vô lăng. 64
3.3.3 Trục lái. 64
3.3.4 Trục các đăng. 65
3.3.5 Cơ cấu lái. 65
3.3.6 Dẫn động lái. 66
3.3.6.1 Đòn quay đứng chủ động. 66
3.3.6.2 Thanh kéo trung gian. 67
3.3.6.3 Đòn kéo dọc cầu dẫn hướng thứ nhất. 67
3.3.6.4 Đòn quay ngang và dầm cầu dẫn hướng. 67
3.3.6.5 Đòn quay đứng trung gian (dẫn động cho cầu dẫn hướng thứ 2). 67
3.3.6.6 Đòn kéo dọc cầu dẫn hướng thứ hai. 68
3.3.6.7 Đòn quay ngang và dầm cầu dẫn hướng. 69
3.3.7 Trợ lực lái. 69
3.3.7.1 Bơm trợ lực. 69
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI HYUNDAI HD370. 75
4.1 CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP Ở HỆ THỐNG LÁI. 79
4.2 VÔ LĂNG, TRỤC LÁI. 80
4.2.1 Quy trình tháo. 80
4.2.2 Sửa chữa vành tay lái, ống tay lái và trục lái. 83
4.2.2.1 Vành tay lái. 83
4.2.2.2 Trục tay lái và ống trục tay lái. 86
4.3 CƠ CẤU LÁI. 86
4.3.1 Hư hỏng thường gặp và cách khắc phục. 86
4.3.2 Quy trình tháo cơ cấu lái. 87
4.3.3 Kiểm tra, sửa chữa cơ cấu lái. 90
4.3.4 Quy trình lắp ráp, kiểm tra cơ cấu lái. 91
4.4 DẪN ĐỘNG LÁI. 93
4.4.1 Hư hỏng thường gặp và cách khắc phục. 93
4.4.2 Quy trình tháo dẫn động lái. 94
4.4.2.1 Tháo cơ cấu nối hệ thống lái. 94
4.4.2.2 Tháo thanh kéo. 95
4.4.2.3 Tháo thanh nối. 96
4.4.3 Kiểm tra, sửa chữa dẫn động lái. 96
4.5 Trợ lực lái. 98
4.5.1 Quy trình tháo bơm trợ lực lái. 98
4.5.2 Kiểm tra, sửa chữa bơm trợ lực lái. 102
4.5.2.1 Thân bơm dầu trợ lực. 102
4.5.2.2 Xi lanh, rôto, trục và các cánh bơm. 102
4.5.2.3 Van điều chỉnh lưu lượng. 103
4.5.3 Quy trình lắp bơm trợ lực lái. 103
4.5.4 Kiểm tra điều chỉnh bơm sau khi lắp. 106
4.6 CÔNG TÁC KIỂM TRA SƠ BỘ TRƯỚC KHI XUẤT XƯỞNG. 106
4.6.1 Kiểm tra độ rơ vô lăng. 107
4.6.2 Kiểm tra đai dẫn động. 107
4.6.3 Kiểm tra mức dầu. 108
4.6.4 Xả bọt khí từ bộ trợ lực lái. 109
Mở nắp bình chứa hút cạn dầu trong bình. 109
4.6.5 Kiểm tra áp suất dầu. 109
4.6.6 Kiểm tra lực cản lái. 111
4.6.7 Thay dầu trợ lực. 111
4.6.8 Kiểm tra các góc đặt bánh trước. 111
4.6.9 Chạy thử trên đường. 113
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC. 114
5.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.. 114
5.2 THIẾT KẾ MÔ HÌNH.. 114
5.2.1 Các bước thiết kế lắp ráp mô hình. 114
5.2.2 Kích thước mô hình. 114
5.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ THIẾT KẾ HÌNH THANG LÁI. 114
5.4 TÍNH CÔNG SUẤT MÔ TƠ. 116
5.5 CCÁC BỘ PHẬN CẢU MÔ HÌNH. 117
5.5.1 Thước lái là loại thước của xe du lịch kia chỗ ngồi. 117
5.5.2 Bơm trợ lực là loại bơm cánh gạt của xe toyota. 117
5.5.3 Mô tơ kéo. 118
5.5.4 Cơ cấu bánh răng - thanh răng. 118
5.5.5 Bánh xe Attila. 119
MÔ HÌNH SAU KHI HOÀN THÀNH.. 120
KẾT LUẬN.. 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 122
LỜI NÓI ĐẦU
Kể từ khi ra đời đến nay ngành cơ khí động lực không ngừng phát triển và đạt được thành tựu to lớn. Ngày nay với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ôtô đã chế tạo ra nhiều loại ôtô với hệ thống lái có tính năng kỹ thuật rất cao để đảm bảo vấn đề an toàn và tính cơ động của ôtô.
Trong tập luận văn tốt nghiệp này em được giao đề tài “Thiết kế hệ thống lái trên xe tải, lập quy trình sửa chữa hệ thống lái xe tải Hyundai hd370. Thiết kế mô hình hệ thống lái” . Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống lái của ôtô HYUNDAI nói riêng; từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn.
Tập luận văn này trang bị cho người sử dụng, vận hành ôtô có những kiến thức cơ bản về các hệ thống trên ôtô mà đặc biệt là hệ thống lái. Trong quá trình làm việc của hệ thống lái không thể tránh khỏi những hư hỏng hao mòn các chi tiết.Vì vậy đề tài này còn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng, sửa chữa.
Được sự hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo: TS ……....……, cùng với sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đề tài này. Vì thời gian và kiến thức có hạn nên trong tập luận văn này không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Vì vậy em mong các thầy, cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong bộ môn đã truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập ở trường và thời gian làm luận văn tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
TPHCM, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
……....……..
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Kể từ khi ra đời ngành ô tô đã trở thành một phần rất quan trọng trong đời sống con người.Để đảm bảo an toàn khi ô tô chuyển động trên đường, đòi hỏi người vận hành: phải có kinh ngiệm xử lý thành thạo các thao tác điều khiển. Mặt khác để thuận tiện cho người vận hành thực hiện các thao tác đó đòi hỏi ô tô phải có tính năng an toàn cao. Mà hệ thống lái là một bộ phận quang trọng đảm bảo tính năng đó. Việc quay vòng hay chuyển hướng của ô tô khi gặp các chướng ngại vật trên đường đòi hỏi hệ thống lái làm việc thật chuẩn xác.
Chất lượng của hệ thống lái phụ thuộc rất nhiều vào công tác thiết kế cũng như bảo dưỡng sửa chữa. Muốn làm tốt việc đó thì người cán bộ kỹ thuật cần phải nắm vững kết cấu và nguyên lý làm việc của các bộ phận của hệ thống lái.
Vì vậy em đã chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống lái trên xe tải và lập quy trình sửa chữa hệ thống lái xe HYUNDAI HD370. Thiết kế mô hình hệ thống lái”.
2. Tình hình nghiên cứu.
Trên thế giới: Với sự phát triển mạnh của khoa học và công nghệ nên nhiều hãng xe lớn như Toyota, Ford, Audi, BMW, Mercedes - Benz .... đã có nhiều nghiên cứu, ứng dụng công nghệ mới trong tính toán thiết kế và chế tạo, cải tiến các phương pháp trợ lực cho hệ thống lái ô tô.
3. Mục đích nghiên cứu.
Tìm hiểu về kết cấu, nguyên lý hoạt động từ đó lập quy trình để sửa chửa hệ thống lái. Bên cạnh đó thiết lập quy trình thiết kế, nội dung, thông số hệ thống lái với trợ lực thủy lực cho ô tô tải.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu.
Tính toán, thiết kế một hệ thống lái cho ô tô tải có lắp đặt hệ thống trợ lực.
Lắp đặt mô hình hệ thống lái có trợ lực.
Lập quy trình sửa chửa hệ thống lái.
7. Kết cấu của luận văn tốt nghiệp.
Bài luận văn tốt nghiệp gồm 5 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái.
Chương 2: Thiết kế hệ thống lái trên xe tải.
Chương 3: Phân tích kết cấu hệ thống lái xe Hyundai hd 370.
Chương 4: Quy trình sửa chữa hệ thống lái xe Hyundai hd 370.
Chương 5: Thiết kế mô hình hệ thống lái.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu.
1.1.1 Công dụng.
Hệ thống lái dùng để thay đổi hướng và giữ cho ô tô chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay vòng theo ý muốn của người điều khiển .
Hệ thống lái nói chung gồm các bộ phận chính sau:
Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: dùng để tăng và truyền mô men do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái.
1.1.3 Yêu cầu.
Hệ thống lái sử dụng trên ô tô cần phải đảm bảo yêu cầu tối thiểu về sự an toàn của người và hàng hóa trong quá trình sử dụng và vận chuyển.Do đó hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu sau :
Đảm bảo tính năng vận hành cao của ô tô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh trong thời gian ngắn trên một diện tích nhỏ.
Lực tác dụng lên vành lái nhẹ,vành tay lái phải nằm ở vị trí thuận lợi đối với người lái tạo cảm giác thoải mái cho người lái trong quá trình điều khiển.
Đảm bảo động học quay vòng đúng để trong quá trình quay vòng bánh xe không bị trượt lết .
1.2 Các sơ đồ hệ thống lái.
1.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với treo phụ thuộc.
Loại hệ thống treo này có những đặc tính sau:
Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng.
Có độ cứng vững cao nên có thể chịu được tải nặng.
Vì có độ cứng vững cao nên khi xe đi vào đường vòng, thân xe ít bị nghiêng.
Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng, nhờ thế mà các bánh xe ít bị mòn.
1.2.2 Sơ đồ hệ thống với treo độc lập.
- Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe trong mọi điều kiện chuyển động. Và phải đảm bảo các yêu cầu sau :
- Đảm bảo tính êm dịu.
- Dập tắt nhanh các dao động.
- Đảm bảo tính ổn định khi xe chuyển động.
1.4 Liên hệ giữa hệ thống lái và tính năng chuyển động của ô tô.
1.4.1 Vấn đề quay vòng của xe.
Có nhiều phương pháp để quay vòng đối với ô tô. Cụ thể là:
- Quay vòng nhờ điều khiển các bánh xe dẫn hướng.
Tùy theo loại ô tô, số bánh xe dẫn hướng có thể từ 1 – 4 bánh. Thông thường đối với các loại xe du lịch, xe tải nhỏ, trung bình thì sử dụng hai bánh trước dẫn hướng. Còn đối với xe có tải trọng lớn, Xe con có tính năng thông qua cao thì sử dụng 4 bánh xe dẫn hướng.
- Quay vòng bằng cách bẻ gẫy thân xe. Không có bánh xe dẫn hướng, khi quay vòng nhờ khớp nối giữa thân xe là khớp động di chuyển, làm tâm quay vòng chuyển hướng.
1.4.2 Các trạng thái quay vòng.
Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là một quá trình phức tạp. Nếu cho xe chuyển động trên đường vòng với tốc độ chậm, thì cứ ứng với mỗi góc quay vành lái nhất định xe sẽ quay vòng với một bán kính tương ứng. Trạng thái quay vòng này được coi là trạng thái “quay vòng tĩnh”. Mối tương quan giữa góc quay với bán kính là mối tương quan lý thuyết.
1.5 Liên hệ giữa hệ thống lái và hệ thống treo.
Hệ thống treo độc lập gồm có cơ cấu dẫn hướng, phần tử đàn hồi, thiết bị giảm chấn và thiết bị giữ ổn định ngang.
Bộ treo là cơ cấu nối giữa vỏ xe và các bánh xe. Toàn bộ các lực tác dụng lên bánh xe khi xe chạy đều được truyền lên khung vỏ xe qua bộ treo. Các chi tiết bộ treo có tác dụng làm dịu tải trọng động, làm giảm dao động của vỏ xe, đảm bảo độ ổn định tốt, xe chuyển động êm dịu. Ngoài ra bộ treo còn có tác dụng cùng với hệ thống lái bảo đảm khả năng quay vòng xe, điều khiển tay lái và điều chỉnh góc đặt bánh xe trước.
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TẢI
2.1 Lựa chọn phương án thiết kế.
2.1.1 Lựa chọn phương án dẫn động lái.
Dẫn động lái gồm tất cả các phần tử truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng trục quay của bánh xe dẫn hướng khi quay vòng.
Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái ĐANTÔ, nó được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang và đòn bên. Sự quay vòng của ô tô rất phức tạp, để đảm bảo mối quan hệ động học của bánh xe phía trong và phía ngoài khi quay vòng là điều rất khó thực hiện.
2.1.2 Lựa chọn cơ cấu lái.
2.1.2.1 Cơ cấu lái bánh răng thanh răng.
Cơ cấu lái kiểu này thường được phổ biến trên các loại xe có 45 chỗ ngồi. Có hai dạng cấu tạo sau:
+ Thanh răng liên kết với đòn ngang bên qua ổ bắt bu lông.
+ Thanh ngang liên kết với đòn ngang bên ở hai đầu thanh răng
2.1.2.3 Cơ cấu lái loại trục vít con lăn.
Trục lái của hệ thống được ép căng với trục vít lõm, nhận chuyển động từ vành lái. Trục vít lõm ăn khớp với con lăn đặt trên các ổ bi kim và có khả năng điều chỉnh dọc trục thông qua các lá căn ở trên mặt bích đầu trục. Con lăn có thể là 1, 2, 3 răng, tuy nhiên thường dùng loại 3 răng để giảm áp lực tác dụng lên con lăn. Con lăn quay trơn trên trục thông qua ổ bi kim. Con lăn có góc ren ăn khớp với trục vít . Trục con lăn mang theo con lăn quay trên trục bị động của cơ cấu lái. Đầu ngoài của trục bi động có xẻ rãnh then hoa liên kết với đòn quay đứng của dẫn động lái. Toàn bộ cơ cấu lái làm việc trong dầu bôi trơn và vỏ cơ cấu lái được bắt chặt trên khung xe.
2.2 Thiết kế dẫn động lái.
2.2.1 Tỉ số truyền của hệ thống lái.
2.2.1.1 Tỉ số truyền của dẫn động lái.
Tỷ số truyền của dẫn động lái phụ thuộc vào kích thước và quan hệ của các cánh tay đòn. Nó không hoàn toàn xác định vì ở mỗi góc quay nó có một giá trị khác nhau.
=> Chọn id1=1 (cho cầu dẫn hướng thứ nhất).
2.1.1.1 Tỉ số truyền của hệ thống lái.
Tỷ số truyền của hệ thống lái bằng tích số của tỷ số truyền cơ cấu lái iω và tỷ số truyền của dẫn động lái id .
Tỷ số truyền cho cầu dẫn hướng thứ nhất i1= iω. id1.
Tỷ số truyền cho cầu dẫn hướng thứ hai i2= iω. id2.
Tỷ số truyền cho cầu dẫn hướng thứ 1 chọn sơ bộ là 22.
Cầu thứ hai yêu cầu góc bánh xe lớn hơn do vậy tỷ số truyền từ cơ cấu lái tới các bánh xe cầu thứ hai lớn hơn. Chọn iω =26.
Tỷ số truyền cầu dẫn hướng thứ hai chọn sơ bộ i2= iω. id2=1.26=26.
2.2.2 Tính toán thông số hình học của dẫn động lái.
2.2.2.1Tính toán thông số hình học của hình thang lái.
* Công dụng của hình thang lái.
Hình thang lái có tác dụng đảm bảo sự quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng. Khi đó các bánh xe dẫn hướng không có sự trượt khi xe chuyển động.
Đảm bảo quan hệ giữa góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trái và bên phải sao cho các bánh xe lăn trên các đường tròn khác nhau nhưng đồng tâm.
Theo kinh nghiệm thiết kế : m =(0,14B0- 0,16 B0)
Ta chọn sơ bộ kích thước đòn bên cho cả 2 cầu là:
m1 =m2 = 0,15 B0=0,15.1850=278 mm.
Ta chọn góc θ1 sao cho sự sai lệch với đường lý thuyết (Δβ1) là nhỏ nhất và nhỏ hơn 10 nên ta chọn được góc θ1 =130 ứng với góc quay vòng lớn nhất của bánh xe dẫn hướng cầu thứ nhất là α1max = 400 và β1max = 32,850.
Vậy cầu dẫn hướng thứ nhất có θ1=130.
Độ dài đòn bên m1=278 (mm).
2.2.2.3 Tính toán thông số hình học của dẫn động lái.
Khi đòn quay đứng quay một góc δ , đòn lắc thứ nhất (chiều dài a) quay một góc δ1 , đòn lắc thứ hai (chiều dài d) quay đi một góc δ2 .
Gọi a, b, c, d: Lần lượt là kích thước của các cánh tay đòn trên hình vẽ.
S1, S2, S1’, S2’:lần lượt là dịch chuyển dọc của các điểm A,B,C,D
Ln1, Ln2: Là kích thước đòn ngang của cầu thứ nhất và cầu thứ hai.
Theo hình vẽ ta có: Độ dịch chuyển dọc của điểm A chính bằng độ dịch chuyển dọc của điểm A1 và bằng S1, tương tự độ dịch chuyển của điểm B bằng độ dịch chuyển của điểm B1 và bằng S2.
Dựa vào số liệu thực tế ta được kích thước các đòn bằng cách sau:
Chọn: a=400 (mm) ; b=140 (mm) ; c=190 (mm) ; L1=5350(mm) ; L2=3650(mm)
2.3 Thiết kế cơ cấu lái.
2.3.1. Yêu cầu của cơ cấu lái.
Phần lớn các yêu cấu của hệ thống lái đều do cơ cấu lái đảm bảo. Vì vậy cơ cấu lái cần phải đảm bảo những yêu cấu sau:
Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động .
Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch để các va đập từ mặt đường được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái.
Đảm bảo thay đổi trị số của tỷ số truyền khi cần thiết.
Đơn giản trong việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp của cơ cấu lái.
Độ dơ của cơ cấu lái là nhỏ nhất.
Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp và tuổi thọ cao.
Chiếm ít không gian và dễ dàng tháo lắp.
Lực dùng để quay vô lăng được gọi là lực lái, giá trị của lực này đạt giá trị lớn nhất khi xe đứng yên tai chỗ, và giảm dần khi tốc độ của xe tăng lên và đạt nhỏ nhất khi tốc độ của xe lớn nhất.
2.3.2 Của cơ cấu lái.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái đảm bảo tăng mômen từ vành lái đến các bánh xe dẫn hướng. Ở mỗi loại cơ cấu lái khác nhau thì cách tính tỷ số truyền cũng khác nhau.
Ở cơ cấu lái kiểu trục vít – êcu bicung răng thì tỷ số truyền của cơ cấu lái được tính bằng tỷ số giữa góc quay của vô lăng và góc dịch chuyển của đòn lắc (đòn quay đứng).
2.3.4 Tính toán thanh răng - cung răng.
Chọn vật liệu: Thanh răng và bánh răng rẻ quạt được chế tạo bằng thép 45 tôi cải thiện.
Xác định các thông số của bộ truyền: bằng cách tính ngược dựa trên điều kiện ứng suât tiếp xúc đã bền.
Tính bánh răng rẻ quạt về độ bền tiếp xúc:
Bánh răng rẻ quạt là bánh răng trụ răng thẳng.Tính toán nhằm thoả mãn điều kiện tiếp xúc lớn nhất sinh ra khi các đôi răng ăn khớp không vượt quá trị số cho phép .
Ứng suất tiếp xúc lớn nhất được tính theo công thức Héc đối với hai hình trụ tiếp xúc dọc đường sinh.
Chọn sơ bộ hệ số: KHV = 1,2. (bảng 6.5 – Sách CTM Nguyễn Hữu Lộc)
2.4 Thiết kế trợ lực lái.
2.4.1 Lựa chọn phương án trợ lực.
Mặc dù trợ lực lái là cơ cấu được sử dụng để giảm lực lái nhưng mức độ giảm phải khác như phụ thuộc vào điều kiện chuyển động. Và nó phải đảm bảo được yêu cầu sau:
Khi hệ thống trợ lực lái gặp sự cố thì hệ thống lái vẫn hoạt động được. Nếu hư hỏng xảy ra làm ngưng việc cấp dầu từ bơm đến cơ cấu lái thì người lái lái được xe mà không cần trợ lực.Ngay cả khi bơm dầu của trợ lực lái không làm việc hay có rò rỉ các đường ống của hệ thống trợ lực lái, dẫn đến đường ống hoàn toàn mất tác dụng thì người lái vẫn đảm bảo điều khiển được xe nhưng với một lực lái lớn hơn.
Nguyên lý làm việc: Khi lực P trên vành lái bé, bộ trợ lực không làm việc ô tô quay vòng do bản thân người lái. Lúc này cả buồng trước và buồng sau xi lanh thông nhau. Áp suất trong các đường ống cân bằng nhau, khi sức cản quay vô lăng tăng bộ trợ lực bắt đầu làm việc, trục lái quay đẩy trụ phân phối dịch chuyển trong giới hạn khoảng hở. Một trong các buồng xi lanh làm việc sẽ nối các đường dầu đi, áp duất chất lỏng tang sẽ làm pit tông bắt đầu dịch chuyển và qua một số chi tiết làm quay đòn quay đứng.
2.4.4 Xác định năng suất bơm của trợ lực lái.
Với bơm trợ lực là bơm cánh gạt, hiệu suất : ηb = 0,75 – 0,85
F1, S1 được tính ở phần trên:
S1=114,3 (mm) = 114,3.10-3 (m)
F1= 1807 (mm2) = 1807.10-6 (m2)
Năng suất của bơm là:
Qb=Q1+Q2=1,3.10-3 + 4,3.10-3 = 5,6 .10-3(m3/s)
Năng suất tính toán của bơm Qb phải đạt được số vòng quay lớn hơn số vòng quay khi động cơ chạy không tải từ 25% trở lên.
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TẢI HYUNDAI HD370
3.1 Giới thiệu tổng quát hệ thống lái xe hyundai hd370.
Hệ thống lái của ô tô Hyundai-HD370 là cơ cấu lái loại liên hợp có trợ lực thủy lực.
Cấu tạo của hệ thống lái bao gồm: vô lăng lái, trục lái, các đăng truyền động, cơ cấu lái, bơm dầu trợ lực lái, dẫn động lái, các ống dẫn cao áp, thấp áp, cơ cấu lái và bộ trợ lực lái bố trí chung thành một cụm.
Bộ trợ lực lái thủy lực giúp làm giảm bớt lực điều khiển của người lái, làm giảm các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng. Tăng tính an toàn khi bánh dẫn hướng bị nỗ. Vì lúc đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt.
3.3 Kết cấu và nguyên lý hoạt động.
3.3.1 Vô lăng.
Vô lăng lái có dạng hình tròn với hai nan hoa, một đầu nối với tâm vô lăng đầu kia nối với vành bánh lái. Toàn bộ vô lăng đúc thành một khối thép, ở ngoài bọc nhựa cứng. Ở phía dưới bánh lái có lượng sóng đều nhau tránh tình trạng người lái tuột tay khi quay vòng . Ở tâm của bánh lái có lỗ tròn dùng để bắt chặt bánh lái với trụ lái. Mặt trên có khoảng trống để lắp còi.
Vô lăng lái dùng để truyền mô men do người lái tác dụng lên trục lái.
Đường kính ngoài của vô lăng là 500 mm.
3.3.4 Trục các đăng.
Trục các đăng được dùng để nối hai trục lệch tâm của cơ cấu lái và trục lái.
Một đầu trục các đăng nối với trục lái, đầu còn lại nối với trục của cơ cấu lái. Hai khớp nối các đăng dùng kiểu chữ thập (2). Bên trong trục chữ thập có lắp ổ bi kim, vòng làm kín và vòng hãm.Trục các đăng có thể thay đổi được chiều dài nhờ vào trục then hoa và ống bọc then hoa. Để làm kín khi bôi trơn then hoa người ta lắp vòng cao su, phớt làm kín.
3.3.7 Trợ lực lái.
Trợ lực lái dùng để tạo thêm lực hỗ trợ cho lái xe khi quay vòng. Trợ lục lái không chỉ dùng trên xe tải trung bình và lớn mà ngày nay dùng trên xe con, nhằm giảm nhẹ điều kiện làm việc cho người lái xe. Đối với xe tải lớn và rất lớn, trợ lực lái được xem như bộ phận hợp thành không thể thiếu của hệ thống lái.
Trợ lực lái bao gồm ba bộ phận chính:
Bơm dầu: để cung cấp lượng dầu vừa đủ và áp suất cao cho xy lanh trợ lực.
Van phân phối: để cung cấp dầu cho xi lanh làm việc hai chiều.
Xy lanh trợ lực để tạo trợ lực cho lái xe.
Bơm trợ lực lái HYUNDAI-HD370 là bơm cánh gạt tác dụng kép; nghĩa là trong một vòng quay bơm thực hiện hai lần hút và hai lần đẩy, số cánh của bơm là mười cánh vì vậy lưu lượng bơm khá đều.
Bơm cánh gạt duy trì áp suất lớn nhất và lưu lượng cần thiết nhờ van tiết lưu một chiều đặt giữa khoang đẩy và khoang hút.
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI HYUNDAI HD370
Hệ thống lái phải đảm bảo cho ô tô chạy đúng hướng mong muốn ở bất kì điều kiện nào như thời tiết, đường xá, tốc độ của ô tô với nhiệm vụ của trợ lực lái thì người điều khiển xe không cần phải mất quá nhiều sức để vận hành vô lăng khi xe di chuyển. Trong khi xe chuyển động, hệ thống lái hoạt động thì các chi tiết trong hệ thống liên tục làm việc, liên tục chịu ma sát dẫn đến mài mòn, rơ lỏng nên không còn tính chính xác như ban đầu dẫn đến sự mất an toàn khi hoạt động.
4.1 Vô lăng, trục lái.
4.1.1 Quy trình tháo.
Tháo cáp cực âm của ắc quy.
Tháo tấm ấn còi (A) ra khỏi vô lăng.
Tháo đai ốc vô lăng (B) ra.
Làm dấu trùng với dấu (C) trên vô lăng và trục vô lăng và sau đó tháo vô lăng ra.
4.1.2 Sửa chữa vành tay lái, ống tay lái và trục lái.
4.1.2.1 Vành tay lái.
a. Độ rơ vành tay lái.
Độ rơ vành tay lái lớn nhất cho phép là 30 [mm], nếu lớn hơn có thể do các nguyên nhân sau:
Vòng bi trục bánh xe bị mòn.
b. Vành tay lái quay nặng.
Vành tay lái quay nặng là do các nguyên nhân sau: trợ lực lái hỏng, sức cản quá lớn trong hệ thống lái hoặc lực hồi vị quá lớn từ bánh xe.
Lốp xe bơm không đủ áp suất: Áp suất lốp thấp và không đều làm tăng lực người lái vào vô lăng khi điều khiển xe.
Kiểm tra hệ thống trợ lực lái
+ Kiểm tra đai dẫn động: kiểm tra bằng quan sát xem dây đai có quá mòn, sờn. Nếu tìm thấy hư hỏng, hãy thay dây đai.
+ Bơm trợ lực lái hỏng.
4.1.2.2 Trục tay lái và ống trục tay lái.
a. Hư hỏng và kiểm tra.
- Hư hỏng trục tay lái và ống trục tay lái: nứt, cong và mòn phần then hoa.
- Kiểm tra: dùng thước cặp, đồng hồ so để đo độ mòn, cong của trục và vành tay lái (độ cong không lớn hơn 3 mm) và dùng kính phóng đại để kiểm tra các vết nứt.
b. Sửa chữa.
- Trục tay lái và ống trục tay lái bị cong, vênh có thể nắn hết cong,
- Trục tay lái bị nứt, mòn phần then hoa quá giới hạn cho phép có thể hàn đắp gia công lại then hoa.
4.2.3 Kiểm tra, sửa chữa cơ cấu lái.
Vỏ hộp tay lái.
a. Hư hỏng và kiểm tra
- Hư hỏng của vỏ hộp tay lái: nứt, mòn các lỗ lắp ổ bi, chờn hỏng các lỗ ren.
- Kiểm tra: dùng thước cặp để đo độ mòn của các lỗ so với tiêu chuẩn kỹ thuật.
- Dùng kính phóng đại để quan sát các vết nứt bên ngoài vỏ hộp tay lái.
b. Sửa chữa
- Vỏ hộp tay lái bị nứt nhẹ có thể phục hồi bằng hàn đắp sau đó sửa nguội bằng đá mài, mòn lỗ lắp ổ bi có thể doa và đóng bạc lót.
Piston trợ lực lái.
a. Hư hỏng và kiểm tra
- Hư hỏng xi lanh lực : nứt, mòn xi lanh lực.
- Hư hỏng pít tông và thanh răng: mòn, cong thanh răng, mòn pít tông và các sin làm kín.
- Kiểm tra: dùng pan me và đồng hồ so đo độ mòn của xi lanh lưc và độ mòn, cong của pitông, thanh răng và dùng kính phóng đại để kiểm tra các vết nứt.
b. Sửa chữa
- Xi lanh lực nứt, mòn nhẹ có thể hàn đắp và doa lại kich thước.
- Pít tông và thanh răng cong quá tiêu chuẩn có thể nắn lại, mòn răng, mòn pít tông và các cupen cần thay thế.
- Các sin làm kín hỏng sẽ được thay thế.
4.4.3 Kiểm tra, sửa chữa dẫn động lái.
a. Kiểm tra tình trạng rơ lỏng của cơ cấu.
- Nâng cao hai bánh trước khỏi mặt đất , dùng hai tay nắm chặt các bánh trước rồi gạt vào hoặc đẩy ra cùng lúc .
- Nếu cảm thấy khoảng dịch chuyển của động tác này khá lớn chứng tỏ có rơ lỏng ở cơ cấu hình thang lái .
b. Kiểm tra sửa chữa khe hở , độ rơ.
- Nắm vào các khớp cần kiểm tra rồi lắc mạnh .
-Kiểm tra ở các vị trí ăn khớp khác nhau của khớp như hình vẽ.
4.5.4 Kiểm tra điều chỉnh bơm sau khi lắp.
- Sau khi kiểm tra .sửa chữa bơm,cần lắp bơm trên thiết bị thử chuyên dùng để thử theo chế độ chạy như trong điều kiện kĩ thuật .
- Điều chỉnh van an toàn và dây đai dẫn động theo đúng tiêu chuẩn:van phải mở khi áp suất dầu đạt khoảng 110kg/ .Nếu không đạt yêu cầu cần điều chỉnh lại ,ấn vào giữa dây đai một lưc 10 kgf, độ võng của dây đai phải đạt 4-6mm.Nếu không đúng thì phải điều chỉnh lại hoặc thay dây đai mới.
- Nếu thấy mất trợ lực,trợ lực yếu hoặc không đều khi quay vành tay lái qua lại , điều đó chứng tỏ hệ trợ lực bị hỏng.Khắc phục bằng cách xả dầu và thay dầu mới theo đúng kĩ thuật.Nếu trợ lực vẫn yếu thì cần quay lại sửa chữa lại như trên .
4.6 Công tác kiểm tra sơ bộ trước khi xuất xưởng.
Các công việc kiểm tra cụ thể như sau:
Kiểm tra độ chụm của các bánh xe dẫn hướng, góc camber, kingpin, caster, độ mòn lốp. Nếu cần thì đảo lốp hay thay thế theo quy định.
Kiểm tra dầm trục trước hoặc các trục của bánh trước, độ rơ của vòng bi moay ơ, thay mỡ, điều chỉnh theo quy định.Kiểm tra chốt chuyển hướng, chốt cầu. Nếu độ rơ vượt tiêu chuẩn cho phép, phải điều chỉnh hoặc thay thế.
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC
5.1 .Đặt vấn đề.
Ở các phần trước, thông qua việc tính toán, thiết kế cũng như phân tích kỹ kết cấu và nguyên lý làm việc,bảo dưỡng sửa chửa hệ thống lái trên ô tô tải, em đã trình bày một cách tổng quát về các hệ thống lái; đặc điểm kết cấu, ưu nhược điểm của từng loại sơ đồ và phạm vi ứng dụng cũng như việc lựa chọn phương án trợ lực.
5.2 Thiết kế mô hình
5.2.1 Các bước thiết kế lắp ráp mô hình.
- Sau khi mua đầy đủ các cụm của hệ thống lái ta tiến hành vệ sinh sạch sẽ và sơn.
- Thiết kế khung : khung đỡ mô hình được hàn bằng thép ống tiết diện hình vuông, sau đó làm sạch và sơn.
- Sử dụng sắt la để tạo hình chữ A và cụm may ơ bắt bánh xe
- Lắp các cụm lên khung và điều chỉnh các sai lệch.
- Nối các ống dầu vào đúng vị trí.
5.2.2 Kích thước mô hình.
- Khung: dài ´ rộng ´ cao : 1,1 x 1,7 x 1,1 (m)
- Hình thang lái:
Khoảng cách 2 trụ đứng :B= 1400 mm
Kích thước thanh lái ngang :n= 1385 mm
Kích thước thanh kéo bên : m= 230 mm
5.4 Tính công suất mô tơ.
Thông số đầu vào
Áp suất bơm :80 (kgf/cm2) = 800 ( N/cm2)
Lưu lượng bơm : 6 (lít/ phút) = 102 (cm3/s)
Công suất của motor kéo phải lớn hơn hoặc bằng công suất của bơm
Thay vào công thức trên ta có : A = 800.102 = 80000 (N.cm/s) = 800( N.m/s) =800 (J/s) = 800 W1HP
KẾT LUẬN
Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu để thực hiện đồ án, kiến thức thực tế cũng như kiến thức căn bản của em được nâng cao hơn. Em đã hiểu được sâu sắc hơn về hệ thống lái, đặc biệt là hệ thống lái 2 cầu dẫn hướng và phương pháp trợ lực của chúng. Biết được các kết cấu mới và nhiều điều mới mẻ từ thực tế. Em cũng học tập được nhiều kinh nghiệm trong công tác bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lái và bộ phận trợ lực đồng thời khái quát được các kiến thức chuyên ngành cốt lõi.
Để hoàn thành được đồ án này trước hết em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô của khoa cơ khí Trường Đại học Giao thông vận tải TP. Hồ Chí Minh đã hướng dẫn chỉ bảo em từ kiến thức cơ sở đến kiến thức chuyên ngành. Em chân thành cảm ơn sâu sắc thầy TS .……......…., đã tận tình, chỉ bảo giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này. Do thời gian có hạn, kiến thức và tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế cũng như thiếu những kinh nghiệm thực tiễn cho nên đồ án không tránh khỏi sai sót. Em rất mong các thầy cô góp ý để đồ án tốt nghiệp này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đặng Quý “ Thiết kế ô tô” Trường đại học sư phạm Thành Phố HCM 2001
2. Ngô Khắc Hùng“Kết cấu và tính toán ô tô” 2006
3.Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, và Lê Thị Vàng. “Lý thuyết ô tô máy kéo”. Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật; 1996.
4. Nguyễn Hữu Lộc “Cơ sở thiết kế máy”
5. PGS.TS Nguyễn Khắc Trai“ Cấu tạo gầm ô tô tải, ô tô buýt” Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải – Năm 1996
6. Nguyễn Nước, Phạm Văn thức “Lý thuyết ô tô”. Trường đại học giao thông vận tải Tp HCM; 2010.
7. TS Nguyễn Văn Nhanh, Th.s Phạm Văn Thức “Thiết kế và tính toán hệ thống lái ô tô”.
8. Phạm Minh Thái“Thiết kế hệ thống lái của ô tô - máy keo bánh xe” Trường đại học bách khoa Hà Nội 1991.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"