MỤC LỤC
MỤC LỤC...1
LỜI NÓI ĐẦU.. 2
Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 4
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu. 4
1.1.1. Công dụng của hệ thống lái 4
1.1.2. Phân loại hệ thống lái 4
1.1.3. Yêu cầu của hệ thống lái 4
1.2. Kết cấu hệ thống lái 5
1.2.1. Vành lái 6
1.2.2. Trục lái 6
1.2.3. Cơ cấu lái 6
1.3. Các góc đặt bánh xe. 8
Chương II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI 17
2.1.Khái quát hệ thống lái trên ô tô Chevrolet Cruze 2018. 17
2.2.Các số liệu thiết kế. 17
2.3. Chọn phương án thiết kế. 17
2.3.1. Chọn phương án dẫn động lái 17
2.3.2. Chọn phương án cơ cấu lái 19
2.3.3. Chọn phương án trợ lực lái 24
2.4. Thiết kế hệ thống lái 35
2.4.1. Tính mô men cản quay vòng. 35
2.4.2. Tỷ số truyền của hệ thống lái 36
2.4.3. Chọn phương án cường hóa lái 37
2.4.4. Tính các thông số hình học của dẫn động lái 38
2.4.5. Kiểm tra các thông số hình học của cơ cấu lái 45
2.4.6. Tính bền cơ cấu lái bánh răng - thanh răng. 47
2.4.7. Tính trục lái 50
2.4.8. Tính bền đòn kéo ngang. 51
2.4.9. Tính bền đòn bên hình thang lái 52
2.4.10. Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái 53
2.4.11. Tính bền khớp cầu (rotuyl). 53
Chương III: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 55
3.1. Chẩn đoán hệ thống lái 55
3.1.1. Lái nặng. 55
3.1.2. Hành trình tự do lớn. 55
3.1.3. Trợ lực lái làm việc nhưng lực trợ lực nhỏ. 55
3.1.4. Lực trợ lực nhỏ và không đều khi quay vòng về hai phía. 56
3.1.5. Mất trợ lực lái 56
3.1.6. Có tiếng ồn khi bơm làm việc. 56
3.1.7. Có tiêng gõ trong cơ cấu lái 57
3.1.8. Dầu chảy qua lỗ thông hơi của bơm.. 57
3.1.9. Dầu nóng quá gây lọt dầu. 57
3.1.10. Dây đai quá căng. 57
3.1.11. Dây đai chùng. 58
3.1.12. Chảy dầu ở các đệm phớt 58
3.2. Bảo dưỡng hệ thống lái 58
3.2.2. Bảo dưỡng 1 (sau 6500 Km). 58
3.2.3. Bảo dưỡng 2 (sau 12500 Km). 58
3.3. Một số nội dung bảo dưỡng, sửa chữa chính. 59
3.3.1. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái 59
3.3.2. Kiểm tra đầu thanh nối 59
3.3.3. Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng. 60
3.3.4. Điều chỉnh góc quay vô lăng. 61
3.3.5. Kiểm tra áp suất, độ đảo của lốp. 61
3.3.6. Kiểm tra góc quay bánh xe. 62
3.3.7. Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin. 62
3.3.8. Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm.. 63
3.3.9. Bảo dưỡng bộ phận trợ lực lái 64
3.3.10. Tháo lắp cơ cấu lái 67
Chương IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO...77
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là phương tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực dân sự cũng như quốc phòng vì nó có những ưu điểm như thông dụng, đơn giản, dễ sử dụng và có tính cơ động cao.
Những năm gần đây, lượng xe ô tô con, xe du lịch có xu hướng tăng lên, với ưu điểm về khả năng cơ động, tính kinh tế và thích hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau.
Với ôtô nói chung và xe con, xe du lịch nói riêng, an toàn chuyển động là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng của phương tiện. Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động là hệ thống lái đặc biệt là ở tốc độ cao. Để đảm bảo tính tiện nghi, an toàn cho người sử dụng thì việc thiết kế một hệ thống lái đảm bảo đầy đủ các yêu cầu đặt ra là một điều rất cần thiết trong xã hội hiện đại. Một hệ thống lái phải đảm bảo tính quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng, điều khiển dễ dàng, dễ chăm sóc sửa chữa, bảo dưỡng và phù hợp với phần lớn đối tượng sử dụng. Chính vì vậy việc tính toán và cải tiến về thiết kế chế tạo cũng như sử dụng hệ thống lái ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ hơn.
Qua tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với yêu cầu nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp em được giao nhiệm vụ: ‘‘Tính toán thiết kế hệ thống lái dựa trên xe Chevrolet Cruze 2018”. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy : TS……………….. và sự giúp đỡ của các bạn cùng lớp, em đã cơ bản hoàn thành đồ án. Trong quá trình thực hiện, chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót. Do đó, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………….
Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1.1. Công dụng của hệ thống lái
Hệ thống lái giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô (thay đổi hay duy trì) theo tác động của người lái. Hệ thống lái tham gia cùng các hệ thống điều khiển khác thực hiện điều khiển ô tô và đóng góp vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi ô tô chuyển động.
1.1.2. Phân loại hệ thống lái
Phân loại theo phương pháp chuyển hướng
- Chuyển hướng hai bánh xe ở cầu trước (2WS)
- Chuyển hướng tất cả các bánh xe (4WS)
Phân loại hệ thống lái theo đặc tính truyền lực
- Hệ thống lái cơ khí
- Hệ thống lái có trợ lực bằng thuỷ lực, bằng khí nén, kết hợp…
Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái
- Cơ cấu lái kiểu trục vít globoit – con lăn
- Cơ cấu lái kiểu trục vít – răng rẻ quạt và trục vít – êcu bi
1.1.3. Yêu cầu của hệ thống lái
Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ôtô là hệ thống lái. Theo đó hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:
An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ôtô là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện này. Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ôtô là hệ thống lái.
- Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, không gây tổn thương cho người lái khi xảy ra tai nạn. Đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua kết cấu lái lên vô lăng.
- Đảm bảo tỷ lệ thuận giữa góc quay vô lăng với góc quay bánh xe dẫn hướng. Không đòi hỏi người lái xe một cường độ lao động quá lớn khi điều khiển ôtô.
- Độ tin cậy cao, dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sửa chữa.
1.2. Kết cấu hệ thống lái
1.2.1. Vành lái
Vành lái là cơ cấu có dạng vành tròn. Người lái tác dụng lực lên vành lái tạo ra mô men quay để hệ thống lái làm việc.
Mô men tạo ra trên vành lái là tích số của lực người lái trên vành tay lái với bán kính của vành lái:
Mvl=Pl.rvl
1.2.2. Trục lái
Trục lái có nhiệm truyền mô men lái xuống cơ cấu lái. Trục lái gồm có trục lái chính có thể chuyển động truyền chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái và ống truc lái để cố định trục lái vào thân xe.
1.2.3. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái là bộ phận cơ bản trong hệ thống lái, nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay vòng của trục lái thành chuyển động góc của đòn quay đứng và đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu.
a. Tỷ số truyền cơ cấu lái
* iw = góc quay của vô lăng / góc quay của bánh dẫn hướng (đối với cơ cấu lái trục răng - thanh răng ).
* Phân tích đồ thị:
Với quy luật thay đổi như trên, khi ô tô chuyển động trên đường thẳng với vận tốc cao, người lái chỉ phải đánh lái với các góc rất nhỏ xung quanh vị trí trung gian, nên tỷ số truyền lớn ở đây giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng. Hơn nữa tỷ số truyền lớn có tác dụng làm giảm va đập truyền ngược từ đường lên vô lăng.
b. Hiệu suất cơ cấu lái
Trong cơ cấu lái người ta phân biệt 2 hiệu suất thuận và nghịch:
* Hiệu suất thuận: là hiệu suất tính theo lực truyền từ vô lăng tới bánh xe. Hiệu suất này càng lớn thì tổn hao năng lượng điều khiển càng nhỏ, nghĩa là lái càng nhẹ hơn
* Hiệu suất nghịch: là hiệu suất tính theo lực truyền từ bánh xe lên vô lăng, vì vậy khi thiết kế cơ cấu lái nên chọn hiệu suất nghịch nhỏ để giảm bớt lực truyền từ mặt đường lên vô lăng.
c. Các yêu cầu của cơ cấu lái
Phần lớn các yêu cầu của hệ thống lái đều do cơ cấu lái đảm bảo. Vì vậy cơ cấu lái cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:
+ Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe.
+ 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.
1.3. Các góc đặt bánh xe
Việc bố trí các bánh xe dẫn hướng liên quan trực tiếp tới tính điều khiển xe, tính ổn định chuyển động của ôtô. Các yêu cầu chính của việc bố trí là điều khiển chuyển động nhẹ nhàng, chính xác đảm bảo ổn định khi đi thẳng cũng như khi quay vòng, kể cả khi có sự cố ở các hệ thống khác. Đối với xe du lịch yêu cầu này ngày càng được quan tâm và được nâng cao hơn vì vận tốc của xe không ngừng được nâng lên.
1.3.1. Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber)
Góc tạo bởi đường tâm của bánh xe dẫn hướng ở vị trí thẳng đứng với đường tâm của bánh xe ở vị trí nghiêng được gọi là góc camber, và đo bằng độ. Khi bánh xe dẫn hướng nghiêng ra ngoài thì gọi là góc “camber dương”, và ngược lại gọi là góc “camber âm”. Bánh xe không nghiêng thì camber bằng không (bánh xe thẳng đứng ).
1.3.2. Góc nghiêng dọc trụ đứng (Caster)
Góc nghiêng dọc của trụ đứng là sự nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trụ đứng. Nó được đo bằng độ và được xác định bằng góc giữa trụ xoay đứng và phương thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe.
* Chức năng của góc caster :
Hồi vị bánh xe do khoảng Caster: Dưới tác dụng của lực ly tâm khi bánh xe vào đường vòng hoặc lực do gió bên hoặc thành phần của trọng lượng xe khi xe đi vào đường nghiêng, ở khu vực tiếp xúc của bánh xe với mặt đường sẽ xuất hiện các phản lực bên Yb.
1.3.4. Độ chụm và độ mở (Góc doãng)
Khi phía trước của các bánh xe gần nhau hơn phía sau ( khi nhìn từ trên xuống ) thì gọi là “ độ chụm ”, sự bố trí ngược lại gọi là “ độ mở ”.
Thông thường độ chụm được biểu diễn bằng khoảng cách B-A. Kích thước B, A được đo ở mép ngoài của vành lốp ở trạng thái không tải khi xe đi thẳng. Độ chụm là dương nếu B-A>0, là âm nếu B-A<0.
1.3.6. Độ đàn hồi của lốp theo hướng ngang
Đối với các bánh xe lắp lốp đàn hồi, dưới tác động của các phản lực bên, bánh xe sẽ bị lệch bên và vết tiếp xúc của lốp với mặt đường sẽ bị lệch so với mặt phẳng giữa của bánh xe một góc d.
Kết luận: Chương I đã giới thiệu tổng quát nhất về hệ thống lái: công dụng, yêu cầu, phân loại… Qua đó rút ra được mục đích và phương pháp thực hiện đề tài. Những nội dung thiết kế, tính toán cụ thể sẽ được trình bày ở các chương tiếp theo.
Chương II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI
2.1. Khái quát hệ thống lái trên ô tô Chevrolet Cruze 2018
Hệ thống lái trên ô tô Chevrolet Cruze 2018 là hệ thống lái có trợ lực lái kiểu bánh răng thanh răng nên giúp giảm nhẹ lao động cho người lái và tăng tính an toàn lao động. Dẫn động hệ thống lái thông qua trục lái, khớp các đăng và các khâu khớp trong hình thang lái, cơ cấu lái và bơm trợ lực lái được bố trí riêng, cơ cấu lái được bắt chặt vào khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng.
2.2.Các số liệu thiết kế
* Các thông số cơ bản của xe :
Chiều rộng cơ sở: B = 1650 (mm)
Khoảng cách giữa hai tâm trụ đứng: B0 = 1510 (mm)
Chiều dài cơ sở của xe: L = 2650 (mm)
Chiều dài toàn bộ xe: L0= 4489 (mm)
Trọng lượng không tải: G0 = 21000 (N)
Trọng lượng toàn tải: G = 27600 (N)
Trọng lượng tác dụng lên cầu trước dẫn hướng: G1 = 13600 (N)
Ký hiệu lốp: 215/50 R17
* Thông số hệ thống lái:
Chiều dài đòn bên hình thang lái: m = 180 (mm)
Khoảng cách giữa đòn ngang và trụ trước: y = 188 (mm)
Chiều dài thanh nối bên hình thang lái: p = 280 (mm)
2.3. Chọn phương án thiết kế
2.3.1. Chọn phương án dẫn động lái
Dẫn động lái gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng quay của tất cả các bánh xe dẫn hướng khi quay vòng.
a. Dẫn động lái bốn khâu (Hình thang lái Đantô)
Hình thang lái bốn khâu đơn giản dễ chế tạo đảm bảo được động học và động lực học quay vòng các bánh xe.
b. Dẫn động lái sáu khâu
Dẫn động lái sáu khâu được lắp đặt hầu hết trên các xe du lịch có hệ thống treo độc lập lắp trên cầu dẫn hướng. Ưu điểm của dẫn động lái sáu khâu là dễ lắp đặt cơ cấu lái, giảm được không gian làm việc, bố trí cường hoá lái thuận tiện ngay trên dẫn động lái. Hiện nay dẫn động lái sáu khâu được dùng rất thông dụng trên các loại xe du lịch như : Toyota, Nisan, BMW, ….
2.3.2. Chọn phương án cơ cấu lái
+ Phần lớn các yêu cầu của hệ thống lái đều do cơ cấu lái đảm bảo.Vì vậy cơ cấu lái cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:
+ Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe.
+ 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.
a. Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng gồm bánh răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng, bánh răng được lắp trên các ổ bi. Điều chỉnh các ổ này dùng êcu lớn ép chặt ổ bi, trên vỏ êcu đó có phớt che bụi đảm bảo trục răng quay nhẹ nhàng.
b. Cơ cấu lái trục vít - con lăn
Trên phần lớn các ôtô Liên Xô loại có tải trọng bé và tải trọng trung bình đều đặt loại cơ cấu này.
Cơ cấu lái gồm trục vít G bôlôit 1 ăn khớp với con lăn 2 (có 3 ren) đặt trên các ổ bi kim của trục 3 của đòn quay đứng. Số lượng ren của loại cơ cấu lái trục vít con lăn có thể là một, hai hoặc ba tuỳ theo lực truyền qua cơ cấu lái.
c. Cơ cấu lái trục vít chốt quay
Cơ cấu lái loại này gồm hai loại:
- Cơ cấu lái trục vít và một chốt quay.
- Cơ cấu lái trục vít và hai chốt quay.
e. Cơ cấu lái loại liên hợp
Loại cơ cấu lái này gần đây được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô tải GMC, không có cường hoá thuỷ lực và trên ôtô ZIN - 130, ZIN - 131 với cường hoá thuỷ lực. Cơ cấu lái loại liên hợp hay dùng nhất là loại trục vít - êcu - cung răng. Sự nối tiếp giữa trục vít và êcu bằng dãy bi nằm theo rãnh của trục vít. Nhờ có dãy bi mà trục vít ăn khớp với êcu theo kiểu ma sát lăn.
2.3.3. Chọn phương án trợ lực lái
Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng giảm nhẹ cường độ lao động của người lái, giảm mệt mỏi khi xe hoạt động trên đường dài. Đặc biệt trên xe có tốc độ cao, trợ lực lái còn nhằm nâng cao tính an toàn chuyển động khi xe có sự cố ở bánh xe như nổ lốp, hết khí nén trong lốp và giảm va đập truyền từ bánh xe lên vành tay lái.
a. Các phần tử cơ bản của trợ lực
Một hệ thống trợ lực lái cơ bản gồm có 3 phần chính sau đây:
+ Bơm trợ lực lái (Bơm cánh gạt).
+ Van điều khiển.
+ Xy lanh lực.
b. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái khi có trợ lực
Trợ lực lái là một thiết bị thuỷ lực sử dụng công suất của động cơ để giảm nhẹ lực lái. Động cơ dẫn động bơm tạo ra dầu cao áp tác dụng lên piston nằm trong xy lanh lực. Piston trợ giúp cho việc chuyển động của thanh răng. Mức độ trợ giúp phụ thuộc vào độ lớn của áp suất dầu tác dụng lên piston. Vì vậy nếu cần trợ lực lái lớn hơn thì phải tăng áp suất dầu.
c. Các phương án bố trí trợ lực lái
Trợ lực lái được bố trí trên xe được bố trí theo các phương án sau:
d. Các loại van điều khiển trợ lực
+ Kiểu van quay:
Van điều khiển kiểu quay trong cơ cấu lái quyết định dầu từ bơm sẽ đi đến buồng nào. Trục van điều khiển (mômen từ vô lăng tác dụng lên) và trục răng được nối với nhau bằng một thanh xoắn.Van quay và trục răng được nối với nhau bằng một then hoa quay cùng nhau.
+ Kiểu van ống:
Van điều khiển kiểu ống được mô tả ở hình vẽ dưới đây:
Một van ống trong được đặt bên trong van ống ngoài, có một lỗ và một rãnh trên phần dưới của van ống trong. Van ống được nối với van điều khiển nhờ hai viên bi và nó cũng được nối với trục răng nhờ hai chốt trượt. Van ống trong quay cùng chiều với trục răng nhưng di chuyển lên xuống chỉ bằng 1mm.
2.4. Thiết kế hệ thống lái
2.4.1. Tính mô men cản quay vòng
Mômen cản quay vòng ở các bánh xe dẫn hướng được xác định ở trạng thái xe quay vòng và chở đủ tải. Mômen cản quay vòng được tính toán khi xuất hiện lực cản lăn ở hai bánh xe ngược chiều nhau, có một lực bên Y, mô men ổn định của bánh xe dẫn hướng.
MC = M1+M2+M3 (2.1)
a. Mô men cản quay vòng M1 gây nên do lực cản lăn
- M1 : được tính theo công thức:
M1 = Gbx. f.a (2.2)
b. Mô men cản M2 do ma sát giữa bánh xe và mặt đường
Giá trị mômen do Y gây lên M2 được tính cho một bánh xe, phản lực bên lùi sau một đoạn x. Giá trị của x thừa nhận bằng 1/4 chiều dài của vết tiếp xúc và gây lên mômen quay cùng chiều M1:
M2 = Y. x (2.3)
Thay vào (2.4) ta được: x = 0,14r
+ Y = Gbx.jy
Với jy = 0,85: hệ số bám ngang giữa bánh xe và mặt đường
M2 = Y. x = 0,14.r.Gbx.jy (2.7)
Thay số vào (2.8) ta có: Mc = 1040 (N.m)
2.4.2. Tỷ số truyền của hệ thống lái
a. Tỷ số truyền của dẫn động lái id
Tỷ số truyền của dẫn động lái phụ thuộc vào kích thước và quan hệ của các cánh tay đòn: id = 0,85-1,1
Chọn sơ bộ: id =1 (cho cầu dẫn hướng )
b. Tỷ số truyền của cơ cấu lái ic
Ta lấy sơ bộ tỷ số truyền của hệ thống lái i =16.
c. Xác định lực tác động lớn nhất ở vành tay lái
Với Pvl này, sẽ làm cho người lái mệt mỏi khi điều khiển một khoảng thời gian, cho nên ta phải sử dụng hệ thống trợ lực lái, tạo sự thoải mái cho người lái.
2.4.3. Chọn phương án cường hóa lái
Với thực tế và những vấn đề về cường hóa lái đã được giới thiệu ở phần trước, ta chọn phương án thiết kế cường hóa như sau: Plmax = 430 N
- Phương án cường hóa lái là cường hóa thủy lực.
- Chọn bơm là bơm cánh gạt.
- Phương án bố trí là sơ đồ 4: Bố trí trợ lực cùng với đòn kéo ngang.
- Chọn van điều khiển là loại van xoay.
* Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Khi quay vành lái đi một góc, lực từ vành lái truyền qua trục lái tới trục răng của cơ cấu lái. Mô men này làm quay trục răng, tác dụng làm thanh răng di chuyển sang trái hoặc phải, qua thanh dẫn động và đòn quay bên tác dụng làm cho bánh xe xoay sang phải hoặc sang trái, thay đổi hướng chuyển động của ôtô.
2.4.4. Tính các thông số hình học của dẫn động lái
a. Tính động học hình thang lái
Nhiệm vụ của tính động học dẫn động lái là xác định những thông số tối ưu của hình thang lái để đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫn hướng một cách chính xác nhất và động học đúng của đòn quay đứng khi có sự biến dạng của bộ phận đàn hồi hệ thống treo và chọn các thông số cần thiết của hệ thống dẫn động lái.
b. Xây dựng đường đặc tính lý thuyết
Với Bo = 1510mm, L = 2650mm.
Cho B các giá trị khác nhau tư 5 – 40, ta có các góc tương ứng theo bảng.
Theo các thông số lấy trên xe tham khảo ta có:
- m = 180(mm): chiều dài đòn bên hình thang lái
- y = 188(mm): khoảng cách giữa đòn ngang với trục trước trong hình thang lái
- p = 280(mm): chiều dài thanh nối bên hình thang lái
2.4.5. Kiểm tra các thông số hình học của cơ cấu lái
a. Xác định bán kính vòng lăn của bánh răng
Số vòng quay của vành lái ứng với bánh xe quay là n =1,78 (vòng).
Chọn R=10 (mm)
b. Xác định các thông số của bánh răng
Như vậy Zmin=15>6, do vậy có hiện tượng cắt chân răng nên phải dịch chỉnh, ta chọn kiểu dịch chỉnh đều .
c. Xác định kích thước và thông số của thanh răng
- Mô mem xoắn gây lên sự nguy hiểm ở thanh răng, bằng mô mem cản quay vòng ở bánh xe: Mx=Mc=1040 (Nm)
Thay các thông số vào ta được: d = 28,58 (mm). Chọn: d =30 (mm)
* Đường kính vòng đỉnh của thanh răng: D=26mm
* Chiều cao của thanh răng: h=(f’+f”).mn=(1+1,25).2,5=5,63
2.4.7. Tính trục lái
Ta có:
Plmax: Lực lái lớn nhất tác dụng lên vô lăng Plmax = 430 (N)
D, d : Đường kính trong và đường kính ngoài của trục lái
R: Bán kính vành tay lái R = 190 (mm)
Chọn vật liệu chế tạo trục lái là thép C40 không nhiệt luyện.
Chọn sơ bộ kích thước của trục lái là: D=30 (mm), d= 20 (mm)
Thay những thông số trên vào công thức (2.36) ta được:
t = 18,853 (MN/m2) -> t < [t] => thoả mãn điều kiện cho phép.
Thoả mãn tiêu chuẩn thiết kế.
Vậy ta chọn trục lái rỗng, có chiều dài là 1(m)
2.4.8. Tính bền đòn kéo ngang
Trong quá trình làm việc, đòn kéo ngang chỉ chịu kéo nén theo phương doc 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.
Ta có:
G1=13600 N: Tải trọng đặt lên cầu trước dẫn hướng trong trạng thái tĩnh.
m1p = 1,4: Hệ số phân bố lại trọng lượng lên cầu trước khi phanh.
p : Hệ số bám giữa lốp và mặt đường.
Thay vào biểu thức ta được: Ppmax = 13600.1,4.0,85 = 16184 (N).
2.4.9. 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. Đòn bên của dẫn động lái chủ yếu chịu ứng suất uốn.
Do vậy ta tính bền theo điều kiện uốn:
Mu = AB.Q2 =180.10729 = 1931220 (Nmm)
Với: b = 35 (mm); h = 25 (mm)
Theo tài liệu chuyên ngành lấy hệ số an toàn n=1,5 và với thép 40X.
2.4.11. Tính bền khớp cầu (rotuyl)
Vật liệu chế tạo khớp cầu là thép 40XH.
+ Kiểm tra bền khớp cầu:
Như phần tính bền thanh kéo ngang lức tác dụng lên khớp cầu cũng chính là lực phanh cực đại Ppmax = Q = 16184 (N)
Với D =30 mm, là đường kính khớp cầu.
eu = 3,43 N/mm2
Hệ số an toàn: n = 5,83
Như vậy khớp cầu thỏa mãn điều kiện chèn dập tại bề mặt làm việc.
Chương III: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA HỆ THỐNG LÁI
3.1. Chẩn đoán hệ thống lái
3.1.1. Lái nặng
* Nguyên nhân
- Lốp trước không đủ căng hay mòn không đều;
- Góc đặt bánh trước không đúng;
* Khắc phục
- Kiểm tra áp suất lốp;
- Điều chỉnh lại góc đặt bánh xe.
3.1.3. Trợ lực lái làm việc nhưng lực trợ lực nhỏ
* Nguyên nhân
- Thiếu dầu;
- Có không khí và nước trong hệ thống;
- Hỏng bơm;
* Khắc phục
- Bổ xung dầu;
- Xả khí và thay dầu;
- Kiểm tra bơm dầu, sửa chữa nếu hỏng;
3.1.4. Lực trợ lực nhỏ và không đều khi quay vòng về hai phía
* Nguyên nhân
- Thiếu dầu;
- Có không khí và nước trong hệ thống;
- Hỏng bơm;
* Khắc phục
- Bổ xung dầu;
- Thay dầu và xả khí;
- Tháo bơm kiểm tra sửa chữa;
3.1.7. Có tiêng gõ trong cơ cấu lái
* Nguyên nhân
- Khe hở ăn khớp quá lớn;
- Mòn các ổ đỡ;
- Vỡ, mẻ, sứt trong cặp bánh răng ăn khớp.
* Khắc phục
- Điều chỉnh ăn khớp trong cơ cấu lái;
- Điều chỉnh, thay thế các ổ đỡ bị mòn;
3.1.10. Dây đai quá căng
* Nguyên nhân
- Khi lắp bơm không kiểm tra điều chỉnh.
* Khắc phục
- Điều chỉnh đệm bánh đai để căng lại dây đai đúng tiêu chuẩn.
3.2. Bảo dưỡng hệ thống lái
3.2.1. 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.
3.2.3. 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.
3.3. Một số nội dung bảo dưỡng, sửa chữa chính
3.3.1. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái
Độ an toàn chuyển động của xe phụ thuộc vào hành trình tự do của vành tay lái. Hành trình tự do của vành tay lái được kiểm tra bằng thước khi động cơ làm việc ở chế độ không tải và bánh trước ở vị trí thẳng.
3.3.2. Kiểm tra đầu thanh nối
* Các bước tiến hành kiểm tra
- Bắt chặt cụm thanh nối lên êtô (Không được xiết êtô quá chặt).
- Lắp đai ốc vào vít cấy.
- Lắc khớp cầu ra trước và sau 5 lần hay hơn.
3.3.3. Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng
- Kiểm tra xem vô lăng có bị lệch tâm hay không.
- Dán băng dính che lên tâm bên trên của vô lăng và nắp trên của trục lái.
- Lái xe theo đường thẳng trong 100 m với tốc độ không đổi 56 km/h, giữ vô lăng để duy trì hướng chạy.
3.3.5. Kiểm tra áp suất, độ đảo của lốp
- Kiểm tra các lốp xem có bị mòn hay áp suất lốp chính xác chưa.
- Áp suất lốp lúc nguội: + Phía trước 220 kPa
+ Phía sau 210 kPa
3.3.8. Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm
Kiểm tra độ chụm tiêu chuẩn theo bảng 3.2. Nếu độ chụm không như tiêu chuẩn, phải điều chỉnh các đầu thanh nối.
- Kéo dài đầu thanh răng ngắn hơn nếu độ chụm đo được lệch về hướng ra ngoài.
- Thu ngắn đầu thanh răng dài hơn nếu độ chụm đo được hướng vào trong.
- Vặn các đầu thanh răng bên phải và bên trái một lượng bằng nhau để điều chỉnh độ chụm.
3.3.10. Tháo lắp cơ cấu lái
* Dụng cụ cần thiết:
- Kìm tháo phanh.
- Đế từ của đồng hồ đo.
* Dụng cụ đo:
- Cờ lê lực 200 kgf.cm (20 Nm).
- Cờ kê lực loại nhỏ 8 – 13 kgf.cm (0,8 – 1,3 Nm).
Chương IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kỹ thuật ôtô ngày càng được phát triển tới mức rất cao, thoả mãn những yêu cầu và đòi hỏi khắt khe về tính năng kinh tế, kỹ thuật môi trường, đặc biệt là an toàn chuyển động của ôtô ở tốc độ cao. Vì vậy trên ôtô được trang bị thêm rất nhiều hệ thống kỹ thuật cao để đảm bảo được các tính năng nói trên.
Sau một thời gian dài nghiên cứu, tính toán và thiết kế được sự trợ giúp tận tình của thầy: TS………………. và các thầy cô trong bộ môn và toàn thể các bạn đồng nghiệp. Đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống lái dựa trên xe Chevrolet Cruze 2018”.
Thông qua đồ án tốt nghiệp đã phần nào nói lên được tác dụng và vai trò quan trọng của hệ thống lái, và những cải tiến kỹ thuật để việc điều khiển xe được dễ dàng hơn.
Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các Thầy tận tình chỉ bảo, giúp đỡ.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Minh Tài (1998). Lý thuyết ô tô, máy kéo. NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội
[2]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm (2004). Thiết kế chi tiết máy. NXB Giáo dục Hà Nội
[3]. PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan (2007). Tập bài giảng Thiết kế tính toán ô tô. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
[4]. PGS.TS Nguyễn Khắc Trai (2006). Cơ sở thiết kế ô tô. NXB Giao thông vận tải
[5]. Nguyễn Hoàng Việt (1998). Kết cấu và tính toán ô tô. Khoa cơ khí giao thông -Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng
[6]. Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng (2009). Kết cấu ô tô. NXB Bách khoa Hà Nội.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"