MỤC LỤC
MỤC LỤC..........................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ................................................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....................................................................................................................5
1.2.2.Trục lái.....................................................................................................................6
1.2.3. Cơ cấu lái................................................................................................................6
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ…...........................................7
2.1. Hệ thống lái trợ lực điện điều khiển điện..................................................................7
2.1.1. Đặc điểm của hệ thống lái trợ lực điện...................................................................7
2.1.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực điện...................................................8
2.2. Phương án lựa chọn thiết kế......................................................................................8
2.2.1. Phương án lựa chọn thiết kế cơ cấu lái...................................................................9
2.2.2. Phương án lựa chọn dẫn động lái..........................................................................14
2.2.3. Phương án lựa chọn thiết kế trợ lực lái..................................................................15
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE KIA CERATO............19
3.1. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống đã lựa chọn........................20
3.2. Tính toán động học hệ thống lái ................................................................................24
3.2.1. Xây dựng đường cong lý thuyết...............................................................................24
3.2.2. Xây dựng đường cong thực tế................................................................................25
3.3. Xác định mômen cản quay vòng tại chỗ.....................................................................30
3.4. Xác định chiều dài thanh răng....................................................................................33
3.5. Tính toán bộ truyền cơ cấu lái.................................................................................34
3.5.1. Xác định bán kính vòng lăn của bánh răng.............................................................34
3.5.2. Xác định các thông số của bánh răng....................................................................34
3.5.3. Xác định kích thước và thông số của thanh răng...................................................36
3.5.4. Tính bền cơ cấu lái trục răng - thanh răng..................................................................37
3.6. Tính bền dẫn động lái.....................................................................................................41
3.6.1. Kiểm tra bền trục lái:.................................................................................................41
3.6.2. Kiểm tra bền Rô-tuyn:................................................................................................42
3.7. Tính toán trợ lực..........................................................................................................45
3.7.1. Xây dựng đặc tính cường hoá lái............................................................................... 45
3. 7.2.Tính toán thanh xoắn.................................................................................................47
3.7.3. Tính chọn motor điện trợ lực......................................................................................48
3.7.4. Tính toán điều khiển motor điện................................................................................48
CHƯƠNG 4. BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE KIA CERATO.......50
4.1. Bảo dưỡng, sửa chữa các hư hỏng của hệ thống lái......................................................50
4.1.1. Quy trình tháo hệ thống lái..........................................................................................50
4.1.2. Quy trình lắp hệ thống lái..........................................................................................57
4.1.3. Quy trình bảo dưỡng kĩ thuật hệ thống lái trên xe Kia CERATO...........................57
4.1.4. Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống lái trên xe Kia CẺRATO...........64
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ...................................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................69
LỜI MỞ ĐẦU
Trên nền tảng đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế đó là sự thay da đổi thịt của quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước và sự hội nhập của các ngành công nghiệp công nghiệp, kĩ thuật ô tô ở nước ta ngày càng chú trọng và phát triển. Một số vấn đề lớn đặt ra đó là sự hội nhập, tiếp thu những công nghệ phát triển vào việc lắp ráp sản xuất cũng như sử dụng bảo dưỡng trên xe ô tô.
Hệ thống lái là một hệ thống quan trọng của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô hoặc giữ cho ô tô chuyển động xác định theo một hướng nào đó. Một hệ thống lái hoàn thiện về kết cấu, điều khiển dễ dàng sẽ giúp ta điều khiển xe dễ dàng, thoải mái đảm bảo an toàn của xe trong quá trình vận hành khai thác. Đồng thời nó còn nâng cao tính tiện nghi, hiện đại của xe.
Đáp ứng nhu cầu đó và sự hiểu biết về các ứng dụng khoa học kĩ thuật hiện đại. Em đã được giao nhiệm vụ “Tính toán thiết kế hệ thống lái ô tô trên xe KIA CERATO”. Đề tài bao gồm 4 phần chính như sau:
Chương I: Tổng quan hệ thống lái xe Kia CERATO
Chương II: Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống lái xe Kia CERATO
Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống lái xe Kia CERATO
Chương IV: Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái xe Kia CERATO
Sau khi được nhận đề tài này, được sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của thầy : TS…………….. nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên, do trình độ và thời gian tìm hiểu còn nhiều hạn chế, kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1. 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…
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:
- Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái.
- Đảm bảo tính năng vận hành cao của ôtô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh và ngặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé.
- Đảm bảo được động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt lết khi quay vòng.
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. Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp thụ va đập.
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.
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Hệ thống lái trợ lực điện điều khiển điện
2.1.1. Đặc điểm của hệ thống lái trợ lực điện:
Các bộ phận của phần trợ lực điện gồm các bộ phận sau: cảm biến mô men , mô tơ điên 1 chiều, ECU, cảm biến tốc độ ô tô, và các dây điện
+ Cảm biến mô men có nhiệm vụ xác định mô men trên trục lái do người lái tác dụng thông qua vành lá, từ đó gửi tín hiệu nàyđến ECU.
+ Cảm biến mụ men cú nhiệm vụ xác định mô men trên trục lái do người lái tác dụng thông qua vành lá, từ đó gửi tín hiệu này đến ECU.
2.1.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống trợ lực lái bằng điện..
Theo hình 2.1 và hình 2.3 ta thấy nguyên lý làm việc dựa trên nguyên tắc là ECU tiếp nhận 2 tín hiệu chính: tín hiệu đưa vào từ cảm biến mô men của trục lái và tín hiệu của cảm biến tốc độ bánh sau của xe từ đó ECU tính toán dẫn động motor điện trợ lưc mô men thích hợp với lực đánh lái.
2.2. Phương án lựa chọn thiết kế
Qua phân tích đặc điểm các hệ thống lái trợ lực, với những ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện đã trình bày ở trên, em chọn phương án lựa chọn thiết kế là: hệ thống lái trợ lực điện EPS. Vậy ta cần phải lựa chọn và thiết kế các cụm chính sau: Lựa chọn thiết kế cơ cấu lái, lựa chọn dẫn động lái, lựa chọn thiết kế trợ lực lái.
2.2.1. Phương án lựa chọn thiết kế cơ cấu lái
+ Phương án 1 : Cơ cấu lái trục vít con lăn
Loại cơ cấu lái này hiện nay được sử dụng rộng . 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 gơbôlôit 1 ăn khớp với con lăn 2 (có ba 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.
+ Phương án 2: 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 qua
+ Phương án 3: Kiểu bi trục vít êcu bi cung răng
Gồm một trục vít, cả hai đầu trục vít được đỡ bằng ổ bi đỡ chặn. Trục vít và êcu có rãnh tròn có chứa các viên bi,các viên bi lăn trong rãnh và truyền lực. Khi đến cuối rãnh thì các viên bi theo đường hồi bi quay trở lại vị trí ban đầu.
Cơ cấu lái kiểu trục vít-êcu bi –cung răng có những ưu điểm sau: Do lực cản nhỏ, do ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt rất nhỏ (do có ma sát lăn).
+ Phương án 4: Kiểu 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, trục bánh răng được lắp trên các ổ bi. Thanh răng có cấu tạo dạng răng nghiêng, phần cắt răng của thanh răng nằm ở phía giữa, phần thanh còn lại có tiết diện tròn.
+ Lựa chọn phương án:
Với 4 phương án trên em lựa chọn phưong án 4 làm phương án thiết kế vì hệ thống đã có trợ lực ta chỉ cần cơ cấu lái đơn giản không cần có tỉ số truyền phải lớn và thay đổi, và lúc đó thanh răng được lấy luôn là 1 khâu của hình thang lái.
2.2.2 Phương án lựa chọn dẫn động lái
Dẫn động lái gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngỗng quay của tất cả các bánh xe dẫn hướng khi quay vòng.
+ Dẫn động lái bốn khâu.
Hình thang lái bốn khâu đơn giản dễ chế tạo đảm bảo được động học và động lực học quay vòng các bánh xe. Nhưng cơ cấu này chỉ dùng trên xe có hệ thống treo phụ thuộc (lắp với dầm cầu dẫn hướng).
+ 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, Mercedes,kia ….
2.2.3 Phương án lựa chọn thiết kế trợ lực điện.
Theo vị trí của motor trợ lực ta có các phương án bố trí sau:
+ Phương án 1: Motor trợ lực cho bánh răng chủ động(pinion-type).
+ Phương án 2: Motor trợ lực vào thanh răng (rack-type).
- Nguyên lý hoạt động: ECU điều khiển motor trợ lực vào thanh răng của hệ thống.
- Mô men của motor cần phải lớn và tốn không gian bố trí bên dưới.
+ Phương án 3: Motor trợ lực cho trục lái (column -type )
- Nguyên lý hoạt động: ECU điều khiển motor trợ lực vào trục lái của hệ thống.
- Motor trợ lực, cảm biến mô men, và ECU được gắn vào trục lái.
+ Phương án 4: Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực - điện
- Nguyên lý hoạt động: lưu lượng dầu từ bơm đến van phân phối được điều chỉnh bằng van điện từ: ECU tiếp nhận tớn hiệu từ cảm biến tốc độ xe từ đú điều khiển van điện từ tăng giảm lưu lượng dầu phự hợp theo tốc độ của ô tô, vận tốc ô tô càng cao thì van điện từ đúng bớt đường dầu lại và ngược lại.
+ Phương án lựa chọn:
Với 4 phương án trên em lựa chọn phương án số 3 là hệ thống lái trợ lực điện kiểu: column-type (motor trợ lực cho trục lái)
Với kiểu này motor và phần điều khiển ECU đặt trên trục lái nên không gian bên dưới phần cơ cấu lái và thanh răng gọn nên rễ ràng bố trí và cũng thuận tiện cho công việc tháo lắp bảo dưỡng sửa chữa motor và phần điều khiển ECU.
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE KIACERATO
Thông số kỹ thuật tham khảo của xe KIA CERATO như bảng 3.1.
3.1. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống đã lựa chọn
a. Đặc điểm kết cấu:
Hình 3.1 vẽ kết cấu của cụm trợ lực điện, gồm các bộ phận chính sau:
- Trục 1: Là trục bắt vào vành lái có nhiệm vụ nhận và truyền lực của người lái từ vành lái xuống dưới.
- Thanh xoắn: nối giữa trục 1 và trục 2 bằng chốt, có nhiệm vụ đảm bảo cho trục 1 và trục 2 chuyển động quay tương đối với nhau.
b. Các trạng thái làm việc
- Lực cản quay vòng nhỏ (chưa có trợ lực): Với mô men cản ở mặt đường nhỏ hơn 44 N.m (hay lực tác động lên vành lái nhỏ hơn 20N) thì hệ thống
- Làm việc như hệ thống cơ khí đơn thuần không có trợ lực.
- Lực cản quay vòng lớn (có trợ lực): Khi mô men cản lớn hơn 44 N.m (hoặc lực tác dụng lên vành lái lớn hơn 20N), thì ECU nhận tín hiệu từ cảm biến mô men và cảm biến tốc độ xe, từ đó tính toán rồi điều khiển motor trợ lực phù hợp cho hệ thống bằng bộ truyền lực trục vít - bánh vít.
c. Cảm biến mô men trục lái.
* Cấu tạo:
Thể hiện cấu tạo cảm biến mô men trục lái, bao gồm các bộ phận chính sau:
+ Roto là bộ phận ghép vào trục lái bằng then hoa.
3.2. Tính toán động học hệ thống lái
3.2.1. Xây dựng đường cong lý thuyết
Để thỏa mãn một cách chính xác biểu thức trên thì dẫn động lái phải có 18 khâu và có cấu tạo phức tạp. Vì vậy , trong thực tế người ta thường sử dụng các cơ cấu dẫn động đơn giản hơn mà vẫn đảm bảo được gần đúng công thức trên , trong đó cơ cấu được sử dụng phổ biến hơn cả là hình thang lái Đan tô. Kinh nghiệm cho thấy, nếu lựa chọn các thông số của hình thang lái một cách hợp lý thì có thể thỏa mãn được công thức 3.1
3.2.2. Xây dựng đường cong thực tế
a. Khi xe đi thẳng
Khi ôtô quay vòng với các bán kính quay vòng khác nhau mà quan hệ giữa α và β vẫn được giữ nguyên như công thức trên thì hình thang lái Đan - Tô không thể thoả mãn hoàn toàn được.
b. Trường hợp khi xe quay vòng:
Trên là Sơ đồ hình thang lái khi xe quay vòng. Khi bánh xe bên trái quay đi một góc α và bên phải quay đi một góc β, lúc này đòn bên của bánh xe bên phải hợp với phương ngang một góc (θ-β) và bánh xe bên trái là (θ +α).
Dựa vào các thông số ở bảng trên ta vẽ được đồ thị đặc tính động học hình thang lái lý thuyết và thực tế trên cùng hệ trục tọa độ.
3.3. Xác định mômen cản quay vòng tại chỗ.
a. Mômen cản M1
a : cánh tay đòn của bánh xe dẫn hướng với xe thiết kế đo được a = 0,03 m
f : hệ số cản lăn ta xét trong trường hợp khi ôtô chạy trên đường nhựa và khô ta chọn f = 0,015.
Vậy: M1 = 1,665 (Nm).
b. Mômen cản M2 do sự trượt bên của bánh xe trên mặt đường:
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
Với bánh xe có cỡ lốp là: 205/55/R16
Với B là chiều cao lốp : B = 0,6.205 =123 (mm)
Với d là đường kính vành bánh xe : d = 16 (ins) = 16.25,4 = 406,4 (mm)
Ta có : rbx = 0.96r = 0,96 . 326,2 = 313,15 (mm).
Vậy: M2 = 3700.0,85.0,14.326,2.10-3 =143 (Nm)
M3 mô men gây bởi các góc đặt của bánh xe và trụ đứng, việc tính toán mô men này tương đối phức tạp nên trong khi tính toán có thể thay thế M3 bằng một hệ số 
khi đó mô men cản quay vòng tại 1 bánh xe dẫn hướng được tính như sau :
M = (M1 + M2)
Với O = 1,07- 1,15 ta chọn O = 1,1 suy ra ta có :
M = (1,665 +143).1,1 = 159 (Nm)
Vậy mô men cản quay vòng là: Mc =2.159/0,7 = 388 (Nm)
3.4. Xác định chiều dài thanh răng:
Theo sơ đồ dẫn động lái, khi bánh xe dẫn hướng quay đi một góc B = 400 thì thanh răng dịch chuyển một đoạn là X.
Do thanh răng quay về cả hai bên nên khoảng cách của thanh răng sẽ phải thoả mãn là: L = 180 (mm) > 2 X1 = 2.84,78 = 169,5 (mm).
Vậy khoảng cách phải làm việc của thanh răng đo trên chiều dài của trục nhỏ bằng nửa lần chiều dài ( L = 180 mm ). Vậy thanh răng đủ dài để xe có thể quay vàng dễ dàng mà không bị chạm.
3.5. Tính toán bộ truyền cơ cấu lái:
3.5.1. Xác định bán kính vòng lăn của bánh răng:
Để xác định được bán kính vòng lăn của bánh răng ta có thể thực hiện theo các phương pháp sau:
+ Chọn trước đường kính vòng lăn của bánh răng từ đó tính ra vòng quay của bánh răng có phù hợp không. Có nghĩa là ứng với số vòng quay (n) nào đó thì thanh răng phải dịch chuyển được một đoạn X1 = 84,78 (mm).
+ Chọn trước số vòng quay của vành lái rồi sau đó xác định bán kính vòng lăn của bánh răng. đối với cơ cấu lái loại bánh răng - thanh răng thì số vòng quay của vành lái thì cũng là số vòng quay của bánh răng.
Suy ra: R = 9 mm.
3.5.2.Xác định các thông số của bánh răng
Số răng tối thiểu:
Zmin = 17cos3β = 17.cos3140 = 12,78
Lấy Zmin=13
Như vậy Zmin = 13 >7 do vậy có hiện tượng cắt chân răng nên phải dịch chỉnh, ta chọn kiểu dịch chỉnh đều 0.
Từ đó ta tính được các thông số của bộ truyền bánh răng :
+ Đường kính vòng đỉnh:
Dd = Dc+2mn(1+ ) = 18 +2.2,5(1+ 0,538) = 25,7 mm.
+ Đường kính chân răng:
Df =Dc- 2mn(1.25- )=18-2.2,5(1,25- 0,538) =14,44 mm.
+ Góc ăn khớp của bánh răng được chọn theo chi tiết máy α = 200.
+ Đường kính cơ sở của bánh răng:
D0 = Dc. cosα = 18.cos(200) = 16.91mm.
+ Chiều cao răng :
h= (hf’ + hf” )m =(1 +1.25)2,5 = 5,625mm.
3.5.3. Xác định kích thước và thông số của thanh răng:
Vậy ta chọn Z = 20 răng.
Hệ số dịch chỉnh thanh răng :
tr = - br = 0 -0,647 = 0,647
+ Đường kính vòng chia của thanh răng:
Dc = Dd - 2m(1,25 - ) = 24 - 2.2,5(1,25 -0,647) = 20,985 mm ≈ 21mm.
+ Đường kính vòng đỉnh của thanh răng:
Dd = D = 24 mm
+ Chiều cao của thanh răng
h = (f’ + f’’) mn = (1+ 1,25).2,5 = 5,625 mm
3.6. Tính bền dẫn động lái
3.6.1. Kiểm tra bền trục lái:
Kích thước trục lái:
- Đường kính trong: Dtl = 25 (mm)
- Đường kính ngoài: dtl = 17 (mm)
Trục lái được làm bằng ống thép, vật liệu làm trục lái là thép 35, không nhiệt luyện, có ứng suất tiếp xúc cho phép: [τx] = 50 ÷ 80 MPa.
Thay số vào công thức ta có:
τx = 38,16 (MPa)
⇒ τx < [τx]
Kết luận: vậy trục lái đảm bảo độ bền.
3.6.2. Kiểm tra bền Rô-tuyn:
Kích thước:
- Khoảng cách từ tâm cầu đến vị trí ngàm: eN = 23 (mm).
- Đường kính tại vị trí ngàm tính toán: dN = 18 (mm).
- Đường kính cầu rôtuyn: Dc = 28 (mm)
- Đường kính bề mặt tỳ với đệm rôtuyn: k = 16 (mm)
Vật liệu:trụ cầu được chế tạo bằng thép xêmăngtít hoá 15HM,
Lực tác dụng lên khớp cầu lớn nhất chính là lực cực đại tác dụng lên đòn kéo ngang: N = 7994,47 (N).
- Kiểm tra theo độ bền uốn:
Wu : mômen chống uốn của tiết diện tính toán, ta có : Wu = 0,1.dn
Thay số vào ta có : eu = 273,69 MPa
⇒ σuc < [σuc] → chốt cầu đảm bảo độ bền uốn tại vị trí nguy hiểm nhất.
- Kiểm tra theo độ bền cắt:
Suy ra: τc = 27,272 MPa
⇒τc < [τ] → khớp cầu thoả mãn điều kiện cắt tại tiết diện nguy hiểm nhất.
Kết luận: Khớp cầu đủ bền trong quá trình làm việc.
3.7. Tính toán trợ lực
3.7.1 Xây dựng đặc tính cường hoá lái:
Theo giáo trình Thết kế tính toán ôtô thì đặc tính của cường hoá chỉ rõ sự đặc trưng của quá trình làm việc của bộ cường hoá hệ thống lái. Nó biểu thị mối quan hệ giữa lực mà người lái đặt lên vành tay lái Pl và mômen cản quay vòng của các bánh dẫn hướng Mc
Để bộ cường hoá làm việc thì lực đặt lên vành tay lái phải lớn hơn 20 (N). ở giai đoạn này đặc tính biểu thị sẽ trùng với đặc tính khi chưa có bộ cường hoá.
Tại điểm A [44 ; 20] thì bộ cường hoá bắt đầu làm việc.
Đồ thị các đường đặc tính khi chưa cường hoá Pl = f(Mc) và được lắp bộ cường hoá Pc = f(Mc) được thể hiện ở hình 3.12 dưới đây.
Đặc tính khi có cường hoá là đường bậc nhất gãy khúc và thấp hơn đường đặc tính khi chưa có cường hoá.
Đoạn OA: Pl = Pc = f(Mc). Lực do người lái hoàn toàn đảm nhận.
Đoạn AC: Pc = f(Mc). Biểu thị lực mà người lái cảm nhận về chất lượng mặt đường. Điểm C [388; 60], chọn Pc = 60 (N).
Từ C trở đi: Pc = f(Mc) song song với đường Pl = f(Mc).
3.7.2 Tính toán thanh xoắn
Chọn đường kính thanh xoắn D = 5 mm = 0,005 m.
Chiều dài thanh xoắn là L =130 mm = 0,130 m.
3.7.3. Tính chọn motor điện trợ lực
Vậy công suất của motor điện là: P = Mm vu = 2,72.94,2 =256 w
3.7.4 Tính toán điều khiển motor điện.
Để motor trợ lực thay đổi theo tốc độ của ô tô thì tat hay đổi mô men trợ lực bằng cách điều khiển dòng điện cấp cho motor theo tốc độ xe và theo mô men tác động trên trục lái:
Với vận tốc xe nhỏ nhất vmin = 0(km/h), thì dòng điện cực đại cấp cho motor là 65(A).
Với vận tốc xe lớn nhất vmax = 160(km/h), thì dòng điện cực đại cấp cho motor là 17(A).
Trên hình 3.13 ta thấy: khi vận tốc xe càng lớn thì độ dốc của đồ thị càng nhỏ có nghĩa là dòng điện cấp cho motor càng nhỏ với cùng mô men tác dụng trên trục lái, như vậy mô men trợ lực của motor thay đổi theo tốc độ xe.tốc độ xe càng lớn hệ thống lái trợ lực cang ít đi.
CHƯƠNG 4. BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE KIA CERATO
4.1. Bảo dưỡng, sửa chữa các hư hỏng của hệ thống lái
4.1.1. Quy trình tháo hệ thống lái
a. Tháo vành tay lái và trục lái
* Bước 1: Tháo các đầu cực của ăc quy ra để đảm bảo an toàn
* Bước 2: Tháo vành tay lái (hình 4.1)
* Bước 3: Tháo bộ điều khiển đèn xi nhan và bộ điều khiển gạt nước (hình 4.2 và 4.3).
* Bước 5: Tháo ổ khóa điện (hình 4.5)
* Bước 6: Tháo hộp điều khiển (hình 4.6)
Tháo đầu nối điện của còi (1), tháo các vít giữ hộp điều khiển (2) rồi tháo hộp điều khiển.
b. Tháo cơ cấu lái và hình thang lái
* Bước 1: Tháo hai bánh xe của cầu trước (cầu dẫn hướng), rồi tháo mối ghép giữa đầu trục bánh răng trụ răng xoắn với trục trung gian.
* Bước 2: Tháo các liên kết của cụm cơ cấu lái (hình 4.10; 4.11; 4.12; 4.13).
* Bước 5: Tháo thanh răng (hình 4.16)
4.1.2. Quy trình lắp hệ thống lái
Quy trình lắp đặt ngược lại với quá trình tháo nhưng cần chú ý những điểm sau:
- Trước khi lắp đặt cần kiểm tra hư hỏng và sửa chữa hoặc thay thế nếu cần sau đó làm sạch tất cả các chi tiết và bôi trơn đầy đủ.
- Đối với những mối ghép có ren cần chú ý đến momen siết phù hợp tránh làm hỏng mối ghép.
4.1.3. Quy trình bảo dưỡng kĩ thuật hệ thống lái tren xe kia CERATO.
Quy trình bảo dưỡng kĩ thuật hệ thống lái tren xe kia CERATO như bảng 4.1.
4.1.4 Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống lái trên xe Kia Cerato
Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục được thể hiện trong bảng 4.2
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 hơn về hệ thống lái, đặc biệt là hệ thống lái xe KIA CERATO. Biết được các kết cấu mới và nhiều điều mới mẻ từ thực tế, khái quát được các kiến thức chuyên ngành cốt lõi như: Tổng quan về các hệ thống lái sử dụng trên ô tô hiện nay. Phân tích được cấu tạo, nguyên lý làm việc của các hệ thống lái như: hệ thống lái cơ khí, hệ thống trợ lực thủy lực, hệ thống lái trợ lực thủy lực - điện, hệ thống lái trợ lực điện. Xây dựng công thức tính mô men trả lái và mô phỏng số chỉ ra sự phụ thuộc của mô men trả lái ma sát với tốc độ của ô tô và mô men đánh lái.
Sau thời gian làm đồ án với đề tài tính toán thiết kế hệ thống lái trợ lực trên xe KIA CERATO đến nay đồ án của em đã cơ bản hoàn thành.
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 Công Nghệ Giao Thông Vận Tải 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 !
Hà nội, ngày … tháng …. năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] . Phan Minh Đức. “Bài giảng môn học lý thuyết ô tô”. Đà Nẵng; 2007.
[2]. 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.
[3]. Nguyễn Hửu Cẩn, Trần Đình Kiên. “Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo tập III”.
Hà Nội: NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp; 1985.
[4]. Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành (2005). “ Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô”. Đà Nẵng: Đại học bách khoa.
[5]. Nguyễn Hoàng Việt. “Kết cấu và tính toán ô tô”. Đà Nẵng: Trường Đại học bách khoa; 2007.
[6]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm. “Thiết kế chi tiết máy”. Hà Nội: NXB Giáo dục; 2004.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"