TIỂU LUẬN MÔN HỌC LÝ THUYẾT GẦM ÔTÔ TÌM HIỂU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA VIOS VÀ PHÂN TÍCH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN XE TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn : Th.s Trần Quốc Duy Họ và tên sinh viên : Đoàn Ngọc Minh Nguyễn Phước QuânTrần Hữu Tiến ĐạtPhạm Thanh HiếuTrần Minh Hiếu Lớp : 20C1-

Giảng viên hướng dẫn: Th.s Trần Quốc Duy

Lớp: 20C1-CNÔ2

Nhóm : 1

Sinh viên thực hiện: Đoàn Ngọc Minh – 20002186

Nguyễn Phước Quân - 20002291 Trần Hữu Tiến Đạt – 20001117 Phạm Thanh Hiếu – 20001661 Trần Minh Hiếu - 20005362

TP HỒ CHÍ MINH

PHIẾU GIAO TIỂU LUẬN MÔN HỌC

TIỂU LUẬN: TÌM HIỂU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA VIOS VÀ PHÂN TÍCH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN XE TRONG QUÁ TRÌNH

CHUYỂN ĐỘNG.

1: Họ và tên sinh viên: Đoàn Ngọc Minh

Nguyễn Phước Quân Trần Hữu Tiến Đạt Phạm Thanh Hiếu Trần Minh Hiếu 2: Kết quả tối thiểu phải có:

(Ký và ghi rõ họ tên)

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TIỂU LUẬN MÔN HỌC

DUNG THỰC HIỆN

NGÀY KẾT THÚC

Ngành ô tô giữ một vị trí quan trọng trong sự phát triển của xã hội Ô tô được dùngphổ biến trong nền kinh tế quốc dân ở nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp,nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, quốc phòng an ninh…

Trên nền tảng của đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế ngành côngnghiệp ô tô ở nước ta ngày càng được chú trọng và phát triển Thể hiện bởi các liêndoanh lắp ráp ô tô giữa nước ta với nước ngoài ngày càng phát triển rộng lớn trênhầu hết các tỉnh của cả nước như: FORD, TOYOTA, HYUNDAI Một vấn đề lớnđặt ra đó là việc nắm vững lý thuyết, kết cấu của các loại xe hiện đại, của từng hệthống trên xe để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao, đáp ứngyêu cầu giữ tốt, dùng bền, an toàn, tiết kiệm

Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống lái Hệ thống này cóchức năng điều khiển hướng chuyển động của ô tô, đảm bảo tính năng ổn địnhchuyển động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng Trong quá trìnhchuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng rất lớn đến an toàn chuyển động và quỹ đạochuyển động của ô tô, đặc biệt đối với xe có tốc độ cao Do đó người ta khôngngừng cải tiến hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó

Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, em đã được giao thực hiện nhiệm vụ

đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Tìm hiểu hệ thống lái trên xe toyota vios và phân tích các lực tác dụng lên xe trong quá trình chuyển động ”

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn : Th.s Trần Quốc Duy

Họ và tên sinh viên : Đoàn Ngọc Minh

Nguyễn Phước QuânTrần Hữu Tiến ĐạtPhạm Thanh HiếuTrần Minh Hiếu

Lớp : 20C1-CNÔ2

Tên đề tài: Tìm hiểu hệ thống lái trên xe toyota vios và phân tích các lực tácdụng lên xe trong quá trình chuyển động

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021

Giáo viên hướng dẫn(ký tên và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

Catalog

Phần 1: tìm hiểu về hệ thống lái xe toyota vios 7

1.2.1 Động cơ 1NZ – FE (DOHC 16 xu áp với VVT-i) 8

CHƯƠNG 2:ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA VIOS 12

2.1.1 Công dụng, phân loại hệ thống lái trên xe ô tô 13

1.Các lực tác dụng lên ôtô khi chuyển động tổng quát 27

Phần 1: tìm hiểu về hệ thống lái xe toyota viosCHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE TOYOTA VIOS

1.1 Giới thiệu chung về xe Toyota Vios:

Toyota Vios- cái tên đã không còn xa lạ với bất cứ ai quan tâm đến thị trường

xe hơi nước nhà, được gắn cho những danh hiệu như “ xe hơi quốc dân” hay

“ông vua doanh số” đủ để thấy sức cạnh tranh của dòng Sedan phân khúc B nhà

Toyota mạnh đến đâu Ra đời từ cách đây gần 20 năm nhưng Toyota Vios vẫn làcái tên chưa bao giờ hết hot, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàngthì Vios cũng không đứng yên một chỗ mà luôn luôn phát triển và nâng cấpngày càn hiện đại và thân thiện với người dùng Trải qua 5 phiên bản, hiện nayVios không chỉ mang một vẻ ngoài thể thao hơn mà các hệ thống an toàn nhưEBD, ESP cũng được trang bị đồng bộ, Vios đã rũ bỏ hoàn toàn vỏ ngoài củamột chiếc xe nghèo nàn về trang bị để trở thành một chiếc xe tiện lợi và đầy đủcác trang bị an toàn

Xe Vios có kích thước lớn hơn xe đời cũ Trang bị an toàn và tiện nghi cónhiều cải tiến Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt có cấu trúc hìnhchữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi-nhan tích hợp trên gương (gương cóthể gập lại khi không sử dụng), vành hợp kim thiết kế mới

Hình 1.1 Hình dáng ngoài xe Toyota Vios thế hệ 2021

1.2 Thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios

1.2.1 Động cơ 1NZ – FE (DOHC 16 xu áp với VVT-i).

Động cơ sử dụng trên xe Toyota Vios là động cơ xăng 4 kì, với 4 xy lanh đặt thẳnghàng, thứ tự làm việc 1-3-2-4 Động cơ sử dụng trục cam kép, dẫn động bằng đaivới công nghệ điều khiển đóng mở xu páp thông minh (VVT- i), giúp cho xe tiếtkiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường

- Công suấ tối đa: 107HP / 6000rpm

- Mô men xoắn tối đa: 144Nm / 4200rpm

- Hộp số: + Đối với phiên bản 1.5G là tự động 4 cấp

+ Đối với phiên bản 1.5E là hộp số thường 5 cấp

- Truyền lực chính và vi sai: Đây là loại xe du lịch có động cơ và hộp số đặtngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai cũng được

bố trí luôn trong cụm hộp số Xe sử dụng truyền lực chính một cấp, bánh răng trụrăng nghiêng

1.2.3 Hệ thống phanh

Hệ thống phanh của xe gồm hai loại

- Phanh chân: Có dẫn động phanh thủy lực, trợ lực chân không, hai dòng chéonhau, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở cẩ bánh trước và sau Bộ trợ lực phanh và

xi lanh chính được ghép với nhau thành một khối Ty đẩy của bàn đạp phanhtrước khi tác dụng vào pittong trong xi lanh chính có liên hệ với van phânphối của bộ cường hóa nên khi phanh lực tác dụng lên pittong xi lanh chínhbao gồm cả lực của người lái và lực của bộ trợ lực phanh

- Phanh đứng ( phanh tay)

- Xe Toyota Vios còn được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS, với

cơ chế phân bố lực phanh điện tử EBD, giúp bánh xe không bị bó cứng và ổnđịnh ngay cả khi phanh gấp trên đường trơn

1.2.4 Hệ thống lái

Hệ thống lái trên xe là hệ thống lái cơ khí, với tay lái trợ lực thủy lưc, giúp tay láinhẹ hơn khi lái ở tốc độ thấp, trở lại mức bình thường khi ở tốc độ cao

Hệ thống lái bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái:

+ Cơ cấu lái là loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng luôn làm chứcnăng của thanh lái ngang trong hình thang lái

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

+ Trợ lực lái gồm các bộ phận cơ bản: bơm dầu, van phân phối và xi lanh lựcBán kính quay vòng: Bán kính quay tối thiểu 4,9m

- Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS)

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

- Hệ thống gió, sưởi ấm, điều hòa nhiệt độ, bộ gạt nước, rửa kính

- Hệ thống âm thanh gồm dàn loa, radio

1.2.6 Phần vận hành

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

- Treo trước là hệ thống độc lập kiểu nến (mcpherson), kích thước đòn treotrên của hệ thống treo này giảm về bằng 0 Còn đầu trong của đòn treo dướiđược liên kết bản lề với dầm ôtô, đầu ngoài liên kết với trục khớp nối dẫnhướng mà điểm liên kết nằm trên đường tâm của trụ xoay đứng Đầu trên củagiảm chấn ống thủy lực được liên kết với gối tựa trên vỏ ôtô Phần tử đàn hồi

là lò xo được đặt một đầu tì vào tấm chắn trên vỏ giảm chấn còn một đầu tìvào gối tựa trên vỏ ôtô Vì đòn treo dưới chỉ gồm một thanh nén nên bố tríthêm một thanh giằng ổn định Ngoài ra đây là bánh xe dẫn hướng nên trụđứng là vỏ giảm chấn có thể quay quanh trục của nó khi xe quay vòng

- Treo sau là hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lò xo trụ, vì lò xo trụ chỉ

có khả năng chịu lực theo phương thẳng đứng nên ngoài lò xo trụ phải bố trícác phần tử hướng

- Lốp xe gồm bốn lốp chính và một lốp dự phòng, kích thước lốp xe185/60R15

- Các bộ phận chính đều được lắp đặt trên vỏ xe nên đặc điểm chịu lực của xe

là vỏ chịu lực

chú TOYOTA

VIOS 1.5G

TOYOYA VIOS 1.5E

khoang chứahành lí

páp, DOHC-VVT-i

CHƯƠNG 2:ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA VIOS

2.1 Giới thiệu chung về hệ thống lái ôtô

Bạn có thể đang sở hữu một chiếc ô tô được trang bị động cơ có công suất lớn vàhộp số có hiệu suất cao để có thể truyền hầu hết công suất mà động cơ sinh ra đếnbánh xe, nhưng nếu bạn không thể điều khiển các bánh xe làm cho chiếc xe dichuyển theo hướng bạn mong muốn, thì động cơ công suất lớn hay hộp số có hiệusuất cao cũng không còn có ý nghĩa nữa bởi vì bạn không thể điều khiển chiếc xecủa mình di chuyển trên đường

Hệ thống lái là một trong bảy hệ thống cơ bản, quan trọng nhất trên ô tô Trongkhi động cơ và hệ thống truyền lực truyền công suất xuống bánh xe, thì hệ thốnglái dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ô tô chuyển động theo mộtquỹ đạo nhất định nào đó như: quay vòng trái, quay vòng phải, đi thẳng… Hệthống lái là một hệ thống khá phức tạp, nó được chia thành nhiều cụm cơ cấu và bộphận có chức năng riêng biệt hỗ trợ lẫn nhau

2.1.1 Công dụng, phân loại hệ thống lái trên xe ô tô

2.1.1.1 Công dụng của hệ thống lái ô tô

Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờ quay vòngcác bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyểnđộng quay vòng của ôtô khi cần thiết

2.1 Hình Hệ thống lái ôtô hiện nay2.1.1.2 Phân loại hệ thống lái ô tô

Có nhiều cách phân loại hệ thống lái trên xe ô tô:

a Theo cách bố trí vành tay lái :

- Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên trái( hình 2.2)

Hình 2.2

- Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên phải theo chiều chuyển động của

ô tô được dùng trên các loại ô tô của các nước có luật đi đường bên trái nhưAnh, Nhật, Thụy Điển…( hình 2.3)

Hình 2.3

b.Theo số lượng cầu dẫn hướng:

- Hệ thống lái cầu trước:

- Hệ thống lái cầu sau:

Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau, loại hệ thống lái này ít được trang

bị trên ô tô vì kết cấu hệ thống lái phức tạp khi phải bố trí thêm các trục và đòn dẫn

từ phía trước đến phía sau, đồng thời đòi hỏi việc trợ lực lái nhiều hơn khi xe tăngtốc do lực quán tính làm tải trọng tập trung về phía cầu sau do đó làm tăng mức tiêuhao nhiên liệu, nó thường được trang bị trên các loại máy nâng chuyển, xe chuyêndùng…

Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cả cầu trước và cầu sau, mục đích của việctrang bị hệ thống lái trên các cầu nhằm để giảm bán kính quay vòng của ô tô, giúp

xe dễ quay vòng khi vận tốc thấp, giảm khả năng bị mòn bánh không được dẫnhướng, đồng thời tăng sự ổn định cho xe khi di chuyển với vận tốc cao

Hình 2.5

Loại hệ thống lái này được trang bị trên các dòng xe của nhà sản xuất Porsche như:Panamera, Cayenne2018, 911 GT3, AG… và các nhà sản suất xe cao cấp khác nhưAudi, Mercedes-Benz, BMW, Lexus…với phiên bản hiện đại hơn, được điều khiểnđiện tử Khi vận tốc xe trên 80km/h bánh phía sau sẽ tự động xoay cùng chiều vớibánh trước để làm tăng hiện tượng quay vòng thiếu của xe, giúp xe ổn định hơn.Khi vận tốc xe dưới 50km/h, bánh sau sẽ quay ngược chiều với bánh trước để đảmbảo xe dễ vào cua, người lái sẽ không bị cảm giác giằng vô lăng và nặng tay lái

Hình 2.6

c Theo kết cấu của cơ cấu lái

- Trục vít – thanh răng, hay còn gọi là thước lái Đây là kiểu cơ cấu lái dùng rấtphổ biến trên hầu hết các dòng xe du lịch hiện nay như TOYOTA Vios, Altis,Camry, Fortuner, Mazda 3, Mazda 6, HONDA city, HONDA Civic, KIA Cerato,KIA Morning… Sở dĩ thước lái được dùng phổ biến bởi vì sự đơn giản trong kếtcấu của nó, dễ dàng sửa chữa khi có hư hỏng xảy ra và cũng dễ dàng bố trí các hệthống trợ lực lái đi kèm

Hình 2.7

Cấu tạo của thước lái được biểu diễn như hình dưới đây

Hình 2.8Cấu tạo chính gồm một trục vít ăn khớp với thanh răng Khi người lái xoay vôlăng làm trục vít quay theo, trục vít ăn khớp với thanh răng nên làm cho thanh răng

di chuyển sang trái hoặc phải Để kết hợp thước lái với moay-ơ bánh xe, người ta

bố trí thêm các khớp cầu hay còn gọi là rotuyn, mỗi thước lái gồm một cặp rotuynlái trong và rotuyn lái ngoài Các rotuyn và thanh răng tạo thành một hệ dẫn độnglái có hình thang, hay còn gọi là hình thang lái

d Trợ lực lái

Có bao giờ bạn thắc mắc rằng, tạo sao một chiếc xe máy không cần trợ lực lái màviệc điều đánh lái vẫn rất nhẹ nhàng trong khi một chiếc ô tô lại cần trợ lực lái?Bởi vì tổng khối lượng của một chiếc ô tô rất lớn, tại trạng thái đứng yên, lực cảntác dụng lên cơ cấu lái rất lớn làm cho người lái không thể xoay vô lăng được do đócần một hệ thống trợ lực lái đi kèm để hỗ trợ người lái Các loại trợ lực lái thườngđược bố trí trên ô tô hiện nay như: trợ lực lái thủy lực, trợ lực lái điện và trợ lực láithủy lực – điện tử

- Trợ lực lái thủy lực

Đây là loại trợ lực lái được trang bị đầu tiên trên ô tô Cấu tạo của hệ thống trợ lựclái này rất đơn giản: nó gồm hai đường ống dầu vào 2 khoang được chia sẵn

bên trong thước lái, các van điều hướng và một bơm dầu trợ lực được dẫn độngbởi động cơ để bơm dầu vào thước lái

Hình 2.9Dấu hiệu để nhận biết một chiếc ô tô đang trang bị hệ thống lái trợ lực bằng thủylực rất đơn giản, bạn chỉ cần mở nắp capo lên, nhìn xung quanh khoang động cơ,nếu phát hiện thấy một nắp có ghi dòng chữ “Power Steering Fluid” thì loại trợ lựcđang trang bị trên xe của bạn là trợ lực lái thủy lực Hầu hết các dòng xe du lịchphổ thông hiện nay như: Vios, Altis, Camry, FORD Focus, FORD Fiesta, KIAMorning, KIA Cerato, HYUNDAI I10, elantra, Mazda3… đều được trang bị kiểutrợ lực lái này

- Trợ lực lái điện

Đây là loại trợ lực lái sử dụng điện để khắc phục nhược điểm của trợ lực thủy lực.Khi xe chạy với vận tốc cao, việc đánh lái sẽ trở nên rất nhẹ nhàng nên người lái dễ

bị mất cảm giác lái, người lái đánh lái một góc nhỏ nhưng xe quay vòng rất

lớn, hệ thống lái trợ lực bằng thủy lực không thể điều chỉnh để giảm trợ lực lái,

do đó hệ thống trợ lực lái điện được ra đời để khắc phục tình trạng này

Cấu tạo hệ thống trợ lực lái điện rất đơn giản, nó gồm một mô tơ điện, một trục vítgắn cố định trên trục mô tơ, trục vít ăn khớp với một bánh vít được gắn cố địnhtrên trục lái, mô tơ sẽ được điều khiển bằng một bộ điều khiển thông qua tín hiệucủa các cảm biến Phương pháp trợ lực lái này thường được bố trí trên các dòng xeMercedes-Benz, Audi, BMW, Lexus…, các dòng xe hạng C của Toyota, Honda,Kia, Mazda, Ford…

Hình 2.10

- Trợ lực lái thủy lực – điện tử

Trợ lực lái thủy lực – điện tử gọi chính xác hơn là trợ lực lái thủy lực điều khiểnđiện tử Đúng như tên gọi của nó, hệ thống trợ lực này tương tự như hệ thống trợlực thủy lực, nhưng điểm khác biệt ở đây là các van điều hướng dầu thủy lực sẽđược điều khiển bởi một bộ điều khiển thông qua các cảm biến thay vì được đóng

mở một cách cơ khí do sự tác động của vô lăng trong hệ thống trợ lực thủy lựcthông thường Đây là phương pháp trợ lực lái đang được phổ biến hiện nay, nó đượctrang bị trên nhiều dòng của Nissan, Infinity, Toyota, Lexus, BMW, Audi,Mercedes-Benz, Honda, Ford, Mitsubishi…

Hình 2.11

2.1.3 Bố trí chung hệ thống lái xe Toyota Vios

- Vành lái (vô lăng): vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quayvòng của người lái từ vành lái đến trục răng của cơ cấu lái

- Cơ cấu lái: cơ cấu lái sử dụng trên xe Toyota Vios là cơ cấu lái bánh răngtrụ và thanh răng Nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành

chuyển động góc của đòn quay đứng và khuyếch đại lực điều khiển trên vành taylái

- Dẫn động lái: dẫn động lái bao gồm trục lái, thanh ngang, trục rô tuyn, camquay Nó có nhiệm vụ biến chuyển động góc của đòn quay đứng thành chuyểnđộng góc của trục bánh xe dẫn hướng

Hình 2.12 Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên Toyota Vios(1: vô lăng, 2: trục lái, 3:thanh răng lái, 4: xi lanh trợ lực, 5: cảm biến tốc độ, 6:bơm trợ lực, 7: bình chứa dầu, 8: van điều khiển, 9: thanh nối, 10: làm mát dầu

trợ lực, 11: rô tuyn)

2.2 Đặc điểm kế cấu hệ thống lái xe Toyota Vios

2.2.1 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái sử dụng trên xe Toyota Vios là loại bánh răng trụ - thanh răng: