TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI HAI CẦU DẪNHƯỚNG TRÊN XE TẢI HYUNDAI 27 TẤN

Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờquay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển độngthẳng hay chuyển động cong của ôtô khi cần thiết.. Vi

trờng đạI học nông nghiệp Hà Nội

khoa cơ điện -

đồ án tốt nghiệp

đề tài:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI HAI CẦU DẪN

HƯỚNG TRấN XE TẢI HYUNDAI 27 TẤN.

Giỏo viờn hướng dẫn : ThS Hàn Trung Dũng Sinh viờn thực hiện : Mai Văn Phượng

Hà nội - 2011

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 2

1.1.1 Khái quát chung 2

1.1.2 Nhiệm vụ hệ thống lái 3

1.1.3 Các trạng thái quay vòng của xe 4

1.1.4 Các góc đặt bánh xe 5

1.1.4.1 Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber) 6

1.1.4.2 Góc nghiêng dọc trụ đứng và độ lệch dọc (Caster và khoảng Caster) 7

1.1.4.3 Góc nghiêng ngang trụ đứng (Kingpin) 8

1.1.4.4 Độ chụm và độ mở (góc doãng) 8

1.1.5 Phân loại hệ thống lái 9

1.1.6 Yêu cầu của hệ thống lái ôtô 10

1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 11

1.2.1 Vành tay lái 12

1.2.2 Trục lái 13

1.2.3 Cơ cấu hấp thụ va đập trục lái 14

1.2.4 Cơ cấu nghiêng trục lái 14

1.2.5 Cơ cấu khoá tay lái 15

1.2.6 Cơ cấu lái 16

1.2.7 Các yêu cầu của cơ cấu lái 17

1.2.8 Bộ phận lái 18

1.2.9 Dẫn động lái 20

1.2.10 Hệ thống lái có trợ lực 20

1.2.10.2 Phân loại hệ thống trợ lực lái 21

1.2.10.3 Nguyên lý trợ lực lái 22

1.2.10.4 Các bộ phận chính của cơ cấu trợ lực lái 24

Phần II TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI 28

2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 29

2.1.1 Chọn phương án dẫn động lái 29

2.1.2 Chọn phương án cơ cấu lái 30

2.2 TÍNH TOÁN DẨN ĐỘNG HÌNH THANG LÁI 31

2.2.1 Tính toán các thông số hình học của hệ dẫn động lái 32

2.2.1.1 Tính toán hình thang lái 32

2.2.1.2 Tính toán thông số hình học của dẫn động lái 41

2.2.2 Xác định mômen cản quay vòng 44

2.2.3 Xác định góc quay vòng lớn nhất của vô lăng 48

2.2.4 Bán kính quay vòng nhỏ nhất gồm: 48

2.3 THIẾT KẾ CƠ CẤU LÁI 49

2.3.1 Tính chế độ tải trọng 50

2.3.2 Tính bền trục lái 52

2.3.3 Tính trục vít- êcu bi ( theo tài liệu chi tiết máy tập 2 của Nguyễn Trọng Hiệp – năm2001) 53

2.3.3.1 Tính trục vít êcu-bi 53

2.3.3.2 Tính bánh răng rẻ quạt và thanh răng 58

2.3.4 Tính bền các đòn dẫn động lái 62

2.3.4.1 Tính toán đòn quay đứng 62

2.3.4.2 Kiểm tra các đòn dẫn động lái 66

2.4 Tính toán cường hóa lái 73

2.4.1 Chọn phương án trợ lực lái 73

2.4.2 Nguyên lý hoạt động 75

2.4.3.1 Đặc tính của hệ thống lái khi chưa có cường hoá 76

2.4.3.2 §Æc tÝnh cña cêng ho¸ khi cã cêng ho¸ l¸i 76

2.4.4 Tính cường hoá hệ thống lái 78

2.4.4.1 Tính cường hoá đặt tại cơ cấu lái: 78

2.4.4.2 Tính cường hóa cầu dẫn hướng thứ 2: 79

2.4.5 Xác định năng suất của bơm trợ lực lái 82

2.4.6 Tính hành trình của con trượt 83

2.4.7 Tính van tiết lưu 85

2.4.8 Tính lò xo định tâm 86

2.4.9 Tính độ bền của xy lanh lực 87

PHẦN III BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 91

3.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 91

3.2 Sửa chữa hệ thống lái 91

3.2.2 Kiểm tra điều chỉnh cơ cấu lái: 92

3.2.3 Kiểm tra dẫn động lái và khắc phục khe hở: 92

3.2.4 Kiểm tra trợ lực lái: 92

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Bảng thông số của đường đặc tính lý thuyết của các góc quay cầu

thứ nhất và quan hệ góc quay giữa cầu thứ nhất và cầu thứ hai 34

Bảng 2: Cầu thứ hai: 34

Bảng 3.Bảng thông số của đường đặc tính thực tế cho cầu thứ nhất 37

Bảng 4.Bảng thông số của đường đặc tính thực tế cho cầu thứ hai 39

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 - Các trạng thái quay vòng của xe 5

Hình 1.2 - Góc CAMBER 6

Hình 1.3 – Caster và khoảng Caster 7

Hình 1.4 - Góc KingPin 8

Hình 1.7-Sơ đồ tổng quát hệ thống lái 12

Hình 1.8 Trục lái thay đổi được góc nghiêng và trục lái không thay đổi được góc nghiêng 13

Hình 1.9 - Các bộ phận tay lái nghiêng 15

Hình 1.10 - Giản đồ thể hiện quan hệ giữa tỷ số truyền góc của cơ cấu lái và góc quay của bánh xe 16

H×nh 1.11 C¬ cÊu l¸i kiÓu trục vit-êcu bi-cung răng 19

Hình 1.12 - Cơ cấu lái loại trục vít -êcu bi, cung răng (tỷ số truyền không đổi) 20

Hình 1.13 - Tổng quan hệ thống lái có trợ lực 21

Hình 1.14 - Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái ở vị trí trung 23

Hình 1.15 - Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái khi quay vòng 24

Hình 1.16- Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm cánh gạt 25

Hình 1.17 - Cơ cấu lái có hệ thống trợ lực 26

Hình 2.2- Sơ đồ dẫn động lái 30

Hình 2.2 - Sơ đồ cơ cấu lái loại trục vít-êcu bi, cung răng 31

Hình 2.3 Sơ đồ động học khi quay vòng 33

Hình 2.4 Đồ thị quan hệ góc quay vòng của banh xe dẩn hướng thứ nhất với bánh xe dẩn hướng thứ hai 35

Hình 2.5 Sơ đồ xác định các kích thước của hình thang lái 35

Hình vẽ 2.6 - Sơ đồ hình thang lái khi quay vòng 36

Hình 2.8 Đồ thị đường đặc tính góc quay vòng thứ hai 40

Hình 2.7 Sơ đồ tính toán dẫn động lái 41

Hình 2.8 - Sơ đồ trụ đứng nghiêng trong mặt phẳng ngang 45

Hình 2.9 Bán kính quay vòng ôtô 49

Hình 2.10 Cấu tạo trục vít - êcu bi – bánh răng rẻ quạt 53

Hình vẽ 2.11 –Sơ đồ tính toán đòn quay đứng 64

Hình vẽ 2.12 –Mặt cắt ngang của đòn quay đứng tại tiết diện nguy hiểm 65

Hình 2.13 Sơ đồ tổng quát hệ thống lái 67

Hình 2.14 – Hình vẽ tính toán dẫn động lái 67

Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 75

Hình vẽ 2.16 - Đường đặc tính khi chưa có cường hoá 76

Hình vẽ 2.17 - Đường đặc tính khi chưa có cường hoá 77

Hình 2.18 xilanh lực 79

Hình 2.19 Van ống (van trượt) 83

Hình 2.20 Van tiết lưu 85

LỜI NÓI ĐẦU

Nhưng năm gân đây nhu cầu vận tải hàng hoá và nhiên vật liệu phục

vụ cho công việc xây dựng cơ sở hạ tầng và phục vụ cho sản xuất công nôngnghiệp ngày càng cao nên xe tải hạng nặng càng cấp thiết cho sự phát triểnnên kinh tế nước nhà

Đối với xe tải lớn, do tải trọng phân bố lên cầu trước lớn nên với hệthống lái một cầu dẫn hướng, để đảm bảo an toàn, kích thước các chi tiết phải

đủ lớn, do đó việc sửa chữa thay thế khó khăn

Từ đó em được giao nhiệm vụ: Tính toán thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn

hướng trên xe tải HYUNDAI 27 tấn.

Trong quá trình làm đồ án, được sự hướng dẫn tận tình của thầy

giáo:Th.S Hàn Trung Dũng và các thầy giáo trong bộ môn, em đã hoàn

thành đồ án tốt nghiệp của mình Do trình độ bản thân và thời gian có hạn nên

đồ án của em không tránh khỏi khiếm khuyết Em mong được sự chỉ bảo củacác thầy, các cô

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên

Mai Văn Phượng

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.

1.1.1 Khái quát chung.

Như chúng ta đã biết, sự ra đời của chiếc ô tô đầu tiên trên thế giới đãđánh dấu một bước ngoặt lớn trong đời sống của nhân loại Ô tô không chỉgiúp chúng ta di chuyển từ nơi này sang nơi khác một cách nhanh chóng hayvận chuyển hàng hoá dễ dàng, thuận tiện mà nó còn đóng vai trò như mộtthiết bị đảm bảo an toàn cho con người khi tham gia giao thông vận tải Ngay

từ khi ra đời những chiếc ô tô đã khẳng định được vai trò quan trọng củamình trong đời sống của con người, cùng với sự phát triển của giao thông vậntải ngành công nghiệp ô tô cũng theo đó không ngừng thay đổi theo chiềuhướng tích cực nhất Ngày nay, những chiếc ô tô đã trở nên quen thuộc vớichúng ta hơn bao giờ hết và mỗi chúng ta dù ít, dù nhiều đều được hưởngnhững tiện ích mà chúng mang lại Nhưng song song tồn tại cùng sự pháttriển của ngành giao thông vận tải là những vụ tai nạn cũng ngày càng giatăng bởi rất nhiều nguyên nhân và góp mặt trong đó là nguyên nhân về tính

an toàn của các phương tiện tham gia lưu thông trên đường, ô tô cũng là mộttrong số các phương tiện đó Vì vậy, một nhu cầu cấp thiết đặt ra là cần cócác hệ thống, cũng như các phương tiện có tính năng đảm bảo an toàn tối đacho con người cũng như hàng hoá tham gia lưu thông trên các cung đường Đứng trước nhu cầu đó rất nhiều các hệ thống đã được nghiên cứunhằm đảm bảo an toàn, tăng năng suất lao động, giảm cường độ lao độngnặng nhọc Hầu hết các hãng ô tô trên thế giới đẵ nghiên cứu và tính toán các

hệ thống điều khiển (hệ thống lái) thoả mản các yêu cầu trên

Hệ thống điều khiển ô tô máy kéo bao gồm hệ thống lái và hệ thốngphanh Các hệ thống này rất quan trọng đối với các thiết bị tự hành chúng có

nhiệm vụ điều khiển hướng chuyển động của xe nhẹ nhàng, làm việc ổn địnhđồng thời cho ô tô máy kéo giảm tốc độ hay dừng chuyển một cách nhanhchóng và tin cậy Việc hoàn thiện các tính năng điều khiển của hệ thống lái và

hệ thống phanh cho phép tăng tốc độ chuyển động trung bình của xe, tăngnăng suất lao động đồng thời vẫn đảm bảo an toàn chuyển động

Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờquay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển độngthẳng hay chuyển động cong của ôtô khi cần thiết

Trong quá trình chuyển động trên đường, hệ thống lái có ảnh hưởngrất lớn đến an toàn chuyển động của xe nhất là ở tốc độ cao, do đó chúngkhông ngừng được hoàn thiện

Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện nhờ vô lăng(vành lái), trục lái (truyền chuyển động quay từ vô lăng tới cơ cấu lái), cơ cấulái (tăng lực quay của vô lăng để truyền mômen lớn hơn tới các thanh dẫnđộng lái), và các thanh dẫn động lái (truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến cácbánh xe dẫn hướng)

Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủngloại xe

Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vô lăng mộtlực, đồng thời để quay vòng được thì cần có một phản lực sinh ra từ mặtđường lên bánh xe

Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng quay trên những đườngtròn đồng tâm với nhau Đó là tâm quay tức thời khi quay vòng

1.1.2 Nhiệm vụ hệ thống lái.

Cơ cấu lái dùng để duy trì chuyển động của máy kéo và ô tô theohướng định trước của người lái, không tự lệch hướng đã chọn do các ngoạilực ngẫu nhiên, chống lật ngang và trượt ngang củng như trượt lê của lốp trênđường khi quay vòng, lực tác động lên vành lái nhẹ và khi cần chuyển hướng

1.1.3 Các trạng thái quay vòng của xe.

Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường làquá trình phức tạp Nếu cho xe chuyển động trên đường vòng với tốc độ thấpthì ứng với mỗi vị trí góc quay của vành tay lái nhất định βvl, thì xe sẽ quayvòng với một bán kính quay vòng R0 tương ứng Trạng thái quay vòng này cóthể coi là trạng thái quay vòng tĩnh và được gọi là quay vòng đủ

Trong thực tế xe thường chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy quá trìnhquay vòng là động, trạng thái quay vòng đủ ít xảy ra mà thường gặp là trạngthái quay vòng thiếu và quay vòng thừa xảy ra trên cơ sở của việc thay đổitốc độ chuyển động, sự đàn hồi của lốp và hệ thống treo

Khi quay vòng thiếu, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R0 thìngười lái phải tăng góc quay vành lái một lượng ∆ββvl và khi quay vòng thừa,

để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R0 thì người lái phải giảm góc quayvành lái một lượng ∆ββvl

Trạng thái quay vòng thừa và trạng thái quay vòng thiếu là những trạngthái quay vòng nguy hiểm Chúng làm mất tính ổn định và tính điều khiểncủa xe vì nó làm gia tăng lực ly tâm (vận tốc quay vòng của xe tăng kéo theolực ly tâm khi quay vòng tăng), ở những trạng thái này đòi hỏi người lái phải

có kinh nghiệm xử lý tốt

Vấn đề chất tải, độ đàn hồi của lốp có ảnh hưởng ở mức độ nhất địnhtới tính năng quay vòng và tính an toàn chuyển động của xe ôtô và máy kéobánh bơm, đặc biệt là những xe có vận tốc lớn

Hình 1.1 - Các trạng thái quay vòng của xe.

Trạng thái quay vòng là một khái niệm lý thuyết song nó gắn chặt vớitính an toàn chuyển động và tính điều khiển của xe Do vậy cần thiết phảihiểu rõ kết cấu của hệ thống lái

Các bộ phận chính của hệ thống lái

Các bộ phận chính của hệ thống lái gồm: vành lái cùng với trục truyềnđộng cacđăng, cơ cấu lái, truyền động lái và cơ cấu hình thang lái Cơ cấu láigồm bộ phận lái và cơ cấu truyền động Truyền động lái có thể ứng dụngtruyền động cơ học, thuỷ lực hay phối hợp cơ - thuỷ lực

Truyền động lái bao gồm một số các thanh kéo, tay đòn liên hệ tớihình thang lái, các thanh kéo và tay đòn này thường có liên kết khớp cầu vớinhau, và có các bulông dùng để thay đổi chiều dài khi cần điều khiển

1.1.4 Các góc đặt bánh xe.

Để tránh trường hợp người lái vẫn phải tác động liên tục lên vô lăng đểgiữ xe ở trạng thái chạy thẳng, hoặc người lái phải tác dụng một lực lớn để quayvòng xe, các bánh xe được lắp vào thân xe với các góc nhất định Những gócnày được gọi chung là góc đặt bánh xe Nếu các góc đặt bánh xe không đúngthì có thể dẫn đến các hiện tượng sau:

.

Trạng thái quay vòng "thiếu " Rqv>R0

+ Khó lái.

+ Tính ổn định lái kém

+ Trả lái trên đường vòng kém

+ Tuổi thọ lốp giảm (mòn nhanh)

1.1.4.1 Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber).

Góc tạo bởi đường tâm của bánh xe dẫn hướng ở vị trí thẳng đứng vớiđường tâm của bánh xe ở vị trí nghiêng được gọi là góc Camber, và đo bằng

độ

Hình 1.2 - Góc CAMBER.

Góc Camber ngăn ngừa khả năng bánh xe bị nghiêng theo chiều ngượclại dưới tác động của trọng lượng xe do các khe hở và sự biến dạng trong cácchi tiết của trục trước và hệ thống treo trước Đồng thời giảm cánh tay đòncủa phản lực tiếp tuyến với trục trụ đứng, để làm giảm mômen tác dụng lêndẫn động lái và giảm lực lên vành tay lái

Khi chuyển động trên đường vòng, do tác dụng của lực ly tâm thân xenghiêng theo hướng quay vòng, các bánh xe ngoài nghiêng vào trong, cácbánh xe trong nghiêng ra ngoài so với thân xe Để các bánh xe lăn gần vuônggóc với mặt đường để tiếp nhận lực bên tốt hơn, trên xe có tốc độ cao, hệ treođộc lập thì góc Camber thường âm

90

0

CAMBE R

1.1.4.2 Góc nghiêng dọc trụ đứng và độ lệch dọc (Caster và khoảng Caster).

Góc nghiêng dọc của trụ đứng đo bằng độ, xác định bằng góc giữa trụxoay đứng và phương thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe Khoảng cách từ giaođiểm của đường tâm trục đứng với mặt đất đến đường tâm vùng tiếp xúc giữalốp và mặt đường được gọi là khoảng Caster c

Hình 1.3 – Caster và khoảng Caster.

Hồi vị bánh xe do khoảng Caster: Dưới tác dụng của lực ly tâm khibánh xe vào đường vòng hoặc lực do gió bên hoặc thành phần của trọnglượng xe khi xe đi vào đường nghiêng, ở khu vực tiếp xúc của bánh xe vớimặt đường sẽ xuất hiện các phản lực bên Yb

Khi trụ quay đứng được đặt nghiêng về phía sau một góc nào đó

so với chiều tiến của xe (Caster dương) thì phản lực bên Yb của đường sẽtạo với tâm tiếp xúc một mô men ổn định, mô men đó được xác định bằngcông thức sau:

M=Yb.c (1.1)

Mômen này có xu hướng làm bánh xe trở lại vị trí trung gian ban đầukhi nó bị lệch khỏi vị trí này Nhưng khi quay vòng người lái phải tạo ra mộtlực để khắc phục mô men này Vì vậy, góc Caster thường không lớn Mômennày phụ thuộc vào góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng Đối với các xehiện đại thì trị số của góc Caster bằng khoảng từ 00 đến 30

c

Góc Caster

(-) (+)

V

1.1.4.3 Góc nghiêng ngang trụ đứng (Kingpin).

Góc nghiêng ngang của trụ đứng được xác định trên mặt cắt ngang của

xe Góc Kingpin được tạo nên bởi hình chiếu của đường tâm trụ đứng trênmặt cắt ngang đó và phương thẳng đứng

Cải thiện tính ổn định khi chạy thẳng: Góc Kingpin sẽ làm cho cácbánh xe tự động quay về vị trí chạy thẳng sau khi quay vòng do có mômenphản lực (gọi là mômen ngược) tác dụng từ mặt đường lên bánh xe Giá trịcủa mômen ngược phụ thuộc vào độ lớn của góc KingPin

B

Hình 1.5 Độ chụm

Quá trình lăn của banh xe gắn liền với sự suất hiện của lực cản lăn Pf

ngược chiều chuyển động đặt tại chổ tiếp xúc của bánh xe với mặt đường.Lực Pf đặt cách lực quay đứng một đoạn R0 và tạo bởi một mô men quay vớitâm trục quay đứng Mô men này tác dụng vào hai bánh xe và ép hai bánh xe

về phía sau Để làm phẳng thì các bánh xe đặt với độ chụm ∆β= B - A dương Với độ chụm  như thế thì tạo nên sự ổn định chuyển động thẳng của

xe tức là ổn định vành tay lái

Hình 1.6 - Lực cản lăn và vị trí đặt của nó.

Ở cầu dẫn hướng, lực kéo cùng chiều với chiều chuyển động sẽ ép bánh

xe về phía trước Bởi vậy độ chụm  giảm Trong trường hợp này, để giảmảnh hưởng của lực cản lăn và lực phanh và đồng thời giảm tốc độ động cơ độtngột (phanh bằng động cơ), thì bố trí các bánh xe với độ chụm  có giá trịnhỏ hơn hoặc bằng không

1.1.5 Phân loại hệ thống lái.

Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ôtô:

a Phân loại theo phương pháp chuyển hướng.

+ Chuyển hướng hai bánh xe ở cầu trước (2SW) “ SW là steeringwheel”

R0

V

P f

c Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái.

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít lõm- con lăn

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít - răng rẻ quạt và trục vít -đai ốc

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít -thanh răng

+ Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh khía

+ Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn

d Phân loại theo bố trí vành lái.

+ Bố trí vành lái bên trái (theo luât đi đường bên trái)

+ Bố trí vành lái bên phải (theo luật đi đường bên phải)

e Phân loại theo kết cấu đòn dẫn động.

- Lái một dàn (dẫn động lái một cầu)

- Lái hai dàn (dẫn động lái hai cầu)

Hiện nay sử dụng phổ biến nhất là kiểu trục vít – răng rẻ quạt và trụcvít - đai ốc

1.1.6 Yêu cầu của hệ thống lái ôtô.

An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ôtô là chỉ tiêu hàngđầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện này Mộttrong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động củaôtô là hệ thống lái Để giảm nhẹ lao động cho người lái cũng như tăng thêm

độ an toàn cho ôtô, ngày nay trên ôtô thường sử dụng cường hoá lái Để đảmbảo tính êm dịu chuyển động trên mọi loại đường từ giải tốc độ thấp tới giảitốc độ cao, hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Hệ thống lái phải đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và antoàn Các cơ cấu điều khiển bánh xe dẫn hướng và quan hệ hình học của hệthống lái phải đảm bảo không gây lên các dao động và va đập trong hệthống lái

+ Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng: các bánh xe dẫn hướng sau khithực hiện quay vòng cần có khả năng tự động quay về trạng thái chuyển động

thẳng hoặc là để quay bánh xe về trạng thái chuyển động thẳng chỉ cần đặtlực trên vành lái nhỏ hơn khi xe đi đường vòng.

+ Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng: Khi xe quay vòng trênđường hẹp, đường gấp khúc, hệ thống lái có thể quay ngặt các bánh xe trướcmột cách dễ dàng Quay vòng ngặt là trạng thái quay vòng với thời gian quayvòng ngắn và bán kính quay vòng nhỏ

+ Đảm bảo lực lái thích hợp: Lực người lái đặt lên vành lái khi quayvòng phải nhỏ, lực lái cần thiết sẽ lớn khi xe đứng yên và sẽ giảm khi tốc độ

xe tăng Vì vậy cần phải đảm bảo lực lái nhỏ nhưng vẫn gây được cảm giác

về trạng thái mặt đường

+ Hệ thống lái không được có độ dơ lớn: Với xe có vận tốc lớn nhất trên100Km/h, thì độ dơ vành lái không vượt quá 180, với xe có vận tốc lớn nhất

từ 25 km/h đến 100km/h thì độ dơ vành lái không vượt quá 270

+ Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, không gây tổn thương lớncho người lái Đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch đểgiảm 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 dẫnhướng

+ Không đòi hỏi người lái xe một cường độ lao động quá lớn khi điềukhiển ôtô

1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI.

Sơ đồ tổng quát của hệ thống lái không có trợ lực gồm có vành tay lái,trục lái, cơ cấu lái và dẫn động lái

Hình 1.7-Sơ đồ tổng quát hệ thống lái.

1.Vành tay lái 5.Thanh kéo dọc

2.Trục lái 6.Đòn quay ngang

3.Cơ cấu lái 7.Hình thang lái

4.Đòn quay đứng

1.2.1 Vành tay lái.

Để tạo ra mô men quay vòng thì người lái cần phải tác dụng một lực lên

vô lăng Vô lăng có dạng vành tròn, có nan hoa bố trí đều hay không đềuquanh vành trong của vành tay lái

Mô men tạo ra trên vành lái là tích số của lực người lái trên vành tay láivới bán kính của vành lái

Mvl=Pl.rvl (1.2)

Trong đó:

Mvl : Là mô men vành lái

Pl : Là lực mà người lái tạo ra trên vành lái

1

6

2 3

7

4 5

Bản thân vành lái có thể được làm bằng chất dẻo, cao su nhân tạo hoặcbằng gỗ và nó có thể được bọc bằng da thật hoặc da nhân tạo.

1.2.2 Trục lái

Trục lái có nhiệm truyền mômen lái xuống cơ cấu lái Trục lái gồm có

trục lái chính có thể chuyển động truyền chuyển động quay của vô lăngxuống cơ cấu lái và ống trục lái để cố định trục lái vào thân xe Đầu phía trêncủa trục lái chính được gia công ren và then hoa để lắp vô lăng lên đó vàđược giữ chặt bằng một đai ốc

Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp thụ va đập Cơ cấu này hấp thụ lựcdọc trục tác dụng lên người lái khi có va đập mạnh hoặc khi tai nạn xảy ra.Đầu phía dưới của trục lái chính được gia công ren và then hoa để dễ dàng tụtxuống khi có va đập

Trục lái thường có hai loại: Loại trục lái có thể thay đổi được gócnghiêng và loại trục lái không thay đổi được góc nghiêng

Hình 1.8 Trục lái thay đổi được góc nghiêng và trục lái không thay đổi

được góc nghiêng.

Đầu dưới của trục lái chính được nối với cơ cấu lái, thông thường làmột khớp nối mềm hay khớp các đăng để giảm thiểu sự truyền va đập của

Ngoài cơ cấu hấp thụ va đập ở trục lái chính còn có thêm một số cơ cấuđiều khiển như: cơ cấu khoá lái để khoá cứng trục lái, cơ cấu nghiêng trục lái

để có thể điều chỉnh vị trí vô lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với ngườilái, hệ thống trượt trục lái để có thể điều chỉnh được chiều dài của trục lái vàđạt được vị trí ngồi lái tốt nhất cho người lái

1.2.3 Cơ cấu hấp thụ va đập trục lái.

Cơ cấu này nhằm giảm thiểu những va đập cho người lái khi xe bi tainạn hay nói một cách khác đó là cơ cấu an toàn cho người lái Cơ cấu nàygiúp người lái tránh được những thương tích khi xe bị tai nạn, theo hai cách:

bẻ gẫy trục lái tại thời điểm va đập và giảm va đập thứ cấp lên vô lăng do lựcquán tính Do vậy sau mỗi lần xe bi tai nạn nặng thì cần thiết phải thay trụclái mới Khi bảo dưỡng sửa chữa cũng cần phải chú ý, phải sử dụng nhữngthiết bị chuyên dùng để tháo trục lái tuyệt đối tránh những tác động manh nhưdùng búa đập vào trục lái trong quá trình tháo lắp

Trục lái hấp thụ va đập được phân thành các kiểu sau:

1 Kiểu giá đỡ uốn cong

2 Kiểu bi

3 Kiểu cao su silicôn

4 Kiểu ăn khớp

5 Kiểu ống xếp

1.2.4 Cơ cấu nghiêng trục lái.

Vấn đề tạo tư thế ngồi thoải mái cho người lái đang rất được quan tâm,

do kích thước số đo của mỗi người khác nhau nên để tạo tư thế lái phù hợpcho tất cả mọi người thì người ta dùng cơ cấu nghiêng trục lái, cơ cấu này chophép chọn vị trí vô lăng (theo phương thẳng đứng) phù hợp với tư thế lái củangười điều khiển

Dựa vào vị trí của điểm tựa nghiêng, cơ cấu nghiêng trục lái được phânthành các kiểu sau:

+ Kiểu điểm tựa trên.

+ Kiểu chỉ nghiêng

+ Kiểu nghiêng và nhớ vị trí

+ Kiểu nghiêng và có khoá ở vị trí cao nhất

+ Kiểu nghiêng và tự động trả lại vị trí

+ Kiểu điểm tựa trên loại chỉ nghiêng

Thông thường khớp trục lái chính được đặt bên trong vỏ trục lái, chínhkhớp này là điểm tựa cho sự điều chỉnh lên xuống của góc nghiêng trục lái

Độ nghiêng có thể được lựa chọn tuỳ ý phù hợp với từng người lái nhờ sự ănkhớp của một bánh cóc Góc nghiêng lên cực đại là 90 so với vị trí chunggian, vì vậy người lái có thể ra vào xe một cách dễ dàng

Hình 1.9 - Các bộ phận tay lái nghiêng.

1.2.5 Cơ cấu khoá tay lái.

Để bảo vệ xe khỏi bị mất cắp khi người lái rời khỏi xe thỡ cần phải có

cơ cấu khoá tay lái Cơ cấu này khoá trục lái chính vào ống trục lái khi khoáđiện rút ra khỏi ổ khoá Vỡ vậy vụ lăng không thể quay được (không láiđược) ngay cả khi khởi động được động cơ mà không cần khoá điện

Để tránh cho vô lăng không bị khoá cứng đột ngột khi xe đang chạy, thìkhoá điện được thiết kế sao cho đầu tiên phải nhấn nút nhả khoá

Đối với xe có hộp số tự động có cơ cấu khoá cần số thì sẽ không có cơcấu khoá tay số.

Hiện nay có hai kiểu khoá tay lái đang được sử dụng rất phổ biến là:+ Ống khoá điện kiểu nút

+ Ống khoá điện kiểu ấn

1.2.6 Cơ cấu lái.

Cơ cấu lái là bộ giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động của ngườilái đến các bánh xe dẫn hướng tức chúng có chức năng giảm lực đánh láibằng cách tăng mô men đẩu ra, tỷ số giảm tốc được gọi là tỷ số truyềncủa cơ cấu lái và thường bằng 12 đến 20 đối với xe con và bằng từ 16 đến

32 đối với xe tải

Tỷ số truyền lớn sẽ giảm lực đánh lái nhưng người lái phải quay vô lăngnhiều hơn khi quay vòng

Vấn đề chọn tỷ số truyền của cơ cấu lái trên cơ sở ứng với 1 đến 2 vòngquay của vô lăng thì bánh xe phải quay được tối đa từ 350 đến 450 từ vị tríchung gian trở đi Quy luật thay đổi tỷ số truyền thích hợp nhất được thể hiệntrên giản đồ sau:

i = góc quay của vô lăng/góc quay của bánh trước (đối với cơ cấu láitrục răng- thanh răng)

Hình 1.10 - Giản đồ thể hiện quan hệ giữa tỷ số truyền góc của cơ cấu lái

và góc quay của bánh xe.

iω

Phân tích đồ thị: Từ đồ thị ta thấy trên đoạn trung bình không lớn lắm,

có giá trị lớn nhất Điều này đảm bảo độ chính xác cao khi điều khiển ôtô trêncác đoạn đường thẳng và ở tốc độ cao, đồng thời đảm bảo lái nhẹ vì khôngcần quay vô lăng ra xa vị trí chung gian, giảm được các va đập lên vành lái Nếu vượt quá gía trị sẽ giảm nhanh chóng rồi sẽ giữ giá trị không đổi, ởgiá trị của thì với một góc quay rất nhỏ của vô lăng thì bánh xe quay đi mộtgóc rất lớn Điều này gây nguy hiểm cho việc điều khiển xe ở tốc độ cao

1.2.7 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 thiếtcủa xe

- Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất thuận lớnhơn 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 giátrị max khi xe đứng yên tại chỗ, và giảm dần khi tốc độ của xe tăng lên và đạtnhỏ nhất khi tốc độ của xe lớn nhất

Sự đàn hồi của hệ thống lái có ảnh hưởng tới sự truyền các va đập từmăt đường lên vô lăng Độ đàn hồi càng lớn thì sự va đập truyền lên vô lăngcàng ít, nhưng nếu độ đàn hồi lớn quá sẽ ảnh hưởng đến khả năng chuyểnđộng của xe Độ đàn hồi của hệ thống lái được xác định bằng tỷ số góc quayđàn hồi tính trên vành lái vô lăng và mô men đặt trên vành lái Độ đàn hồi của

hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi của các phần tử như cơ cấu lái, các đòndẫn động.

1.2.8 Bộ phận lái

Bộ phạn quan trọng trong hệ thống lái cơ học là bộ phận lái và truyền

động lái Trên ô tô máy kéo bánh bộ phận lái có nhiều bộ phận khác nhau phổ

biến nhất là các loại: Kiểu bánh răng - thanh răng, KiÓu bi trôc vÝt-ªcu

bi-cung r¨ng.

Có nhiều kiểu cơ cấu lái, nhưng hiện nay kiểu cơ cấu lái trục vít-êcu bi

- cung răng được dùng phổ biến trên cả xe con và xe tải

Kiểu bi trục vít-êcu bi- cung răng.

Cấu tạo:

Gồm một trục vít, cả hai đầu trục vít được đỡ bằng ổ bi đỡ chặn Trụcvít và êcu có rãnh tròn có chứa các viên bi, các viên bi lăn trong rãnh vàtruyền lực Khi đến cuối rãnh thì các viên bi theo đường hồi bi quay trở lại vịtrí ban đầu

Khi truc vít quay (phần chủ động), êcu bi chạy dọc trục vít, chuyểnđộng này làm quay răng rẻ quạt Trục của bánh răng rẻ quạt là trục đòn quayđứng Khi bánh răng rẻ quạt quay làm cho đòn quay đứng quay, qua các đòndẫn động làm quay bánh xe dẫn hướng

H×nh 1.11 C¬ cÊu l¸i kiÓu trục vit-êcu bi-cung răng.

1 Bánh răng dẻ quạt 7 Phanh 13.Van trượt

cơ cấu lái thì làm giảm độ nhạy của cơ hệ thống lái Trên các xe có trợ lực lái

ta dùng cơ cấu lái có tỷ số truyền không thay đổi được

Đặc điểm của loại cơ cấu lái có tỷ số truyền không đổi là các bán kính ănkhớp của các răng rẻ quạt C1, C2, C3 là bằng nhau và các bán kính ăn khớp D1,

D2, D3 của các răng đai ốc bi cũng bằng nhau Do vậy tỷ số truyền của mỗi răng

là không đổi ở bất kỳ góc quay nào của trục răng rẻ quạt và bằng tỷ số sau:

C

D

c=c=c d=d=d

+ Nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng

+ Đảm bảo quay vòng của các bánh xe dẫn hướng sao cho không xảy rahiện tượng trượt bên lớn ở tất cả các bánh xe, đồng thời tạo liên kết giữa cácbánh xe dẫn hướng

+ Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái tạo bởi cầu trước,đòn kéo ngang và đòn kéo bên Nhờ hình thang lái nên khi quay vô lăng mộtgóc thì các bánh xe dẫn hướng sẽ quay đi một góc nhất định Hình thang lái

có thể bố trí trước hoặc sau cầu dẫn hướng tùy theo bố trí chung

1.2.10 Hệ thống lái có trợ lực.

1.2.10.1 Công dụng và sự cần thiết của hệ thống 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 từbánh xe lên vành tay lái

Để cải thiện tính êm dịu chuyển động, phần lớn các xe hiện đại đềudùng lốp bản rộng, áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc với mặt đường Kếtquả là cần một lực lái lớn hơn

Lực lái có thể giảm bằng cách tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái Tuynhiên việc đó lại đòi hỏi phải quay vô lăng nhiều hơn khi xe quay vòng dânđến không thể thực hiện được việc ngoặt gấp

Vì vậy để giữ cho hệ thống lái nhanh nhạy trong khi vẫn chỉ cần lực láinhỏ, cần phải có một vài loại thiết bị trợ giúp hệ thống lái gọi là trợ lực hệthống lái Trợ lực lái đựơc sử dụng chủ yếu ở những xe hạng nặng, ngày naycũng dùng trên các xe du lịch gọn nhẹ

Hình 1.13 - Tổng quan hệ thống lái có trợ lực.

1.2.10.2 Phân loại hệ thống trợ lực lái

Trợ lực lái được chia thành nhiều kiểu và đều gồm 3 bộ phận chính:

bơm, van điều khiển và xy lanh lực

Trợ lực lái được chia thành các kiểu sau:

+ Cường hoá thuỷ lực.

+ Cường hoá khí

+ Cường hoá điện

+ Cường hoá cơ khí

+ Trên các xe tải nặng thường bố trí trợ lực lái tác dụng thuỷ lực + Tuỳ thuộc vào việc sắp xếp các bộ phận của trợ lực lái vào hệthống lái mà có thể chia ra như sau:

+ Van phân phối, xy lanh lực đặt chung trong cơ cấu lái

+ Van phân phối nằm trong cơ cấu lái, xy lanh lực đặt riêng

+ Van phân phối, xy lanh lực đặt thành cụm riêng, van phân phốinằm riêng

+ Xy lanh lực, van phân phối và cơ cấu lái riêng biệt nhau

Hiện nay dạng bố trí thông dụng nhất trên hệ thống lái của xe là vanphân phối, xy lanh lực và cơ cấu lái đặt chung Còn nguồn năng lượng là mộtbơm cánh gạt được dẫn động từ động cơ của xe nhờ dây đai

Trên xe tải loại lớn, có hai cầu dẫn hướng (xe HYUNDAI) ngoài các bộphận trợ lực được bố trớ như trên còn dùng 1 xy lanh lực trợ lực cho dẫnđộng cầu thứ 2 Do vậy trợ lực lái gồm hai xy lanh lực được điều khiển bởicùng một bơm và một van phân phối

1.2.10.3 Nguyên lý trợ lực lái.

Trợ lực lái là một thiết bị thuỷ lực sử dụng công suất của động cơ đểgiảm nhẹ lực lái Động cơ dẫn động bơm tạo ra dầu cao áp tác dụng lên pistonnằm 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 Vìvậy nếu cần trợ lực lái lớn hơn thì phải tăng áp suất dầu

Hình 1.14 - Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái ở vị trí trung

a Vị trí trung gian (khi xe chuyển động thẳng).

áp suất thấp, dầu bên áp suất thấp sẽ được đẩy qua van điều khiển về bơm

Bơm Khối van điều khiển

Piston

Xy lanh lực

Hình 1.15 - Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái khi quay vòng.

1.2.10.4 Các bộ phận chính của cơ cấu trợ lực lái.

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

Van điều khiển lưu lượng:

Van điều khiển lưu lượng điều khiển lượng dầu từ bơm tới cơ cấulái, đảm bảo một lưu lượng không đổi không phụ thuộc vào vận tốc bơm Tuynhiên, rất nhiều bơm hiện nay sử dụng một ống điều khiển cùng với van điềukhiển lưu lượng để giảm lưu lượng dầu khi bơm đạt đến một tốc độ nhất định

Đó là trợ lực lái kiểu cảm biến tốc độ động cơ RPM Nó tạo ra một lực phùhợp ngay cả khi xe chạy ở tốc độ cao

Trong van điều khiển lưu lượng có van an toàn để điều khiển áp suấtdầu cực đại của bơm

Áp suất cực đại sinh ra khi đánh vô lăng hết cỡ sang trái hoặc sangphải và van an toàn cửa dầu hồi Lúc này để ngăn cản áp suất tăng quá cao,van an toàn mở Khi cần thiết phải xả dầu cao áp vào bình Áp suất cực đạirất quan trọng, nếu nó quá thấp trợ lực lái sẽ không hiệu quả và ngược lại nếuquá cao sẽ ảnh hưởng tới các đường ống, các chỗ nối và các doăng Nếu áp

B¬m Khèi van ®iÒu

khiÓn

Piston n

Xy lanh lùc

suất dầu cực đại của bơm quá cao, hay quá nhỏ chứng tỏ van an toàn đã bịhỏng.

٭ Nguyên lý làm việc của bơm cánh gạt:

Bơm cánh gạt gồm các bộ phận sau: vòng cam, rô to, cánh và vanđiều khiển lưu lượng Khi rô to quay trong vòng cam, vòng cam bắt chặtvới vỏ bơm.Trong rô to có các rãnh, các cánh gạt đặt trong các rãnh đó.Vòng ngoài của rô to dạng hình tròn, mặt trong của vòng cam là hình ôvannên tạo khe hở giữa rôto và vòng cam Các rãnh gạt chia các khe hở nàythành các buồng dẫn

Hình 1.16- Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm cánh gạt.

Các cánh gạt tỳ lên nhau trong vòng cam nhờ có lực ly tâm lẫn áp suấtdầu tác dụng tác dụng lên cạnh trong của cánh nên làm kín rất tốt, do vậy khibơm hoạt động sinh ra dầu có áp suất cao mà không bị rò rỉ tại phần tiếp xúcgiữa cánh gạt và vòng cam.Thể tích tại buồng dầu tăng tại cửa hút nên dầu trongbình chứa được hút vào buồng dầu từ cửa hút Thể tích buồng dầu giảm ở phíabơm do vậy dầu hút vào bị đẩy ra ngoài theo cửa bơm Bơm có hai cửa hút vàhai cửa bơm Vì vậy mỗi vòng quay của rôto thì dầu được hút và đẩy hai lần

Cơ cấu lái của trợ lực lái.

Piston trong xy lanh lực được đặt trên thanh răng được trợ giúp chuyểnđộng nhờ áp suất sinh ra do bơm cánh gạt tạo ra tác dụng lên piston Một phớt

dầu trên piston để ngăn cản không cho rò rỉ áp suất dầu Phớt dầu cũng đượcđặt ở hai đầu của xy lanh để tránh rò rỉ ra bên ngoài.

Hình 1.17 - Cơ cấu lái có hệ thống trợ lực.

Trục van điều khiển được nối với vô lăng Khi vô lăng ở vị trí chunggian (chạy thẳng), van điều khiển cũng ở vị trí trung gian nên dầu từ bơmkhông tác dụng lên buồng nào mà hồi ngay về bình Tuy nhiên, khi đánh láitheo bất kỳ hướng nào, van điều khiển thay đổi cửa dẫn dầu nên dầu đi vàomột buồng Dầu ở buồng đối diện bị đẩy ra ngoài và trở v bình thông qua vanđiều khiển

Hiện nay có 3 kiểu van điều khiển khác nhau, chúng đều thực hiện bằng cách thay đổi các đường dẫn dầu, van ống, van xoay và van cánh

* Vấn đề điều khiển hệ thống trợ lực lái ôtô.

+ Hệ điều khiển hệ thống lái có trợ lực

Hệ điều khiển hệ thống lái có trợ lực thực chất là các van điều khiển, taxét van điều khiển của hệ thông là kiểu van ống

Kiểu van ống:

Van điều khiển kiểu ống được mô tả ở hình vẽ dưới đây:

Hình vẽ 1.18 Van điều khiển kiểu ống.

Phần II TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI

CÁC SỐ LIỆU XE THIẾT KẾ

Số liệu tham khảo.

Xe tải hạng nặng HYUNDAI đời 1994

Chiều dài toàn bộ: 12270 mm

Chiều cao toàn bộ: 2780 mm

Khoảng cách giữa hai trụ quay đứng: B0=1880 mm

Chiều dài cơ sở của cầu dẫn hướng thứ nhất là: L1=7060 mm

Chiều dài cơ sở của cầu dẫn hướng thứ hai là: L2=5360 mm

Trọng lượng không tải: G0=9300 KG

Trọng Lượng toàn tải: GT=27300 KG

Hình 2.1 - Sơ đồ động học khi quay vòng.

Yêu cầu thiết kế hệ thống lái

- Quay vòng ngặt trong thời gian ngắn nhất trên diện tích nhỏ nhất

- Lực lái nhẹ, tức lực đặt trên vành tay lái phai nhỏ nhưng phải đảmbảo cảm giác tới người lái

- Ôtô chuyển động thẳng phải ổn định đặc biệt ở tốc độ cao

- Động học quay vòng đúng, các bánh xe khi quay vòng yêu cầu phảilăn theo tâm quay tức thời để đảm bảo các bánh xe lăn không bị trượt trênđường, tránh mòn lốp nhanh và tiêu hao công suất cho lực ma sát

- Đặt cơ cấu lái trên phần được treo để kết cấu của hệ thống treo bánhtrước không ảnh hưởng tới động học cơ cấu lái

Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái ĐANTÔ, nó đượctạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang và các đòn kéo bên Sự quay vòng của ôtôrất phức tạp, để đảm bảo mối quan hệ động học của các bánh xe phía trong vàphía ngoài khi quay vòng là một điều khó thực hiện Hiện nay người ta chỉđáp ứng gần đúng mối quan hệ động học đó bằng hệ thống khâu khớp và đònkéo tạo nên hình thang lái.

Với xe thiết kế là xe tải hạng nặng, ta chọn phương án dẫn động lái baogồm hai cầu dẫn hướng, với hai hình thang lái ĐANTÔ (hình thang lái 4khâu) và một cơ cấu liên động giữa hai cầu

Hình 2.2- Sơ đồ dẫn động lái 2.1.2 Chọn phương án cơ cấu lái.

Hiện nay trên các xe chủ yếu sử dụng hai loại cơ cấu lái là: cơ cấu láiloại trục răng - thanh răng và cơ cấu lái loại bi tuần hoàn

Dựa vào những ưu điểm đã trình bày trong phần tổng quan cơ cấu lái,

ta chọn phương án cho cơ cấu lái là loại trục vít -êcu bi - cung răng

Cơ cấu lái trục vít - êcu bi - cung răng còn có tên gọi là cơ cấu lái liênhợp Trong cơ cấu lái liên hợp ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn(giữa bi và êcu, giữa bi và trục vít), vì vậy có thể đảm bảo tỷ số truyền của cơcấu lái lớn và cơ cấu lái có tính chất “trả tay lái” khi quay vòng

Sơ đồ cơ cấu lái loại trục vít - êcu bi - cung răng được trình bày trênhình vẽ sau đây:

Hình 2.2 - Sơ đồ cơ cấu lái loại trục vít-êcu bi, cung răng

1 Bánh răng dẻ quạt 7 Phanh 13.Van trượt

Ưu điểm của cơ cấu lái loại bi tuần hoàn:

- Hiệu suất cao (0,75-0.85),độ bền cao, dễ dàng phối hợp với van phânphối và xy lanh của cường hoá thuỷ lực

- Chỉ phối hợp được với hệ thống lái 4 khâu

2.2 TÍNH TOÁN DẨN ĐỘNG HÌNH THANG LÁI.

Dẫn động lái gồm tất cả các cơ cấu truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõngquay của các bánh xe dẫn hướng khi quay vòng

Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái ĐANTÔ, nó được tạobởi cầu trước, đòn kéo ngang và các đòn kéo bên Sự quay vòng của ôtô rấtphức tạp, để đảm bảo mối quan hệ động học của các bánh xe phía trong vàphía ngoài khi quay vòng là một điều khó thực hiện Hiện nay người ta chỉđáp ứng gần đúng mối quan hệ động học đó bằng hệ thống khâu khớp và đònkéo tạo nên hình thang lái.

Với xe thiết kế là xe tải hạng nặng, ta chọn phương án dẫn động lái baogồm hai cầu dẫn hướng, với hai hình thang lái ĐANTÔ và một cơ cấu liênđộng giữa hai cầu

2.2.1 Tính toán các thông số hình học của hệ dẫn động lái.

2.2.1.1 Tính toán hình thang lái.

a) 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 xechuyển 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 nhưngđồng tâm

b Xây dựng đường đặc tính lý thuyết của hệ thống lái hai cầu trước:

Muốn các bánh xe thực hiện quay vòng đúng thì quan hệ giữa chúngphải thoả mãn công thức sau:

β1, β2: Là góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài của cầu dẫn hướngthứ nhất và thứ hai

α1, α2: Là góc quay của bánh xe dẫn hướng trong của cầu dẫn hướngthứ nhất và thứ hai.

L1,L2: chiều dài cơ sở của hai cầu (trên hình vẽ)

B0: Khoảng cách giữa hai đường tâm trụ quay đứng

Hình 2.3 Sơ đồ động học khi quay vòng.

Theo hình vẽ: cotg α1=

1

L OD

cotg α2=

2

L OD

Ta tìm được mối quan hệ của các góc quay bánh xe dẫn hướng với góc