CHƯƠNG 2 KIỂM NGHIỆM hệ THỐNG lái XE HYUNDAI 2,5t

Tính động học hình thang lái Nhiệm vụ của tính toán động học dẫn động lái là xác định những thông số tối u của hình thang lái để đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫnhớng một c

Chơng II kiểm nghiệm hệ thống lái xe hyundai 2,5T

2.1 Tính động học của hệ thống lái

2.1.1 Tính động học hình thang lái

Nhiệm vụ của tính toán động học dẫn động lái là xác định những thông

số tối u của hình thang lái để đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫnhớng một cách chính xác nhất và động học đúng của đòn quay đứng khi có sựbiến dạng của bộ phận đàn hồi hệ thống treo và chọn các thông số cần thiết của

hệ thống truyền dẫn động lái

Từ lý thuyết quay vòng ta thấy để nhận đợc sự lăn tinh của các bánh xedẫn hớng khi quay vòng thì hệ thống lái phải đảm bảo mối quay hệ sau đây củacủa góc quay bánh xe dẫn hớng bên ngoài và bên trong so với tâm quay vòng.Theo giáo trình thiết kế và tính toán ôtô máy kéo mối quan hệ đó đợc thể hiện ởcông thức sau:

L

Trong đó:

B : là khoảng cách giữa hai đờng tâm trụ đứng

L : là chiều dài cơ sở của ôtô

Từ biểu thức trên để bánh xe dẫn hớng lăn tinh mà không bị trợt lết trongquá trình quay vòng thì hiệu số cotg góc quay của bánh xe bên ngoài và bêntrong phải luôn là một hằng số và bằng B/L

Hình thang lái phải đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫn ớng Nó bao gồm các khâu đợc nối với nhau bằng các khớp cầu và các đòn bên

h-đợc bố trí nghiêng một góc so với dầm cầu trớc

a Trờng hợp xe đi thẳng

Khi ôtô quay vòng với các bán kính quay vòng khác nhau mà quan hệ giữa

thể thoả mãn hoàn toàn đợc

Tuy nhiên ta có thể chọn một kết cấu hình thang lái cho sai lệch với quan

hệ lý thuyết trong giới hạn cho phép tức là độ sai lệch giữa góc quay vòng thực

tế và lý thuyết cho phép lớn nhất ở những góc quay lớn, nhng cũng không đợc

a Trờng hợp khi xe quay vòng

Trong trờng hợp khi xe vào đờng vòng để đảm bảo cho các bánh xe dẫn ớng không bị trợt lết hoặc trợt quay thì đờng vuông góc với các véc tơ vận tốcchuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm, điểm đó là tâmquay vòng tức thời của xe (điểm 0 trên hình 2.2)

B L

R s

0 α

β

Theo giáo trình thiết kế và tính toán ôtô ta có quan hệ giữa α và β nh sau:

cong đặc tính thực tế của hình thang lái Vấn đề đặt ra là phải chọn các thông sốhình thang lái sao cho hợp lý để sự sai khác giữa đờng cong đặc tính của hìnhthang lái so với đờng đặc tính lý thuyết là nhỏ nhất

Trên thực tế có nhiều phơng pháp để kiểm tra động học của hình thang láixong để đơn giản ta dùng phơng pháp đồ thị để kiểm tra sự sai khác của đờng

2.1.2 Xây dựng đờng cong đặc tính hình thang lái lý thuyết

Theo công thức (2 - 1) ta có:

L

β − α = Hay:

L

β = α + = α +1450

dựng đờng cong đặc tính hình thang lái thực tế

Để xây dựng đờng cong đặc tính hình thang lái thực tế ta phải xây dựng

α - góc quay của trục bánh xe dẫn hớng bên trong.

L - chiều dài cơ sở của xe L = 3350 (mm)

B - khoảng cách giữa hai trục đứng của cầu dẫn hớng B = 1450 (mm)

m - chiều dài đòn bên hình thang lái m = 152 (mm)

n - chiều dài đòn ngang hình thang lái n = 1290 (mm)

Dựa vào công thức (2 - 4) ta xây dựng các đờng đặc tính hình thang lái thực

giá trị tơng ứng đợc thể hiện trong bảng dới đây:

Dựa vào các số liệu trong bảng trên ta vẽ đợc đồ thị đặc tính động học hìnhthang lái lý thuyết và thực tế trên cùng một hệ trục toạ độ

Nhận thấy rằng độ sai lệch giữa góc quay vòng thực tế và góc quay vòng

h-ớng do đó các thông số của hình thang lái xe thiết kế là thoả mãn

Với xe thiết kế là xe tải cho nên tỷ số truyền góc nằm trong khoảng

Thời gian quay vòng tay lái là thời gian mà ngời lái phải quay vành tay lái từ

vị trí tận cùng bên trái sang vị trí tận cùng bên phải tức là phải quay vành tay lái

2.2 Xác định mômen cản quay vòng

Sơ đồ lực tác dụng lên hệ thống lái:

Lực tác động lên vành tay lái của ôtô sẽ đạt giá trị cực đại khi ta quay

m

d c

2.2.2 Mômen cản M 2 do sự trợt lê của bánh xe trên mặt đờng

Khi có lực ngang Y tác dụng lên bánh xe thì bề mặt tiếp xúc giữa lốp và

đờng sẽ bị lệch đi đối với trục bánh xe Nguyên nhân lệch này là do sự đàn hồibên của lốp Điểm đặt của lực Y sẽ nằm cách hình chiếu của trục bánh xe một

đoạn x về phía sau đoạn x đợc thừa nhận bằng nửa khoảng cách của tâm diệntích tiếp xúc đến rìa ngoài của nó theo

+ rbx – bán kính làm việc của bánh xe.

của bánh xe

Tất cả các góc này để làm ổn định cho hệ thống lái nhng chúng làm xuất hiện

truyền động lái Với xe thiết kế có một cầu dẫn hớng và ở đằng trớc cho nên ta

2 1, 44 30,56 ( )

117,3( )0,6

c

2.3 Xác định lực cực đại tác dụng lên vành tay lái

Khi đánh lái trong trờng hợp ôtô đứng yên tại chỗ thì lực đặt lên vành tay lái để thắng đợc lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hớng là lớn nhất Lực lớn nhất đặt lên vành tay lái đợc xác định theo công thức:

l i l

2.4 Tính bền hệ thống lái

2.4.1 Tính bền cơ cấu lái

Đối với loại truyền động trục vít - con lăn phải đảm bảo cho các răng có độbền cao Bởi vậy trong tính toán cần phải chú ý tới độ chống mài mòn và độ bền tiếp xúc ứng suất chèn dập đợc tính theo công thức:

Z Z

chế tạo đặc có đờng kính D = 30 (mm) Dới tác dụng của mômen đặt lên vànhtay lái trục lái sẽ chịu tác dụng của ứng suất xoắn

ứng suất xoắn tác dụng lên trục lái:

vl.

x

P R W

L - chiều dài trục lái L = 720 (mm)

D - đờng kính trục lái D = 30 (mm)

Nh vậy trục lái đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

2.4.3 Tính bền đòn quay đứng

Đòn quay đứng có kết cấu ở dạng thẳng hoặc cong, khi là đòn thẳng đònquay đứng chỉ chịu uốn, nếu là đòn cong thì chịu uốn và xoắn Đòn quay đứng

nối với dẫn động lái bằng một khớp cầu (rotuyl) và nối với cơ cấu lái bằng thenhoa hình tam giác.

Thực nghiệm cho ta biết lực truyền từ bánh xe qua đòn kéo dọc không quámột nửa giá trị trọng lợng tĩnh tác dụng lên một bánh xe trớc của xe

Vậy:

2 44,16.200.20,5.0, 6 603,5( )

180

tra theo uốn và theo xoắn tại tiết diện nguy hiểm 1 -1

ứng suất uốn:

l

1

c 1

2

6

d u

Trong đó:

c – khoảng cách từ tâm tiết diện tới tâm rôtuyl c = 100 (mm)

Đòn kéo dọc chịu lực kéo nén dới tác dụng của lực Q đã tính ở phần 2.5.3

và có trị số là : 675 (KG) Đòn kéo dọc có tiết diện tròn đặc

ứng suất kéo nén đợc tính theo công thức:

F

.

th

E J P

l

πà

Trong đó:

l – chiều dài thanh kéo dọc l = 720 (mm)

Nh vậy đòn kéo dọc đảm bảo độ bền

2.4.5 Tính bền đòn kéo ngang

Đòn kéo ngang đợc tính theo sức bền kéo nén, ổn định của thanh kéo dọc Thanh kéo dọc chịu nén dới tác dụng của lực N, lực N là lớn nhất khi lực phanh sinh ra là lớn nhất Lực phanh max đợc tính theo công thức:

Trong đó:

Đòn kéo ngang đợc chế tạo bằng thép ống CT30 có:

t ud

D - đờng kính đòn kéo ngang D = 3,5 (cm)

l – chiều dài đòn kéo ngang l = 137,4 (cm)

Vậy:

4 2

ud od

đắp khe hở của các bề mặt làm việc khi chúng bị mòn Hiện nay trên ôtô thờng

xử dụng hai loại khớp cầu:

 Khớp cầu có loxo nén đặt hớng kính

 Khớp cầu có loxo nén đặt hớng trục

Vật liệu chế tạo khớp cầu là thép 12CrNi có cơ tính:

a Kiểm tra bến khớp cầu

Nh phần tính bền thanh kéo ngang lực tac dụng lên khớp cầu cũng chính làlực tác dụng lên thanh kéo ngang khi phanh

Nh phần tính bền thanh kéo dọc lực tác dụng lên khớp cầu cũng chính là lựctác dụng lên thanh kéo dọc khi mômen cản quay vòng lớn nhất và không có c-ờng hóa

d d

 Kiểm tra khớp cầu theo điều kiện cắt

Kiểm tra độ bền cắt khớp cầu tại tiết diện nguy hiểm nhất

ứng suất cắt đợc tính theo công thức:

c

c

N F

2, 47 283,9

c c