LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH iii LỜI MỞ ĐẦU. 1 1. Lý do chọn đề tài. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu. 1 3. Nhiệm vụ nghiên cứu. 2 4. Phương pháp nghiên cứu. 2 5. Kết cấu đồ án tốt nghiệp. 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ. 3 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu. 3 1.1.1 Công dụng. 3 1.1.2 Phân loại. 4 1.1.3 Yêu cầu. 5 1.2 Nguyên lý hoạt động, cấu tạo hệ thống lái. 6 1.2.1 Hệ thống lái cơ khí. 6 1.2.1.1 Cấu tạo, đặc điểm của hệ thống lái cơ khí. 6 1.2.2 Hệ thống lái trợ lực thủy lực. 8 1.2.2.1 Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực. 8 1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động. 11 1.2.3 Hệ thống lái trợ lực điện EPS (Electric Power Steering). 13 1.3 So sánh ưu nhược điểm của các hệ thống lái kể trên. 14 1.4 Các sơ đồ hệ thống lái. 16 1.4.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc. 16 1.4.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập. 17 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN Ô TÔ TOYOTA CAMRY 2015. 19 2.1 Giới thiệu về ô tô Totoya Camry 2015. 19 2.2 Hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015. 22 2.2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015. 22 2.2.2 Cấu tạo và hoạt động của một số chi tiết chính có trên hệ thống lái. 23 2.2.2.1 Dẫn động lái. 23 2.2.2.2 Cơ cấu lái. 27 2.2.2.3 Trợ lực lái. 27 2.2.3 Bố trí cơ cấu lái trên xe Toyota Camry 2015. 31 2.2.4 Đặc điểm kết cấu. 32 2.2.5 Bố trí trợ lực lái. 34 CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2015. 37 3.1 Chẩn đoán. 37 3.1.1 Khái niệm về chẩn đoán kỹ thuật ô tô. 37 3.1.2 Mục đích của chẩn đoán kỹ thuật. 37 3.1.3 Ý nghĩa của chẩn đoán kỹ thuật. 37 3.1.4 Chẩn đoán dựa vào hiện tượng hư hỏng. 38 3.2 Bảo dưỡng. 39 3.2.1 Khải niệm bảo dưỡng kỹ thuật. 39 3.2.2 Mục đích bảo dưỡng kỹ thuật. 39 3.2.3 Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái. 39 3.3 Một số nội dung kiểm tra, sửa chữa chính. 40 3.3.1 Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái. 40 3.3.2 Kiểm tra thanh nối. 41 3.3.3 Hiểu chỉnh lệch tâm vô lăng. 41 3.3.4 Điều chỉnh góc quay vô lăng. 42 3.3.5 Kiểm tra áp suất, độ đảo của lốp. 43 3.3.6 Kiểm tra góc quay bánh xe. 43 3.3.7 Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin. 44 3.3.8 Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm. 45 CHƯƠNG 4 : NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC 49 4.1 Đặt vấn đề. 49 4.2 Lựa chọn ý tưởng thiết kế. 49 4.3 Thiết kế mô hình. 52 4.4 Lắp đặt – Vận hành mô hình. 52 4.5 Bài tập ứng dụng. 58 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN. 61 5.1 Ưu điểm và nhược điểm 61 5.2 Hướng phát triển. 61 5.3 Kết luận. 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
Trang 1VIỆN KỸ THUẬT HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI CỦA XE
TOYOTA CAMRY 2015 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ
THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC
Giảng viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN VĂN BẢN Sinh viên thực hiện : NGUYỄN TẤN HOÀNG MSSV: 1511250649 Lớp: 15DOT01
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH
VIỆN KỸ THUẬT HUTECH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI CỦA XE
TOYOTA CAMRY 2015 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ
THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC
Giảng viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN VĂN BẢN Sinh viên thực hiện : NGUYỄN TẤN HOÀNG MSSV: 1511250649 Lớp: 15DOT01
TP Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2019
Trang 3Viện Kỹ thuật Hutech
BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài
(1) Nguyễn Tấn Hoàng MSSV: 1511250649 Lớp: 15DOT01
Ngành : Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Chuyên ngành : Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
2 Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái của xe Toyota Camry 2015 & Nghiên cứu,
thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực thủy lực
ii Những kết quả đạt được của ĐA/KLTN:
Trang 4
iii Những hạn chế của ĐA/KLTN:
5 Đề nghị:
Được bảo vệ (hoặc nộp ĐA/KLTN để chấm) Không được bảo vệ
6 Điểm hướng dẫn: Điểm số : (Điểm chữ: )
Trang 5Viện kỹ thuật Hutech
BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài
(1) Nguyễn Tấn Hoàng MSSV: 1511250649 Lớp: 15DOT01
2 Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái của xe Toyota Camry 2015 & Nghiên cứu,
thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực thủy lực
3 Nhận xét:
i Những kết quả đạt được của ĐA/KLTN:
ii Những hạn chế của ĐA/KLTN:
4 Đề nghị: Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ 5 Điểm phản biện : Điểm số: (Điểm chữ: )
Điểm số: (Điểm chữ: )
Điểm số: (Điểm chữ: )
Điểm số: (Điểm chữ: )
Trang 6(1)
(2)
(3)
Ghi chú: Giảng viên nộp trực tiếp về Văn PhòngViện. TP HCM, ngày … tháng … năm ……….
Giảng viên phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trang 7Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI CỦA XETOYOTA CAMRY 2015 & NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH
HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC” là công trình nghiên cứu của bản thân và
sự hướng dẫn của thầy ThS Nguyễn Văn Bản Các số liệu hình ảnh, thông tin trong
đồ án đều trung thực, do nhóm em tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu Đồ ánnày không sao chép từ các đồ án trước
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nộidung đề tài của em Trường Đại học Công nghệ Tp Hồ Chí Minh không liên quan đếnnhững vi phạm tác quyền, bản quyền do em gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)
TP.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2019
Sinh viên
Nguyễn Tấn Hoàng
Trang 8eeeTrong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp
đỡ tận tình của các thầy cô, các anh chị và các bạn bè Với lòng kính trọng và biết ơnsâu sắc em xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới:
Ban giám hiệu, Viện kỹ thuật trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh đã tạomọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn thành đồ
án tốt nghiệp
Thầy ThS Nguyễn Văn Bản, người thầy kính mến đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo,
động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và hoànthành đồ án tốt nghiệp Em cũng muốn gửi lời cảm ơn tới các thầy trong tổ phản biện,cũng là những người thầy đáng kính đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kỹnăng thực hành quý báu trong chuyên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Em cũng xin cảm ơn tới tất cả các thầy cô trong Viện Kỹ Thuật tại trường ĐạiHọc Công Nghệ TP Hồ Chí Minh – những người đang trên hành trình đi tìm tri thức,những người đã hướng dẫn, hỗ trợ em suốt bốn năm đại học
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện,quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ
án tốt nghiệp
Do thời gian có hạn, lượng kiến thức và tài liệu tham khảo còn chưa nhiều cũngnhư thiếu những kinh nghiệm thực tiễn cho nên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏithiếu sót Em rất mong được các thầy cô phản biện, đóng góp ý kiến để đồ án tốtnghiệp này được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 9MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT i
DANH MỤC CÁC BẢNG ii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH iii
LỜI MỞ ĐẦU 1
1 Lý do chọn đề tài 1
2 Mục tiêu nghiên cứu 1
3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2
4 Phương pháp nghiên cứu 2
5 Kết cấu đồ án tốt nghiệp 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 3
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 3
1.1.1 Công dụng 3
1.1.2 Phân loại 4
1.1.3 Yêu cầu 5
1.2 Nguyên lý hoạt động, cấu tạo hệ thống lái 6
1.2.1 Hệ thống lái cơ khí 6
1.2.1.1 Cấu tạo, đặc điểm của hệ thống lái cơ khí 6
1.2.2 Hệ thống lái trợ lực thủy lực 8
1.2.2.1 Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực 8
1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động 11
1.2.3 Hệ thống lái trợ lực điện EPS (Electric Power Steering) 13
1.3 So sánh ưu nhược điểm của các hệ thống lái kể trên 14
1.4 Các sơ đồ hệ thống lái 16
1.4.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 16
1.4.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 17
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN Ô TÔ TOYOTA
Trang 102.2 Hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015 22
2.2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015 22
2.2.2 Cấu tạo và hoạt động của một số chi tiết chính có trên hệ thống lái 23
2.2.2.1 Dẫn động lái 23
2.2.2.2 Cơ cấu lái 27
2.2.2.3 Trợ lực lái 27
2.2.3 Bố trí cơ cấu lái trên xe Toyota Camry 2015 31
2.2.4 Đặc điểm kết cấu 32
2.2.5 Bố trí trợ lực lái 34
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN, SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2015 37
3.1 Chẩn đoán 37
3.1.1 Khái niệm về chẩn đoán kỹ thuật ô tô 37
3.1.2 Mục đích của chẩn đoán kỹ thuật 37
3.1.3 Ý nghĩa của chẩn đoán kỹ thuật 37
3.1.4 Chẩn đoán dựa vào hiện tượng hư hỏng 38
3.2 Bảo dưỡng 39
3.2.1 Khải niệm bảo dưỡng kỹ thuật 39
3.2.2 Mục đích bảo dưỡng kỹ thuật 39
3.2.3 Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái 39
3.3 Một số nội dung kiểm tra, sửa chữa chính 40
3.3.1 Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái 40
3.3.2 Kiểm tra thanh nối 41
3.3.3 Hiểu chỉnh lệch tâm vô lăng 41
3.3.4 Điều chỉnh góc quay vô lăng 42
3.3.5 Kiểm tra áp suất, độ đảo của lốp 43
3.3.6 Kiểm tra góc quay bánh xe 43
3.3.7 Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin 44
3.3.8 Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm 45
CHƯƠNG 4 : NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC 49
Trang 114.2 Lựa chọn ý tưởng thiết kế 49
4.3 Thiết kế mô hình 52
4.4 Lắp đặt – Vận hành mô hình 52
4.5 Bài tập ứng dụng 58
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 61
5.1 Ưu điểm và nhược điểm 61
5.2 Hướng phát triển 61
5.3 Kết luận 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
Trang 12DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
GVHD: Giáo viên hướng dẫn
SVTH: Sinh viên thực hiện
EPS: Electric Power Steering
ECU: Electronic Control Unit
DOHC: Double OverHead Camshaft- Là động cơ sử dụng 2 trục cam bố trí
trên nắp máy
VVT-i: Variable Valve Timing with intelligence- Là hệ thống điều khiển
xu-páp với góc mở biến thiên thông minh
ACIS: Acoustic Control Induction System- Là hệ thống nạp khí có chiều dài
hiệu dụng thay đổi
AM/FM: Amplitude Modulation/ Frequency modulation- 2 loại sóng thường dùng
để nghe đài Radio
CD: Compact Disc- Đĩa CD
IG: Ignition- Tín hiệu đánh lửa
Mạng CAN: Controller Area Network- là hệ thống mạng giao tiếp trên ô tô phổ biến
nhất hiện nay
Đèn P/S: Đèn Power Steering- đèn cảnh báo về hệ thống lái trợ lực
V: Volt- đơn vị đo hiệu điện thế
HP: Horse Power- mã lực
Trang 13DANH MỤC CÁC BẢN
Bảng 1 1: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các hệ thống lái 14
Y Bảng 2 1: Thông số kĩ thuật của ô tô Toyota Camry 2015 20
Bảng 2 2: Thông số kết cấu hệ thống lái của Toyota Camry 2015 33
Bảng 3 1: Những hư hỏng thường gặp ở hệ thống lái 38
Bảng 3 2: Một số hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục 46
Trang 14DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1 1: Hệ thống lái [12] 3
Hình 1 2: Cơ cấu lái trục vít – thanh răng [1] 6
Hình 1 3: Cơ cấu lái trục vít- êcu- bi- cung răng 8
Hình 1 4: Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực 8
Hình 1 5: Bơm dầu trợ lực 9
Hình 1 6: Van chia dầu 10
Hình 1 7: Sơ đồ kết cấu van chia dầu 10
Hình 1 8: Hoạt động của hệ thống lái khi đánh lái sang phải [13] 11
Hình 1 9: Hoạt động của hệ thống lái khi đánh lái sang trái [13] 12
Hình 1 10: Cấu tạo chung của hệ thống lái trợ lực điện EPS 13
Hình 1 11: Hoạt động của hệ thống lái trợ điện [14] 14
Hình 1 12: Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc [12] 17
Hình 1 13: Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập [12] 1
Hình 2 1: Hình dáng tổng thể ô tô Toyota Camry 2015 19
Hình 2 2: Cấu tạo của hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015 22
Hình 2 3: Vô lăng Toyota Camry 23
Hình 2 4: Trục lái 24
Hình 2 5: Rô-tuyn trụ 25
Hình 2 6: Rô-tuyn lái ngoài 25
Hình 2 7: Rô-tuyn cân bằng 26
Hình 2 8: Thước lái 26
Hình 2 9: Cơ cấu lái trục vít – thanh răng [1] 27
Hình 2 10: Mô tơ điện trợ lực lái 28
Hình 2 11: EPS ECU 29
Hình 2 12: Cấu tạo hộp giảm tốc [1] 30
Hình 2 13: Cảm biến tốc độ 31
Hình 2 14: Bố trí hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015 [1] 32
Hình 2 15: Cơ cấu lái trục vít- thanh răng [1] 33
Hình 2 16: Sơ đồ trợ lực lái điện trên trục lái 34
Trang 15Hình 3 1: Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái [2] 40
Hình 3 2: Kiểm tra đầu thanh nối [2] 41
Hình 3 3: Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng [2] 42
Hình 3 4: Điều chỉnh góc quay vô lăng [2] 42
Hình 3 5: Kiểm tra áp suất lốp [2] 43
Hình 3 6: Kiểm tra góc quay bánh xe [2] 44
Hình 3 7: Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin [2] 44
Hình 3 8: Kiểm tra độ chụm [2] 45
Hình 3 9: Điều chỉnh độ chụm [2] Hình 4 1: Mô phỏng mô hình nằm đứng 49
Hình 4 2: Mô phỏng mô hình nằm nghiêng 50
Hình 4 3: Mô phỏng mô hình nằm ngang 51
Hình 4 5: Cố định mô tơ vào khung 53
Hình 4 6: Gắn thước lái lên khung 53
Hình 4 7: Cố định thước lái 54
Hình 4 8: Gắn bơm vào mô tơ 54
Hình 4 9: Nối đường ống dầu 55
Hình 4 10: Hoàn thành mô hình 55
Hình 4 11: Khi đánh lái sang trái [1] 56
Hình 4 12: Khi đánh lái sang phải [1] 57 YY
Trang 16LỜI MỞ ĐẦU.
1 Lý do chọn đề tài.
Trong 6 tháng đầu năm 2019, ở Việt Nam đã xảy ra 8.385 vụ tai nạn giao thông,làm chết 3.810 người, bị thương 6.358 người Nguyên nhân dẫn đến tai nạn giaothông chủ yếu là do sử dụng bia rượu, các chất kích thích khi điều khiển phươngtiện; chạy quá tốc độ cho phép; phóng nhanh vượt ẩu; ý thức tham gia giao thôngkém, không tuân thủ luật giao thông và còn rất nhiều nguyên nhân khách quan, chủquan khác nữa Trong đó nguyên nhân “mất lái” cũng chiếm một phần không nhỏgây ra những vụ tai nạn giao thông
Thực tế, nguyên nhân dẫn đến “mất lái” một là do lỗi điều khiển xe của ngườilái (không làm chủ tốc độ, không làm chủ được chân ga, chân phanh, vào cua ở tốc
độ cao, đi trên những đoạn đường trơn trượt…); hai là do lỗi kỹ thuật của xe (nổlốp, hệ thống bánh xe chưa được cân chỉnh chính xác, một chi tiết nào đó trong hệthống lái hoặc các bộ phận liên quan bị hỏng hóc, kẹt cứng…)
Điều đó cho thấy hệ thống lái là một trong những hệ thống quan trọng nhấtquyết định sự an toàn của một chiếc xe Chính vì vậy, nhóm chúng em đã tìm hiểucấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái để từ đó có thể chế tạo ra mô hình
hệ thống lái trợ lực thủy lực phục vụ cho đồ án tốt nghiệp của mình
2 Mục tiêu nghiên cứu.
- Hiểu rõ được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trên ô tô nói
chung và hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Camry 2015 nói riêng;
- Hiểu rõ được thành phần, phân loại và nguyên lý hoạt động của các chi tiết có
trong hệ thống lái;
- So sánh được ưu nhược điểm của các hệ thống lái;
- Thiết lập được quy trình chuẩn đoán, sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống lái;
- Biết được cách tìm tài liệu, cách tìm mua các bộ phận, linh kiện trên ô tô, cách
gia công khung mô hình;
Trang 17- Tự lên được ý tưởng, thiết kế, lắp đặt mô hình hệ thống lái trợ lực thủy lực;
- Vận dụng lý thuyết để có thể chế tạo mô hình thực tế;
- Từ mô hình có thể thực hiện được những bài tập thực tế như vận hành mô hình
mô phỏng như hệ thống lái thực tế, điều chỉnh được độ chụm bánh xe, kiểm tramức dầu và hiện tượng rò rỉ dầu, cũng như kiểm tra và điều chỉnh được áp suất lốp xe
3 Nhiệm vụ nghiên cứu.
- Tìm hiểu hệ thống lái trên ô tô nói chung;
- Tìm hiểu hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Camry 2015 nói riêng;
- Tìm nguồn tài liệu chính thống, uy tín, độ chính xác cao;
- Đọc và hiểu sâu sắc các nguồn tài liệu tìm được để phục vụ cho đồ án;
- Tìm mua các bộ phận, chi tiết cấu thành nên mô hình;
- Nghiên cứu, thiết kế và lắp đặt mô hình hệ thống lái trợ lực thủy lực;
- Vận hành mô hình và các bài tập có thể thực hiện trên mô hình.
4 Phương pháp nghiên cứu.
- Thống kê, tổng hợp tài liệu;
- Tham khảo tài liệu hãng, tài liệu trên mạng, các video liên quan đến đề tài;
- Sách, báo, tạp chí về ô tô.
5 Kết cấu đồ án tốt nghiệp.
Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 5 chương:
- Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái;
- Chương 2: Hệ thống lái trợ lực điện trên ô tô Toyota Camry 2015;
- Chương 3: Chẩn đoán, sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống lái trợ lực điện trên xe
Toyota Camry 2015;
- Chương 4: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống lái trợ lực thủy
lực;
- Chương 5: Kết luận.
Trang 18CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ.
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu.
1.1.1 Công dụng.
Hệ thống lái dùng để giữ đúng hướng chuyển động hoặc thay đổi hướng chuyểnđộng của ô tô khi cần thiết Có thể thay đổi hướng chuyển động bằng cách:
- Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng;
- Thay đổi mômen xoắn ở bánh sau chủ động;
- Kết hợp đồng thời cả hai phương pháp trên.
Hình 1 1: Hệ thống lái [12]
1 Trục lái; 2 Khớp nối; 3 Cơ cấu lái; 4 Thanh ổn định;
5 Sườn khung phụ (đỡ động cơ, hộp số).
Trang 19 Hệ thống lái thông thường bao gồm các bộ phận chính như sau:
- Vành lái: là cơ cấu điều khiển nằm trên buồng lái, chịu tác động trực tiếp của
người điều khiển;
- Cơ cấu lái: là một hộp giảm tốc được bố trí trên khung hoặc vỏ của ô
tô đảm nhận phần lớn tỉ số truyền của hệ thống lái;
- Dẫn động lái: bao gồm đòn quay đứng, đòn kéo dọc, hình thang lái, đòn quay
ngang, có nhiệm vụ liên kết cơ cấu lái với bánh xe và dẫn động cho bánh
xe dẫn hướng;
- Trợ lực lái: Trợ lực lái có thể có hoặc không Dùng để giảm nhẹ lực quay
vòng của người lái bằng nguồn năng lượng từ bên ngoài Nó thường được sửdụng trong các xe có tải trọng vừa và lớn
1.1.2 Phân loại.
Tùy thuộc yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại sau:
Theo cách bố trí vành lái
- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ô tô)
được dùng trên ô tô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt Nam
số nước khác;
- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ô tô)
được dùng trên ô tô của các nước có luật đi đường bên trái như ở Anh, Nhật, Thuỵ Điển,…
Theo kết cấu của cơ cấu lái
- Cơ cấu lái loại trục vít – bánh vít;
- Cơ cấu lái loại trục vít – thanh răng;
- Cơ cấu lái loại trục vít – con lăn;
- Cơ cấu lái loại trục vít – chốt quay;
- Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng);
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ – thanh răng.
Trang 21 Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của trợ lực
- Hệ thống lái có trợ lực cơ khí;
- Hệ thống lái có trợ lực thủy lực;
- Hệ thống lái có trợ lực điện;
- Hệ thống lái có trợ lực điện- thủy lực.
Theo số lượng cầu dẫn hướng
- Các bánh dẫn hướng phải có tính ổn định tốt ;
- Không có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi điều kiện
làm việc và mọi chế độ chuyển động
Đảm bảo tính cơ động cao: tức xe có thể quay vòng thật ngoặt, trong mộtkhoảng thời gian ngắn, trên một diện tích bé
Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê gâymòn lốp, tiêu hao công suất vô ích và giảm tính ổn định của xe
Giảm được các va đập từ đường lên vô lăng khi chạy trên đường xấu hoặcgặp chướng ngại vật
Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện: Lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên
vô lăng (Plmax) được qui định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩnngành:
- Đối với xe du lịch và tải trọng nhỏ: Plvmax không được lớn hơn 150 ¸ 200 N;
Trang 22- Đối với xe tải và khách không được lớn hơn 500 N.
Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và mômen quay các bánh xedẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường) cũng như sự tương ứng động họcgiữa góc quay của vô lăng và của bánh xe dẫn hướng
1.2 Nguyên lý hoạt động, cấu tạo hệ thống lái.
1.2.1 Hệ thống lái cơ khí.
1.2.1.1 Cấu tạo, đặc điểm của hệ thống lái cơ khí.
Có 2 loại cơ cấu lái:
- Loại trục vít – thanh răng;
- Loại bi tuần hoàn
Hiện nay, hầu hết các loại xe sử dụng loại trục vít – thanh răng
Loại trục vít – thanh răng
Hình 1 2: Cơ cấu lái trục vít – thanh răng [1]
1 Trục vít; 2 Thanh răng.
Trang 24- Cấu tạo:
Trục vít tại đầu thấp hơn của trục lái chính ăn khớp với thanh răng Khi vôlăng quay thì trục vít quy làm cho thanh răng chuyển động sang trái hoặcsang phải Chuyển động của thanh răng được truyền tới các đòn cam láithông qua các đầu nối của thanh răng và các đầu nối của rô-tuyn lái
Cụm cơ cấu lái hoàn toàn kín nên không cần phải bảo dưỡng
Loại bi tuần hoàn
- Cấu tạo:
Cơ cấu lái bi tuần hoàn gồm có bánh răng trục vít Có thể hình dung cơ cấu nàygồm hai phần Phần thứ nhất là một khối kim loại có lỗ ren bên trong Và phầnthứ hai bên ngoài có răng để ăn khớp và dẫn động thanh truyền Vô lăng nối vớitrục vít, hình dạng giống như bu-lông ăn khớp với lỗ ren bên trong khối kimloại Khi xoay vô lăng, trục vít cũng quay Thay vì bị xoắn như thông thường, nó
sẽ giúp cho việc xoay nhẹ nhàng trong khối kim loại, làm các cơ cấu nối chuyểnđộng dọc và làm các bánh xe quay theo một góc nhất định
- Đặc điểm:
Các rãnh hình xoắn ốc được cắt trên trục vít và đai ốc bi và các viên thépchuyển động lăn trong rãnh trục vít và rãnh đai ốc Cạnh của đai ốc bi córăng để ăn khớp với răng trên trục rẻ quạt;
Do bề mặt tiếp xúc lăn của các viên bi chuyển động quay của trục láichính nên lực ma sát trượt của đai ốc rất nhỏ;
Cấu tạo này có thể chịu được phụ tải lớn;
Trang 25 Sức cản trượt nhỏ do ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt cũng nhỏ nhờ các viên bi;
Góc hoạt động rộng
Hình 1 3: Cơ cấu lái trục vít- êcu- bi- cung răng
1 Trụ lái; 2 Êcu- Cung răng; 3 Bi lăn; 4 Trục vít; 5 Cung răng; 6 Đòn kéo dọc 1.2.2 Hệ thống lái trợ lực thủy lực.
1.2.2.1 Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực.
Hình 1 4: Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực
1 Bơm trợ lực lái; 2 Cụm thân van; 3 Thước lái; 4 Bộ làm mát dầu
5 Bình chứa dầu trợ lực; 6 Các đăng; 7 Vô lăng.
Trang 26a Bơm dầu trợ lực (1): Bơm trợ lực có nhiệm vụ bơm dầu thủy lực có áp suất vàobên trong hệ hống để tạo ra sự hỗ trợ khi người lái tác dụng lên vô lăng thựchiện việc chuyển hướng khi xe hoạt động Bơm trợ lực thực chất là loại bơmbánh răng trong, nó được dẫn động từ puly trục cơ thông qua dây đai do vậycũng một phần làm tiêu hao công suất của động cơ khi làm việc;
Hình 1 5: Bơm dầu trợ lực
b Cụm van chia dầu (2): Có cấu tạo gồm các cổng chia dầu được nối với thước lái,trên thân van chia có 4 cổng bao gồm: cổng dẫn dầu vào bơm trợ lực (1), cổng
xả dầu về bình chứa (5) và 2 cổng chứa sang 2 phía của thước lái Dưới tác dụng
từ mặt đường (khi đánh lái) lên thanh xoắn (bên trong cụm van) sẽ thực hiệnviệc mở cửa van chia dầu có áp suất cao hơn sang phía thước lái ứng với chiềuchuyển hướng mong muốn, đường ống dẫn dầu còn lại của thước sẽ được xả dầuqua van và qua cổng hồi về bình trợ lực;
Trang 27Hình 1 6: Van chia dầu.
Hình 1 7: Sơ đồ kết cấu van chia dầu
1 Đầu nối với trụ lái; 2 Khối van điều khiển van dầu ra;
3 Khối van điều khiển cổng dầu vào; 4 Thanh xoắn; 5 Dầu từ bơm trợ lực tới;
6 Dầu hồi về bình chứa; 7 Tới đường dầu.
Trang 28c Hộp thước lái (3): Hộp thước lái bao gồm cơ cấu trục vít – thanh răng và xylanhthủy lực Cơ cấu trục vít – thanh răng có tác dụng biến chuyển động quay của vôlăng thông qua trục tay lái thành chuyển động tịnh tiến (sang hai bên) của thanhrăng làm cho bánh xe có thể chuyển hướng;
d Vô lăng (7): Vô lăng hay còn gọi là tay lái có tác dụng để điều hướng, khi ngườilái muốn xe chuyển hướng sang trái thì quay vô lăng theo chiều ngược kim đồng
hồ và ngược lại khi muốn chuyển hướng xe sang phải thì quay vô lăng cùngchiều kim đồng hồ
1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động.
Hình 1 8: Hoạt động của hệ thống lái khi đánh lái sang phải [13]
1 Trục tay lái; 2 Thanh xoắn; 3 Van chia dầu; 4 Đường dầu về bình chứa;
5 Đường dầu trợ lực từ bơm đi vào; 6 Cơ cấu trục vít – thanh răng;
7 Khoang dầu thủy lực (thước lái).
Khi đánh lái sang phải người lái tác dụng làm vô lăng quay theo chiều kim đồng
hồ, trục vít sẽ làm cho thanh răng chuyển động từ trái sang phải (cơ cấu thanh răngtrục vít), dưới tác dụng của phản lực từ mặt đường lên bánh xe thông qua thanh rănglàm thanh xoắn điều khiển van chia mở đường dầu có áp lực từ bơm qua van và
Trang 29đường ống dẫn dầu vào cổng 1 của hộp thước lái, dầu có áp lực sẽ tác dụng lênpiston trợ lực đẩy thanh răng theo chiều chuyển động từ trái sang phải có tác dụngtrợ lực Dầu trong khoang còn lại của thước lái bị đẩy theo cổng 2, ống dẫn dầu, vanchia và trở về bình chứa.
Hình 1 9: Hoạt động của hệ thống lái khi đánh lái sang trái [13]
1 Trục tay lái; 2 Thanh xoắn; 3 Van chia dầu; 4 Đường dầu về bình chứa;
5 Đường dầu trợ lực từ bơm đi vào; 6 Cơ cấu trục vít – thanh răng;
7 Khoang dầu thủy lực (thước lái).
Khi đánh lái sang trái người lái tác dụng lên vô lăng quay theo chiều ngược kimđồng hồ, thanh răng được đẩy di chuyển từ phải sang trái, lực tác dụng từ mặtđường làm thanh xoắn điều khiển mở cửa dầu có áp lực từ bơm qua van chia, đườngống dẫn vào cổng số 2 của thước lái và trợ lực đẩy cho thanh răng di chuyển từ phảisang trái nhẹ nhàng hơn Dầu từ khoang còn lại của thước lái bị đẩy theo cổng 1 quađường ống dẫn dầu, van chia ra đường xả về bình chứa
Trang 301.2.3 Hệ thống lái trợ lực điện EPS (Electric Power Steering).
Hình 1 10: Cấu tạo chung của hệ thống lái trợ lực điện EPS
1 Cơ cấu lái; 2 Mô tơ điện DC; 3 Hộp số truyền; 4 Bộ cảm biến lái;
5 EPS ECU.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện được dựa trên tín hiệu vềcảm biến mômen nằm trong cụm trợ lực Khi người lái tác dụng lên vô lăng thựchiện việc chuyển hướng, dưới tác dụng của phản lực từ mặt đường qua bánh xe,thước lái có tác dụng lên thanh xoắn nằm trong cụm trợ lực điện Cảm biến mômen
có tác dụng đo mômen đánh lái (độ biến dạng của thanh xoắn) từ đó gửi tín hiệu vềhộp điều khiển Căn cứ vào tín hiệu của cảm biến mômen hộp điều khiển đưa radòng điện điều khiển mô tơ trợ lực đủ lớn để hỗ trợ việc xoay trục lái theo chiều củangười lái điều khiển, vì vậy lực đánh lái sẽ được hỗ trợ và trở nên nhẹ hơn rất nhiều
Trang 31Hình 1 11: Hoạt động của hệ thống lái trợ điện [14]
1.Vô lăng (lực đánh tay lái); 2 Mô tơ trợ lực điện;
3 Phản lực từ mặt đường lên lốp xe; 1+2 Trợ lực khi đánh lái.
1.3 So sánh ưu nhược điểm của các hệ thống lái kể trên.
Bảng 1 1: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các hệ thống lái.
Hệ thống
Cơ khí
- Đáp ứng hầu hết cấc yêucầu của hệ thống lái
- Khi quay xe người lái phả
sử dụng lực tương đối lớn tácdụng lên vành lái để quaybánh dẫn hướng gây ra sựmệt mỏi cho người lái
- Có khả năng giảm khốilượng và kích thước nhờchọn áp suất thủy lực cao;
- Mất mát trong đường ốngdẫn và rò rỉ bên trong cácphần tử, làm giảm hiệu suất
và hạn chế phạm vi sử dụng;
- Khó giữ được vận tốckhông đổi khi phụ tải thayđổi do tính nén được của chấtlỏng và tính đàn hồi của
Trang 32- Nhờ quán tính nhỏ của bơm
và động cơ thủy lực, nhờ tínhchịu nén của dầu nên có thể
sử dụng ở vận tốc cao màkhông sợ bị va đập mạnh;
- Dễ biến đổi chuyển độngquay của động cơ thànhchuyển động tịnh tiến của cơcấu chấp hành
- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn;
- Dễ theo dõi và quan sátbằng áp kế, kể cả các hệ phứctạp,
nhiều mạch;
-Tự động hóa đơn giản, kể cảcác thiết bị phức tạp bằngcách dùng các phần tử tiêuchuẩn hóa
đường ống dẫn;
- Khi mới khởi động, nhiệt độcủa hệ thống chưa ổn định,vận tốc làm việc thay đổi do
độ nhớt của chất lỏng thayđổi
Trợ lực
điện
- Không cần dẫn động từđộng cơ nên động cơ khôngphải mất công suất lại cho hệthống trợ lực lái do vậy sẽ tiếtkiệm 2-3% nhiên liệu hoạtđộng;
- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ;
- Cho cảm giác lái thật hơn với người lái;
- Chi phí sửa chữa lớn (Khihỏng các chi tiết bên trongcụm trợ lực thì phải thay toàn
bộ cụm trợ lực để đảm bảo antoàn khi lái xe, không bị mấtlái đột ngột)
Trang 33- Không sử dụng môi chấtnên đảm bảo vệ sinh môitrường.
1.4 Các sơ đồ hệ thống lái.
1.4.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc.
Với hệ thống treo phụ thuộc, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặcdầm cầu xe, vì thế cả hai bánh xe sẽ cùng dao động với nhau khi gặp chướng ngại vật.Loại hệ thống treo này có những đặc tính sau:
- Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng;
- Có độ cứng vững cao nên có thể chịu được tải nặng;
- Vì có độ cứng vững cao nên khi xe đi vào đường vòng, thân xe ít bị nghiêng.
- Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng,
nhờ thế mà các bánh xe ít bị mòn;
- Vì có khối lượng không được treo lớn nên tính êm dịu của xe khi sử dụng hệ
thống treo phụ thuộc kém;
- Do chuyển động của bánh xe bên trái và bên phải có ảnh hưởng lẫn nhau nên
dễ xuất hiện dao động và rung động
Trang 34Hình 1 12: Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc [12]
1 Vô lăng; 2 Trục lái; 3 Cơ cấu lái; 4 Trục ra của cơ cấu lái;
5 Đòn quay đứng; 6 Đòn kéo dọc; 7 Đòn quay ngang; 8 Cam quay;
9 Cạnh bên của hình thang lái; 10 Đòn kéo ngang; 11 Bánh xe;
12 Bộ phận phân phối; 13 Xylanh lực.
1.4.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập.
Hệ thống treo độc lập là một phần nằm trong kết cấu chung của hệ thống treo nó
sẽ làm các nhiệm vụ :
- Tiếp nhận và dập tắt các dao động của mặt đường với ô tô;
- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh;
- Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe trong
mọi điều kiện chuyển động
Và phải đảm bảo các yêu cầu sau :
- Đảm bảo tính êm dịu;
- Dập tắt nhannh các dao động;
- Đảm bảo tính ổn định khi xe chuyển động.
Trang 35Hình 1 13: Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập [12]
1 Vô lăng; 2 Trục lái; 3 Cơ cấu lái; 4 Trục ra của cơ cấu lái; 5 Đòn quay đứng;
6 Bộ phận hướng của hệ thống treo; 7 Đòn kéo bên; 8 Đòn lắc ; 9 Bánh xe.
Trang 36CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN Ô TÔ
TOYOTA CAMRY 2015.
2.1 Giới thiệu về ô tô Totoya Camry 2015.
Thị trường ô tô Việt Nam trong những năm gần đây với số lượng các thươnghiệu xe hạng sang cao cấp ngày càng nhiều Tuy nhiên, có một điều không thể phủnhận, mẫu xe hạng trung cao cấp – Toyota Camry vẫn được xem là mẫu xe “biểutượng” cho sự thành đạt, tính bền vững và ổn định với người tiêu dùng Việt Nam
Ra mắt người tiêu dùng Việt Nam lần đầu tiên vào tháng 1/1998, Toyota Camry
đã đóng góp công lớn cho sự thành công trong 20 năm thương hiệu xe Nhật Bản cómặt tại thị trường Việt Nam Với Camry, với những giá trị truyền tải của thươnghiệu với biểu tượng 3 hình eclipse lồng ghép vào nhau để thể hiện rõ được sự quantâm đối với khách hàng, chất lượng sản phẩm và những nổ lực phát triển khoa họccông nghệ không ngừng Toyota Camry 2015 được giời thiệu đến người tiêu dùngViệt Nam vào cuối tháng 4/2015 với 3 phiên bản: 2.0E, 2.5G, 2.5Q Xe được phânphối với 4 màu sơn ngoại thất: Đen, bạc, nâu vàng, và màu xanh ghi ánh kim Nộithất xe Camry có 2 tông màu: Đen và vàng nhạt
Hình 2 1: Hình dáng tổng thể ô tô Toyota Camry 2015
Trang 37Bảng 2 1: Thông số kĩ thuật của ô tô Toyota Camry 2015.
thanh cân bằng trướcSau Độc lập 2 liên kết với thanh cân
bằng phía sau
Trang 392.2 Hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015.
2.2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015.
Hình 2 2: Cấu tạo của hệ thống lái trên xe Toyota Camry 2015
Trang 40- Mô tơ điện;
- Hộp giảm tốc;
- Các cảm biến.
2.2.2 Cấu tạo và hoạt động của một số chi tiết chính có trên hệ thống lái.
2.2.2.1 Dẫn động lái.
Vô lăng (Bánh lái – Steering Wheel)
Vô lăng hay còn gọi là bánh lái thường có dạng tròn với các nan hoa, dùng đểtạo và truyền mômen quay do người lái tác dụng lên trục lái Các nan hoa có thể bốtrí đối xứng hoặc không, đều hay không đều tuỳ theo sự thuận tiện khi lái
Hình 2 3: Vô lăng Toyota Camry
Bán kính vô lăng được chọn phụ thuộc vào loại xe và cách bố trí chổ ngồi củangười lái, dao động từ 190 mm (đối với xe du lịch cở nhỏ) đến 275 mm (đối với xetải và xe khách cở lớn)
Trục lái (Cột lái – Steering column)