Đồ án khai thác hệ thống lái ural 43206

Đồ án chi tiết về hệ thống lái xe Ural 43206 3 cầu. Đồ án tốt nghiệp Đại học Đồ án bao gồm 3 chương, có tính toán kiểm nghiệm và khai thác, bảo quản, sửa chữa hệ thống lái. Có bản vẽ Cad chi tiết, hình ảnh rõ ràng

TRƯỜNG SĨ QUAN KTQS CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

1 Tên đề tài: Khai thác Hệ thống lái trên xe Ural 43206

2 Các số liệu ban đầu:

Tham khảo tài liệu:

1 Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ôtô- máy kéo, Tập 2

(phần 2), Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1972

2 Nguyễn Phúc Hiểu - Vũ Đức Lập, Lý thuyết ôtô Quân sự Nhà xuất bản quân

đội nhân dân Hà Nội – 2002

3 Vũ Đức Lập, Sổ tay tính năng kỹ thuật ô tô, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, 2004.

3 Thái Nguyễn Bạch Liên, Kết cấu tính toán ô tô Nhà xuất bản giao thông vận tải,

1984

4 Vũ Đức Lập – Phạm Đình Vi, Cấu tạo ô tô quân sự, tập 2 Học Viện Kỹ Thuật

Quân Sự, 1995

5 URAL – 43206 (bản tiếng nga).

6 Hoàng Đình Long, Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ô tô Nhà xuất bản Giáo dục,

2005

7 Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo, Đại học bách khoa Hà Nội.

3 Nội dung bản thuyết minh:

Chương 1: Phân tích kết cấu hệ thống lái trên xe Ural 43206

Chương 2: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái của xe Ural 43206

Chương 3: Khai thác hệ thống lái xe Ural 43206

4 Số lượng, nội dung các bản vẽ (ghi rõ loại, kích thước và cách thực hiện các

5 Cán bộ hướng dẫn: Thiếu tá, TS Lê Thanh Tuấn, hướng dẫn toàn bộ.

TP.HCM, ngày tháng năm 2019

Thiếu tá, TS Lê Thanh Tuấn

Học viên thực hiện

Đã hoàn thành và nộp đồ án ngày / /2019

Nguyễn Thế Anh

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE URAL 43206 3

1.1 Khái quát chung về xe Ural 43206 và hệ thống lái 3

1.1.1 Xe Ural 43206 3

1.1.2 Khái quát chung về hệ thống lái 11

1.1.3 Hệ thống lái xe Ural 43206 18

1.2 Đặc điểm kết cấu hệ thống lái Ural 43206 19

1.2.1 Cơ cấu lái Trục vít – Cung răng bên 19

1.2.2 Dẫn động lái 21

1.3 Nguyên lý làm việc 24

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE URAL 43206 28

2.1 Nhiệm vụ tính toán kiểm nghiệm 28

2.2 Kiểm tra động học hình thang lái 31

2.2.1 Cơ sở lý thuyết tính toán kiểm tra động học hình thang lái 31

2.2.2 Tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học 32

2.2.3 Kiểm tra động học bằng đại số 33

2.3 Tính bền các chi tiết dẫn động lái 35

2.3.1 Xác định mô men cản quay vòng 35

2.3.2 Tính bền một số chi tiết dẫn động lái 37

2.3.3 Kiểm nghiệm độ bền của cơ cấu lái 42

CHƯƠNG 3

KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI XE URAL 43206 44

3.1 Kiểm tra và điều chỉnh hệ thống lái 44

3.1.1 Kiểm tra và điều chỉnh độ rơ vành tay lái 44

3.1.2 Kiểm tra và điều chỉnh hiện tượng tay lái nặng 48

3.2 Các chế độ bảo dưỡng 48

3.3 Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục 50

3.4 Sửa chữa các chi tiết hệ thống lái 53

KẾT LUẬN 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Hình dáng bên ngoài xe Ural 43206 3

Hình 1.2: Thông số kích cỡ của xe Ural 43206 4

Hình 1.3 a,b: Hệ thống truyền lực 5

Hình 1.4: Cơ cấu kéo Ural 43206 6

Hình 1.5: Hệ thống treo trước 6

Hình 1.6: Hệ thống treo sau 7

Hình 1.7: Một số điều kiện hoạt động của xe Ural 43206 8

Hình 1.8: Sơ đồ tổng quát hệ thống lái cơ khí không có trợ lực 11

Hình 1.9: Sơ đồ khối hệ thống lái 15

Hình 1.10: Sơ đồ bố trí các cụm của trợ lực lái 16

Hình 1.11: Hệ thống lái của xe Ural 43206 18

Hình 1.12: Cơ cấu lái trục vít cung răng bên trên xe Ural 43206 19

Hình 1.13: Kết cấu vành lái, trục lái, các đăng lái 21

Hình 1.14: Cấu tạo khớp nối 22

Hình 1.15: Cấu tạo xi lanh lực 23

Hình 1.16: Nguyên lý trợ lực 24

Hình 2.1: Cơ sở kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học 31

Hình 2.2 Sơ đồ kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học 32

Hình 2.3 Xác định góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài bằng phương pháp hình học 33

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán dẫn động lái 35

Hình 2.5 Sơ đồ tính toán dẫn động lái xe Ural 43206 37

Hình 2.6: Sơ đồ tính toán đòn lái đứng 38

Hình 3.1 Kiểm tra độ rơ vành tay lái 45

Hình 3.2 Kiểm tra độ rơ khớp cầu thanh lái dọc 47

Hình 3.3 Khắc phục khe hở trong khớp nối dẫn 47

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật Ural 43206 9

Bảng 2.1: Thông số đầu vào cho tính toán kiểm tra dẫn động lái 28

Bảng 2.2: Thông số đầu vào cho tính bền các chi tiết dẫn động lái 29

Bảng 2.3: Thông số đầu vào tính toán kiểm nghiệm chi tiết hệ thống lái 30

Bảng 2.4: Giá trị các cặp α, β và kết quả I 34

DANH MỤC KÝ HIỆU

a

Khoảng cách từ giao điểm của đường kéodài trụ đứng với mặt đường đến điểm đặtlực cản lăn

mm

P ma x Lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp ôtô hiện nay ngày càng đóng vai trò quan trọng trong sựphát triển của một đất nước Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyểnhàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế xã hội đất nước và nó còn là sản phẩmkết tinh của nhiều ngành công nghiệp khác nhau thể hiện trình độ khoa học kĩ thuậtcủa đất nước đó Từ lúc ra đời cho đến nay ôtô đã được sử dụng trong rất nhiềulĩnh vực như giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, dulịch

Sự phát triển của nền kinh tế dẫn đến yêu cầu và mục đích sử dụng ôtô cũngthay đổi, chiếc xe hiện nay không chỉ đơn thuần là một phương tiện chuyên chở mà

nó phải đáp ứng các yêu cầu như tính năng an toàn, độ êm dịu thoải mái, tính tiệnnghi, kinh tế và thân thiện với môi trường Do vậy đã có rất nhiều các tiến bộ khoahọc kĩ thuật được áp dụng vào công nghệ chế tạo ôtô nhằm nâng cao độ tin cậy, sựtiện nghi, giảm ô nhiễm môi trường

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngànhcông nghiệp ôtô Việt Nam mới ra đời còn non trẻ mới dừng lại ở quy mô lắp ráp, sửachữa và chế tạo một số chi tiết nhỏ nhưng tương lai hứa hẹn có nhiều khởi sắc Hiệnnay các loại xe được khai thác sử dụng trong nước chủ yếu là nhập khẩu nước ngoài vàlắp ráp trong nước, các loại xe này có các thông số kĩ thuật phù hợp với điều kiện địahình và khí hậu Việt Nam Do đặc thù khí hậu nước ta là nhiệt đới gió mùa ẩm, địa hìnhnhiều đồi núi, độ ẩm cao nên nhìn chung là điều kiện khai thác tương đối khắc nghiệt.Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá kiểm nghiệm các hệ thống, các cụm trên xe là việccần thiết để đảm bảo khai thác, sử dụng xe có hiệu quả cao góp phần nâng cao tuổi thọxe

Riêng đối với xe quân sự, ngoài những đặc điểm trên, còn phải đáp ứng yêucầu về mặt kỹ chiến thuật tác chiến trong Quân đội Nhân dân Việt Nam Một sốloại xe còn cần phải tiến hành cải tiến, sửa chữa cho phù hợp với mục đích tácchiến, môi trường và khí hậu ở nước ta

Qua đó, tôi được Khoa Ô tô, trường Sĩ quan Kỹ thuật quân sự giao cho đồ án

tốt nghiệp “Khai thác hệ thống lái trên xe Ural 43206” để tổng kết và đánh giá

kiến thức sau 5 năm học tập tại trường cũng như làm cơ sở để công tác sau này.Nội dung chính của đồ án bao gồm:

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Học viên thực hiện

Nguyễn Thế Anh

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE URAL 43206 1.1 Khái quát chung về xe Ural 43206 và hệ thống lái

1.1.1 Xe Ural 43206

1.1.1.1 Giới thiệu chung về xe Ural 43206

Xe Ural 43206 là xe vận tải hạng nặng được trang bị nhiều trong quân đội,cũng như phục trong nền kinh tế quốc dân Chiếc xe đầu tiên được chấp nhận đểphục vụ trong quân đội Nga vào năm 1996 Là loại xe có tính năng thông qua cao,

có khả năng kéo moóc và hoạt động trên tất cả các loại đường phức tạp cũng nhưnơi không đường Xe Ural 43206 là một phiên bản 4x4 được phát triển từ Ural-

43206 lớn hơn với công thức bánh xe là 6x6 Phiên bản 4x4 được phát triển cho cảthị trường nội địa, cũng như xuất khẩu sang các nước khác Điều đáng nói là phiênbản 4x4 ít tốn kém hơn so với 6x6

Hình 1.1: Hình dáng bên ngoài xe Ural 43206

Xe Ural 43206 (4x4) lắp động cơ diesel YaMZ-236M2 của nhà máy động cơ

ô tô thành phố Yaroslavl, dùng để chở hàng hóa, chở người và kéo rơ moóc chạytrên tất cả các loại đường và địa hình

Hình 1.2: Thông số kích cỡ của xe Ural 43206

Xe Ural 43206 được khai thác trong môi trường có nhiệt độ xung quanh trongphạm vi từ -45˚C đến 50˚C (thậm chí đến - 50˚C trong thời gian ngắn) Xe được sửdụng để kéo rơ moóc có dẫn động khí nén Rơ moóc kiểu 782B, 782Б (2ПH-4M)H-4M)

là loại rơ moóc chủ yếu dùng cho xe Ural 43206

Trên cơ sở xe Ural 43206 và khung gầm, người ta chế tạo ra các sản phẩmkhác (xe chở téc, xe cầu, xe chở các sản phẩm dầu mỏ, xe thùng, v.v …) Hướngdẫn về công dụng và yêu cầu công tác do nhà máy chế tạo các sản phẩm quy định.Động cơ YaMZ-236M2 là loại động cơ diesel, bốn kỳ, 6 xylanh và tăng ápđược sản xuất bởi nhà máy ô tô Yaroslavl, dung tích làm việc 11,15 lít, công suấtđịnh mức 132 (180) KW(hp), momen xoắn lớn nhất 667 (68) Nm(KG.m) Sử dụngnhiên liệu diesel với hai thùng chứa Thùng chính có dung tích 210 lít nạp 204 lít.Thùng phụ có dung tích 60 lít nạp 57,6 lít Tiêu thụ nhiên liệu, theo dữ liệu kiểmsoát, là 24 lít mỗi 100 km trong khi lái xe ở tốc độ 60 km/h Tất nhiên, con số này

là trung bình, và trong thực tế, mức tiêu thụ nhiên liệu có phần cao hơn và đạt 30lít.

* Hệ thống truyền lực

+ Ly hợp 2 đĩa ma sát khô, dẫn động cơ khí, trợ lực khí nén.

+ Hộp số cơ khí, 3 trục, năm số, có đồng tốc trên số II, III, IV và V.

+ Hộp số phụ cơ khí, hai cấp, có khóa vi sai trụ giữa các trục, phân bố momen giữa các cầu trước và cầu sau theo tỷ lệ 1:2, thường xuyên gài dẫn động cầutrước

Hình 1.3 a, b Hệ thống truyền lực

+ Trục các đăng: dạng hở, có bốn trục, khớp nối ổ bi kim

+ Cầu xe: cầu chủ động, vỏ cầu kết hợp gồm các vỏ bán trục ép vào phần giữađúc Cầu trước là cầu dẫn hướng, có khớp đồng tốc dạng đĩa

+ Truyền lực chính: kép, dạng thông, cặp bánh răng côn răng cong và cặpbánh răng trụ răng nghiêng Truyền lực chính các cầu lắp lẫn được Vi sai đốixứng, bánh răng côn, có bánh răng hành tinh Bán trục dạng không chịu tải, liênkết với moay ơ bằng then hoa.

+ Hệ thống phanh bổ trợ: dạng nén, lắp trong hệ thống xả của động cơ Dẫnđộng khí nén, khóa liên động thiết bị dừng động cơ.

* Hệ thống lốp dự phòng

+ Đặt đứng sau buồng lái

* Như vậy xe Ural-43206 có khả năng hoạt động tốt ở những điều kiện đặcbiệt, sử dụng nhiên kiệu diesel, có công suất cao, có tính kinh tế cao hơn các xe

sử dụng nhiên liệu xăng

* Xe Ural 43206 hoạt động trong các điều kiện:

Hình 1.7 Một số điều kiện hoạt động của xe Ural 43206

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật Ural 43206

Trọng lượng toàn bộ khi xe đầy tải

Phân bố lên cầu trước

Phân bố lên cầu sau

1215045407610

Mô men xoắn cực đại

Vòng quay ở công suất định mức

Vòng quay ở mô men xoắn cực đại

611.15

132 (180)

667 (68)21001250-1450

Lít

Kw (hp)

Nm (KG.m)v/phv/ph15

Tỷ số truyền cao

Tỷ số truyền thấp

1.212.15

- Cơ cấu trợ lực: Thủy lực tác dụng hai

chiều với van điều khiển dạng con trượt,

đặt trong vỏ cơ cấu lái

- Bơm trợ lực: dạng roto, phiến gạt tác

dụng hai chiều dẫn động từ trục khuỷu

của động cơ

- Góc đặt bánh xe trước: góc nghiêng

3 mm

21.5

21

Hệ thống truyền lực kép, vi sai đối xứng,

bánh răng côn, bán trục liên kết moay ơ

1.1.2 Khái quát chung về hệ thống lái

1.1.2.1 Công dụng cấu tạo vào phân loại hệ thống lái ô tô

a Công dụng

Hệ thống lái ô tô cùng với hệ thống phanh là hệ thống điều khiển ô tô thuộcphần gầm xe, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn chuyển động củaxe.

Sơ đồ tổng quát của hệ thống lái cơ khí không có trợ lực

Hình 1.8: Sơ đồ tổng quát hệ thống lái cơ khí không có trợ lực.

Hệ thống lái ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô bằng phươngpháp thay đổi mặt phẳng lăn của các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ ổn địnhphương chuyển động thẳng hay quay vòng của ô tô khi cần thiết

Đa số các ô tô hiện nay đều thực hiện quay vòng bằng cách thay đổi mặtphẳng lăn của bánh xe dẫn hướng Phương pháp này có cấu tạo đơn giản nhưngyêu cầu kích thước cơ sở hợp lý để tạo bán kính quay vòng nhỏ Việc điều khiểncác bánh xe trước được áp dụng trên các xe UAZ – 469, GAZ – 66, ZIL – 131,URAL – 375, KPAZ – 255 … ở xe nhiều cầu (8x8) việc điều khiển tiến hành nhờhai cầu dẫn hướng phía trước áp dụng trên các xe BTP – 60P, T – 813, T – 815,HUYNDAI …

b Cấu tạo chung hệ thống lái ô tô

Hệ thống lái gồm 3 phần chính: cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái

Khi ô tô quay vòng với vận tốc rất chậm, có thể bỏ qua lực ly tâm gọi là trạngthái quay vòng tĩnh Khi ô tô quay vòng với vận tốc rất cao, ta xét tới lực ly tâmgọi là trạng thái quay vòng động Trong thực tế xe thường xuyên chuyển động ởtốc độ lớn, do vậy quay vòng động là chủ yếu, trong đó quay vòng thiếu, quayvòng thừa xảy ra do sự thay đổi tốc độ chuyển động, sự đàn hồi của lốp và hệthống treo

Vấn đề chất tải, độ đàn hồi của lốp có ảnh hưởng ở mức độ nhất định tới tínhnăng quay vòng và độ an toàn chuyển động của xe Do đó cần phải hiểu rõ kết cấucủa hệ thống lái

c Phân loại hệ thống lái

Có nhiều cách phân loại hệ thống lái

* Phân loại theo phương pháp chuyển hướng.

- Chuyển hướng hai bánh xe ở cầu trước

- Chuyển hướng ở tất cả các bánh xe

* Phân loại hệ thống lái theo kiểu truyền lực.

- Hệ thống lái cơ khí

- Hệ thống lái cơ khí có trợ lực bằng thủy lực hoặc khí nén

* Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái:

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít

- Trục vít – bánh vít

- Trục vít – cung răng đặt ở giữa trục vít

- Trục vít – cung răng bên

- Trục vít – con lăn

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít vô tận

- Trục vít vô tận êcu – đòn (có tỷ số truyền thay đổi).

- Trục vít vô tận di động êcu (có tỷ số truyền thay đổi)

- Trục vít – đai ốc – thanh răng – cung răng (có tỷ số truyền không đổi)

+ Phân loại theo bố trí vành lái

- Bố trí vành lái bên trái (theo luật đi đường bên trái)

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

+ Phân loại theo kết cấu đòn quay.

- Trục vít và đòn quay với một chốt quay

- Trục vít và đòn quay với hai chốt quay

1.1.2.2 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống lái

An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ô tô là chỉ tiêu hàng đầutrong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện này Để đảm bảotính êm dịu chuyển động trên mọi loại đường hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầusau:

- Hệ thống lái phải đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và an toàn

- Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng, các bánh xe dẫn hướng sau khi thực hiệnquay vòng cần có khả năng tự động quay về trạng thái chuyển động thẳng

- Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng, khi xe đi trên đường hẹp, đườnggấp khúc

- Đảm bảo lực lái thích hợp nhưng vẫn tạo được cảm giác về trạng thái mặtđường Đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch để giảm tác động từmặt đường qua kết cấu lái lên vô lăng

- Hệ thống lái không được có độ rơ lớn, với xe có vận tốc lớn nhất trên 100

- Đảm bảo tùy động

1.1.2.3 Trợ lực lái

Sự cần thiết của trợ lực lái: Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng giảm nhẹcường 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 chuyểnđộng khi xe có sự cố ở bánh xe như nổ lốp, hết khí nén trong lốp và giảm va đập từbánh xe lên vành tay lái

Để cải thiện tính êm dịu chuyển động, phần lớn các xe hiện đại đều dùng lốpbản rộng, áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc với mặt đường Kết quả là cần mộtlực lái lớn hơn

Lực lái có thể giảm bằng cách tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái Tuy nhiên việc

đó lại đòi hỏi phải quay vô lăng nhiều hơn, thời gian quay vòng kéo dài

Chính vì vậy trợ lực lái được sử dụng phổ biến trên ô tô ngày nay

Như đã giới thiệu, hệ thống lái trên xe Ural – 43206 kiểu cơ khí có trợ lựcthủy lực Vì vậy trong phần này tôi muốn giới thiệu một vài nét chung nhất về trợlực thủy lực của hệ thống lái

a Sự xuất hiện của trợ lực lái

Khi ô tô mới ra đời thì hệ thống lái hoàn toàn chỉ bằng hệ thống cơ khí thuầntúy Hiện này thì hầu hết các xe vận tải và cả xe con đều có trợ lực trong hệ thốnglái Công nghệ chế tạo ô tô ngày càng phát triển đã cho ra đời các xe có trọng tảilớn, tốc độ cao

Với các loại xe này, tải trọng tác dụng lên cầu dẫn hướng lớn, do đó hệ thốnglái cơ khí thuần túy không đáp ứng yêu cầu của hệ thống lái Trợ lực lái ra đời giúpcho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng hơn và làm tăng độ tin cậy khi làm việccủa hệ thống lái

Nhờ bộ phận trợ lực mà cường độ lao động của người lái được giảm nhẹ khitác dụng lực nên vành tay lái để làm quay bánh xe dẫn hướng, đồng thời giảm nhẹlực va đập truyền từ bánh xe dẫn hướng lên vành lái Mặt khác hệ thống lái có trợlực làm cho sự an toàn chuyển động được nâng cao cho phép giữ được hướng

chuyển động của ô tô ngay cả trong trường hợp một bánh xe dẫn hướng bị thủngnhỏ.

Ngoài ra còn có các nguyên nhân sau mà trợ lực lái ngày càng được sử dụngrộng rãi và phổ biến:

- Lốp có thành mỏng, lốp có áp suất thấp và lốp có áp suất điều chỉnh ngàycàng được sử dụng phổ biến

- Ô tô có nhiều cầu dẫn hướng ngày càng được sử dụng nhiều

- Ô tô vận tải cỡ lớn ngày càng được phát triển

- Ô tô được sử dụng trong nhiều điều kiện đường sá, đường sá xấu và ngay cảkhi không có đường (trong nông, lâm nghiệp và trong quốc phòng)

b Yêu cầu đặt ra với hệ thống lái có trợ lực

- Khi trợ lực lái bị hỏng hệ thống lái vẫn làm việc (lái nặng hơn)

- Bộ trợ lực phải giúp người lái có cảm giác được sức cản mặt đường làm tănglực đánh vành tay lái tới giới hạn xác định, lực giới hạn bằng 100÷150 N

- Hệ thống lái có trợ lực phải nhạy để thời gian xuất hiện trợ lực là ngắn nhất

và đảm bảo tỷ lệ giữa lực tác dụng với góc quay giữa vành lái và bánh xe dẫnhướng (đảm bảo tác động tùy động học)

- Khắc phục hiện tượng tự trợ lực khi ô tô vượt qua chỗ lõm đường xóc và cókhả năng tự trợ lực khi các bánh xe dẫn hướng bị thủng nhỏ, để khi ấy người láivừa có thể phanh ngoặt vừa có thể giữ được hướng chuyển động ổn định của ô tô

để đảm bảo an toàn chuyển động

Trợ lực lái thủy lực trên ô tô hiện nay về nguyên lý thường có 3 bộ phậnchính là: bơm dầu (nguồn cung cấp năng lượng), xi lanh lực (cơ cấu chấp hành - cơcấu sinh lực), van phân phối (phần tử điều khiển).

Hình 1.9 Sơ đồ khối hệ thống lái

Bơm dầu sử dụng trong trợ lực lái thường là kiểu phiến gạt hoặc bánh rănggồm có: bơm dầu, bầu dầu và các van thường được chế tạo liền khối, đặt trên động

cơ xe, được dẫn động từ động cơ hoặc các bánh răng

Van phân phối thường là kiểu con trượt 3 gờ dùng để điều khiển dòng dầu ápsuất cao Trong van phân phối có phần tử định tâm và phần tử phản lực, van phânphối được chế tạo với độ chính xác rất cao Trong van phân phối có các van antoàn để tránh cho áp suất dầu tăng quá cao và đảm bảo cho hệ thống lái làm việcbình thường khi bơm dầu bị hỏng

Xy lanh lực là cơ cấu chấp hành của trợ lực lái, nó có thể được bố trí chungliền khối với cơ cấu lái và van phân phối hoặc bố trí riêng biệt

Trợ lực lái được chia thành nhiều kiểu và đều gồm 3 bộ phận chính: bơm, vanđiều khiển và xy lanh lực

Sơ đồ bố trí các cụm của trợ lực lái trong hệ thống lái ô tô như sau:

Hình 1.10: Sơ đồ bố trí các cụm của trợ lực lái

1: Van phân phối; 2: Cơ cấu lái; 3: Xy lanh lực

+ Bố trí trong một cụm như hình a

Ở sơ đồ này ta thấy cơ cấu lái, van phân phối, xy lanh lực bố trí liền khối

Ưu điểm của sơ đồ bố trí này là kích thước nhỏ gọn, đường ống ít và có độnhạy cao

Nhược điểm của sơ đồ này là kết cấu phức tạp, các chi tiết của dẫn động láichịu tải trọng lớn, không có khả năng lắp lẫn trên các xe có hệ thống lái tiêu chuẩn

Sơ đồ này thường áp dụng trên các xe có trọng lượng toàn bộ từ 5 đến 10 tấn như

xe ZIL – 130, ZIL – 131, KAMAZ – 5320

+ Bố trí cách biệt cơ cấu lái, van phân phối, xy lanh thủy lực của trợ lực láinhư hình b

Ưu điểm: Cho phép giảm được tải trọng cho đa số các chi tiết của hệ thống lái

mà vẫn giữ nguyên được cơ cấu lái nguyên thủy

Nhược điểm: Tăng số lượng các khâu liên kết các phần tử điều khiển và cácphần tử công tác của trợ lực lái, tăng chiều dài các ống dẫn vì vậy giảm độ nhạycủa hệ thống Sơ đồ này áp dụng cho xe GAZ – 66, BTR – 60PB

+ Bố trí xy lanh lực và van phân phối liền nhau nhưng tách biệt với cơ cấu láinhư hình c

Bố trí kiểu này cho phép giữ được kiểu cơ cấu lái cơ bản, giảm được chiều dàiđường ống dẫn, bảo đảm an toàn cho hệ thống khi ô tô chuyển động trên đường gồghề và qua các vật cản Sơ đồ này áp dụng trên xe KRAZ – 255B, MAZ – 500.+ Bố trí bộ phận phân phối liền với cơ cấu lái nhưng tách biệt xy lanh côngtác như hình d

Sơ đồ này áp dụng trên xe URAL – 375D VÀ URAL – 43206 Bố trí theo sơ

đồ này khác phục được một số nhược điểm ở các sơ đồ trên như giảm được cáckhâu liên kết, các chi tiết dẫn động lái chịu tải trọng nhỏ

Việc sử dụng trợ lực lái đảm bảo tăng được tính linh hoạt và cơ động của ô tô

do dảm được lực tác dụng lên vành tay lái của xe và chọn được cơ cấu lái có tỷ sốtruyền thích hợp

Ngày nay trên phần lớn các ô tô buýt, ô tô vận tải hạng nặng và các ô tô chạyvới vận tốc cao người ta đều sử dụng trợ lực lái để giảm nhẹ cường độ lao độngcho người lái và đảm bảo an toàn cho ô tô khi chuyển động với vận tốc cao.Tuynhiên khi sử dụng trợ lực lái kéo theo việc mòn lốp nhiều hơn và tăng tải trọng tácdụng lên các chi tiết của hệ thống truyền động lái, kết cấu ô tô phức tạp hơn, khốilượng công việc chăm sóc bảo dưỡng sẽ tăng lên so với hệ thống lái không có trợlực Mặt khác trợ lực chỉ làm việc khi động cơ nổ máy nên không đảm bảo đượcquan điểm an toàn chuyển động khi tắt máy hoặc khi chuyển động xuống dốc

1.1.3 Hệ thống lái xe Ural 43206

Hình 1.11: Hệ thống lái của xe Ural 43206

1- Bầu chứa dầu; 2- Vành tay lái; 3- Trục lái; 4- Xi lanh lực; 5- Thanh kéo dọc;

6-Cơ cấu lái; 7- Van phân phối; 8- Đòn quay đứng; 9- Bơm dầu

- Cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng bên, tỷ số truyền của cơ cấu lái là 21,5

- Dẫn động lái bao gồm vành lái, cọc lái, vỏ trục lái, trục lái, đòn quay đứng,đòn kéo dọc, hình thang lái, cam quay, đòn kéo ngang và khớp nối, trục các đăngnối trục lái với cơ cấu lái

- Trợ lực lái kiểu thủy lực có các phần tử chính:

+ Van phân phối và xy lanh lực đặt riêng biệt, van phân phối bố trí ở trên đầutrục của cơ cấu lái

+ Xy lanh trợ lực đặt ở bánh trước phía bên trong của xe và liên kết với bánhbên trái thông qua các thanh của hình thang lái vá các khớp nối

+ Bơm dầu trợ lực lái kiểu phiến gạt tác dụng hai chiều có van an toàn áp suất

và van an toàn lưu lượng được dẫn động từ trục khuỷu động cơ thông qua bộtruyền bánh răng

1.2 Đặc điểm kết cấu hệ thống lái Ural 43206

1.2.1 Cơ cấu lái Trục vít – Cung răng bên

Hình 1.12: Cơ cấu lái trục vít cung răng bên trên xe Ural 43206

Cơ cấu lái ô tô Ural – 43206 là cơ cấu lái kiểu trục vít – cung răng bên, tỷ sốtruyền của cơ cấu lái là 21,5

Vỏ 1 của cơ cấu lái được làm bằng gang và được bắt chặt với dầm bên tráicủa khung xe bằng các bu lông đai ốc, phía ngoài của vỏ có gia công các vị trí

để lắp ghép với các bộ phận của hộp tay lái và có các vị trí để nạp và xả dầu.Hai đầu trục vít (3) được lắp ghép với trục lái (6) của cơ cấu lái thông quamối ghép then hoa và được quay trên vòng bi đũa (2) Áo trong của vòng bi quabạc của đai ốc bắt chặt vào mặt bên của trục vít (3) Kết cấu của vòng bi, tồn tạikhoảng cách giữa trục vít (3) và vòng bi (2) đảm bảo khả năng dịch chuyển dọctrục của trục vít với các vòng bi chặn (8) và van trượt (32) khi trợ lực thuỷ lực làmviệc

Cung răng (5) với các răng dạng xoắn được chế tạo liền trục và được lắp vào

vỏ của cơ cấu lái trên các vòng bi kim các vòng bi này chịu tải trọng lớn Do kếtcấu của trục vít và sự giảm dần từ giữa ra về chiều dày của các răng trên cung răng

về cả hai phía do vậy độ ăn khớp của cung răng và trục vít đảm bảo độ rơ nhỏ nhất

ở khoảng giữa

Sở dĩ có kết cấu như vậy để bảo đảm cho sự ăn khớp ở vùng giữa là tốt nhất

vì vùng này là vùng thường xuyên làm việc vì vậy độ mòn của vùng này sẽ lớn hơnvùng ở phía cạnh ngoài

Khe hở ở vị trí giữa còn làm tăng tính ổn định và khả năng lái của xe Khiquay cung răng về cả hai phía tính từ điểm giữa ra thì phải đảm bảo khe hở lắpghép giữa trục vít và cung răng tăng dần, sự tăng dần của khe hở ở vị trí cận ngoàiloại trừ được hiện tượng kẹt răng khi điều chỉnh, khe hở tăng ở vị trí cận ngoài cònlàm giảm lực ma sát và làm cho quá trình tự động quay bánh xe về vị trí chuyểnđộng thẳng dưới tác dụng của mô men ổn định được dễ dàng hơn

Điều chỉnh sự ăn khớp của cung răng với trục vít được thực hiện bằng sự thayđổi chiều dày đệm, để đảm bảo không bị sai lệch vị trí ăn khớp ban đầu khi lắp vàđiều chỉnh cơ cấu lái thì cần phải làm trùng dấu trên trục vít và cung răng

Sự dịch chuyển của trục vít về một phía nào đó do cung răng được giới hạnbởi chốt chặn (18) lắp ở thân vở hộp cơ cấu lái

Ở phía ngoài trên trục của cung răng có phần then hoa côn để lắp cung răngvới đòn quay đứng của cơ cấu lái và được hãm chặt bằng đai ốc có chốt chẻ đểđảm bảo cho đai ốc không tự nới lỏng trong quá trình làm việc.

Đầu ra của trục cung răng được làm kín bởi phớt làm kín và vòng hãm Trục

cơ cấu lái được làm kín bằng phớt (7) và (27) đầu trên có then hoa để lắp với cácđăng lái , liên kết then hoa này đảm bảo sự dịch chuyển của trục (6) với van trượt(32) theo hướng dọc trục khi trợ lực lái làm việc, đầu dưới của trục cũng có thenhoa để lắp với trục vít

Như vậy qua phân tích đặc điểm của cơ cấu lái kiểu trục vít cung răng đặt ởbên cạnh trên xe URAL -43206, ta thấy rằng:

Ưu điểm:

- Kích thước và trọng lượng nhỏ gọn , song vẫn đảm bảo áp lực lên bề mặtrăng bé

- Có khả năng điều chỉnh được khe hở ăn khớp giữa trục vít và cung răng

- Có tỷ số truyền cao hơn

Nhược điểm:

- Việc chế tạo cung răng phức tạp hơn đòi hỏi độ chính xác cao hơn

1.2.2 Dẫn động lái

Hình 1.13: Kết cấu vành lái, trục lái, các đăng lái

Dẫn động lái cơ khí gồm: vành lái, vỏ trục lái, trục lái đòn quay đứng,đòn kéodọc, đòn kéo ngang, thanh bên hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, camquay, các khớp nối và các đăng lái

Vành lái : là một vành tròn, có cốt thép và được bọc nhựa, vành lái được lắpvới trục lái (8) thông qua mối ghép then và mối ghép ren

Trục lái (8) được lắp vào vỏ trục lái (3) trên 2 ổ bi cầu (10) và được làm kínbằng phớt (9) và (11).Đầu trên của trục lái có gia công rãnh then và ren để lắp vớivành lái, đầu dưới của trục lái (8) có mặt bích (2) trên mặt bích (2) có gia công các

vị trí để lắp ghép với các đăng lái 1 bằng bu lông đai ốc

Vỏ trục lái (3) là một ống bằng thép rỗng bên trong lồng trục lái,vỏ trục láiđượcbắt với giá ở phía trước bảng đồng hồ bằng đai kẹp

Trục các đăng (1) là một trục bằng thép ở 2 đầu có 2 khớp các đăng Nạng củacác khớp các đăng được nối với ống lồng có then hoa (14) và được lắp trên lõi của

cơ cấu lái (12) bằng mối ghép then hoa Các khớp nối then hoa,vòng bi của khớp

các đăng điều được bôi trơn bằng mỡ, chỗ giáp mối của ống lồng và trục được làmkín bằng đệm và bằng ốc hãm Đòn quay đứng được lắp trên then hoa hình côn củatrục cung răng và được bắt chặt bằng đai ốc, để hãm cho đai ốc không tự nới lỏngtrong quá trình làm việc thì trên đai ốc và trục của chốt cầu có gia công vị trí để lắpchốt chẻ, ở các đầu mút của thanh kéo lắp các khớp nối có đầu hình cầu.

Hình 1.14: Cấu tạo khớp nối

Lò xo (4) bảo đảm cho sự tiếp xúc giữa khớp cầu với các đệm, mục đích của

lò xo (4) dùng để đảm bảo duy trì và khắc phục khe hở của khớp cầu luôn bằngkhông Lò xo (4) được ép nhờ vỏ khớp nối (5) và được giữ bởi vòng hãm (6), lò xonày được bố trí trong các khớp cầu dẫn động lái còn có tác dụng giảm tải trọng vađập tác dụng lên các đòn kéo từ 2 phía và giảm mòn cho chốt cầu và miếng đệm.Các khớp nối của thanh kéo ngang, dọc và của xi lanh trợ lực lắp lẫn đượccho nhau và không cần điều chỉnh trong quá trình sử dụng – bôi trơn các khớp cầubằng vú mỡ (3)

Thanh lái dọc, thanh lái ngang có kết cấu dạng ống 2 đầu được nối với cáckhớp cầu, ở thanh lái ngang trên 2 đầu có kết cấu để điều chỉnh độ chụm bánh xe

* Van phân phối

Van phân phối được bố trí liền kề với cơ cấu lái, có kết cấu dạng con trượt gồmcó: nắp con trượt, con trượt, trụ phản lực và các lò xo định tâm cùng các chi tiết kẹpchặt

- Trên trục của cơ cấu lái có lắp các vòng bi chặn, nằm giữa chúng là các vòng

và con trượt được kẹp chặt nhờ đai ốc Các vòng này được tỳ sát với bề mặt mút củatrụ phản lực

Nhờ có lực liên kết như vậy cho nên trục với vít, con trượt có thể dịch chuyểntheo chiều dọc trục cho đến khi các vòng chưa tỳ vào mặt mút của van phân phối

- Hành trình dịch chuyển của con trượt đối với vỏ van phân phối về mỗi phíakhoảng 2,08÷2,20 mm

* Xi lanh lực

Hình 1.15: Cấu tạo xi lanh lực

Xi lanh lực của ôtô URAL 43206 được đặt ở bánh trước phía bên phải của xe

và được bắt chặt bằng khớp nối với giá đỡ nhíp

Ưu điểm của cách bố trí này so với cách bố trí ở xe khác là cho phép giảmđược tải trọng cho đa số các chi tiết của hệ thống lái mà vẫn giữ nguyên cơ cấu láinguyên thuỷ, tránh va đập từ mặt đường qua bánh xe lên hệ thống lái Song cũng

có nhược điểm là tăng chiều dài ống dẫn vì vậy giảm độ nhạy của hệ thống

Cần pít tông được bắt chặt với đòn quay ngang của bánh xe bên phải nhờkhớp nối cầu Việc bố trí liền xi lanh trợ lực với bánh xe dẫn hướng cho phépbảo vệ được cho hệ thống lái những va đập từ mặt đường thông qua bánh xe tácđộng lên cơ cấu lái

Trên xi lanh (4) có lắp với đầu cuối, ở đầu cuối của xi lanh có khớp nối Việclàm kín cho pít tông được đảm bảo nhờ đệm làm kín hỗn hợp gồm các vòng làmkín, vòng chặn và vòng ép chặt Trong sử dụng nếu có dầu dò rỉ dọc theo cần píttông thì cần xiết chặt lại đai ốc (11) Bao kín ngoài cần pít tông nhờ chụp cao su(12 )được kẹp chặt ở 2 đầu bằng các đai ốc (10) và (13) Việc điều chỉnh chiều dàicần pít tông khi điều chỉnh dẫn động lái được thực hiện bằng cách xoay đầu nối(15) của cần pít tông và hãm lại nhờ bu lông (14)

- Khi xe quay vòng

Khi tăng lực cản quay vòng bộ trợ lực lái bắt đầu làm việc

Quay vòng bên trái (hình 1.16-II) lực của người lái tác dụng lên vành láithông qua cơ cấu lái truyền xuống đòn quay đứng làm cho trục vít chuyển độngsang trái (xuống dưới ), con trượt của van phân phối cũng dịch chuyển xuống dướiđóng đường dầu cao áp vào khoang bên phải của xi lanh lực Dầu có áp suất cao ởkhoang bên trái sẽ đẩy pít tông của xi lanh lực chuyển động sang phải trợ lực chongười lái, dầu từ khoang bên phải của xi lanh lực thông qua đường ống trở về bầudầu