Bài tập lớn Sức bền vật liệu SVTH. Nguyễn Văn A

Bài tập lớn Sức bền vật liệu trình bày tổng quan về đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống lái xe ô tô; cơ sở khoa học và thực tiễn; tính toán kiểm tra hệ thống lái; những lỗi kỹ thuật thường gặp trong quản lý, sử dụng. biện pháp khắc phục. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết tài liệu.

- Đảm bảo khả năng quay vòng với bán kính quay vòng càng nhỏ càng tốt

- Đảm bảo được động học quay vòng Các bánh xe phải lăn trên các đường tròn đồng tâm

- Điều khiển nhẹ nhàng Lực và hành trình điều khiển phải ứng với mức độ quay vòng

- Các bánh xe dẫn hướng có tính ổn định cao khi chuyển động thẳng

- Giảm lực va đập từ bánh xe lên vánh lái

- Các bánh xe dẫn hướng phải có động học phù hợp giữa hệ thống lái và hệ thống treo

1.1.1.4 Cấu tạo: ( Hình 1.1.1.4)

15

Vành lái:

Vành tay lái (1) có hình tròn, lực của người lái tác dụng lên vành tay lái tạo ra

mô men quay để hệ thống lái làm việc Mô men tạo ra trên vành tay lái là tích số của lực lái do người lái tác dụng vào và bán kính của vành tay lái

Trục lái:

- Trục lái (2) thường là một đòn dài (rỗng hoặc đặc) để truyền mô men quay từ vành tay lái đến cơ cấu lái

- Trục lái gồm có: Trục lái chính truyền chuyển động quay từ vô lăng xuống

cơ cấu lái và ống trục lái để cố định trục lái chính vào thân xe

- Đầu phía trên của trục lái chính được gia công ren và then hoa để lắp vô lăng lên đó và được giữ chặt bằng một đai ốc

Cơ cấu lái

16

Cơ cấu lái (4) có nhiệm vụ biến chuyển động quay của vành tay lái thành chuyển động lắc của đòn quay đứng trong mặt phẳng đứng và đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu cần thiết Cơ cấu lái được bắt chặt trên xà dọc (phần được treo của ô tô) Cơ cấu lái liên kết với vành tay lái qua trục lái

Đòn dẫn động

Dẫn động lái gồm có đòn quay đứng (5), trụ đứng (6), đòn quay ngang (7), đòn kéo dọc (11) Là phần liên kết từ cơ cấu lái tới các hình thang lái, dùng để truyền lực từ cơ cấu lái (và trợ lực lái) đến hình thang lái, đảm bảo tỉ số truyền nhất định và đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng có thể quay vòng với các góc khác nhau phù hợp với động học quay vòng của ô tô

Hình thang lái

Hình thang lái thực chất là một hình tứ giác gồm 4 khâu: dầm cầu, thanh lái ngang va hai thanh bên Hình thang lái sẽ đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe đẫn hướng nhờ vào các kích thước của các thanh lái ngang, cánh bản lề và các góc đặt phải xác định

Đối với hệ thống lái của hệ thống treo độc lập chỉ khác so với hệ thống lái của hệ thống treo phụ thuộc ở phần dẫn động lái Với những xe ô tô có sử dụng trợ lực lái về cơ bản cũng không khác nhiều so với cấu tạo chung Chỉ có thêm một số cụm chi tiết tương ứng với việc sử dụng loại trợ lực nào

17

- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải

1.1.2.2 Theo số lượng cầu dẫn hướng

- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước

- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau

- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở nhiều cầu

1.1.2.3 Theo kết cấu của cơ cấu lái

- Cơ cấu lái loại trục vít- cung răng

- Cơ cấu lái loại trục vít- con lăn

- Cơ cấu lái loại trục vít- chốt quay

- Cơ cấu lái loại trục răng- thanh răng

- Cơ cấu lái loại liên hợp

1.1.2.4 Theo bộ phận trợ lực

- Hệ thống lái có trợ lực

- Hệ thống lái không có trợ lực

1.1.3 Nguyên lý hoạt động chung

Khi người lái quay vành tay lái để điều khiển xe qua cơ cấu lái (4) làm cho đòn quay đứng (5) quay một góc thông qua đòn kéo dọc (11) và đòn quay ngang (7) làm bánh xe dẫn hướng bên trái dịch chuyển qua các đòn thanh bên (8) và thanh lái ngang hình thang lái (10) làm cho bánh xe dẫn hướng bên kia cũng dịch chuyển quanh trụ đứng (6), thực hiện quay vòng xe theo ý muốn của người lái

1.2 ĐẶC ĐIỂM, KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG LÁI XE ZIL-131

1.2.1 Dẫn động lái :

18

Dẫn động lái cơ khí gồm : Vành lái, trục lái, vỏ trục vành lái, đòn quay đứng, đòn kéo dọc, thanh bên hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, cam quay, đòn quay ngang, các khớp nối (rô tuyn), trục các đăng

1.2.1.1 Vành lái (Hình 1.2.1.1):

Hình 1.2.1.1 Kết cấu vành lái, vỏ trục lái

1- Đai ốc; 2- Đệm hãm; 3- Phớt làm kín; 4- ổ bi; 5- Cọc lái; 6- Vách ngăn; 7- Trục lái; 8- ổ bi; 9- Vành hãm; 10- Then bán nguyệt; 11- Dây còi; Đai

Vành lái là một vành tròn, có cốt thép và đựơc bọc nhựa, vành lái lắp với trục vành lái bằng mối ghép then và mối ghép ren, ở giữa vành lái có bố trí công tắc còi (núm còi)

1.2.1.2 Trục vành lái (Hình 1.2.1.1):

Trục vành lái làm bằng thép bên trong rỗng và được gối trên 2 ổ bi cầu, bên trong luồn trục dây còi, trục vành lái được đặt trong vỏ trục vành lái và được bắt với trục các đăng lái thông qua mối ghép then (chốt ngang)

1.2.1.3 Trục các đăng (Hình 1.2.1.3):

19

Hình 1.2.1.3 Kết cấu trục các đăng lái

1- Nạng các đăng; 2- Vòng hãm; 3- Trục chữ thập; 4- ổ thanh lăn kim; 5- Vòng làm kín; 6- Nạng; 7- Phớt; 8- Vòng chặn; 9- Đai ốc kẹp; 10- Vỏ các đăng

Là một trục làm bằng thép ở 2 đầu có 2 khớp các đăng với các vòng bi kim (khớp chữ thập), trục các đăng gồm 2 phần trục ghép với nhau bằng then hoa, khớp then hoa này cho phép dịch chuyển dọc trục tương đối giữa hai phần

1.2.1.4 Đòn quay đứng:

Đòn quay đứng được lắp trên then hoa của trục cung răng và được bắt chặt

bằng đai ốc, để hãm cho đai ốc không tự nới lỏng trong quá trình làm việc thì trên đai ốc và trục của chốt cầu có gia công vị trí để lắp chốt chẻ ở các đầu mút của thanh kéo

1.2.1.5.Thanh kéo dọc: Là một chi tiết dạng ống cầu, một đầu được nối với

đòn quay đứng, đầu còn lại được nối với đòn quay ngang thông qua các khớp nối, các khớp nối này được bôi trơn bằng mỡ thông qua các vú mỡ khớp nối hình cầu

bên ngoài được bắt bằng đai ốc và được hảm bằng chốt chẻ.( Hình 1.2.1.5)

1- Bạc chốt cầu; 2- Nắp của bạc chốt cầu; 3- Đai ốc; 4- Chốt chẻ; 5- Đệm vòng chắn dầu; 6- Lớp che đệm; A- Khoang chứa mỡ; 7- Lò xo; 8- Chốt cầu

20

Hình 1.2.1.5 Khớp cầu dẫn động lái của thanh kéo dọc

1.2.1.6 Kết cấu khớp cầu dẫn động lái (Hình 1.2.1.6):

1.2.1.7 Đòn lái ngang: Cũng là một chi tiết dạng ống có kết cấu để điều

chỉnh độ chụm bánh xe, hai đầu của đòn kéo ngang được nối với hai thanh bên hình

thang lái thông qua các khớp cầu (Hình 1.2.1.7)

21

Hình 1.2.1.7 Kết cấu khớp cầu dẫn động lái của thanh lái ngang

Chốt có dạng cầu luôn ép vào các đệm nhờ lực lò xo và được che kín bằng nắp

(4) Đầu đòn lái ngang (3) được liên kết với đòn nhờ mối ghép ren dùng để điều

chỉnh độ chụm của bánh xe dẫn hướng

* Ƣu nhƣợc điểm của dẫn động lái:

- Ƣu điểm:+ Đảm bảo động học cho hình thang lái

+ Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo

+ Chăm sóc bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh dễ dàng + Có độ bền, độ tin cậy cao

+ Nhập tắt được các dao động từ mặt đường lên vành tay lái

- Nhƣợc điểm:

+ Các khớp và đệm khớp cầu hay bị mòn

+ Bạc trục đòn quay đứng hay mòn

+ Do làm mềm va đạp từ mặt đường lên vành tay lái nên ảnh hưởng

đến ổn định chuyển động không tốt (do các lò xo ở khớp cầu tạo ra)

1.2.2 Trợ lực lái:

Trợ lực lái ôtô ZIL-131 là trợ lực lái thuỷ lực có áp suất cao 65 KG/cm2 nên

hiệu quả trợ lực cao, thời gian chậm tác dụng ngắn song yêu cầu độ chính xác và

1- Đệm đầu đòn ngang phía trước; 2- Đệm đầu đòn ngang phía sau; 3- Đệm đầu đòn lái ngang bên trái; 4- Nắp đầu đòn ngang; A- Khoang chứa mỡ; B- Kích thước

22

công nghệ chế tạo cao Trợ lực lái bao gồm : bơm dầu, bầu chứa dầu, van phân

phối và các đường ống dẫn dầu.( Hình 1.2.2)

1.2.2.1 Cấu tạo trợ lực lái:

- Bơm dầu : Là nguồn cung cấp năng lượng Là loại bơm dầu rôto cánh gạt

tác dụng kép, bơm được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ đốt trong nhờ bộ truyền đai thang Ở phía sau của bơm dầu có van an toàn (17), khi áp suất dầu trên đường dầu chính lớn hơn áp suất dầu quy định thì van an toàn sẽ mở ra để dầu từ đường dầu chính trở về bầu chứa đảm bảo an toàn cho các đường ống dẫn dầu và trợ lực lái

Hình 1.2.2 Kết cấu bơm dầu

1- Bánh đai; 2- Ống lọc dầu; 3- Thân trước; 4- Ổ bi; 5- Phớt làm kín; 6- Trục bơm; 7- Ổ lăn trụ; 8- Thân giữa; 9- Rôto; 10- Đĩa phân phối; 11- Thân sau; 12-

23

Van an toàn bầu lọc; 13- Tiết lưu; 14- Cánh gạt; 15- Lò xo; 16-Đế van an toàn lưu lượng; 17- Đế van an toàn áp suất; 18- Đáy bầu chứa dầu; 19- Bầu chứa dầu; 20- Đệm nắp bầu chứa; 21- Lưới lọc; 22- Van thông áp; 23- Nắp bầu dầu; 24- Đệm nắp bầu dầu 25- Đai ốc tai hồng; 26- Đệm làm kín; 27- Gioăng làm kín; 28- Đệm bầu lọc; 29- Đệm; 30- Ống lót côn; 31- Ông dầu ra hệ thống; 32- Ống dẫn dầu về

- Bánh đai: (1) Được bắt với trục của bơm bằng then bán nguyệt và đai

ốc hãm

- Trục bơm:Trục bơm quay trên hai ổ bi (một ổ bi cầu và một ổ bi đũa)

- Rôto: (9) Của bơm được nối với trục bơm (6) bằng then hoa, trên rôto có 10

rãnh để lắp các phiến gạt

- Stato: (8) Có biên dạng ô van, trên stato có các đường dầu vào, các đường

dầu ra và lỗ chốt định vị đĩa phân phối, trên stato có dấu để lắp ráp và để lắp đúng stato

-Đĩa phân phối: (10) được ép vào giữa stato và nắp của bơm bằng các bulông

thông qua van an toàn áp suất và van an toàn lưu lượng, trên đĩa có các rãnh để cung cấp dầu đi vào cơ cấu lái, đường dầu về bầu chứa thông qua van lưu lượng, và một đường dầu quay về cửa hút

- Bầu chứa dầu: Bầu chứa dầu đặt trên bơm dầu trong bầu chứa có 2 lưới lọc,

một lưới đặt ở phía trên gần nắp để lọc dầu khi đổ dầu vào bình chứa, một lưới lọc đặt sau đường dầu về để lọc dầu khi dầu từ xilanh trợ lực hồi về bầu chứa, lưới lọc này có đặt một van an toàn để nếu lưới lọc bị tắc thì van an toàn sẽ tự động mở ra dưới tác dụng của áp suất dầu để cho dầu trở về bầu dầu bảo đảm an toàn cho hệ thống Để giữ ổn định nhiệt độ của dầu trong bộ trợ lực lái người ta còn làm một két mát nhằm làm mát dầu trợ lực

1.2.2.2 Nguyên lý làm việc(Hình 1.2.2.2):

24

Hình 1.2.2.2 Nguyên lý làm việc của bơm dầu

Khi động cơ làm việc qua dây đai làm cho buly quay làm cho trục bơm và roto quay nhờ sức văng ly tâm làm cho các cánh gạt tỳ sát vào buồng bơm, dầu từ bầu chứa qua phần thân bơm và khoang hút của bơm, các cánh gạt, gạt dầu từ khoang hút ra khoang xã qua đĩa phân phối cung cấp cho hệ thống, một lượng dầu qua đĩa phân phối quay trở lại roto Khi tốc độ động cơ tăng đột ngột làm tốc độ bơm trợ lực tăng đột ngột lúc này dầu ở cửa ra vượt quá lưu lượng cho phép (8-10)lít /phút, làm cho dầu khoang tăng áp lớn đẩy mở van thuận đưa dầu thẳng về bầu chứa Khi trên đường ống của hệ thống bị tắc áp suất dầu tăng lúc này van nghịch mở dầu lúc này từ bơm qua van về bầu chứa đảm bảo an toàn cho hệ thống (áp suất của van mở 65-70kG/cm2 )

*Ƣu nhƣợc điểm bơm cánh gạt:

- Ƣu điểm: + Kết cấu gọn nhẹ, phù hợp với hệ thống thủy lực

+ Làm việc tin cậy, lưu lượng khá lớn

+ Thời gian chậm tác dụng nhỏ

+ Lưu lượng bơm ổn định nhờ tác động kép

25

-Nhƣợc điểm:+ Cấu tạo phức tạp hơn bơm bánh răng

+ Yêu cầu tính công nghệ, và độ chính xác cao

+ Nhiều chi tiết tiếp xúc với nhau nên ma sát cơ khí cao

+ Việc tháo lắp bảo dưỡng khó khăn và phức tạp hơn

+ Làm tổn hao công suất động cơ

1.2.3 Cơ cấu lái (Hình 1.2.4.1.2)

Là loại cơ cấu Vít - Đai ốc - Thanh răng - Cung răng Có trợ lực lái thủy lực

Để giảm mài mòn cho ê cu thanh răng và trục vít người ta lắp những viên bi tuần hoàn trong rãnh dẫn, vì vậy ma sát trượt được thay thế ma sát lăn Do hiệu suất nghịch khá cao nên có hiện tượng va đập cứng lên vành tay lái Nhược điểm loại này là không điều chỉnh được khe hở giữa trục vít và đai ốc Tỷ số truyền loại này không thay đổi

Trong cơ cấu lái loại vít - đai ốc - thanh răng - cung răng ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn (giữa bi và đai ốc - giữa bi và vít) Số lượng bi trong cơ cấu lái là 28 viên, hiệu suất của cơ cấu lái loại này đạt được tương đối cao: thuận =

nghich = 0,7-0,85 Do hiệu suất thuận cao nên lái nhẹ nhàng, nhưng hiệu suất nghịch quá cao cho nên có hiện tượng va đập cứng truyền từ đường lên vành lái Nhưng do hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực vì vậy va đập cứng này được làm mềm

Nhƣợc điểm:

26

Cơ cấu lái loại này có nhược điểm lớn nhất là không điều chỉnh được khe hở giữa trục vít và đai ốc Việc chế tạo các rãnh bi, bi, đai ốc chính xác và tính công nghệ cao, bề mặt làm việc đòi hỏi phải có độ cứng vững cao vì những viên bi làm việc tiếp xúc điểm do vậy lực tác dụng lên bề mặt làm việc của các chi tiết là rất lớn Quá trình tháo lắp, bảo dưỡng, sửa chữa khó khăn hơn và đòi hỏi độ chính xác cao, khi một chi tiết hỏng trong hộp tay lái bắt buộc ta phải tháo toàn bộ hộp tay lái

để sửa chữa

1.2.4 Nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe ZIL-131

1.2.4.1 Sơ đồ nguyên lý: Được thể hiện trên (Hình 1.2.4.1)

Nguyên lý làm việc được thể hiện ở các trạng thái sau: Khi vành tay lái ở vị trí trung gian, vị trí quay vòng, tính tùy động, ngoài ra cơ cấu lái còn làm việc ở chế

độ khi một bánh xe dẫn hướng nào đó bị thủng hay bị nổ lốp đột ngột (hoặc cản mặt đường tăng), tạo cảm giác mặt đường cho người lái và khi trợ lực không làm việc

27

Hình 1.2.4.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc của trợ lực lái xe ZIL -131

1- Van thông áp; 2- Vành chắn sóng; 3- Phin lọc; 4- Van an toàn; 5- Đáy bầu chứa dầu; 6- Rô to; 7- Van an toàn lưu lượng; 8- Van an toàn áp suất;9- Đế van ; 10,11- Gíclơ;12- Van bi; 13- Pít tông phản xạ; 14- Con trượt ; 15- Trục vít; 16- Bộ làm

mát dầu; 17- Trục đòn quay đứng; 18- Xy lanh lực

1.2.4.2 Nguyên lý làm việc: (ở các trạng thái )

1.2.4.2.1 Khi xe chuyển động thẳng : Được thể hiện trên (Hình 1.2.4.2.1)

Hình 1.2.4.2.1 Khi xe chuyển động thẳng

Khi xe chuyển động thẳng người lái giữ nguyên vành lái ở vị trí trung gian Cản mặt đường nhỏ Con trượt (14) ở vị trí trung gian, hai khoang của xy lanh lực thông nhau nối thông đường dầu từ bơm dầu tới và đường dầu hồi về bầu dầu, áp suất của hai khoang xy lanh lực bằng nhau, pít tông của xy lanh lực không dịch chuyển với lực giữ của người lái làm cho xe chuyển động thẳng

1.2.4.2.2 Khi xe quay vòng bên phải : Được thể hiên trên (Hình 1.2.4.2.2)

Nguyên lý lúc đầu do lực cản mặt đường còn lớn nên bánh xe đứng yên, thông qua dẫn động lái làm cho cung răng giữ thanh răng đứng yên pít tông đứng yên Lúc này người lái vẫn tiếp tục đánh vành tay lái làm cho vít vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến đưa con trượt rời vị trí trung gian nối thông với đường dầu bên phải của xy lanh lực với bơm dầu áp suất cao, khoang bên trái xy

I

28

lanh lực với bầu chứa dầu áp suất thấp, do áp suất hai khoang của xy lanh lực chênh lệch cho nên xy lanh lực dịch chuyển về bên trái Khi con trượt dịch chuyển hết hành trình của nó (2 mm) thì lúc này phần cơ khí bắt đầu làm việc qua vít làm cho thanh răng dịch chuyển, như vậy lúc này lực làm cho thanh răng dịch chuyển gồm hai thành phần lực đó là lực của người lái và lực của trợ lực nhờ đó mà giảm nhẹ sức lao động cho người lái Khoang bên phải với áp suất cao (65KG/cm2) sẽ đẩy pít tông của xy lanh lực chuyển động sang trái trợ lực cho người lái, đồng thời

dầu ở khoang bên trái qua van phân phối trở về bầu chứa dầu

Hình 1.2.4.2.2 Khi xe quay vòng bên phải 1.2.4.2.3 Quay vòng trái: Được thể hiên trên (Hình 1.2.4.2.3)

II

III

29

Hình 1.2.4.2.3 Khi xe quay vòng bên trái

Nguyên lý làm việc giống quay vòng bên phải nhưng lúc này vít tịnh tiến đi sang trái (đi xuống)

mô men ổn định của bánh xe dẫn hướng sẽ làm cho bánh xe dẫn hướng nhanh chóng trở về vị trí chuyển động thẳng

1.2.4.2.5 Cảm giác mặt đường

Trong quá trình quay vòng áp lực trong khoang làm việc của xy lanh lực tăng

tỷ lệ với mô men cản quay vòng của bánh xe Khi mô men cản quay vòng của bánh

30

xe dẫn hướng càng tăng thì áp lực chất lỏng công tác ở các khoang phản lực giữa các thanh trụ càng tăng Lực làm cho con trượt có xu hướng trở về vị trí trung gian cũng tăng Do đó để duy trì con trượt ở vị trí quay vòng người lái cần phải duy trì một lực đặt lên vành tay lái cũng tăng lên một cách tỷ lệ với mô men cản quay vòng tạo thành cảm giác mặt đường cho lái xe

1.2.4.2.6 Khi một bánh xe dẫn hướng thủng hoặc lực cản tăng

Khi đang chuyển động thẳng mà một bên lốp của cầu trước bị thủng đột ngột hoặc lực cản tăng thì ô tô sẽ bị quay lệch về một phía đó Nếu không có trợ lực khi

bị thủng lốp sẽ làm cho xe có xu hướng quay vòng về phía đó rất nguy hiểm Khi

có trợ lực nhờ bộ trợ lực làm việc làm quay vòng bánh xe về phía ngược lại nên xe vẫn giữ được hướng chuyển động mà không bị quay vòng về phía lốp bị thủng đó Giả sử xe bị thủng bên phải, bánh xe dẫn hướng có xu hướng quay vòng về bên phải (người lái vẫn giữ nguyên vành tay lái ở vị trí trung gian) thông qua dẫn động lái làm cho pít tông (thanh răng) có xu hướng chuyển động sang trái Lúc này trục vít lại đứng im do người lái giữ nguyên vành tay lái, như vậy pít tông (thanh răng) thông qua liên kết giữa các viên bi sẽ kéo toàn bộ cụm trục vít, 2 ổ bi tỳ và con trượt van phân phối dịch chuyển sang trái (xuống dưới) mở đường dầu cao áp dẫn tới khoang bên trái của xy lanh lực, dầu có áp suất cao ở khoang bên trái tác dụng lên pít tông chống lại xu hướng quay vòng sang phải của bánh xe dẫn hướng Nhờ vậy mà khi xe chuyển động thẳng một lốp bất kỳ của cầu trước bị thủng nhỏ đột ngột muốn cho xe tiếp tục chuyển động thẳng người lái phải giữ nguyên lực tác dụng vào vành tay lái

1.2.4.2.7 Khi trợ lực không làm việc

Trợ lực lái bị hỏng xe sẽ làm việc như hệ thống lái không có trợ lực, lúc này van bi ở van phân phối sẽ đảm bảo cho dầu chảy từ khoang này sang khoang kia của xy lanh lực làm cho quá trình quay bánh xe dẫn hướng dễ dàng hơn Nhưng khi

bộ trợ lực của hệ thống lái bị hỏng mà ta vẫn tiếp tục sử dụng thì phụ tải sẽ tác

31

dụng lên toàn bộ cơ cấu lái và các chi tiết khác, vì vậy khi khai thác lâu dài với hệ thống lái có trợ lực không làm việc sẽ xuất hiện sự mòn trước thời hạn và sứt mẻ các chi tiết Tuy nhiên khi xe đang chạy trên đường mà trợ lực hỏng đột ngột thì người lái vẫn có thể điều khiển xe đến nơi sửa chữa, lúc này hệ thống lái hoạt động

cơ khí nên nặng hơn

CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC

2.1.1 Độ chụm và độ mở (góc doãng) (Hình 2.1.1)

Độ chụm của bánh xe là thông số biểu thị góc chụm của 2 bánh xe dẫn hướng (hoặc hai bánh xe trên cùng một cầu xe), góc chụm là góc xác định trên một mặt phẳng đi qua tâm trục nối hai bánh xe và song song với mặt phẳng đường tạo bởi hình chiếu mặt phẳng đối xứng dọc trục của hai bánh xe lên mặt phẳng đó và hướng chuyển động của xe

* Chức năng:

Thông thường độ chụm được biểu diễn bằng khoảng cách B-A Kích thước

B, A được đo ở mép ngoài của vành lốp ở trạng thái không tảikhi xe đi thẳng Độ chụm là dương nếu B-A>0, là âm nếu B-A<0 Độ chụm có ảnh hưởng lớn tới sự mài mòn của lốp và ổn định của vành tay lái

A

B

v

Hình 2.1.1 Góc chụm bánh xe

Để lăn phẳng thì các bánh xe đặt với độ chụm =B-A dương Với góc như thế thì tạo lên sự ổn định chuyển động thẳng của xe tức là ổn định vành tay lái

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

về phía trước Bởi vậy góc giảm.Trong trường hợp này, để giảm ảnh hưởng của lực cản lăn và lực phanh và đồng thời giảm tốc độ động cơ đột ngột (phanh bằng động cơ), thì bố trí các bánh xe với góc đặt có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng không

Trên xe tải độ chụm thường có giá trị từ 5  mm

33

Khi vào đường cong, đảm bảo các bánh xe dẫn hướng không bị trượt nết hoặc trượt quay thì đường vuông góc với véctơ vận tốc chuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm, điểm đó gọi là tâm quay tức thời của xe

Để đạt được góc lái chính xác của bánh dẫn hướng bên phải và bên trái thì các thanh dẫn động lái thực hiện chức năng này cũng đồng thời đạt được bán kính quay vòng mong muốn

Sự quay vòng của xe kèm theo lực ly tâm, lực này có xu hướng bắt xe quay với bán kính lớn hơn bán kính dự định của người lái trừ khi xe có thể sinh ra một lực ngược lại đủ lớn để cân bằng với lực ly tâm Lực này là lực hướng tâm Lực hướng tâm sinh ra bởi sự biến dạng và sự trượt bên của lốp do ma sát giữa lốp

và mặt đường, lực này là lực quay vòng và làm ổn định xe khi quay vòng

2.1.3 Quan hệ động học của góc quay trong và ngoài bánh xe dẫn

Khi xe vào đường vòng, để đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng không bị trượt lết hoặc trượt quay thì đường vuông góc với các véc tơ vận tốc chuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm, điểm đó chính là tâm quay tức thời của xe

34

Từ sơ đồ trên ta rút ra được biểu thức về mối quan hệ giữa các góc quay vòng của hai bánh xe dẫn hướng để đảm bảo cho chúng không bị trượt lết khi xe vào đường vòng:

- Góc quay của trục bánh xe dẫn hướng bên ngoài so với tâm quay

- Góc quay của trục bánh xe dẫn hướng bên trong so với tâm quay

B - Khoảng cách giữa hai trụ đứng của cầu dẫn hướng

L - Chiều dài cơ sở của xe