Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô toyota corolla altis 2 0v

Bên cạnh đó còn đề cập thêm một số kết cấu của các bộ phận chính trong hệ thống lái như cơ cấu lái, dẫn động lái, cường hóa lái…thường được sử dụng nhất.. Nội dung phần này khai thác các

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Duy Nhất

3 Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 2đ)

1 Điểm đánh giá: ……/10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

2 Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018

Người hướng dẫn

TS Nguyễn Hoàng Việt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Duy Nhất

3 Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

tối đa Đánh giá Điểm

1 Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải quyết

1a

- Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới

so với các ĐATN trước đây)

- Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng thực

tiễn

15

1b

- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức

cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu

- Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương

trình, mô hình,…)

50

1c

- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm ứng dụng

trong vấn đề nghiên cứu;

- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng

dụng trong vấn đề nghiên cứu;

- Có kỹ năng làm việc nhóm;

15

2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 15

2b - Thuyết minh đồ án không có lỗi chính tả, in ấn, định dạng 5

3 Tổng điểm đánh giá theo thang 100:

Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)

- Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

TÓM TẮT

Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

Sinh viên thực hiện: Trần Duy Nhất

Tất cả nội dung của đồ án, toàn bộ bao gồm có 6 chương với nội dung của mỗi chương khác nhau nhưng giữa chúng có sự liên kết chặt chẽ và bổ sung cho nhau để tạo thành một bản tổng thể hoàn chỉnh Dưới đây là phần tóm tắt nội dung của từng chương và được trình bày theo trình tự như sau:

Chương 1: Mục đích ý nghĩa đề tài Nội dung phần này trình bày mục đích việc thực hiện đề tài, đặc biệt nhấn mạnh tầm quan trọng của hệ thống lái trong ô tô

Chương 2: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô Nội dung của chương này chủ yếu khái quát lên công dụng chính cũng như một số yêu cầu và các loại hệ thống lái khác nhau

sử dụng phổ biến trên ô tô Bên cạnh đó còn đề cập thêm một số kết cấu của các bộ phận chính trong hệ thống lái như cơ cấu lái, dẫn động lái, cường hóa lái…thường được sử dụng nhất

Chương 3: Giới thiệu chung về ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Nội dung phần này trình bày các thông số kỹ thuật chính của xe, các loại hệ thống như hệ thống phanh, treo và

hệ thống lái mà xe trang bị Qua đó giúp ta có thể hiểu rõ hơn về loại xe này

Chương 4: Khảo sát hệ thống lái trên xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Nội dung phần này khai thác các thông số kỹ thuật chính và đồng thời làm rõ được nguyên lý làm việc cũng như kết cấu của các bộ phận trong hệ thống lái sử dụng trên ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

Chương 5: Nội dung phần này đi vào tính toán xác định các thông số chính như giá trị mô men cản quay vòng, lực tác dụng lên vô lăng, tính toán kiểm tra bền dẫn động lái và

có thêm tính toán kiểm tra động học của hình thang lái trên ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Chương 6: Chẩn đoán những hư hỏng và bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái của xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Nội dung phần này trình bày những nguyên nhân gây ra hư hỏng

và đưa ra các phương pháp bảo dưỡng, sửa chữa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: 13C4A Khoa: Cơ Khí Giao Thông Ngành: Kỹ thuật cơ khí

1 Tên đề tài đồ án:

Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Các thông số kỹ thuật chính của xe và của các bộ phận trong hệ thống lái trên xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V từ tài liệu của nhà chế tạo

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Chương 1: Mục đích ý nghĩa đề tài

Chương 2: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô

Chương 3: Giới thiệu chung về ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

Chương 4: Khảo sát hệ thống lái trên xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

Chương 5: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V Chương 6: Chẩn đoán những hư hỏng và bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái của xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

5 Các bản vẽ, đồ thị:

Bảng vẽ tổng thể xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V (1/A3)

Sơ đồ hệ thống lái trên xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V (1/A3)

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 29/01/2018

LỜI NÓI ĐẦU

Trong chương trình đào tạo Kỹ sư ngành Cơ Khí Giao Thông thì đồ án tốt nghiệp là không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà mọi sinh viên cần phải hoàn thành,

để hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu về ô tô Trong quá trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là việc quan trọng Điều này củng cố kiến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu về kiến thức cơ bản và cũng

là sự vận dụng lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý: Nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật

Hệ thống lái trên ô tô là một hệ thống rất quan trọng trên xe, hệ thống dùng để giữ cho ô tô chuyển động theo một hướng xác định nào đấy, thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe Nên hệ thống lái ô tô cần phải đảm bảo : Chuyển động thẳng ổn định, tính cơ động cao, động học quay vòng đúng, giảm các va đập, điều khiển nhẹ nhàng, Để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành

Trong tập đồ án tốt nghiệp này em chọn và thực hiện đề tài “Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe ô tô Honda Accord” Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và

hệ thống lái của ôtô Toyota Corolla Altis 2.0V nói riêng; từ đây có thể đi sâu nghiên cứu

về chuyên môn

Để có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới

thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Việt đã dành những phần thời gian chỉ bảo tận

tình, giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đồ án Và em cũng xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy, cô đang giảng dạy trong khoa cơ khí giao thông trường đại học bách khoa Đà Nẵng đã truyền đạt lại những kiến thức quý báu từ cơ bản đến chuyên môn

để em có thể vận dụng và hoàn thành được đồ án này

Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp, chưa tiếp xúc được nhiều với thực tiễn cũng như các tài liệu tham khảo còn quá ít trong khi đó thời gian thực hiện cũng có hạn nên trong

đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những lời chỉ dẫn thêm từ các thầy

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung trong tập đồ án này là do chính tôi thực hiện và được sự hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Hoàng Việt

Những số liệu có trong nội dung được thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình

Trần Duy Nhất

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ vi

MỞ ĐẦU ix

Chương 1: MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 1

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 3

2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 3

2.1.1 Công dụng 3

2.1.2 Phân loại 3

2.1.3 Yêu cầu 4

2.2 Các sơ đồ hệ thống lái 4

2.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 4

2.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 5

2.3 Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái 6

2.3.1 Vô lăng 6

2.3.2 Trục lái 7

2.3.3 Cơ cấu lái 7

2.3.4 Các loại cơ cấu lái thông dụng 10

2.3.5 Dẫn động lái 19

2.3.6 Hình thang lái 20

2.3.7 Hình học lái 21

2.4 Cường hóa lái 25

2.4.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu 25

2.4.2 Các thông số đánh giá 26

2.4.3 Các sơ đồ bố trí 27

Chương 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 30

3.1 Giới thiệu 30

3.2 Các thông số kỹ thuật của xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V 31

Chương 4: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 35

4.1 Giới thiệu tổng quát về hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V 35

4.2 Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V37 4.2.1 Vành tay lái 37

4.2.2 Trục lái và trục các đăng của hệ thống lái Toyota Corolla Altis 2.0V 39

4.2.3 Cơ cấu lái 40

4.2.4 Dẫn động lái 45

4.2.5 Bơm trợ lực lái 45

Chương 5: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 47

5.1 Các thông số chính của hệ thống lái xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V 47

5.2 Xác định mô men cản quay vòng 48

5.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng 52

5.4 Tính toán kiểm nghiệm bền dẫn động lái 54

5.4.1 Tính toán kiểm nghiệm bền dẫn động lái khi ô tô quay vòng tại chỗ 54

5.4.1.1 Tính bền đòn quay đứng 54

5.4.1.2 Tính bền thanh kéo bên 56

5.4.2 Tính toán kiểm nghiệm dẫn động lái khi ô tô phanh với cường độ cao 57

5.5 Tính toán kiểm tra hình thang lái 58

5.5.1 Cơ sở lý thuyết 58

5.5.2 Tình toán kiểm tra động học quay vòng 61

Chương 6: CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG VÀ BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI CỦA XE Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 64

6.1 Chẩn đoán những hư hỏng 64

6.1.1 Độ rơ vành tay lái 64

6.1.2 Vành tay lái bị nặng 64

6.1.3 Áp suất cường hóa lái thủy lực của hệ thống không ổn định 65

6.2 Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lái ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V 67

6.2.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 67

6.2.2 Sửa chữa các chi tiết trong hệ thống lái 67

KẾT LUẬN 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

HÌNH 2.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI VỚI HỆ THỐNG TREO PHỤ THUỘC 5

HÌNH 2.2 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI VỚI HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP 6

HÌNH 2.3 CÁC QUY LUẬT ĐẶC TRƯNG CHO SỰ THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN ĐỘNG HỌC 7

HÌNH 2.4 SỰ THAY ĐỔI KHE HỞ TRONG CƠ CẤU LÁI 10

HÌNH 2.5 TRỤC VÍT LĂN - CUNG RĂNG ĐẶT GIỮA 11

HÌNH 2.6 CƠ CẤU LOẠI TRỤC VÍT HÌNH TRỤ - CUNG RĂNG ĐẶT BÊN 11

HÌNH 2.7 CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT GLÔBÔÍT - CON LĂN HAI VÀNH 12

HÌNH 2.8 CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT - CHỐT QUAY LOẠI MỘT CHỐT 14

HÌNH 2.9 CƠ CẤU LÁI BÁNH RĂNG - THANH RĂNG 14

HÌNH 2.10 SƠ ĐỒ LẮP ĐẶT CƠ CẤU LÁI BÁNH RĂNG - THANH RĂNG 15

HÌNH 2.11 CƠ CẤU LÁI LIÊN HỢP TRỤC VÍT - ÊCU BI - THANH RĂNG - CUNG RĂNG 16

HÌNH 2.12 CƠ CẤU LÁI LOẠI TRỤC VÍT – ĐAI ỐC – ĐÒN QUAY 17

HÌNH 2.13 CƠ CẤU LÁI LOẠI TRỤC VÍT LẮC - ĐAI ỐC 18

HÌNH 2.14 CƠ CẤU LẠI LOẠI TRỤC VÍT – ĐAI ỐC QUAY 19

HÌNH 2.15 MỘT SỐ SƠ ĐỒ HÌNH THANG LÁI 20

HÌNH 2.16 GÓC DOÃNG 21

HÌNH 2.17 TÁC DỤNG CỦA GÓC DOÃNG DƯƠNG 22

HÌNH 2.18 TÁC DỤNG CỦA GÓC DOÃNG ÂM 23

HÌNH 2.19 GÓC NGHIÊNG DỌC DƯƠNG CỦA TRỤ XOAY ĐỨNG 23

HÌNH 2.20 GÓC NGHIÊNG DỌC 24

HÌNH 2.21 GÓC NGHIÊNG NGANG CỦA CHỐT CHUYỂN HƯỚNG 24

HÌNH 2.22 ĐỘ CHỤM CỦA BÁNH XE DẪN HƯỚNG 25

HÌNH 2.23 CƠ CẤU LÁI, BỘ PHẬN PHÂN PHỐI VÀ XI LANH LỰC BỐ TRÍ CHUNG THÀNH MỘT CỤM 28

HÌNH 2.24 CƠ CẤU LÁI BỐ TRÍ RIÊNG, BỘ PHẬN PHÂN PHỐI VÀ XILANH LỰC BỐ TRÍ CHUNG 28

HÌNH 2.25 CƠ CẤU LÁI, BỘ PHẬN PHÂN PHỐI VÀ XILANH LỰC BỐ TRÍ RIÊNG 28

HÌNH 2.26 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ XILANH LỰC RIÊNG, CƠ CẤU PHÂN PHỐI VÀ CƠ CẤU

LÁI BỐ TRÍ CHUNG 29

HÌNH 3.1 HÌNH DÁNG CHỤP TỔNG THỂ Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0 31

HÌNH 4.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI 36

HÌNH 4.2 VÀNH TAY LÁI 37

HÌNH 4.3 HÌNH ẢNH CHỤP TỔNG THỂ VÀNH TAY LÁI 38

HÌNH 4.4 TÚI KHÍ AN TOÀN 38

HÌNH 4.5 KẾT CẤU TRỤC LÁI 39

HÌNH 4.6 HÌNH ẢNH TỔNG THỂ CỦA TRỤ LÁI 40

HÌNH 4.7 KẾT CẤU VAN PHÂN PHỐI 41

HÌNH 4.8 KẾT CẤU THANH RĂNG 41

HÌNH 4.9 VAN XOAY Ở VỊ TRÍ TRUNG GIAN 42

HÌNH 4.10 VAN HOẠT ĐỘNG QUAY PHẢI 43

HÌNH 4.11 VAN HOẠT ĐỘNG QUAY TRÁI 44

HÌNH 4.12 KẾT CẤU KHỚP CẦU CỦA THANH KÉO BÊN 45

HÌNH 4.13 KẾT CẤU BƠM TRỢ LỰC LÁI LOẠI CÁNH BƠM CÁNH GẠT 46

HÌNH 5.1 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN MÔ MEN CẢN QUAY VÒNG DO LỰC CẢN LĂN TÁC DỤNG Ở BÁNH XE DẪN HƯỚNG 49

HÌNH 5.2 SƠ ĐỒ XÁC ĐỊNH MÔ MEN CẢN QUAY GÂY RA DO LỰC NGANG 50

HÌNH 5.3 SƠ ĐỒ BÁNH XE ĐÀN HỒI LĂN KHI CÓ VÀ KHÔNG CÓ LỰC NGANG TÁC DỤNG 51

HINH 5.4 SƠ DỒ BIỂU DIỄN LỰC TREN DON QUAY DỨNG 54

HÌNH 5.5 THANH CHỊU LỰC 55

HÌNH 5.6 BIỂU ĐỒ NỘI LỰC Q1 VÀ MX 56

HÌNH 5.7 THANH BC CHỊU LỰC 56

HÌNH 5.8 ĐỘNG HỌC QUAY VÒNG LÝ TƯỞNG (A) VÀ THỰC TẾ (B) KHI DÙNG HÌNH THANG LÁI [1] 59

HÌNH 5.9 SƠ ĐỒ HÌNH THANG LÁI (A) VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC CỦA CÁC THÔNG SỐ TRONG HÌNH THANG LÁI (B) 60

HÌNH 5.10 ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC GÓC QUAY CỦA BÁNH XE DẪN HƯỚNG 63

BẢNG 3.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 31BẢNG 3.2 BẢNG GIỚI THIỆU VỀ CÁC HỆ THỐNG VÀ CÁC TRANG THIẾT BỊ CỦA

XE TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 32BẢNG 4.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ TOYATA COROLLA ALTIS 2.0V 36BẢNG 5.1 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V 47BẢNG 5.2 KẾT QUẢ TÍNH ĐƯỢC CỦA ΒLT VÀ ΒTT TƯƠNG ỨNG VỚI CÁC GÓC

Α VÀ MỨC ĐỘ SAI LỆCH 𝜀 62

MỞ ĐẦU

Ngày nay ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã phát triển khá nhanh chóng trong vài năm trở lại đây Năm 2005, lần đầu tiên sản lượng sản xuât, lắp ráp xe ô tô trong nước đạt 200.000 xe/năm, tốc độ tăng so với năm 2014 đạt 51% Năm 2016, sản lượng tiếp tục tăng mạnh, đạt trên 283.300 xe/năm Một số loại sản phảm đã xuất khẩu sang thị trường Lào, Campuchia, Myanma … đóng góp lớn vào ngân sách nhà nước, góp phần giảm nhập siêu Tuy nhiên, ngành sản xuất và lắp ráp ô tô trong nước vẫn chưa đạt được tiêu chí ngành công nghiệp ô tô thực sư, phần lớn chỉ lắp ráp đơn giản, dây chuyền chủ yếu vẫn là hàn, sơn, lắp ráp, kiểm tra Đặc biệt, giá bán xe vẫn ở mức cao so với các nước trong khu vực Bước sang năm 2018, thời điểm mà thuế nhập khẩu ô tô từ các nước trong khu vực ASEAN vào Việt Nam về 0%, cùng cách mạng công nghiệp 4.0 sẽ tác động mạnh mẽ và ngành công nghiệp

ô tô Việt Nam sẽ bước sang trang lịch sử mới với nhiều cơ hội bứt phá, bên cạnh đó cũng

là những khó khắn và thách thức mà chúng ta gặp phải khi phải cạnh tranh mạnh mẽ hơn với các nước trong khu vực cũng như trên thế giới Để có thể đứng vững và phát triển ngành sản xuất và lắp ráp ô tô cần phải cải thiện quy mô và cả chất lượng để đáp ứng nhu cầu cả trong và ngoài nước

Nền công nghiệp ô tô Việt nam cho đến nay vẫn chưa hoàn chỉnh, việc thiết kế ô tô chủ yếu là cải tiến các xe nhập ngoại nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển trong nước Do đó

tỷ lệ nội địa hóa ngành công nghiệp ô tô đang được đặt biệt quan tâm Cũng như việc cải tiến các hệ thống trong ô tô đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng, an toàn phù hợp với thị hiếu và chi phí cho người tiều dùng

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực hiện

Trần Duy Nhất

Chương 1: MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Để đảm bảo được tính an toàn khi ôtô chuyển động trên đường, người vận hành phải

có kinh nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác điều khiển Mặt khác, để thuận tiện cho người vận hành thực hiện các thao tác đó, đòi hỏi ôtô phải đảm bảo tính năng an toàn cao

Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờ quay vòng các bánh

xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ôtô khi cần thiết

Việc điều khiển chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếp nhận lực lái tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ vô lăng tới

cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới các thanh dẫn động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe

Chất lượng của hệ thống lái phụ thuộc nhiều vào cách bảo dưỡng và sửa chữa, nếu công việc bảo dưỡng đúng cách thì sẽ làm tăng tuổi thọ và hiệu quả hoạt động của hệ thống lái Vì vậy để làm tốt công việc này thì người kỹ thuật phải hiểu rõ nguyên lý làm việc cũng như kết cấu bên trong của các chi tiết hay bộ phận của hệ thống lái, có như vậy mới biết được các hư hỏng của nó để sửa chữa rút ngắn thời gian và mang lại hiệu quả kinh tế hoặc phần nào nắm rõ để giúp công việc bảo dưỡng một cách thuận lợi

Đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe ôtô TOYOTA COROLLA ALTIS 2.0V mong muốn đáp ứng một phần nào mục đích đó Nội dung của đề tài đề cập đến các vấn đề sau:

- Tổng quan về hệ thống lái sử dụng trên ô tô: nội dung trong phần này chủ yếu khái quát các công dụng cũng như phân loại và một số yêu cầu chính của hệ thống lái, mối liên

hệ giữa hệ thống lái và hệ thống treo Ngoài ra thì nội dung còn trình bày thêm một số sơ

đồ cùng với các chi tiết và bộ phận chính sử dụng trong hệ thống lái thông dụng được sử dụng phổ biến trên ô tô hiện nay

- Giới thiệu chung về xe ô tô Toyota Corolla Altis 2.0V

- Khảo sát hệ thống lái: trong phần này nêu rõ kết cấu các chi tiết, bộ phận chính trong

hệ thống lái lắp trên xe Toyota Corolla Altis 2.0V như vô lăng, trục lái, cơ cấu lái, trợ lực lái….cũng như nguyên lý làm việc của cả hệ thống và của từng bộ phận

- Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái: trong phần này chỉ phần nào tính toán các trị

số chính như mô men cản quay vòng, lực cần thiết tác dụng lên vô lăng, tính toán kiểm tra động học hình thang lái, tính toán kiểm tra bền các chi tiết

- Bảo dưỡng và bảo dưỡng hệ thống lái

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ

2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

2.1.1 Công dụng

Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để:

- Giữ cho ô tô máy kéo chuyển động theo một hướng xác định nào đấy

- Thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe

Hệ thống lái nói chung gồm các bộ phận chính sau:

- Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: dùng để tăng và truyền mômen do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái

- Dẫn động lái: dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng

và để đảm bảo động học quay vòng cần thiết của chúng

- Cường hóa lái: thường được sử dụng trên các xe tải trọng lớn và vừa Nó dùng để giảm nhẹ lực quay vòng cho người lái bằng nguồn năng lượng bên ngoài Trên các xe cỡ nhỏ có thể không có

2.1.2 Phân loại

-Theo vị trí bố trí vô lăng, chia ra:

+ Vô lăng bố trí bên trái (tính theo chiều chuyển động) dùng cho những nước xã hội chủ nghĩa trước đây, Pháp, Mỹ,

+ Vô lăng bố trí bên phải: dùng cho các nước thừa nhận luật đi đường bên trái như: Anh, Thụy Điển

Việc bố trí như vậy là để đảm bảo tầm quan sát của người lái, đặt biệt là khi vượt xe -Theo kết cấu cơ cấu lái, chia ra:

+ Trục vít - Cung răng

+ Trục vít - Chốt quay;

+ Trục vít - Con lăn;

+ Bánh răng - Thanh răng;

+ Thanh răng liên hợp (Trục vít - Liên hợp êcu bi - Thanh răng - Cung răng)

- Theo số lượng bánh xe chuyển hướng, chia ra:

+ Các bánh xe dẫn hướng nằm ở cả hai cầu;

+ Các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu;

- Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của bộ cường hoá lái, chia ra:

+ Cường hoá thuỷ lực

+ Cường hoá khí (khí nén hoặc chân không)

+ Cường hoá điện

+ Cường hoá cơ khí

- Ngoài ra còn có thể phân loại theo: số lượng các bánh xe dẫn hướng (các bánh dẫn hướng chỉ ở cầu trước, ở cả hai cầu hay tất cả các cầu), theo sơ đồ bố trí cường hóa

2.1.3 Yêu cầu

Hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:

- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định : để đảm bảo yêu cầu này thì:

+ Hành trình tự do của vô lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vô lăng ở vị trí trung gian (giữa) tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ (không lớn hơn 15° khi có trợ lực và không lớn hơn 5° khi không có trợ lực)

2.2.1 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 hoặc dầm cầu xe, vì thế cả hai bánh xe sẽ cùng dao động với nhau khi gặp chướng ngại vật

Trên hình 2.1 Trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc:

Hình 2.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 1- Vô lăng; 2- Cạnh bên hình thang lái; 3- Đòn kéo ngang; 4- Cam quay; 5- Đòn quay ngang; 6- Đòn kéo dọc; 7- Đòn quay đứng; 8- Trục vít – Cung răng của cơ

cấu lái; 9- Trục lái

Loại hệ thống treo này có những đặc tính sau:

+ Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng, sửa chữa

+ 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

+ Tuy nhiên 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

2.2.2 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập

Trên hình 2.2 trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập

Hình 2.2 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 1- Các đòn quay; 2- Đòn kéo bên; 3- Đòn quay trên trục ra của cơ cấu lái; 4-Đòn

quay ngang giữa; 5- Đòn lắc

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 nhanh các dao động

- Đảm bảo tính ổn định khi xe chuyển động

2.3 Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái

2.3.1 Vô lăng

Vô lăng hay còn gọi là bánh lái thường có dạng tròn với các nan hoa, dùng để tạo và truyền mô men quay do người lái tác dụng lên trục lái Các nan hoa có thể bố trí đối xứng hoặc không, đều hay không đều tuỳ theo sự thuận tiện khi lái

Bán kính vô lăng được chọn phụ thuộc vào loại xe và cách bố trí chổ ngồi của người lái, dao động từ 190 mm (đối với xe du lịch cở nhỏ) đến 275 mm (đối với xe tải và xe khách

cở lớn )

2.3.2 Trục lái

Trục lái là một đòn dài có thể đặc hoặc rỗng, có nhiệm vụ truyền mô men từ vô lăng xuống cơ cấu lái Độ nghiêng của trục lái sẽ quyết định góc nghiêng của vô lăng, nghĩa là ảnh hưởng đến sự thoải mái của người lái khi điều khiển

2.3.3 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái thực chất là một hộp giảm tốc, có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vô lăng thành chuyển động góc (lắc) của đòn quay đứng và bảo đảm tăng mô men theo

tỷ số truyền yêu cầu

Các thông số đánh giá cơ bản

d i

tô khách, nhằm đảm bảo yêu cầu cơ động cao và thuận tiện điều khiển khi xe quay vòng

Giá trị của i phụ thuộc vào loại và cỡ xe, thường nằm trong giới hạn 13-22 đối với ô

tô du lịch và 20-25 đối với ô tô tải và khách, trong một số trường hợp có thể tới 40

Tỷ số truyền động học i có thể được thiết kế không đổi hoặc thay đổi theo góc quay của vô lăng Cơ cấu lái có i thay đổi thường được dùng trong hệ thống lái không có cường hoá Mặc dù kết cấu không phức tạp nhưng tính công nghệ kém hơn nên đắt hơn so với loại

cơ cấu lái có i không đổi

Qui luật thay đổ i có một số dạng khác nhau tuỳ thuộc vào loại, kích cỡ và tính năng của xe Đối với các xe thông thường: qui luật thay đổi i có dạng như trên hình 2.3 đường

4 là hợp lý nhất:

Trong phạm vi góc quay  9001200, tỷ số truyền i cần phải lớn để tăng độ chính xác điều khiển và giảm lực cần tác dụng lên vô lăng Khi xe chạy trên đường thẳng với tốc

độ lớn, theo số liệu thống kê thì đa số thời gian hệ thống lái làm việc với góc quay nhỏ của

vô lăng quanh vị trí trung gian Ngoài ra i tăng còn làm giảm được các va đập từ mặt đường

Ở các góc quay > 90° - 120° tỷ số iω cần giảm để tăng tốc độ quay vòng, tăng tính

cơ động của xe

Đối với các xe tốc độ thấp và trọng tải toàn bộ lớn: quy luật thay đổi iω được làm theo đường 2, để khi quay vòng không ngoặt tương đối thường xuyên thì lực cần tác dụng nhỏ Trên các xe tốc độ rất lớn: thường sử dụng qui luật như đường 1 Khi đó, trong thời gian chuyển động thẳng với tốc độ rất lớn điều khiển ô tô được nhạy, còn khi quay vòng ngoặt với tốc độ vừa phải thì giảm được lực tác dụng

Đối với các xe có cường hoá lái: thì i được làm không đổi (đường 3) vì lúc này vấn

đề cần giảm nhẹ điều khiển đã có cường hoá giải quyết

b Tỷ số truyền lực

dq r

F

M M i

= = (2-2)

Ở đây:

Mr (Mdq) - Mô men trên trục ra (hay trên đòn quay đứng)

Mv (Mvl) - Mô men trên trục vào (hay trên vô lăng)

c Hiệu suất

Hiệu suất của cơ cấu lái có thể xác định theo công thức sau:

r r r F t

Khi sử dụng cường hoá thì yêu cầu đặt ra với các giá trị hiệu suất giảm đi nhiều Do lúc này cường hoá vừa đảm bảo lái nhẹ vừa dập tắc những va đập truyền từ bánh xe lên vô lăng

d Khe hở trong cơ cấu lái

Khe hở trong cơ cấu lái cần phải nhỏ ở vị trí trung gian của vô lăng ứng với chuyển động thẳng của xe Ở vị trí này, bề mặt làm việc các chi tiết của cơ cấu lái làm việc nhiều nên cường độ mài mòn lớn và khe hở tăng nhanh hơn ở các vị trí khác Do vậy, để khi điều chỉnh khe hở không xảy ra kẹt ở các vị trí biên, khe hở ở các vị trí này được làm tăng lên bằng các biện pháp kết cấu và công nghệ Trong quá trình sử dụng, chênh lệch giá trị khe

hở sẽ giảm dần

Hình 2.4 Sự thay đổi khe hở trong cơ cấu lái 1- cơ cấu lái còn mới; 2- cơ cấu lái đã sử dụng;

3- Sau khi đã điều chỉnh khe hở trung gian

2.3.4 Các loại cơ cấu lái thông dụng

a Loại trục vít - Cung răng

Loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc bền vững Tuy vậy có nhược điểm

là hiệu suất thấp th= 0,5 - 0,7; ng=0,4 - 0,55, điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục trục vít

Cung răng có thể là cung răng thường đặt ở mặt phẳng đi qua trục trục vít (hình 2.5) hoặc đặt ở phía bên cạnh (hình 2.6) Cung răng đặt bên có ưu điểm là đường tiếp xúc giữa răng cung răng và răng trục vít khi trục vít quay dịch chuyển trên toàn bộ chiều dài răng của cung răng nên ứng suất tiếp xúc và mức độ mài mòn giảm, do đó tuổi thọ và khả năng tải tăng Cơ cấu lái loại này thích hợp cho các xe tải cỡ lớn Trục vít có thể có dạng trụ tròn hay glôbôít (lõm) Khi trục vít có dạng glôbôit thì số răng ăn khớp tăng nên giảm được ứng suất tiếp xúc và mài mòn

Ngoài ra còn cho phép tăng góc quay của cung răng mà không cần tăng chiều dài của trục vít

Hình 2.5 Trục vít lăn - cung răng đặt giữa 1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4-Vỏ

Hình 2.6 Cơ cấu loại trục vít hình trụ - cung răng đặt bên

1- Ổ bi; 2 - Trục vít; 3- Cung răng ; 4- Vỏ

Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - cung răng không đổi và xác định theo công

thức:

iω =

1

0

2



t R

 (2-4)

R0 - Bán kính vòng lăn của cung răng;

t - Bước trục vít;

Z1 - Số mối ren trục vít

Góc nâng của đường ren vít thường từ 8° ÷ 12° Khe hở ăn khớp khi quay đòn quay

đứng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên, thay đổi từ 0,03  0,5 mm Sự thay đổi khe hở

được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung răng có bán kính khác

nhau

a Loại trục vít - con lăn

Hình 2.7 Cơ cấu lái trục vít glôbôít - con lăn hai vành 1- Trục đòn quay đứng; 2- Đệm điều chỉnh; 3- Nắp trên; 4- Vít điều chỉnh; 5-

Trục vít; 6- Đệm điều chỉnh; 7- Con lăn; 8- Trục con lăn

Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn (hình 2.7) được sử dụng rộng rãi trên các loại ô tô do

Để có thể điều chỉnh khe hở ăn khớp, đường trục của con lăn đươc bố trí lệch với

đường trục của trục vít một khoảng 5-7 mm Khi dịch chuyển con lăn dọc theo trục quay

của đòn quay đứng thì khoảng cách A sẽ thay đổi Do đó khe hở ăn khớp cũng thay đổi

Sự thay đổi khe hở ăn khớp từ vị trí giữa đến vị trí biên được thực hiện bằng cách dịch

chuyển trục quay O2 của đòn quay đứng ra khỏi tâm mặt trụ chia của trục vít O1 một lượng

x =2,5-5 mm

Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - con lăn được xác định theo công thức sau:

0 0 0 1 0 1

22

R

R i R

R tZ

R tZ

R0 - Bán kính vòng chia của bánh răng cắt trục vít;

i0 - Tỷ số truyền giửa bánh răng cắt và trục vít

Theo công thức trên ta thấy iω thay đổi theo góc quay trục vít Tuy vậy sự thay đổi này

không lớn khoảng từ 5-7% (từ vị trí giữa ra vị trí biên) Nên có thể coi như

iω ≈ const

b Trục vít - chốt quay

Trên (hình 2.8) là kết cấu của cơ cấu lái trục vít - chốt quay Loại cơ cấu lái này có

các ưu điểm và nhược điểm chính sau:

+ Ưu điểm:

- Có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi, theo quy luật bất kỳ nhờ cách cắt trục vít

khác nhau Vì thế cơ cấu lái này dùng nhiều ở hệ thống lái không có cường hóa và chủ yếu

trên ô tô tải và khách;

- Hiệu suất thuận và nghịch của cơ cấu lái loại này vào khoảng 0,7

+ Nhược điểm: Chế tạo phức tạp, tuổi thọ không cao nên hiện nay ít sử dụng

Nếu bước răng trục vít không đổi thì tỷ số truyền được xác định theo công thức:

R2 - Bán kính đòn đặt chốt

Hình 2.8 Cơ cấu lái trục vít - chốt quay loại một chốt

1- Chốt quay; 2- Trục vít; 3- Đòn quay

d Bánh răng - thanh răng

Hình 2.9 Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

1- Thanh răng; 2- Bánh răng

Hình 2.10 Sơ đồ lắp đặt cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

1- Khớp nối; 2- Thanh răng Trên hình 2.10 là kết cấu của cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

Bánh răng có thể răng thẳng hay răng nghiêng Thanh răng trượt trong các ống dẫn hướng Để đảm bảo ăn khớp không khe hở, thanh răng được ép đến bánh răng bằng lò xo + Ưu điểm:

- Có tỷ số truyền nhỏ, iω nhỏ dẫn đến độ nhạy cao Vì vậy được sử dụng rộng rãi trên các xe đua, du lịch, thể thao

- Hiệu suất cao

- Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo

+ Nhược điểm:

- Lực điều khiển lớn (do iω nhỏ)

- Không sử dụng được với hệ thống treo trước loại phụ thuộc

- Nhạy cảm với va đập do ma sát nhỏ (hiệu suất nghịch lớn)

e Loại liên hợp

+ Trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng:

Trên hình 2.11 là kết cấu cơ cấu loại trục vít - êcu bi - thanh răng cung răng

Êcu (1) lắp lên trục vít (3) qua các viên bi nằm theo rãnh ren của trục vít, nhờ đó ma sát trượt được thay bằng ma sát lăn Phần dưới của êcu bi có cắt các răng tạo thành thanh răng ăn khớp với cung răng trên trục

Tỷ số truyền động học của cơ cấu lái loại này không đổi và xác định theo công thức :

iω = 2πR2

t (2-7)

- Khi sử dụng với cường hoá thì nhược điểm hiệu suất nghịch lớn không quan trọng, do cường hóa có tác dụng làm giảm bớt lực va đập truyền từ bánh xe lên vô lăng;

- Có độ bền cao vì vậy thường được sử dụng trên các xe cỡ lớn

+ Nhược điểm: Kết cấu phức tạp và giá thành đắt

Hình 2.11 Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng

1- Êcu; 2- Các ống dẫn hướng bi; 3- Trục vít

+ Loại trục vít – đai ốc – đòn quay:

Loại này có tỷ số truyền thay đổi, tăng lên khi đai ốc dịch chuyển từ vị trí giữa ra các

vị trí biên Cụ thể là:

iω = 2πRt.cosφ2 (2-8)

1

Hình 2.12 Cơ cấu lái loại trục vít – đai ốc – đòn quay 1- Trục vít; 2- Đòn quay; 3- Đai ốc; 4- Đòn quay đứng

Trên hình 2.12 là kết cấu của loại cơ cấu lái trục vít – đai ốc – đòn quay Khe hở ăn khớp trong tất cả các cơ cấu lái loại này được làm không đổi và không điều chỉnh được trong quá trình sử dụng Trong trường hợp cặp trục vít – đai ốc bị mòn đến độ mòn giới hạn thì được thay mới

Hiệu suất của cơ cấu lái loại này thấp do có ma sát trượt ở phần tiếp xúc giữa trục vít – đai ốc và giữa đai ốc - đòn quay Giá trị hiệu suất có thể xác định theo công thức tổng quát sau:

ηth= tanγ1tan(γ1+ρ) và ηng= tan(γ1- ρ)

Hình 2.13 Cơ cấu lái loại trục vít lắc - đai ốc 1- Trục đòn quay đứng; 2- Đai ốc; 3- Các te; 4- Trục lái; 5- Ống bao; 6- Ổ bi

Tỷ số truyền của cơ cấu lái này giảm khi đai ốc dịch chuyển từ vị trí giữa ra các vị trí biên và phụ thuộc vào chiều quay của vô lăng:

iω= 2πR

t

sin(γ+φ)sinγ±cosγsinφ (2-10)

Ở đây: γ, φ - Tương ứng là góc nâng của đường ren trục vít và góc quay của đòn quay đứng Dấu (+) trong công thức ứng với vô lăng quay sang phải và dấu (-) ứng với vô lăng quay sang trái

Cơ cấu lái loại này không khác gì nhiều so với loại trục vít- êcu- đòn, chỉ khác ở chỗ kích thước trục lái cần lớn hơn do phải chuyển động lắc lúc làm việc

Do có nhiều nhược điểm nên cơ cấu lái loại này hiện nay không được sử dụng nữa + Loại trục vít – đai ốc quay:

Cơ cấu lái loại này có kích thước và khối lượng khá nhỏ nên thường được sử dụng trên xe du lịch đặc biệt là loại có công suất lít bé

Khe hở ăn khớp giữa trục vít và đai ốc không điều chỉnh được Hiệu suất thấp, tuy nhiên nhược điểm này không quan trọng khi sử dụng cơ cấu lái trên các xe du lịch cỡ nhỏ

Hình 2.14 Cơ cấu lại loại trục vít – đai ốc quay

Bao gồm tất cả các chi tiết làm nhiệm vụ truyền lực từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn

hướng và đảm bảo cho các bánh xe có động học quay vòng đúng

a Tỷ số truyền động học

idđω= 2dφ

dθtr+dθph (2 -12)

Ở đây:

θtr, θph - Là các góc quay tương ứng của cam quay trái và phải;

φ - Là góc quay của đòn quay đứng

b Tỷ số truyền lực

iddF = MΣ

Mdq (2-13)

Ở đây:

M - Mô men tổng tác dụng lên cam quay của các bánh xe dẫn hướng;

Mdq - Mô men tác dụng lên đòn quay đứng

Tỷ số truyền của dẫn động lái nói chung thay đổi do sự thay đổi cánh tay đòn của các thanh đòn dẫn động Ngoài ra do sự bất đối xứng của dẫn động, tỷ số truyền còn có thể khác nhau khi xe quay phải hoặc quay trái

c Hiệu suất

ηdd= iddF

iddω (2 -14) Hiệu suất của hệ thống lái:

ηdd= ηcc.ηdđ ≈ 0,7 ÷ 0,85 Đối với ô tô thông thường, tổn thất do ma sát trong trụ quay đứng chiếm khoảng 40…50%, trong các bản lề của dẫn động -10…15, trong cơ cấu lái -35…50% tổn thất chung

2.3.6 Hình thang lái

Hình thang lái là bộ phận quan trọng nhất đối của dẫn động lái Hình thang lái ngoài nhiệm vụ truyền lực còn có nhiệm vụ đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng, mục đích làm cho các bánh xe khỏi bị trượt lê khi quay vòng, làm giảm sự mài mòn lốp, giảm tổn hao công suất và tăng tính ổn định của xe

Hình 2.15 Một số sơ đồ hình thang lái

1, 2- Đòn kéo ngang trái và phải; 3, 4- Các khớp cầu; 5- Đòn kéo dọc; 6, 12- Cam quay; 7, 11- Thanh kéo bên; 8, 10- Đòn quay ngang; 9- Đòn kéo ngang

Hình thang lái có nhiều dạng kết cấu khác nhau như trên hình 2.15 Đòn ngang có thể cắt rời hay liền tuỳ theo hệ thống treo là độc lập hay phụ thuộc Nhưng dù trường hợp nào thì kết cấu của hình thang lái cũng phải phù hợp với động học bộ phận hướng của hệ thống treo, để dao động thẳng đứng của các bánh xe không ảnh hưởng đến động học của dẫn động lái, gây ra dao động của bánh xe dẫn hướng quanh trục quay

Động học quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo nhờ việc chọn các thông số kỷ thuật của hình thang lái và không có khe hở trong dẫn động nhờ sử dụng các bản lề tự động khắc phục khe hở

- Giảm tải trọng thẳng đứng : Nếu góc doãng bằng không tải trọng tác dụng lên trục

sẽ đặt vào giao điểm giữa đường tâm lốp và trục (F’ trên hình 2.17 b ) Nó dễ làm trục hay cam quay bị cong Việc đặt góc doãng dương sẽ làm tải tác dụng vào phía trong của trục,

ký hiệu F, giảm lực tác dụng lên trục và cam quay

- Ngăn ngừa sự tụt bánh xe: Phản lực F (trên hình 2.17 a) có độ lớn bằng tải trọng xe, tác dụng lên bánh xe theo phương vuông góc với mặt đường F được phân tích thành F1

vuông góc với đường tâm trục và F2 song song với đường tâm trục Lực F2 đẩy bánh xe vào trong ngăn cản bánh xe tụt khỏi trục Vì vậy ổ bi trong làm lớn hơn ổ bi ngoài để chịu tải trọng này

- Ngăn cản góc doãng âm ngoài ý muốn do tải trọng gây ra: khi chất đầy tải lên xe, phía trên các bánh xe có xu hướng nghiêng vào trong do sự biến dạng của chi tiết của hệ thống treo và các bạc tương ứng Góc doãng dương giúp chống lại hiện tượng này

- Giảm lực đánh tay lái: khi bánh xe quay sang phải hay trái quanh trục quay đứng với khoảng lệch là bán kính Khoảng lệch lớn sẽ sinh ra mômen lớn quanh trục quay đứng do

sự cản lăn của lốp, vì vậy làm tăng lực đánh tay lái Do đó khi khoảng cách này nhỏ thì giảm lực đánh tay lái

- Tạo nên thành phần chiều trục từ trọng lực xe và giữ cho bánh xe trên trục của cam quay

- Giảm cánh tay đòn của phản lực tiếp tuyến đối với trục trụ đứng, để làm giảm tải trọng tác dụng lên dẫn động lái và giảm lực lên vành tay lái

- Khi bánh xe bị đặt nghiêng, nó có xu hướng lăn theo một cung tròn với tâm quay là giao điểm của đường tâm bánh xe và mặt đường Điều này dẫn đến làm nảy sinh ở vùng tiếp xúc của bánh xe với mặt đường phản lực bên hướng về phía nghiêng của bánh xe Như vậy, lực cản lăn đối với bánh xe nghiêng và độ mài mòn lốp sẽ tăng lên

- Góc doãng cũng có thể bằng không Lý do chính để đặt góc doãng bằng không là để ngăn cản sự mòn không đều của lốp Cả góc doãng dương hay âm đều làm mòn lốp nhanh Điều này

dễ hiểu khi lốp đặt nghiêng trên đường, tải trọng sẽ tập trung một bên lốp

- Khi tải thẳng đứng tác dụng lên lốp có đặt góc doãng, lốp có xu hướng lún xuống Tuy nhiên do bị chặn bởi mặt đường nên gai lốp sẽ bị biến dạng Lúc đó tính đàn hồi của lốp sẽ chống lại sự biến dạng này và vì vậy tác dụng lên mặt đường theo hướng A Kết quả

là đường sinh ra phản lực B gọi là lực camber Lực camber tăng cùng với sự tăng góc nghiêng với mặt đường cũng như khi tăng tải

Hình 2.18 Tác dụng của góc doãng âm

b Góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng

Góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng: là sự nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục xoay so với đường thẳng góc với mặt đường Nếu đầu trên trục xoay nghiêng ra phía sau bánh xe ta có độ nghiêng dọc dương Nếu đầu trên trục xoay nghiêng ra phía trước bánh

Hình 2.20 Góc nghiêng dọc a- Góc nghiêng dọc dương; b- Góc nghiêng dọc âm

+ Tác dụng của góc nghiêng dọc của trụ xoay đứng: làm tăng hiệu quả trở về vị trí chuyển động thẳng của bánh xe dẫn hướng

c Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng

Là góc đo giữa trục xoay và đường thẳng góc với mặt đường khi ta nhìn từ đầu xe + Tác dụng góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng:

- Góc nghiêng ngang của trụ xoay đứng có tác dụng làm giảm mômen cản quay vòng, tức là giảm khoảng cách từ tâm trụ xoay đứng đến điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường

- Ô tô có khả năng tự ổn định trở về vị trạng thái chuyển động thẳng

- Khi ô tô quay vòng với góc quay vành tay lái lớn (bán kính quay vòng càng nhỏ), lực tác động lên vành tay lái càng lớn, tức tạo điều kiện cảm nhận được mức độ quay vòng của ô tô trên vành tay lái và khả năng trả về chuyển động thẳng càng lớn

Hình 2.21 Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hướng

d Độ chụm đầu

Khi phía trước của hai bánh xe gần nhau hơn phía sau của hai bánh xe khi nhìn từ trên xuống thì gọi là độ chụm đầu (sự bố trí ngược lại gọi là độ mở) Độ chụm được xác định bằng hiệu số của hai khoảng cách giữa các đầu nút sau (B) và trước (A) của vành bánh xe nằm ở chiều cao tâm bánh xe

2.4 Cường hóa lái

2.4.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu

a Công dụng

Trên các xe ô tô tải trọng lớn, xe du lịch cao cấp và các xe khách hay máy kéo bánh bơm hiện đại thường có trang bị cường hoá lái để:

+ Giảm nhẹ lao động cho người lái;

+ Tăng an toàn cho chuyển động;

+ Khi xe đang chạy một tốc độ lớn mà một bên lốp bị thủng, cường hoá lái đảm bảo cho người lái đủ sức điều khiển, giữ được ô tô trên đường mà không bị lao sang một bên; + Sử dụng cường hoá lái có nhược điểm là lốp mòn nhanh hơn (do lạm dụng cường hoá để quay vòng tại chỗ), kết cấu hệ thống lái phức tạp hơn và tăng khối lượng công việc bảo dưỡng

b Phân loại

Theo nguồn năng lượng, chia ra:

+ Cường hoá thuỷ lực;