Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô honda civic

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 đi sâu khai t

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

ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ

THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC

Người hướng dẫn: TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT Sinh viên thực hiện: TRÀ THANH HÂN

Số thẻ sinh viên: 103140019

Lớp: 14C4A

Đà Nẵng, 06/2019

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: Trà Thanh Hân

3 Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

4 Người hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt Học hàm/ học vị: Tiến sĩ

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) ……… ………

Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)

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 2019

Người hướng dẫn

TS Nguyễn Hoàng Việt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trà Thanh Hân

3 Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên ô tô Honda Civic

4 Người phản biện: Nguyễn Văn Đông Học hàm/ học vị: Tiến sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

tối đa

Điểm Đánh giá

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

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 Honda Civic Sinh viên thực hiện: Trà Thanh Hân

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: 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 2: Giới thiệu về xe ô tô Honda Civic Trong chương này phần nào làm rõ được các thông số kỹ thuật chính của xe, các kiểu loại hệ thống như hệ thống phanh, treo, truyền lực và hệ thống lái mà xe trang bị Qua đó giúp ta có thể hiểu rõ hơn về loại xe này

- Chương 3: Khảo sát hệ thống lái trên ô tô Honda Civic Nội dung phần này đi sâu 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 Honda Civic

- Chương 4: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái ô tô Honda Civic Chương 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 để làm cơ sở tính toán kiểm nghiệm bền các chi tiết chính cũng như các thông số chính liên quan đến bộ trợ lực lái Ngoài ra nội dung còn có thêm tính toán kiểm tra động học của hình thang lái trên ô tô Honda Civic

- Chương 5: Chẩn đoán những hư hỏng trong hệ thống lái và biện pháp khắc phục Nội dung chương này chủ yếu trình bày một số nguyên nhân gây ra các hư hỏng thường gặp trong hệ thống lái và phương pháp khắc phục chúng

- Chương 6: Bảo dưỡng và cách sửa chữa các chi tiết trong hệ thống lái Chương cuối cùng này giới thiệu một số phương thức bảo dưỡng hệ thống lái và cách sửa chữa các chi tiết chính khi chúng bị hư hỏng

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: 14C4A 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 Honda Civic

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 Honda Civic từ tài liệu do nhà chế tạo cung cấp

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô

Chương 2: Giới thiệu về xe ô tô Honda Civic

Chương 3: Khảo sát hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic

Chương 4: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic

Chương 5: Chẩn đoán những hư hỏng trong hệ thống lái và biện pháp khắc phục

Chương 6: Bảo dưỡng và cách sửa chữa các chi tiết trong hệ thống lái

4 Các bản vẽ, đồ thị:

2 Bản vẽ kết cấu các đòn kéo bên của ô tô Honda Civic 1/A3

3 Bản vẽ sơ đồ nguyên lý của bộ trợ lực lái trên ô tô Honda

5 Bản vẽ kết cấu van phân phối trợ lực lái của ô tô Honda

5 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung:

TS Nguyễn Hoàng Việt Toàn bộ nội dung bản thuyết minh, tính toán

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, nó 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 Civic” 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 Honda Civic nói riêng; từ đây có thể đi sâu nghiên cứu

về chuyên môn

Để có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Việt đã dành những phần thời gian quý báu để 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

Đà nẵng, ngày 01 tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Trà Thanh Hân

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 Các nội dung, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây

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

Trà Thanh Hân

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 3

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 3

1.1.1 Công dụng 3

1.1.2 Yêu cầu 3

1.1.3 Phân loại 4

1.2 Các sơ đồ hệ thống lái 5

1.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 5

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

1.2.3 Các sơ đồ dẫn động lái 6

1.2.4 Sơ đồ hệ thống lái có cường hóa 6

1.3 Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái trên ô tô 7

1.3.1 Vô lăng 7

1.3.2 Trục lái 7

1.3.3 Cơ cấu lái 7

1.3.4 Dẫn động lái 18

1.4 Cường hoá lái 19

1.4.1 Công dụng 19

1.4.2 Phân loại 20

1.4.3 Yêu cầu 20

1.4.4 Các thông số đánh giá cơ bản: 20

1.4.5 Thành phần cấu tạo 21

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE Ô TÔ HONDA CIVIC 22

2.1 Các thông số kỹ thuật của xe ô tô Honda Civic 24

2.2 Giới thiệu về một số hệ thống chính trên ô tô Honda Civic 25

2.2.1 Hệ thống lái 25

2.2.2 Hệ thống phanh 26

2.2.3 Hệ thống treo 28

2.2.4 Hệ thống truyền lực 29

Chương 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ HONDA CIVIC 34

3.1 Thông số kỹ thuật của các bộ phận trong hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic 34

3.2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic 34

3.3 Kết cấu và cách hoạt động của các bộ phận chính trong hệ thống lái trên xe ô tô Honda Civic 38

3.3.1 Vô lăng 45

3.3.2 Trục lái 46

3.3.3 Cơ cấu lái 46

3.3.4 Dẫn động lái 48

3.3.5 Van phân phối trợ lực lái 49

3.3.6 Bơm trợ lực lái 45

3.3.7 Xi lanh trợ lực lái 47

3.3.8 Van điều khiển lưu lượng dầu trợ lực lái 48

Chương 4: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ HONDA CIVIC 54

4.1 Các thông số chính của hệ thống lái trên ô tô Honda Civic 54

4.2 Xác định mô men cản quay vòng 54

4.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng 58

4.4 Tính toán kiểm tra động học hình thang lái 60

4.4.1 Cơ sở lý thuyết 60

4.4.2 Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái trên ô tô Honda Civic 63

4.5 Tính toán kiểm nghiệm sức bền các chi tiết chính 66

4.5.1 Tính kiểm nghiệm sức bền của trục lái 66

4.5.2 Tính kiểm nghiệm sức bền của dẫn động lái 66

4.5.2.1 Tính kiểm nghiệm sức bền của thanh kéo bên 66

4.6 Tính toán kiểm nghiệm các thông số liên quan đến bộ trợ lực lái 71

4.6.1 Tính kiểm nghiệm lực tác dụng lên vô lăng lái khi có trợ lực 71

4.6.2 Kiểm tra hiệu quả của bộ trợ lực 76

4.6.3 Kiểm tra chỉ số phản lực của bộ trợ lực lên vành tay lái 76

4.6.4 Kiểm tra độ nhạy của bộ trợ lực lái 78

Chương 5: CHẨN ĐOÁN NHỮNG HƯ HỎNG TRONG HỆ THỐNG LÁI VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 79

5.1 Vành tay lái bị rơ mạnh 79

5.2 Vành tay lái nặng 99

5.3 Áp suất của bộ trợ lực lái không ổn định 82

5.4 Bơm trợ lực lái làm việc ồn và rò rĩ dầu 83

5.5 Tay lái trả về chậm 84

Chương 6: BẢO DƯỠNG VÀ CÁCH SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG LÁI 86

6.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 86

6.2 Sửa chữa các chi tiết trong hệ thống lái 87

KẾT LUẬN 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

HÌNH 1.1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI VỚI HỆ THỐNG TREO PHỤ

THUỘC 5

HÌNH 1.2 HỆ THỐNG LÁI VỚI HỆ THỐNG TREO ĐỘC LẬP 5

HÌNH 1.3 CÁC SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG LÁI 6

HÌNH 1.4 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÁI CÓ CƯỜNG HÓA 6

HÌNH 1.5 QUY LUẬT THAY ĐỔI THAY ĐỔI TỶ SỐ TRUYỀN ĐỘNG HỌC CỦA CƠ CẤU LÁI 8

HÌNH 1.6 SỰ THAY ĐỔI KHE HỞ TRONG CƠ CẤU LÁI 9

HÌNH 1.7 CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT – CUNG RĂNG ĐẶT GIỮA 10

HÌNH 1.8 CƠ CẤU LOẠI TRỤC VÍT HÌNH TRỤ - CUNG RĂNG ĐẶT BÊN 11

HÌNH 1.9 CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT GLÔBÔÍT - CON LĂN HAI VÀNH 12

HÌNH 1.10 CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT - CHỐT QUAY LOẠI MỘT CHỐT 13

HÌNH 1.11 CƠ CẤU LÁI BÁNH RĂNG - THANH RĂNG 14

HÌNH 1.12 SƠ ĐỒ LẮP ĐẶT CƠ CẤU LÁI BÁNH RĂNG - THANH RĂNG 14

HÌNH 1.13 CƠ CẤU LÁI LIÊN HỢP TRỤC VÍT - ÊCU BI - THANH RĂNG - CUNG RĂNG 15

HÌNH 1.14 CƠ CẤU LÁI LOẠI TRỤC VÍT – ĐAI ỐC – ĐÒN QUAY 16

HÌNH 1.15 CƠ CẤU LÁI LOẠI TRỤC VÍT LẮC - ĐAI ỐC 17

HÌNH 1.16 CƠ CẤU LẠI LOẠI TRỤC VÍT – ĐAI ỐC QUAY 18

HÌNH 1.17 MỘT SỐ SƠ ĐỒ HÌNH THANG LÁI 19

BẢNG 2.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE HONDA CIVIC 24

BẢNG 2.2 CÁC THÔNG SỐ, KIỂU LOẠI CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG TRÊN HONDA CIVIC 25

BẢNG 2.3 TỶ SỐ TRUYỀN CỦA CÁC TAY SỐ TRONG HỘP SỐ TRÊN XE Ô TÔ HONDA CIVIC 31

HÌNH 2.1 HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA XE Ô TÔ HONDA CIVIC THẾ HỆ THỨ 6 23

HÌNH 2.2 HÌNH VẼ TỔNG THỂ CỦA XE HONDA CIVIC 23

HÌNH 2.3 SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC 26

HÌNH 2.4 KẾT CẤU CỦA CƠ CẤU PHANH TRƯỚC 27

HÌNH 2.5 KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA HỆ THỐNG TREO TRƯỚC 28

HÌNH 2.6 KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA HỆ THỐNG TREO SAU 29

HÌNH 2.7 KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA LY HỢP TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC 30

HÌNH 2.8 KẾT CẤU BÊN TRONG CỦA HỘP SỐ TRÊN HONDA CIVIC 32

HÌNH 2.9 KẾT CẤU TỔNG THỂ CỦA VI SAI VÀ TRUYỀN LỰC CHÍNH 33

BẢNG 3.1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG

LÁI TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC 34

HÌNH 3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG 35

HÌNH 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE QUAY VÒNG TRÁI 36

HÌNH 3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE QUAY VÒNG PHẢI 37

HÌNH 3.4 KẾT CẤU CỦA VÔ LĂNG TRÊN HONDA CIVIC 38

HÌNH 3.5 KẾT CẤU CỦA TRỤC LÁI TRÊN HONDA CIVIC 39

HÌNH 3.6 KẾT CẤU CƠ CẤU LÁI TRÊN HONDA CIVIC 48

HÌNH 3.7 KẾT CẤU CỦA THANH KÉO BÊN 49

HÌNH 3.8 KẾT CẤU CỦA VAN PHÂN PHỐI 42

HÌNH 3.9 VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE CHUYỂN ĐỘNG THẲNG 43

HÌNH 3.10 VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE QUAY SANG PHẢI 44

HÌNH 3.11 VỊ TRÍ CỦA VAN PHÂN PHỐI KHI XE QUAY SANG TRÁI 45

HÌNH 3.12 KẾT CẤU CỦA BƠM TRỢ LỰC LÁI TRÊN HONDA CIVIC 46

HÌNH 3.13 CÁC GIAI ĐOẠN LÀM VIỆC CỦA BƠM 47

HÌNH 3.14 KẾT CẤU CỦA XI LANH TRỢ LỰC 47

HÌNH 3.15 KẾT CẤU CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG PHỤ (a) VÀ CHÍNH (b) 58

HÌNH 3.16 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG Ở TỐC ĐỘ THẤP 59

HÌNH 3.17 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG Ở TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH 59

HÌNH 3.18 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG Ở TỐC ĐỘ CAO 52

HÌNH 3.19 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG Ở TỐC ĐỘ CỰC ĐẠI 53

HÌNH 3.20 QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯỢNG DẦU TRỢ LỰC LÁI VỚI SỐ VÒNG QUAY ĐỘNG CƠ 53

BẢNG 4.1 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ HONDA CIVIC 54

BẢNG 4.2 KẾT QUẢ TÍNH ĐƯỢC CỦA βlt VÀ βtt TƯƠNG ỨNG VỚI CÁC GÓC α VÀ MỨC ĐỘ SAI LỆCH ε 64

HÌNH 4.1 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN MÔ MEN CẢN QUAY VÒNG DO LỰC CẢN LĂN TÁC DỤNG Ở BÁNH XE DẪN HƯỚNG 68 HÌNH 4.2 SƠ ĐỒ XÁC ĐỊNH MÔ MEN CẢN QUAY GÂY RA DO LỰC NGANG 68 HÌNH 4.3 SƠ ĐỒ BÁNH XE ĐÀN HỒI LĂN KHI CÓ VÀ KHÔNG CÓ LỰC NGANG TÁC DỤNG 69 HÌNH 4.4 ĐỘNG HỌC QUAY VÒNG LÝ TƯỞNG (a) VÀ THỰC TẾ (b) KHI DÙNG HÌNH THANG LÁI 61 HÌNH 4.5 SƠ ĐỒ HÌNH THANG LÁI (a) VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC CỦA CÁC THÔNG SỐ TRONG HÌNH THANG LÁI (b) 62 HÌNH 4.6 ĐỒ THỊ BIỄU DIỄN MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC GÓC QUAY CỦA BÁNH XE DẪN HƯỚNG 79 HÌNH 4.7 SƠ ĐỒ BIỄU DIỄN SỰ THAY ĐỔI GÓC LỆCH GIỮA PHƯƠNG CỦA LỰC CẢN QUAY VỚI PHƯƠNG CỦA THANH KÉO BÊN 67 HÌNH 4.8 SƠ ĐỒ LỰC TÁC DỤNG LÊN THANH KÉO BÊN KHI PHANH LÚC

XE ĐANG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG 69 HÌNH 4.9 SƠ ĐỒ LỰC TÁC DỤNG LÊN HỆ THỐNG LÁI KHI XE QUAY VÒNG TẠI CHỖ ĐỂ CHUYỂN HƯỚNG QUA TRÁI 88 HÌNH 4.10 SƠ ĐỒ BIỂU DIỄN CÁC LỰC SINH RA (a) VÀ SỰ LĂN LỆCH CỦA LỐP DO BIẾN DẠNG (b) KHI Ô TÔ QUAY VÒNG LÚC ĐANG CHUYỂN ĐỘNG 74 HÌNH 5.1 ĐO ĐỘ RƠ VÀNH TAY LÁI CÓ KẾT HỢP LỰC KẾ [2] 98 HÌNH 5.2 SƠ ĐỒ KẾT NỐI DỤNG CỤ KIỂM TRA BƠM TRỢ LỰC LÁI [2] 81 HÌNH 5.3 CÁCH KIỂM TRA LỰC CĂNG (a) VÀ ĐỘ CHÙNG CỦA DÂY ĐAI (b) 83

MỞ ĐẦU

Để đảm bảo cho một chiếc xe ô tô trong quá trình hoạt động được an toàn và mang lại hiệu quả cao, thì các hệ thống và bộ phận hay chi tiết cấu tạo nên nó phải hoạt động tốt và thật chính xác Song song với hệ thống phanh thì hệ thống lái cũng là một trong số hệ thống quan trọng nhất của xe ô tô, nó làm nhiệm vụ giữ cho xe chuyển động ổn định theo một hướng nào đấy hoặc thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu

Nếu hệ thống lái bị hư hỏng, gặp sự cố sẽ dẫn đến khả năng ô tô bị mất hoàn toàn tính điều khiển hoặc hoạt động không theo ý muốn của người lái xe, đây là nguyên nhân chính làm xảy ra tai nạn giao thông ảnh hưởng đến tính mạng của chính người điều khiển xe và những người xung quanh Vì thế các chi tiết hay bộ phận trong

hệ thống lái nói riêng phải đảm bảo đủ độ bền và chất lượng

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 kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe Honda Civic với mục đích chính là phần nào làm rõ được các thông số kỹ thuật, kết cấu của các chi tiết hoặc

bộ phận cũng như nguyên lý làm việc và cách bảo dưỡng của hệ thống lái nhằm đáp ứng được các yêu cầu đặt ra ở trên 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 sử dụng trên ô tô 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 sử dụng phổ biến trên ô tô

- Giới thiệu sơ lược về xe ô tô Honda Civic

- 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 Honda Civic 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 sức bền

của các chi tiết chính(trục lái và dẫn động lái)

- Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lái

Ngoài các mục đích chính đã được nêu ở trên, thì đề tài còn giúp bạn đọc hiểu

rõ hơn hệ thống lái trên ô tô, đặc biệt là hệ thống lái có trợ lực thủy lực trên ô tô Honda Civic

Đà nẵng, ngày tháng năm 2019

Sinh viên thực hiện

Trà Thanh Hân

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại

1.1.1 Công dụng

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

- Giữ cho ôtô 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 bao gồm các bộ phận chính sau:

- Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: Dùng để tăng và truyền mô men 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 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

1.1.2 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 tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ(không lớn hơn 150 khi có trợ lực và không lớn hơn 50 khi không có trợ lực);

+ 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 một

khoảng thời gian rất ngắn trên một diện tích thật bé;

- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê gây mòn

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 hoặc

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 chuẩn ngành:

+ Đối với xe du lịch và tải trọng nhỏ: Plvmax không được lớn hơn 150  200 N; + 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 mô men quay các bánh xe dẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường) cũng như sự tương ứng động học giữa góc quay của vô lăng và của bánh xe dẫn hướng

1.1.3 Phân loại

Hệ thống lái trên ô tô được phân loại dựa trên các yếu tố sau:

- 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, Thuỵ Điển .Sở dĩ được 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, hệ thống lái được chia ra các loại:

+ 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 (khi 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 lái

1.2 Các sơ đồ hệ thống lái

1.2.1 Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc

Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc

Chú thích: 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

Trên hình 1.1 là sơ đồ kết cấu chung nhất của hệ thống lái dùng cho hệ thống treo phụ thuộc, nó bao gồm các chi tiết và bộ phận chính sau:

+ Vô lăng 1, trục lái 9, cơ cấu lái 8, đòn quay đứng 7, đòn kéo dọc 6, đòn quay

ngang 5, cam quay 4, cạnh bên hình thang lái 2 và đòn kéo ngang 3

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

Hình 1.2 Hệ thống lái với hệ thống treo độc lập Chú thích: 1- Các đòn quay; 2- Đòn kéo bên; 3- Đòn quay trên trục ra cơ cấu lái; 4-

Đòn kéo ngang giữa; 5- Đòn lắc

Trên hình 1.2 là sơ đồ kết cấu chung nhất của hệ thống lái dùng cho hệ thống treo độc lập, so với sơ đồ hình 1.1 thì lúc này đòn quay ngang không thể làm ở dạng thanh liền nữa nên có thêm đòn lắc 5 và thanh kéo bên 2

Chú thích: 1- Đòn kéo ngang; 2,4- Đòn kéo dọc và ngang; 3- Đòn quay ngang; 5- Hình thang lái; 6- Bộ phận hướng hệ thống treo; 7- Thanh kéo bên; 8- Đòn lắc;

9,10- Các khớp bản lề

Trên hình 1.3 là các sơ đồ nguyên lý dẫn động lái đối với hệ thống treo phụ thuộc (a) và hệ thống treo độc lập (b), nó bao gồm các chi tiết và bộ phận chính như đã nêu ở trên(phần chú thích hình 1.3)

1.2.4 Sơ đồ hệ thống lái có cường hóa

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống lái có cường hóa Chú thích: 1- Bộ phận phân phối; 2- Xi lanh lực; 3- Cơ cấu lái

Trên hình 1.4 là một sơ đồ hệ thống lái có cường hóa điển hình, với phương án

bố trí các bộ phận phân phối, xi lanh lực và cơ cấu lái riêng biệt Theo kiểu bố trí này mang lại nhiều ưu điểm nổi bật và được nói rõ hơn trong phần cường hóa lái sau này

1.3 Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái trên ô tô

1.3.1 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 chỗ ngồi của người lái, dao động từ 190 mm (đối với xe du lịch cỡ nhỏ) đến 275 mm (đối với xe tải

và xe khách cỡ lớn )

1.3.2 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

1.3.3 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

a Các thông số đánh giá cơ bản

Giá trị của iω 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

Quy luật thay đổ iω có một số dạng khác nhau tuỳ thuộc vào loại, kích cỡ và tính năng của xe Đối với các xe thông thường: Quy luật thay đổi iω có dạng như đường 4 trên hình 1.5 là hợp lý nhất

Hình 1.5 Quy luật thay đổi thay đổi tỷ số truyền động học của cơ cấu lái

Trong phạm vi góc quay |θ|  900÷1200, tỷ số truyền iω 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 iω tăng còn làm giảm được các va đập từ mặt đường

Ở các góc quay |θ| > 900 ÷ 1200 tỷ số iωcần 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 trên hình 1.5, 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 quy luật như đường 1 trên hình 1.5 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 iω được làm không đổi (đường 3 trên hình 1.5) vì lúc này vấn đề cần giảm nhẹ điều khiển đã có cường hoá giải quyết

Mr- Mô men ra khỏi cơ cấu lái (hay trên đòn quay đứng);

Mv- Mô men vào cơ cấu lái (hay trên vô lăng)

a3 Hiệu suất:

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

Mr, Mv - Các mô men đo ở đầu ra và đầu vào của cơ cấu lái;

ωv, ωr - Các tốc độ góc tương ứng ở đầu ra và đầu vào của cơ cấu lái;

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 tắt những va đập truyền từ bánh xe lên vô lăng

b 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 1.6 Sự thay đổi khe hở trong cơ cấu lái Chú thích: 1- Cơ cấu lái còn mới; 2- Cơ cấu lái đã sử dụng; 3- Sau khi đã điều

chỉnh khe hở trung gian

c Các cơ cấu lái thông dụng

c1 Cơ cấu lái 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, cụ thể là hiệu suất thuận ηth= 0,5÷0,7 và hiệu suất nghịch ηng= 0,4 ÷ 0,55 và đồng thời 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 1.7) hoặc đặt ở phía bên cạnh (hình 1.8) 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 1.7 Cơ cấu lái trục vít – cung răng đặt giữa Chú thích: 1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4-Vỏ

Hình 1.8 Cơ cấu loại trục vít hình trụ - cung răng đặt bên Chú thích: 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:

c2 Loại trục vít – con lăn:

Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn (hình 1.9) được sử dụng rộng rãi trên các loại ô

tô do có ưu điểm:

+ Kết cấu gọn nhẹ;

+ Hiệu suất cao do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn;

+ Hiệu suất thuận: ηth= 0,77 ÷ 0,82;

+ Hiệu suất nghịch: ηng = 0,6;

+ Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản và có thể thực hiện nhiều lần

Hình 1.9 Cơ cấu lái trục vít glôbôít - con lăn hai vành Chú thích: 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

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 trục giữa con lăn và trục vít sẽ thay đổi

Do đó khe hở ăn khớp cũng thay đổi theo

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

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

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

Theo công thức trên ta thấy iωthay 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 không thay đổi

c3 Loại trục vít – chốt quay:

Trên hình 1.10 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:

c4 Loại bánh răng – thanh răng:

Kết cấu cơ cấu lái loại này như trên hình 1.11 Bánh răng có thể có răng thẳng hoặc 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

- 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;

- Tăng va đập từ mặt đường lên vô lăng

Hình 1.11 Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng Chú thích: 1- Thanh răng; 2- Bánh răng

Sơ đồ lắp đặt của cơ cấu lái bánh răng - thanh răng được thể hiện như trên hình 1.12

Hình 1.12 Sơ đồ lắp đặt cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

Chú thích: 1- Khớp nối; 2- Thanh răng

c5 Loại liên hợp:

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

Trên hình 1.13 là kết cấu cơ cấu loại trục vít - êcu bi - thanh răng cung răng Êcu (5) lắp lên trục vít (6) 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 (4)

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

+ Ưu điểm:

- Hiệu suất cao: Hiệu suất thuận ηth= 0,7 ÷ 0,85, hiệu suất nghịch ηng= 0,85

Do hiệu suất nghịch lớn nên khi lái trên đường xấu sẽ vất vả nhưng ô tô có tính ổn định về hướng cao khi chuyển động thẳng;

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

Chú thích: 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 (1.8)

1

Hình 1.14 Cơ cấu lái loại trục vít – đai ốc – đòn quay Chú thích: 1- Trục vít; 2- Đòn quay; 3- Đai ốc; 4- Đòn quay đứng

Trên hình 1.14 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)

tan γ1 (1.9)

Ở đây:

γ1 - góc nâng của đường ren trục vít

+ Loại trục vít lắc – đai ốc: kết cấu của nó được thể hiện như hình 2.15 dưới đây Loại này có một ổ đỡ ở phía trên Khi quay vô lăng, đai ốc cùng với chốt khuỷu dịch chuyển theo bán kính R nên trục vít phải lắc lư để đảm bảo động học chung

Hình 1.15 Cơ cấu lái loại trục vít lắc - đai ốc Chú thích: 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 (1.10)

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 1.16 Cơ cấu lại loại trục vít – đai ốc quay Chú thích: 1- Trục vít; 2- Đai ốc; 3- Đòn quay

Tỷ số truyền của cơ cấu lái loại này được xác định bởi công thức:

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

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

φ - Là góc quay của đòn quay đứng

a2 Tỷ số truyền lực:

iddF = MΣ

Mdq (1.13)

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 nói chung thay đổi do sự thay đổi cánh tay đòn của các 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 trái

a3 Hiệu suất:

ηdd= iddF

iddω (1.14) Hiệu suất của hệ thống lái:

ηdd= ηcc.ηdđ ≈ 0,7 ÷ 0,85

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

+ 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

1.4.2 Phân loại

Theo nguồn năng lượng, chia ra:

+ Cường hoá thuỷ lực;

+ Cường hoá khí (khí nén hoặc chân không);

+ Cường hoá điện;

+Cường hoá cơ khí

Cường hoá thuỷ lực được dùng phổ biến nhất vì có kết cấu nhỏ gọn và làm việc khá tin cậy

Theo sơ đồ bố trí phân ra làm 4 dạng:

+ Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xi lanh lực được bố trí chung thành một cụm; + Cơ cấu lái bố trí riêng, bộ phận phân phối và xi lanh lực bố trí chung;

+ Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xi lanh lực bố trí riêng;

+ Xi lanh lực bố trí riêng, bộ phận phân phối và cơ cấu lái bố trí chung

1.4.3 Yêu cầu

Cường hoá lái phải đảm bảo các yêu cầu chính sau:

+ Khi cường hoá lái hỏng thì hệ thống lái vẫn làm việc bình thường cho dù lái nặng hơn;

+ Thời gian chậm tác dụng nhỏ;

+ Đảm bảo sự tỷ lệ giữa góc quay vô lăng và góc quay bánh xe dẫn hướng; + Khi sức cản quay vòng tăng lên thì lực yêu cầu tác dụng lên vô lăng cũng tăng theo, tuy vậy không được vượt quá 100 ÷ 150 N;

+ Không xảy ra hiện tượng tự cường hoá khi xe đi qua chỗ lồi lõm, rung xóc; + Phải có tác dụng như thế nào để khi một bánh xe dẫn hướng bị hỏng, bị nổ thì người lái có thể vừa phanh ngặt vừa giữ được hướng chuyển động cần thiết của xe

1.4.4 Các thông số đánh giá cơ bản

Để đánh giá tính năng làm việc của cường hoá lái, người ta dùng các thông số

Ở đây:

Pl, Pc - Lực cần tác dụng lên vô lăng để quay bánh xe dẫn hướng khi không có

và có cường hoá;

Pch - Lực do cường hoá đảm nhận quy về vô lăng;

Đối với các kết cấu hiện nay: Khq = 1 ÷ 15

b Chỉ số phản lực của cường hoá lên vành tay lái:

Chỉ số này đặc trưng cho khả năng đảm bảo cảm giác đường của cường hoá

Và được xách định bởi:

ρ = dPc

Mcq (1.16) Trong đó:

dPc - Số gia lực tác dụng lên vô lăng khi có trợ lực;

Mcq - Mô men cản quay vòng các bánh xe dẫn hướng

c Độ nhạy:

Độ nhạy của cường hoá lái đặc trưng bằng giá trị của lực tác dụng lên vô lăng

và góc quay của vành tay lái cần thiết để đưa cường hoá vào làm việc

1.4.5 Thành phần cấu tạo

Bất kỳ loại cường hoá lái nào cũng phải có ba bộ phận chính là: Nguồn năng lượng, bộ phận phân phối và cơ cấu chấp hành

a Nguồn năng lượng:

Nguồn năng lượng dùng để cung cấp năng lượng cho cường hoá, có thể là:Bơm dầu, máy nén + bình chứa hoặc ắc quy + máy phát

b Bộ phận phân phối

Bộ phận phân phối dùng để phân phối điều chỉnh năng lượng cung cấp cho cơ cấu chấp hành và đảm bảo sự tỷ lệ giữa góc quay của vô lăng và góc quay của các bánh xe dẫn hướng Bộ phận phân phối thực chất là các van thuỷ lực, khí nén hay các công tắc và mạch điện

c Cơ cấu chấp hành:

Cơ cấu chấp hành dùng để tạo và truyền lực trợ lực lên truyền động lái Tuỳ theo loại cường hoá mà nó có thể là xi lanh thuỷ lực, xi lanh khí nén hay động cơ điện

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE Ô TÔ HONDA CIVIC

Honda Civic là một dòng xe cỡ nhỏ được phát triển và sản xuất bởi tập đoàn Honda Chiếc ô tô mang tên Honda Civic được công ty sản xuất đầu tiên vào năm

1972 với một chiếc coupe hai cửa, sau đó là một chiếc hatchback ba cửa vào tháng 9 năm đó Những mẫu ban đầu của Civic thường có AM radio cơ bản, bộ phận tạo nhiệt, đệm bằng chất dẻo, cần gạt nước hai tốc độ, và vành bánh xe bằng thép Theo thời gian, nó được cải tiến với nhiều tùy chọn như điều hòa nhiệt độ, khóa điện, cửa sổ điện, ghế bọc da, hộp truyền động sáu cấp Những thế hệ ban đầu của Civic thường nổi tiếng với vai trò là mẫu xe tiết kiệm nhiên, nhiều phiên bản sau này được biết đến với công suất động cơ và tính thế thao, đặc biệt là Civic Type-R, Civic Si và Civic SiR

Các mẫu xe Honda Civic tiếp tục ra đời với nhiều cải tiến và nâng cấp các hệ thống cũng như công suất của động cơ Tính đến giai đoạn 1996 – 2000 Honda Civic

đã ra phiên bản thế hệ thứ 6, ở thế hệ này Honda Civic trang bị một động cơ 4 xi lanh với tỷ số nén đạt 9,4 và dung tích xi lanh 1.6 lít, sử dụng hệ thống phun xăng đa điểm cùng với công nghệ VTEC(viết tắt của Variable valve Timing and lift Electronic Control, điều khiển van biến thiên bằng điện tử) cho phép nâng công suất động cơ lên tới 105Hp tương đương khoảng 77Kw

Với thế hệ thứ 6 của Honda Civic, xe vẫn được trang bị hộp số sàn MT(Manual Transmission) 5 cấp với hai cấp số truyền tăng cho phép nâng cao tốc độ của xe giúp giảm được lượng tiêu hao nhiên liệu khi chạy trên đường tốt Bên cạnh đó xe cũng đã

có thêm hệ thống đèn pha và điều hòa tự động cùng với hệ thống chống bó cứng bánh

xe khi phanh ABS(Anti-lock Braking System) giúp nâng cao rất nhiều hiệu quả hoạt động của xe

Honda Civic cũng đã trang bị một hệ thống an toàn với hai túi khí trước và các túi khí ở hai bên sườn xe đảm bảo an toàn cho người lái xe giảm thiểu được thương tích do tai nạn gây ra Các hệ thống giải trí(âm nhạc…) cũng đã được trang bị trên dòng xe của thế hệ này

Dưới đây là sơ đồ tổng thể cùng với hình ảnh thực tế của mẫu xe Honda Civic thế hệ thứ 6 1996 – 2000:

Hình 2.1 Hình ảnh thực tế của xe ô tô Honda Civic thế hệ thứ 6

Hình vẽ tổng thể của xe được thể hiện như hình 2.2 dưới đây:

1475

1705

4445 2620

Hình 2.2 Hình vẽ tổng thể của xe Honda Civic

2.1 Các thông số kỹ thuật của xe ô tô Honda Civic

Các thông số kỹ thuật của xe được liệt kê như trong bảng 2.1 dưới đây:

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của xe Honda Civic [3]

29 Số vòng quay động cơ tại tốc độ 120km/h nv 3400 vòng/phút Ngoài ra, các thông số hay kiểu loại của một số thiết bị và hệ thống được giới thiệu như bảng 2.2 dưới đây:

Bảng 2.2 Các thông số, kiểu loại của một số thiết bị và hệ thống trên Honda Civic [3]

5

Hệ thống phanh

6 Hệ thống treo

2.2 Giới thiệu về một số hệ thống chính trên ô tô Honda Civic

2.2.1 Hệ thống lái

Hệ thống lái sử dụng trên Honda Civic là loại có trợ lực bằng thủy lực nhằm giảm nhẹ lực điều khiển cho người lái, giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng Ngoài ra còn làm tăng tính an toàn chuyển động vì khi nếu có một bánh xe dẫn hướng bị nổ thì lúc đó nó đảm bảo cho người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt

Kết cấu tổng thể của hệ thống lái trên ô tô Honda Civic được thể hiện như hình 2.3 dưới đây, bao gồm các bộ phận chính: vô lăng, trục lái, các đăng truyền động, dẫn động lái, bộ trợ lực thủy lực và cơ cấu lái

Cơ cấu lái được sử dụng ở đây là loại cơ cấu bánh răng thanh răng, có tỷ số truyền thiết kế là 17 [2] cũng tương đối nhỏ nên rất nhạy, đồng thời vì hoạt động theo nguyên lý lăn không trượt nên hiệu suất truyền động cao, việc chế tạo nó cũng đơn giản vì thế giá thành tương đối rẻ Mặc dù vậy nó cũng có nhược điểm là lực điều khiển cần phải lớn và nhạy cảm với va đập Chính vì thế mà trên hệ thống lái của ô tô Honda Civic đã trang bị thêm hệ thống trợ lực bằng thủy lực để khắc phục được những nhược điểm này của cơ cấu lái

Hệ thống trợ lực lái trên Honda Civic được bố trí theo kiểu cơ cấu lái và van phân phối trợ lực lái vào chung một cụm còn xi lanh trợ lực thì được bố trí kết hợp với thanh răng Với kiểu bố trí này nhằm đem lại kết cấu gọn, tăng độ vững chắc giúp làm giảm khuynh hướng tự dao động bánh xe dẫn hướng, do chiều dài các ống dẫn ngắn nhất nên độ nhạy cao Tuy nhiên cơ cấu lái cũng sẽ phức tạp do phải liên kết thêm với một bộ phân phối của trợ lực lái

Bơm dầu trợ lực sử dụng trong hệ thống là loại bơm cánh gạt tác dụng kép với khả năng tạo ra được áp suất dầu ở tốc độ trung bình vào khoảng từ 6400 ÷ 7400kPa [2] Kết cấu của bơm tương đối nhỏ gọn, được bố trí ngay trên thân động cơ và được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ bằng bộ truyền đai răng

Van phân phối được sử dụng là loại van xoay bốn cửa, được bố trí chung với cơ cấu lái và trục của nó được liên kết với bánh răng của cơ cấu lái bằng mối liên kết đặc biệt Nhiệm vụ của nó là phân phối dầu trợ lực đến đúng các buồng của xi lanh lực trong từng trường hợp

Dung tích chất lỏng cần thiết cho toàn bộ hệ thống trợ lực vào khoảng 0,9 lít, trong đó bình chứa dầu trợ lực chỉ được thiết kế với dung tích là 0,42 lít [2]

Hình 2.3 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái trên ô tô Honda Civic [2]

Chú thích: 1- Vô lăng lái; 2- Trục lái; 3- Thanh kéo bên; 4- Rotuyn; 5- Bình chứa dầu

trợ lực; 6- Bơm dầu; 7- Ống dẫn dầu tới xi lanh trợ lực; 8- Cơ cấu lái

2.2.2 Hệ thống phanh

Ô tô Honda Civic được trang bị hai hệ thống phanh bao gồm một hệ thống phanh chính và một hệ thống phanh dừng

Đối với phanh trước của ô tô Honda Civic cơ cấu phanh được sử dụng là loại phanh đĩa với kết cấu của đĩa phanh có thêm rãnh thông gió giúp cho việc thoát nhiệt sinh ra do sự ma sát giữa má và đĩa phanh trong quá trình làm việc được tốt hơn Má kẹp được sử dụng là kiểu tùy động có thể trượt được trên các chốt dẫn hướng và xi lanh bánh xe được làm liền luôn trong má kẹp, má kép có thiết kế với khoảng trống đủ

để chứa hai má phanh với chiều dày của mỗi má phanh khi mới là 9,5 ÷ 10,5mm và đĩa phanh với chiều dày là 20,9 ÷ 21,8mm Kết cấu của cơ cấu phanh trước được thể hiện như hình 2.4 dưới đây:

Hình 2.4 Kết cấu của cơ cấu phanh trước Chú thích: 1- Miếng báo độ mòn; 2- Piston; 3- Má kẹp; 4- Đĩa phanh; 5- Miếng

đệm ngoài; 6,7- Má phanh; 8- Miếng đệm trong

Hệ thống phanh chính của Honda Civic được dẫn động bằng thủy lực được điều khiển thông qua bàn đạp phanh với hành trình lớn nhất cho phép là 165,5mm trong đó

đã bao gồm hành trình tự do để khắc phục hết khe hở trong hệ thống là 1 ÷ 5mm [2],

và đồng thời có thêm bộ trợ lực bàn đạp nhờ vào áp suất chân không trích từ đường nạp của động cơ, trên bàn đạp phanh cũng được lắp thêm công tắc để sử dụng làm một tín hiệu đầu vào cho hệ thống điều khiển ABS(Anti-Lock Braking System, hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh) Còn hệ thống phanh dừng để đảm bảo độ tin cậy khi yêu cầu phanh xe ở thời gian dài nên nó được thiết kế với dẫn động bằng các sợi cáp cơ khí và được điều khiển bằng tay với lực cần thiết để kéo càng phanh tay là 196N [2]

Bên cạnh đó nhằm giảm được khả năng các bánh xe bị trượt và làm tăng được hiệu quả khi phanh nên trong hệ thống phanh của Honda Civic đã được tích hợp hệ