ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự Lời nói đầu Ngành ôtô giử một vị trí quang trọng trong nền kinh tế quốc dân góp phần to lớn vào sự phát triển chung của nền kinh tế . Trong những năm gần đây những tiến bộ của khoa học kỷ thuật đã đợc ứng dụng vào nền công nghiệp chế tạo ôtô nhằm tăng tính năng thông qua, tính kinh tế nhiên liệu, độ tin cậy làm việc Đối với hệ thóng lái cũng vậy, việc bố trí trợ lực lái sẽ giảm cờng độ lao động cho ngời lái, đảm bảo độ an toàncho ngời vầ hàng hoá trên xe Hiện nay một số loại xe đã và đang sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam, tuy nhiên phần lớn các xe đang sử dụng tại Việt Nam là nhập từ các nớc. Còn trong Quân đội phần lớn các xe đợc nhập từ Liên Xô cử nh : ôtô chỉ huy, ôtô tải và các loại ôtô có lắp vủ khí, khí tài .do đó việc khai thác, sử dụng, đánh giá hiệu quả các phơng tiện có ý nghĩa đặc biệt quang trọng đối với ngời làm công tác kỷ thuật nói chung và những cán bộ quản lý VKTBKT nói riêng. Nhiệm vụ của đồ án môn học: TíNH TOáN KIểM NGHIệM Hệ THốNG LáI ÔTÔ -66 gồm các nội dung chính sau: - Đặc vấn đề - Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái. - Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái - Kết luận Đồ án đã đợc thực hiện nhờ sự hớng dẫn tận tụy của các thầy giáo, sự giúp đỡ của các cấp và của đồng chí đồng đội cũng nh nỗ lực tìm tòi, học hỏi, sự phát huy và tổng hợp kiến thức của bản thân học viên. Mặc dù đã rất nỗ lực nhng chắc chắn đồ án sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 1 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự do hạn chế về mặt kiến thức và thời gian. Vì vậy, tôi rất kính mong đợc sự chỉ bảo của các thầy giáo, sự góp ý của đồng chí đồng đội để trong những lần nghiên cứu sau đạt đợc kết quả tốt hơn. Xin chân thành cảm ơn . Ngời viết Nguyển Thanh Hải GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 2 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự PHầN I: Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái. A.Giới thiệu chung về ôtô -66 : -66 là loại ôtô tải hạng trung, đợc sản xuất từ năm 1964 tại nhà máy ôtô Gorki (Liên Xô). Các thế hệ trớc đó gồm -51, -53. Do có nhiều u việt nên -66 đợc sử dụng rọng rảI ở Việt Nam, đặc biệt là trong lỉnh vực Quân sự. ÔTô -66 là xe có hai cầu chủ động, công thức bánh xe 4ì4, có tính năng thông qua cao, có tời nên -66 có thể hoạt động tốt trên các địa hình phức tạp, trong mọi điều kiện khí hậu, thời tiết . Ôtô -66 sử dụng động cơ 66 là loại động cơ xăng 4 kỳ, 8 xy lanh bố trí chử v, thứ tự công tác :1-5-4-2-6-3-7-8.Có: - Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu chế hoà khí. - Hệ thóng đánh lửa kiểu bán dẩn có tiếp điểm , khởi động bằng điện. - Hệ thống làm mát :bằng phơng pháp tuần hoàn cởng bức dòng nớc nhờ bơm nớc. - Hệ thống bôi trơn:kiểu không hoàn toàn. - Cơ cấu phối khí :dạng xúp páp treo. - Hệ thống truyền lực:kiểu cơ khí có cấp gồm: + Ly hợp :Là loại ly hợp thờng đóng 1 đĩa bị động , ma sát khô, có lò xo ép bố trí xung quanh . + Hộp số : Là loại hộp số cơ khí 4 cấp ,có 3 trục dọc và sử dụng đồng tốc ở số truyền 3 và 4. + Hộp số phân phối :Thuộc loại cơ khí 2 cấp với số truyền thẳng i = 1, và số truyền thấp i = 1,8926. GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 3 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự + Truyền động Các đăng cos khớp kín , truyền lực chính đơn, vi sai loại cam 1 dảy, bán trục giảm tải hoàn toàn. - Hệ thống lái: Ôtô -66 sử dụng hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực, có tỷ số truyền i= 20,5.gồm có: + Cơ cấu lái :Loại Trục vít lõm con lăn . + Dẩn động lái :Loại cơ khí có trợ lực thuỷ lực .Gồm có:Vành tay lái, vỏ trục lái,trục lái, truyền động Các đăng,đòn quay đứng, đồn quay ngang, thanh lái dọc, thanh lái ngang,cam quay, và các khớp nối. + Trợ lực lái :Dạng thuỷ lực, có van phân phối bố trí trên thanh lái dọc, xy lanh lực đặt ở hình thang lái. + Bơm trợ lực lái :Kiểu phiến gạt tác dụng 2 chiều, có van an toàn áp suất và van an toàn lu lợng đợc dẩn động từ trục khuỷu động cơ bằng bộ truyền đai. + Van phân phối kiểu con trợt 3 gờ có phần tử phản lực loại khoang. - Hệ thống phanh:Gồm có phanh chân và phanh tay: + Phanh chân(phanh chính):Là loại dẩn đọng thuỷ lực có trợ lực chân không. + Phanh tay:Kiểu guốc cơ khí. - Hệ thống chuyển động :Bánh xe có đĩa vành rời, lốp kiểu Tôrôrít, có kích thớc:1200ì18 ,áp suất khí trong lốp:0,5 2,8 kG/cm 2 . - Phần vận hành gồm có: + Khung xe kiễu 2 dầm dọc,5 dầm ngang. + Hệ thống treo có treo trớc là treo phụ thuộc, có phần tử đàn hồi kiểu nhíp và giảm chấn thuỷ lực. GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 4 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự B. PHÂN TíCH ĐặC ĐIểM KếT CấU Hệ THốNG LáI ÔTÔ -66: I.Các Yêu Cầu Chung Đối Với Hệ Thống Lái: Khi tiến hành nghiên cứu đặc điểm kết cấu hệ thống lái của ôtô phải dựa trên các yêu cầu cụ thể của hệ thống lái: - Đảm bảo ôtô quay vòng nhanh, ngoặc trên diện tích hẹp. - Đảm bảo điều khiển ôtô nhẹ nhàn. - Đảm bảo động học quay vòng đúng. - Đảm bảo khi ôtô chuyển động trên đờng không bằng phẳng lực va đập truyền từ bánh xe dẩn hớng lên vành tay lái là nhỏ nhất. - Đảm bảo ôtô chuyển động thẳng ổn định. - Đảm bảo có tác dụng tuỳ động. - Hành trình tự do của vành tay lái khi ôtô chuyển động thẳng phải nhỏ(góc quay tự do của vành tay lái không vợt quá 10 20 0 ). II.Đặc Điểm Kết Cấu Hệ Thống Lái tô -66:Ô I. Cơ Cấu Lái: - Vỏ cơ cấu lái làm bằng gang và đợc bắc chặc với dầm dọc bên trái khung. Trục vít lõm, con lăn đợc làm bằng thép. - rục vít đợc ép vào đầu dới của trục lái và quay trên hai ổ côn, trục trên đợc nối với trục lái bằng then bán nguyệt. Điều chỉch dịch chuyển bàng đệm giửa vỏ cơ cấu lái và nắp dới của cơ cấu lái. - Con lăn đợc đặc trên 2 ổ thanh lăn kim ở trục đồn quay đứng, trục đồn quay đứng gối lên 2 bạc đồng và ổ con lăn trục ở nắp bên cạnh cơ cấu lái,trên trục đòn quay đứng có ren bắc đai ốc lắp đòn quay đứng, đầu còn lại có kết cấu điều chỉnh khe hở ăn khớp của cơ cấu lái. GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 5 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự hình 1: cơ cấu lái 2.Dẩn Động Lái ; - Dẩn động lái dùng để truyền lực từ cơ cấu lái và trợ lực lái đến các bánh xe dẩn hớng và quay các bánh xe dẩn hớng đi nhửng góc nhất định. - Dẩn động lái cơ khí có kết cấu sau:Vành lái, trục tay lái, vỏ trục tay lái lắp với giá treo của bàn đạp Ly hợp và bàn đạp Phanh bằng 2 tay đòn và các khớp bản lề. - Thanh lái dọc dạng ống có kết cấu điều chỉnh độ dơ khớp cầu ,đầu d- ới thanh lái dọc lắp đặc cụm van phân phối của trợ lực lái. - Thanh lái ngang gồm cần và 2 đầu nối, trên đầu nối có kết cấu điều chỉnh độ chụm bánh xe. GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 6 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự - Các khớp cầu đều đợc bôi trơn bằng mở, khớp cầu của thanh lái ngang không có kết cấu điều chỉnh độ dơ. 3.Trợ Lực Lái; Trợ lực lái thuỷ lực có áp suất cao (65 kG/cm 2 ) nên hiệu quả trợ lực cao, thời gian chậm tác dụng ngắn hơn so với trợ lực khí nén, nhng yêu cầu về độ chính xác và tính công nghệ chế tạo cao.Trợ lực Ôtô -66 gồm có các bộ phận: Bơm dầu:Kiểu phiến gạt có tác dụng hai chiều, có van an toàn áp suất và van an toàn lu lợng. (Có kết cấu tơng tự nh trên xe ZIN 130), van an toàn sẽ khống chế áp suất trong hệ thống từ 6 đến 6,5 MPa. - Bơm dầu đợc lắp trên một giá chia, đợc dẫn động từ động cơ bằng dây đai cùng với máy nén khí. - Bánh đai đợc lắp với trục bơm bằng then hoa và đai ốc hãm. Trục bơm quay trên 2 ổ bi, một ổ bi không bôi trơn bằng mỡ và một ổ thanh lăn côn. - Rôto đợc nối với trục bơm bằng then hoa là phần tử chủ động trên nó có 10 rãnh để lắp phiến gạt. - Stato có biên dạng ovan,trên stato có các lỗ đờng dầu vàovà lỗ chốt định vị đĩa phân phối, trên stato có dấu để lắp đúng stato, trên thân van có chốt định vị. - Đĩa phân phối đợc ép với stato bằng van an toàn lu lợng và van an toàn dầu, ở khoang cao áp có các rãnh để cung cấp dầu vào và ra khỏi khoang dới phiến gạt, các rãnh cung cấp dầu vào khoang làm việc và từ khoang làm việc đến đờng dầu cao áp. GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 7 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự Xylanh lực đợc bắt chặt cố định với vỏ cầu xe nhờ khớp bản lề, đầu pittong lắp với thanh lái ngang, có kết cấu bao kín để tránh chảy dầu. Trên xylanh có 2 đờng dầu từ van phân phối đến. Van phân phối :Kiểu con trợt ba gờ có phần tử phản lực loại khoang bố trí riêng biệt trên phần trớc thanh lái dọc, van phân phói gồm vỏ có nắp, con trợt có bu lông kẹp định tâm, các khớp bao kín, vòng chặn và van một chiều. - Vỏ van phân phối có 4 lổ ren tơng ứng với 4 đờng dầu:1 đờng từ bơm đến, 1 đờng dầu hồi về bơm dầu và 2 đờng nối với 2 bên xy lanh lực. - Con trợt có thể dịch chuyển về 2 phía, mổi phía tối đa là 1,5 mm đợc hạn chế bởi đai ốc,con trợt có thể đóng mở các đờng dầu tơng ứng tới các bên của xy lanh lực. 4.Nguyên Lý Làm Việc Của Hệ Thống Lái tô Ô -66: a.Khi xe chuyển động thẳng: - Khi xe chuyển động thẳng ngời lái tác dụng lực làm quay vành tay lái,con trợt của van phân phối ở vị trí trung gian nối thông đờng dầu từ bơm đến đờng hồi dầu, áp lực dầu truyền đến 2 bên xy lanh lực bằng nhau làm pít tông không dịch chuyển.Nếu áp lực dầu tăng và lu lợng dầu qua đờng ống quá lớn thì van an toàn lu lợng sẽ làm việc,áp suất 2 bên buồn phản lực tơng đơng nhau và con trợt dứng im ở vị trí trung gian. b. Khi xe quay vòng: GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 8 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự - Khi ngời lái quay vành tay lái (sang trái (phải) thì xe thực hiện chuyển động quay vòng sang trái (phải)) lực truyền thông qua cơ cấu lái xuống đòn quay đứng làm con trợt dịch chuyển tơng đối trong thân van của van phân phối, nhờ đó thay đổi tiết diện lổ thông với với bơm dầu và bình chứa dầu. Việc giảm bớt tiết diện lổ thông với bơm dầu và bình chứa dầu cùng với việc tăng áp suất dầu ở mổttong hai mặt khoang xy lanh lực, ở khoang kia do giảm tiết diện lổ thông với bơm dầu và tăng tiết diện lổ thông với bình chứa dầu cho nên giử đợc áp suất tơng ứng với sự cản của bình dầu nối với bình chứa dầu. Khi sự chênh lệch áp suất chất lỏng trong 2 khoang của xy lanh lực đạt giá trị tơng ứng với tỷ số mô men cản quay vòng sẽ làm pít tông dịch chuyển, cùng với sự dịch chuyển của pít tông thông qua các thanh kéo và đòn của dẩn động lái sẽ làm quay bánh xe dẩn hớng và làm cho vỏ của van phân phối dịch chuyển theo con trợt. Dầu từ bơm với áp suất cao đợc đa tới khoang xy lanh lực tạo lực đẩy lên pít tông trợ lực cho nời lái. c. Tính tuỳ động: - Khi muốn giử nguyên góc quay của xe ,ngời lái ngừng đánh vành tay lái và giử nguyên lực đặt lên vành tay lái, dầu với áp suất cao vẩn dịch chuyển thanh lái ngang, thông qua dẩn động lái làm thanh lái dọc dịch chuyển. Thân van phân phối sẽ dịch chuyển tơng đối so với con trợt(đang có xu thế đứng yên so với tác động của ngời lái), kết quả con trợt về vị trí trung gian áp lực dầu 2 bên pít tông trợ lực lái trở nên cân bằng, pít tông trợ lực lái sẽ dừng ở vị trí tơng ứng với góc đánh của vành tay lái và góc quay của các bánh xe dẩn hớng đợc giữ nguyên. Do vậy đảm bảo đợc tuỳ động trong hệ thống lái tuỳ theo góc quay vành tay lái. GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 9 ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự d.Cảm giác mặt đ ờng: - Trong quá trình quay vòng ,áp lực khoang làm việc của xy lanh lực tỷ lệ với phản lực quay vòng của bánh xe. Khi mômen cản quay vòng của bánh xe dẩn hớng càng tăng thì áp suất dầu trong các khoang của xy lanh lực và các buồng van phân phối càng tăng, lực làm con trợt có xu hớng trở về vị trí trung gian càng tăng. Do đó đẻ duy trì con trợt ở vị tri quay vòng ngời lái phải duy trì một lực đặt lên vành tay lái cũng tăng lên một cánh tỷ lệ với mômen cản quay vòng tạo thành cảm giác mặt đờng. e. Tính ổn định khi chuyển động: - Khi xe đang chuyển động thẳng nhng đọt nhiên một bên bánh xe dẩn hớng bị thủng. Nếu bình thờng xe chuyển động lệch về một phía, nh- ng nhờ có trợ lực lái làm việc làm bánh xe quay vòng theo hớng ngợc lại nên xe vẩn giử nguyên hớng chuyển động củ mà không bị quay vòng về bên lốp bị thủng. - Giả sử xe bị thủng nhỏ ở lốp phải: Lúc đó bánh xe dẩn hớng có xu h- ớng quay sang bên phải (mà vành lái vẩn ở vị trí trung gian), thông qua dẩn động lái làm thanh kéo dọc dịch chuyển về phía trớc, con trợt lái cố định(do ngời lái vẩn giử nguyên vị trí vành tay lái), do đó con trợt bị dịch chuyển tơng đối so với van phân phối về vị trí trợ lục cho quay vòng bên trái, mở đờng dầu cao áp đến một khoang bên trái của xy lanh lực và tác dụng lên pít tông chống lại xu hớng quay sang phải của bánh xe dẩn h- ớng. Nh vậy trợ lực lái đảm bảo sự ổn định hớng chuyển động và an toàn chuyển động của xe khi một bên bánh xe dẩn hớng bị thủng mà ngời lái vẩn giử tay lái ở vị trí ban đầu. - Khi trợ lực lái không làm việc, ví dụ nh bơm dầu hỏng thì hệ thống lái vẩn đảm bảo quay các bánh xe nh trớc ,nhng các phụ tải đã tác dụng GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh HVTH:Nguyển Thanh Hải 10 [...]... bền, tuổi thọ của hệ thống lái ta tiến hành tính toán kiểm nghiệm các chi tiết của hệ thống lái Nội dung tính toán gồm :tính toán kiểm nghiệm động học dẩn động lái và tính toá kiểm nghiệm bền cho một số chi tiết trong hệ thống lái I .TíNH TOáN KIểM NGHIệM Động học dẩn động lái: Trong thực tế để duy trì mối quan hệ động học quay vòng của các bánh xe dẩn hớng ngời ta thờng sử dụng hệ thống các khâu khớp... đi sâu vào phân tích kết cấu các cụm chi tiết của hệ thống lái , tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái , và tính toán kiểm nghiệm bền cho một số chi tiết cơ bantrong hệ thống lái Qúa trình tính toán kiểm nghiệm các chi tiết đều đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép,độ tin cậy cao Tuy nhiên đồ án mới dừng lại ở tinh toán kiểm nghiệm hệ thống lái mà cha xét tới các ảnh hởng của các yếu tố khác... GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh 12 HVTH:Nguyển Thanh Hải ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự hình 2 : sơ đồ kiểm tra động học của dẩn động lái 1 .Tính Toán Kiểm Nghiệm Động Học Hình Thang Lái: a.Cơ sở tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học: hình 3 : Các thông số hình học của hình thang lái GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh 13 HVTH:Nguyển Thanh Hải ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự - Theo lý thuyết quay vòng của các bánh... lực lái bị hỏng lực tác dụng lên vành tay lái lớn, vì vậy ảnh hởng đến sự điều khiển xe và sự làm việc nặng nề của ngời lái Vì vậy ngày nay trợ lực lái đợc sử dụng trên hầu hết các xe, củng nh cơ cấu lái loại trục vít lõm con lăn đợc sử dụng phổ biến trên nhiều xe GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh 11 HVTH:Nguyển Thanh Hải ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự Phần II TíNH TOáN KIểM NGHIệM CáC CHI TIếT CủA Hệ THốNG LáI: ...ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự hoàn toàn lên cơ cấu lái và các chi tiết khác Vì vậy việc khai thác lâu dài với hệ thống lái có bộ trợ lực không làm việc sẽ xuất hiện sự mài mòn trớc thời hạn và làm tay lái nặng hơn Tuy nhiên khi xe đang chạy trên đờng mà trợ lực lái bị hỏng thì ngời lái vẩn có thể điều khiển xe tới nơi sửa chửa, lúc này hệ thống lái hoạt động thuần tuý nên đièu... TIếT CƠ BảN CủA Hệ THốNG LáI: 1 Xác Định Các Lực Tác Dụng Lên Hệ Thống Lái: 1.1 Sơ đồ tính toán: Các kích thớc xác định từ bản vẽ bố trí chung các chi tiết dẩn động lái, với giả thuyết giả thuyết các đòn, thanh lái đợc đặt trong mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm cầu trớc Các Thông Số Vào Cho T ính Bền Cơ Cấu Lái Số tt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Thông số Bán kính vành tay lái Bán kính bánh... các giá trị của hệ số i = 1(hoặc gần bằng 1) thì khi ôtô quay vòng với các bán kính khác nhau, các bánh xe dẩn hớng không trợt bên hoặc có trợt bên song không đáng kể Nh vậy so với kết quả tính trên ta thấy sự trợt bên khi quay vòng của ôtô cần kiểm nghiệm là rất nhỏ, đảm bảo điều kiện cho phép GVHD:Nguyển Sỹ Đỉnh 15 HVTH:Nguyển Thanh Hải ĐAMH KếT CấU TíNH TOáN ÔTÔ QUÂN Sự II TíNH TOáN KIểM BềN MộT Số... ud 659,7 = = 3,785268 Độ dự trử bền đợc tính: k = un 174,3 Độ dự trử bền cho phép: [ k ] = 1,2 2,5 Nh vậy đòn lái dọc và đòn lái ngang đảm bảo đủ bền 2.3 Kiểm nghiệm trục lái: Trục lái làm bằng ống thép rổng đợc tính bằng ứng suất xoắn do lực tác dụng lên vành tay lái = P1 max R.D 0,2( D 4 d 4 ) . CủA Hệ THốNG LáI: Để đảm bảo điều kiện làm việc, độ bền, tuổi thọ của hệ thống lái ta tiến hành tính toán kiểm nghiệm các chi tiết của hệ thống lái. Nội dung tính toán gồm :tính toán kiểm nghiệm. đồ án môn học: TíNH TOáN KIểM NGHIệM Hệ THốNG LáI ÔTÔ -66 gồm các nội dung chính sau: - Đặc vấn đề - Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống lái. - Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái - Kết luận. Hệ THốNG LáI ÔTÔ -66: I.Các Yêu Cầu Chung Đối Với Hệ Thống Lái: Khi tiến hành nghiên cứu đặc điểm kết cấu hệ thống lái của ôtô phải dựa trên các yêu cầu cụ thể của hệ thống lái: - Đảm bảo ôtô