1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống lái 1.2 Cấu tạo phần tử chủ yếu hệ thống lái 1.3 Giới thiệu ô tô TOYOTA INNOVA G .19 CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI 25 2.1 Kết cấu vành tay lái 26 2.2 Kết cấu trục lái 27 2.3 Kết cấu cấu lái .28 2.4 Kết cấu dẫn động lái 29 2.5 Kết cấu trợ lực lái 30 CHƯƠNG III: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ TOYOTA INNOVA G .38 3.1 Quy định bảo dưỡng KT sửa chữa hệ thống lái xe ô tô… 38 3.2 Chẩn đoán hệ thống lái .39 3.3 Bảo dưỡng hệ thống lái 46 3.4 Sửa chữa hệ thống lái…………………………………………………….60 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VAM THÁO RÔ TUYL 70 4.1 Yêu cấu kỹ thuật …………………………………………………………70 4.2 Tính toán thiết kế vam 71 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO .78 LỜI NÓI ĐẦU Trong kinh tế tăng trưởng mạnh mẽ nước ta, nhu cầu giao thông vận tải ngày lớn Vai trò quan trọng ô tô ngày khẳng định ô tô có khả động cao, vận chuyển người hàng hoá nhiều loại địa hình khác Những năm gần đây, lượng xe du lịch có xu hướng tăng lên, đặc biệt loại xe INNOVA G chỗ với ưu điểm khả động, tính kinh tế thích hợp với nhiều mục đích sử dụng khác Với ô tô nói chung xe, INNOVA G an toàn chuyển động tiêu hàng đầu việc đánh giá chất lượng khai thác sử dụng phương tiện Một hệ thống định đến tính an toàn ổn định chuyển động hệ thống lái đặc biệt tốc độ cao Vấn đề tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động khai thác chúng quan trọng Vì vậy, em lựa chọn đề tài: “Khai thác kỹ thuật hệ thống lái ô tô TOYOTA INNOVA G” Đề tài bao gồm phần sau: - Chương I: Tổng quan hệ thống lái - Chương II: Phân tích kết cấu hệ thống lái ô tô TOYOTA INNOVA G - Chương III: Chẩn đoán, bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái ô tô TOYOTA INNOVA G - Chương IV: Thiết kế vam tháo rô tuyl lái Sau nhận đề tài này, hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình thầy KS Vũ Văn Tấn, thầy môn bạn, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, trình độ thời gian tìm hiểu nhiều hạn chế, kính mong nhận đóng góp ý kiến thầy bạn để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày…tháng…năm 2010 Sinh viên thực Nguyễn Văn Cương CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống lái 1.1.1 Công dụng hệ thống lái Hệ thống lái hệ thống điều khiển hướng chuyển động xe, đảm bảo giữ nguyên thay đổi hướng chuyển động ô tô vị trí Hệ thống lái có chức tiếp nhận tác động người điều khiển, thông qua cấu dẫn động thực điều khiển bánh xe chuyển động theo quỹ đạo mong muốn việc điều khiển phải đảm bảo tính linh hoạt nhanh chóng xác Hệ thống lái thông dụng bao gồm cấu điều khiển (vành lái, trục lái), cấu lái đòn dẫn động tạo khả chuyển hướng cho bánh xe xung quanh trụ đứng Trong trình chuyển động, hệ thống lái có ý nghĩa quan trọng thông qua việc nâng cao an toàn điều khiển chất lượng chuyển động hệ thống lái ngày hoàn thiện xe chạy đạt tốc độ lớn 1.1.2 Phân loại hệ thống lái Hệ thống lái phân loại theo nhiều cách khác nhau: - Theo phương pháp chuyển hướng: + Chuyển hướng bánh xe dẫn hướng phía trước (2WS - Wheel steering) + Hệ thống lái với bánh xe dẫn hướng cầu sau + Chuyển hướng tất bánh xe dẫn hướng phía trước, phía sau (4WS ) + Chuyển hướng cầu xe: xe rơmooc + Chuyển hướng thân xe: máy công trình - Theo cách bố trí vành tay lái: + Bố trí vành tay lái bên trái (đối với nước có luật giao thông quy định chiều chuyển động bên phải) Hình 1.1: Sơ đồ bố trí vành tay lái bên trái + Bố trí vành tay lái bên phải (khi chiều chuyển động bên trái nước Anh, Thụy Điển, Nhật, Hình 1.2: Sơ đồ bố trí vành tay lái bên phải - Theo đặc điểm truyền lực: + Hệ thống lái khí + Hệ thống lái khí có trợ lực: • Trợ lực thuỷ lực: với loại van khác • Trợ lực khí (có chân không) • Trợ lực điện - Theo kết cấu hệ thống đòn dẫn động lái: + Phù hợp với hệ thống treo phụ thuộc + Phù hợp với hệ thống treo độc lập - Theo cách biến đổi kiểu truyền động (phụ thuộc vào kết cấu cấu lái): + Biến chuyển động quay hệ thống điều khiển thành chuyển động quay đòn • Trục vít – bánh vít • Trục vít – êcu bi + Biến chuyển động quay hệ thống điều khiển thành chuyển động tịnh tiến đòn điều khiển: Bánh (trục răng) – 1.1.3 Yêu cầu hệ thống lái - Khi xe quay vòng đường gấp khúc hẹp hệ thống lái phải xoay bánh trước chắn, dễ dàng êm dịu - Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm vị trí tiện lợi người lái - Đảm bảo động lực học quay vòng cho bánh xe dẫn hướng tránh trượt lê gây mòn lốp - Hệ thống lái phải có khả ngăn va đập bánh xe dẫn hướng lên vành lái - Giữ cho xe chuyển động thẳng ổn định - Trợ lực phải đảm bảo xác tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ tác động hệ thống lái quay vòng bánh xe dẫn hướng - Cần có phối hợp bố trí cấu lái hệ thông treo trước để tránh dao động cưỡng - Hệ thống lái phải bố trí cho thụân tiện việc bảo dưỡng sửa chữa - Độ bền, tuổi thọ độ tin cậy cao 1.2 Cấu tạo phần tử chủ yếu hệ thống lái - Hệ thống lái tên xe con: Hình 1.3 Hệ thống lái xe 1.2.1 Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái a Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái hệ thống treo phụ thuộc Hình 1.4 Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái hệ thống treo phụ thuộc Trong trường hợp tổng quát, hệ thống lái gồm có vành lái - trục lái, cấu lái hệ dẫn động lái, phận trợ lực lái, giảm chấn (nếu có) b Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái hệ thống treo độc lập Hình 1.5 Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái hệ thống treo độc lập 1,11: Ngõng trục bánh xe; 2: Khớp cầu trên; 3,12,13,14,15: Đòn dẫn động lái(Hình thang lái); 4: Giá đỡ trục quay phụ; 5,9: Giá đỡ hệ thống lái; 6: Cơ cấu lái; 7: Trục lái; 8: Vành lái; 10: Đầu nối đòn dẫn động Trên hệ thống treo độc lập hai bên bánh xe dịch chuyển độc lập nhau, dẫn động lái phải đảm bảo không ảnh hưởng đến khả dịch chuyển hệ thống treo đồng thời đảm bảo chuyển hướng bánh xe dẫn hướng hai bên cầu trước Để thoả mãn điều này, dẫn động lái hệ thống treo độc lập sử dụng loại đòn chia cắt, mặt nguyên tắc đòn dẫn động thoả mãn quan hệ động học Ackerman có hình dáng hình thang lái Đantô 1.2.2 Cấu tạo phần tử hệ thống lái 1.2.2.1 Cấu tạo vành tay lái trục lái: Vành tay lái có nhiệm vụ tạo mômen điều khiển tác động lên hệ thống lái Vành tay lái có dạng hình tròn, co lan hoa bố trí hay không bên vành lái Mômen điều khiển có giá trị lực người lái tác động nhân với bán kính vành lái Trên vành tay lái trục lái thường bố trí thiết bị điều khiển phục vụ trình điều khiển, sử dụng ô tô như: Còi, túi khí ( airbag), công tắc điện điều khiển đèn, gạt nước mưa Hình 1.6 Vành tay lái trục lái.( xe con) 1: Vành tay lái; 2: Ống trượt trục lái; 3: Trục lái; 4: Cơ cấu trượt trục lái Trục lái có nhiệm vụ truyền mômen điều khiển từ vành lái đến cấu lái.Trục lái thường có hai loại: Trục lái thay đổi góc nghiêng trục lái không thay đổi góc nghiêng + Trục lái thay đổi góc nghiêng: Giúp cho lái xe điều chỉnh góc vô lăng so với phương thẳng đứng tùy theo khổ người sở thích lái xe + Trục lái không thay đổi góc nghiêng (trục lái trượt): Giúp cho lái xe dịch chuyển vô lăng theo phương dọc trục tùy theo khổ người sở thích lái xe Hình 1.7 Trục lái thay đổi góc nghiêng không thay đổi 1.2.2.2 Cơ cấu lái: Cơ cấu lái thông dụng truyền khí cho tỷ số truyền lớn Cơ cấu lái bắt chặt với khung xe, nằm gần cầu trước dẫn hướng có nhiệm vụ nhận chuyển động từ trục lái, thông qua biến đổi tỷ số truyền lớn làm thay đổi mômen điều khiển tác động lên đòn hệ thống dẫn động để chuyển hướng bánh xe dẫn hướng Để thoả mãn điều kiện trên ôtô sử dụng loại cấu lái sau: Các loại cấu lái thường sử dụng: - Cơ cấu lái trục vít chốt quay: Cơ cấu lái trục vít chốt quay thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho trước Để tăng hiệu suất cấu lái, giảm độ mòn trục vít chốt quay chốt đặt ổ bi Cơ cấu lái trục vít chốt quay có loại: + Cơ cấu lái trục vít chốt quay + Cơ cấu lái trục vít hai chốt quay Hình 1.8 Cơ cấu lái trục vít chốt quay - Cơ cấu lái trục vít lăn: Trên loại xe trước kia, cấu lái thường dùng rộng rãi loại ô tô với ưu điểm: Cho tỷ số truyền lớn, kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sửa chữa, dễ bảo dưỡng sửa chữa giá thành thấp Nhược điểm khó khăn cho việc bố trí trợ lực lái Hình 1.9 Cấu tạo cấu lái trục vít lăn 1,5: Ổ bi đỡ trục vít; 2: Trục vít; 3: Ốc đổ dầu; 4: vỏ cấu lái ;6: Trục lăn; 7: Ổ bi kim; 8: Con lăn; 9: Trục bị động; 10: Đòn quay đứng; 11:Khớp cầu liên kết đòn quay đứng với đòn kéo dọc; 12: Gíá đỡ cấu lái; 13: Đệm điều chỉnh độ dơ trục vít; 14: Nắp đậy; 15,16: Đai ốc đệm điều chỉnh độ dơ trục bị động 10 - Cơ cấu lái trục vít– êcubi – – cung răng: Trục vít đỡ ổ bi đỡ chặn, trục vít quanh tâm êcu bi ôm trục vít thông qua viên bi ăn khớp tạo nên truyền trục vít – êcu bên êcu có dạng răng, trục bị động mang theo cung ăn khớp với tạo thành truyền bánh Trục vít đóng vai trò chủ động cung đóng vai trò bị động Hình 1.10 Cấu tạo cấu lái trục vít - êcu bi - - cung 1: Cung trục bị động; 2,13,19: Vòng làm kín; 3: Ổ lăn kim;4,12,14: Nắp; 5: Đai ốc hãm; 6: Vít điều chỉnh; 7: Ốc xả dầu; 8: Đai ốc điều chỉnh; 9: Tấm chặn; 10: Bulông; 11: Chốt đai ốc; 15: Ổ bi; 16: Vỏ cấu lái; 17: Trục vít; 18: Nút đổ dầu; 20: đai ốc - Cơ cấu lái - bánh Gồm bánh liền trục ( trục ) phía trục lái ăn khớp với răng, đầu đầu trục lắp ổ bi Điều chỉnh ổ dùng êcu lớn ép chặt ổ bi trên vỏ êcu đó, có phớt che bụi đảm bảo trục quay nhẹ nhàng Thanh có cấu tạo nghiêng, phần cắt nằm phía trái, phần lại có tiết diện tròn Các ưu điểm cấu lái trục - : +) Cơ cấu đơn giản, gọn nhẹ Do cấu lái nhỏ thân tác dụng dẫn động lái nên không cần cấu dẫn động khác +) Có độ nhạy cao ăn khớp bánh 64 + Bôi dầu trợ lực lên gioăng chữ O lắp vào vỏ phía sau bơm trợ lực + Gióng thẳng chốt thẳng vỏ phía sau bơm trợ lực với vết lõm vành cam bơm, bên phía trước bơm trợ lực vỏ phía sau bơm trợ lực bulông Mômen xiết: 224 kgf.cm - Kiểm tra tổng tải ban đầu: + Kiểm tra bơm chạy êm tiếng kêu bất thường + Nếu phát tiếng kêu bất thường kiểm tra lại chi tiết xem chưa - Lắp công tác áp suất dầu trợ lực lái: + Lắp công tác áp suất dầu vào cụm bơm cao áp Mô men xiết: 214 kgf.cm - Lắp van điều khiển lưu lượng: + Bôi dầu trợ lực lên lò xo nén van điều khiển lưu lượng + Lắp lò xo nén van điều khiển lưu lượng + Bôi dầu trợ lực lái nên gioăng chữ O lắp vào cút cổng cao áp + Lắp cút nối cỏng cao áp vào vỏ phía trước cánh gạt Mô men xiết: 704 kgf.cm - Lắp cụm bình chứa dầu bơm trợ lực: + Bôi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O lắp vào bình chứa dầu bơm trợ lực + Lắp cụm bình chứa bơm trợ lực vào cụm bơm trợ lực bulông Mô men xiết: 92 kgf.cm - Lắp bình chứa dầu bơm trợ lực: +Lắp nắp bình chứa dầu bơm trợ lực vào cụm bình chứa dầu 3.4.3 Sửa chữa đại tu cấu lái * Tháo rời hộp cấu lái: - Tháo ống cao áp điều khiển quay trái - Tháo ống cao áp điều chỉnh quay phải - Cố định cụm nối hệ thống lái - Tháo đầu nối bên trái, bên phải - Tháo kẹp cao su chắn bụi 65 - Tháo cao su chắn bụi - Tháo đầu - Tháo dẫn hướng - Tháo van điều khiển - Tháo phớt dầu phía van điều khiển - Tháo ổ bi van điều khiển - Tháo phớt dầu phía van điều khiển - Tháo hãm đầu xi lanh - Tháo - Tháo phớt dầu ống xi lanh trợ lực * Kiểm tra sửa chữa: - Kiểm tra đầu nối bên phải bên trái + Dụng cụ Ê tô, đai ốc, vít cấy cân lực + Cách kiểm tra Kẹp đầu nối hên trái ê tô Lắp đai vào vít cấy Lắc khớp cầu phía trước phía sau nhiều lần Dùng cân lực, vặn đai ốc liên tục tốc độ đến giây/vòng đọc giá trị vòng thứ Mô men quay: 3.0 đến 20 kgf.cm + Khắc phục hư hỏng Nếu không quay tiêu chuẩn thay đầu - Kiểm tra + Dụng cụ Đồng hồ so giá đỡ + Tiêu chuẩn Độ đảo lớn 0.15 mm Bề mặt không sứt mẻ mòn nhiều + Cách kiểm tra 66 Hình 3.21- Kiểm tra + Kiểm tra mòn + Kiểm tra độ bề mặt - Khắc phục hư hỏng + Độ đảo vượt tiêu chuẩn phải thay + Thanh có dấu hiệu mòn tróc xước thay - Kiểm tra khe hở dầu trục bạc (van điều khiển) Dụng cụ + Dùng pame, đồng hồ đo đường kính xi lanh Tiêu chuẩn + Khe hở tiêu chuẩn: 0.021-0.083 mm + Khe hở cho phép: 0.125 mm Cách kiểm tra 67 Hình 3.22- Kiểm tra khe hở trục van bạc + Dùng pame đo đường kính cổ trụcvan điều khiển + Dùng đồng hồ đo đường kính bạc + So sánh khe hở với tiêu chuẩn cho phép - Cách điều chỉnh + Khe hở vượt tiêu chuẩn cho phép thi phải thay bạc * Thay bạc phớt dầu - Dụng cụ + Dùng vam Tuýp 29, 24 nối + Máy ép bạc - Tiêu chuẩn + Độ sâu ép bạc 69.5mm - Cách thay + Dùng vam tháo bạc phớt dầu + Bôi dầu trợ lực lên miệng phớt dầu + Dùng tuýp 29 nối lắp phớt dầu vào vỏ + Dùng dầu tuýp 24 nối ép thân bạc tới độ sâu quy định * Yêu cầu + Bạc ép độ sâu Ép sâu làm vỏ biến dạng, ép không đủ độ sâu chạm vào van điều khiển * Lắp cấu lái - Lắp phớt dầu ống xi lanh trợ lực lái 68 + Lắp vòng đệm vào vỏ + Bôi dầu trợ lực lái lên lợi phớt dàu ống xi lanh trợ lực lái + Lắp phớt dầu ống xi lanh vào vỏ với góc nghiêng xấp xỉ 150 + Dùng SST ép phớt dầu xuống sau lại dùng SST cân phớt dầu - Lắp + Bôi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O lắp vào trợ lực + Giãn rộng phớt dầu ngón tay + Bôi dầu trợ lực lái lên phớt dầu + Lắp phớt vào điều chỉnh tay +Bôi mỡ molybdenum gốc xà phòng lithium vào đầu + Lắp SST vào bôi dầu trợ lực lái lên SST + Lắp vào vỏ sau tháo SST - Lắp hãm đầu xi lanh + Quấn băng dính bảo vệ lên + Bôi dầu trợ lực lái lên lợi phớt dầu hãm đầu xi lanh + Lắp phớt dầu hãm đầu xi lanh vào phía bên phải + Tháo băng dính khỏi lắp bạc vào vỏ + Bôi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O hãm đầu xi lanh lắp vào hãm dầu xi lanh + Lắp bạc hãm dầu xi lanh vào hãm đầu xi lanh + Bôi mỡ vào phía hãm đầu xi lanh + Dùng SST lắp hãm đầu xi lanh vào vỏ - Kiểm tra kín khít + Lắp SST bơm chân không vào vỏ cấp chân không 398 mmHg gần 30 giây + Kiểm tra giảm áp suất Nếu có giảm phải kiểm tra việc lắp phớt dầu - Lắp phớt dầu phía van điều khiển + Bôi dầu trợ lực lái lên vòng bi lợi phớt dầu + Dùng SST máy ép lắp phớt dầu vòng bi phía van điều khiển - Lắp phớt dầu phía van điều khiển + Tương tự lắp phớt dầu phía van điều khiển 69 - Lắp van điều khiển + Giãn rộng vòng gioăng van điều khiển tay + Bôi dầu trợ lực lái lên vòng gioăng + Lắp gioăng vào trục van điều khiển + Quấn băng dính bảo vệ phần cưa van + Bôi dầu trợ lực lái lên van điều khiển + Lắp van điều khiển vào vỏ + Lắp vỏ van điều khiển với van điều khiển gioăng vào vỏ bu lông + Lắp cao su chắn bụi - Lắp dẫn hướng + Lắp đế dẫn hướng vào dẫn hướng + Bôi mỡ vào lò xo nén bề mặt tiếp xúc dẫn hướng trợ lực + Lắp lò xo nén dẫn hướng + Bôi keo làm kín khít ren lò xo dẫn hướng - Lắp đầu nối + Dùng SST lắp đầu bên phải bên trái - Lắp cao su chắn bụi 70 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VAM THÁO THANH NGANG CƠ CẤU LÁI 4.1 Yêu cấu kỹ thuật thiết bị phục vụ trình bảo dưỡng, sửa chữa Trong trình BD-SC hệ thống lái ta phải tiến hành tháo chốt cầu Để tháo chốt cầu thuận tiện nhanh chóng người ta dung thiết bị chuyên dung la vam tháo rô tuyl Dưới kết cấu cua vam 4.1.1 Giới thiệu chung thiết bị thiết kế Hình 4.1 Kết cấu vam 1: Trục vít; 2: Thân vam; 3: Chốt cầu ; 4: Cụm nối moay ơ; 5: Thanh ngang 4.1.2 Phân tích kết cấu nguyên lý hoạt động vam 71 Vam gồm trục vít bắt với thân mối ghép ren Móc vam vào phía nối moay cần tháo chốt cầu Sao cho hai đầu vam tì sát vào cụm nối moay Dùng cờ lê vặn trục vít xuống Trục vít tác dụng lực đẩy chốt cầu từ từ xuống thoát khỏi cụm nối moay 4.1.3 Mục đích ý nghĩa vam công tác bảo dưỡng, sửa chữa Mục đích vam nhằm phục vụ cho trình BD-SC có hiệu nâng cao suất lao động Để đáp ứng yêu cầu vam phải đáp ứng yêu cầu sau: + Nâng cao suất lao động + Đảm bảo độ xác,không làm hỏng cong vênh chi tiết cần tháo + Sử dụng đơn giản để giảm nhẹ sức lao động, an toàn sử dụng + Giá thành rẻ + Đảm bảo độ bền lâu + Có tính công nghệ cao 4.2 Tính toán thiết kế vam Trong thiết bị vam sử dụng ren vít để tạo lực ép Bộ truyền ren vít phận dễ xảy hư hỏng thân vam Nguyên nhân hư hỏng thường không đủ sức bền phải chịu tải lớn Để khắc phục ta phải ta phải chọn vật liệu bề dầy thân vam đường kính trục vít cho phù hợp a Chọn vật liệu chế tạo vam + Vật liệu dùng để chế tạo thân vam, tay vặn thép 45 + Vật liệu dùng để chế tạo trục vít thép 45 Có ứng suất sau: σ b = 610 (MPa) σ ch = 360 (MPa) b Lực ép chốt cầu cụm nối moay Công thức tính lực ép: ( CTM tập 1) P=π.f.d.l.p Trong đó: f: Là hệ số ma sát f=0,08 d: Đường kính trung bình khớp cầu lắp ghép l: Chiều dài lắp ghép 72 p: Ứng suất nén bề mặt lắp ghép Ta có: p= δ 10 −3 C C d ( + ) E1 E E1,E2: Mô đun đàn hồi vật liệu Đối với thép có E = 2,1.105 (N/mm2) δ : Độ dôi lắp ghép: δ = p.d ( C1 C + ) E1 E Ta có δ = 10 µm ( Dung sai đo lường khí) C1,C2 hệ số tính theo công thức sau d + d 21 C1 = − µ1 ; d − d 21 C2 = d + d2 2 d2 − d + µ2 µ1 , µ hệ số poát-xông , thép µ1 = µ = 0,3 Ta có chốt cầu đặc ⇒ d1 = (mm) C1 = d +d d2 C = + µ2 − µ = − µ ; 2 1 d2 − d d2 d2: đường kính ngõng trục d2 = 40 (mm) d: đường kính trung bình chốt d = 15 (mm) C1 = − µ = − 0,3 = 0,7 C2 = d + d2 d2 2 40 + 15 + µ2 = + 0,3 = 1,63 40 − 15 −d2 Vậy ta có ứng suất nén mặt lắp ghép là: p= δ 10 −3 10.10 −3 = = 60,08 C1 C 0,7 1,63 (N/mm2) + ) d ( + ) 15.( 5 2,1.10 2,1.10 E1 E Lực ép chốt cầu khỏi cụm moay là: P = π.f.d.l.p = 3,14.0,08.15.23.60,08 = 5199,84 (N) +) Xác định lực cần thiết để tháo rô tuyl, chốt cầu khỏi cụm moay Do chế độ làm việc khớp cầu truyền mô men lực ngang tới bánh xe dẫn hướng hệ thống lái Do để xác định lực cần thiết để tháo rô tuyl chốt cầu khỏi cụm moay ta tăng thêm hệ số tải trọng K (K = 1,5 ÷ ) chọn K=1,5 Ta có lực cần thiết để tháo chốt cầu khỏi cụm moay Qt =K.P=1,3.5199,84=7799,76 (N) 73 c Đường kính trung bình trục vít tính theo điều kiện bền W π Ψh ΨH [q ] d2 ≥ - Chọn áp suất cho phép sinh mặt ren [q] = Mpa - Hệ số chiều cao ren hình thang Ψh = 0,5 - Hệ số chiều cao thân có ren ΨH = H chọn ΨH = 2,5 d2 - Lực tháo W = Qt = 7799,76 (N) ⇒ d2 ≥ 7799,76 = 14,8 (mm) π 0,5.2,5.9 Vậy ta chọn d2 =15 mm Thông số trục vít là: Bước ren chọn: P = mm Chiều cao làm việc ren: h = 0,54.P = (mm) Đường kính chân ren là: d1 = 14 (mm) Đường kính đỉnh ren là: d = d1+2.h = 14+2.1= 16 (mm) Đường kính trung bình trục vít là: d2= 15 (mm) Góc nâng ren λ = acrtg p = acrtg ≈ 36' π d 3,14.14 Góc ma sát ρ Lấy hệ số ma sát f = 0,1 vít bôi trơn ρ = arctg ( f ) = 40' λ < ρ Vậy thỏa mãn điều kiện tự hãm Tính chiều cao đai ốc H: Ta có số vòng ren đai ốc tính theo công thức: x= W 7799,76 = = 19 (Vòng) π d [ P0 ].h 3,14.15.9.1 ⇒ H = x.P = 19.2 = 38 (mm) d Xác định chiều dài trục vít theo lực tháo ổ lăn: L ≤ π E.J K Qt n L : Chiều dài tính toán trục vít theo lực tháo E: Mô đum đàn hồi E = 21.104 ( N/mm2) 74 K: Hệ số tải trọng K = 1,5 ÷ chọn K = 1,5 Hệ số an toàn ổn định: n = J mô men quán tính trục: J = ⇒ L ≤ 3,14 π d1 3,14.14 = = 1884,785 (mm4) 64 64 21.10 4.1884,785.1,5 = 465,28 (mm) 6759,79.4 Chọn chiều dài trục vít thiết kế L = 140 (mm) e Kiểm tra trục vít theo độ bền mòn Để giảm mòn áp suất bề mặt ren phải nhỏ giá trị cho phép theo công thức sau : P0 = Q /(π d h.x) ≤ [ P0 ] Trong đó: h chiều cao làm việc ren: h = mm Số vòng ren đai ốc: x = H/P = 19 ( H chiều dài đai ốc: H = 38 mm) P0 = 7799,76 /(3,14.15.19) = 8,72 (Mpa) ≤ (Mpa) Vậy đảm bảo điều kiện mòn f Kiểm nghiệm trục vít theo điều kiện bền Do trục vít làm việc chịu trạng thái ứng suất phức tạp vừa chịu nén vừa chịu xoắn, phải tính ứng suất tương đương σ td kiểm nghiệm theo điều kiện bền: σ td = σ + 3.τ ≤ [σ ] Trong đó: [σ ] ứng suất cho phép [σ ] = σ ch / = 360 / = 120 (N/mm2) - Ứng suất lực dọc gây lên : σn = 4.Qt 4.7799,76 = = 50,67 (N/mm2) π d 3,14.14 - Ứng suất mô men xoắn gây τ= Mx 16.M x Mx = = W π d 0,2.d13 - Mô men xoắn: Mx = Mr + Mt - Mr mô men xoắn thân ren M r = W (d / 2).tg (λ + S ' ) 75 λ - góc nâng ren λ = 36' S ' - góc ma sát tương đương S ' = arctg( f ' ) f ' - hệ số ma sát tương đương f ' = f/(cos (α / 2)) Đối với ren hình thang cân ta có α = 30 f – hệ số ma sát trường hợp bôi trơn thường xuyên f = 0,1 ⇒ f ' = 0,1 /(cos(30 / 2)) = 0,104 ⇒ S ' = arctg 0,104 ≈ ⇒ M r = 7799,76.(15 / 2).tg (2 36'+6 ) = 8847,01 ( Nmm) - Mt – mô men gối tỳ M t = f Qt Rtd - Bán kính trung bình đầu kẹp bulông Rtd = d DN d = 3 ⇒ Mt = 0,1.7799,76.15/3 = 12746,88 (Nmm) - Ứng suất mô men xoắn gây τ = M x + M t = 8847,01 + 3899,87 = 12746,88 (N/mm2) - Ứng suất tác dụng lớn lên trục vít là: σ = 50,67 + 23,23 = 55,74 (N/mm2) Vậy σ td = 55,74 (N/mm2) < [ σ ] = 120 (N/mm2) đảm bảo điều kiện bền g Kiểm nghiệm theo điều kiện ổn định σn = 4.Qt ≤ ϕ [σ ] n π d 12 Trong đó: - Ứng suất cho phép [ σ ] = σ ch = 120 (N/mm2) µ l - ϕ hệ số giảm ứng suất cho phép phụ thuộc vào độ mềm vít , i i≈ d1 14 = = 3,5 4 - Độ mảnh tương µ = - Chiều dài trục vít phần t rục l = 140 (mm) ⇒ µ l 1.140 = = 40 J 3,5 - Tra bảng ta có ϕ = 0,92 ⇒ ϕ [σ ] n = 0,92.120 = 110,4 (N/mm2) - Lại có σ n = 55,74 (N/mm2) 76 ⇒ σ n = 55,74 (N/mm2) < ϕ [σ ] n = 110,4 (N/mm2) thảo mãn điều kiện ổn định 4.4 Kiểm tra bền thân vam Do kết cấu vam hình vẽ ta thấy có số mặt cắt nguy hiểm sau Tại hai vấu thân vam ( Hình vẽ) Kiểm nghiệm bền mặt cắt nguy hiểm thân vam: σ= Trong đó: W ≤ [σ ] 2.F σ - Ứng suất mặt cắt nguy hiểm (N/mm2) W - Lực tác dụng lên vam W = 7799,76 (N) F - Tiết diện mặt cắt nguy hiểm F = 12.12 = 144 (mm2) [ σ ] – Giới hạn bền ⇒σ = [ σ ] = 120 (N/mm2) 7799,76 = 27,08 (N/mm2) 2.144 Vậy σ = 27,08 (N/mm2) < [ σ ] = 120 (N/mm2) thỏa mãn điều kiện bền 4.5 Tính lực xiết người công nhân Lực kẹp vam lực kẹp chặt ren vít Nếu triển khai ren vít ta thấy bề mặt ren bề mặt chêm, góc nâng chem góc nâng đường ren Gọi lực tháo người công nhân Qcn Để tháo mô men sinh phải thắng mô men xoắn sinh ren tạo lực cần thiết để tháo chốt cầu: Vậy ta có Qcn.L ≥ Mx = Mr + Mt Với L chiều dài cánh tay đòn để tháo ( chiều dài cà lê) chọn L = 250 (mm) Mx = 12476,88 (N.mm) tính toán phần 77 ⇒ Qcn ≥ M x 12476,88 = = 49,9 (N) L 250 Vậy lực tháo cần thiết người công nhân là: Qcn = 49,9 (N) KẾT LUẬN Trên em trình bày toàn nội dung Đồ án tốt nghiệp Với đề tài “ Khai thác kỹ thuật hệ thống lái ô tô TOYOTA INNOVA G” Đề tài thu được số kết sau: - Tìm hiểu hệ thống lái ô tô nói chung ô tô TOYOTA INNOVA G nói riêng - Phân tích kết cấu hệ thống lái ô tô TOYOTA INNOVA G - Tìm hiểu công tác chẩn đoán, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái ô tô TOYOTA INNOVA G - Thiết kế vam tháo rô tuyl lái Sau hoàn thành đồ án em hiểu thêm nhiều hệ thống lái ô tô Em rút học kinh nghiệm quý giá công việc người kỹ sư sau trường Hướng phát triển đề tài tiếp tục hoàn thiện kiến thức khai thác kỹ thuật hệ thống lái dòng xe khác TOYOTA, sở vận dụng vào thực tiễn công việc bảo dưỡng sửa chữa ô tô Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy môn khí ô tô bảo em thời gian làm đồ án Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo K.S Vũ Văn Tấn tận tình bảo em để em hoàn thành đồ án Sinh viên Nguyễn Văn Cương 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO [01] Kết cấu tính toán ôtô; Trịnh Chí Thiện, Tô Đức Long, Nguyễn Văn Bang; NXB Giao Thông Vận Tải Hà Nội - 1984 [02] Hướng dẫn làm đồ án môn học Thiết kế hệ thống lái ôtô - máy kéo; Phạm Minh Thái; Trường Đại Học Bách Khoa - 1991 [03] Cấu tạo ô tô – Hệ thống gầm truyền lực; Nguyễn Hùng Mạnh [04] Cataloge Toyota Innova G [05] Chi tiết máy Tập I, II Nguyễn Trọng Hiệp; Nhà xuất giáo dục [06] Dung sai đo lường khí; Trần Vĩnh Hưng, An Hiệp NXB Giao Thông Vận Tải Hà Nội 1999 [07] Sức bền vật liệu; Vũ Đình Lai, Nguyễn Xuân Lựu Bùi Đình Nghi NXB Giao Thông Vận Tải Hà Nội [08] Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí I, II; Trịnh Chất, Lê Văn Uyển; NXB Giáo Dục [09] Bài giảng cấu tạo ô tô ; Trương Mạnh Hùng [...]... G Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ô tô khi cần thiết Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: Vành tay lái tiếp nhận lực 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... Kingpin ( G c nghiêng ngang của trụ đứng ) G c lệch được tạo thành giữa trục xoay đứng và đường thẳng đứng g i là g c kingpin hay còn g i là g c nghiêng trục lái Hình 1.18 .G c nghiêng ngang trục lái Vai trò của g c kingpin là làm giảm lực đánh lái, vì bánh xe quay sang trái hoặc phải với tâm quay là trục xoay đứng còn bán kính quay là khoảng lệch, nên khoảng lệch càng lớn thì mômen cản quay càng lớn (do... xe các g c nhất định Những g c này được g i chung là g c đặt bánh xe Nếu g c đặt bánh xe không đúng thì có thể dẫn đến các hiện tượng như: Khó lái, tính ổn định lái kém, tuổi thọ lốp giảm a) G c camber ( g c nghiêng ngang của bánh xe ) G c nghiêng ngang của bánh xe là g c được xác định trong mặt phẳng ngang của xe tạo nên bởi mặt phẳng dọc đi qua tâm bánh xe với phương thẳng đứng và được đo bằng độ Trên... xe hiện nay, g c nghiêng ngang bánh xe có giá trị từ 1/2 đến 1 0 ,được g i là dương khi nghiêng ra ngoài và ngược lại g i là âm Trên một số loại xe g c này còn có giá trị bằng không Hình 1.14 G c Camber *) Camber âm: Giả sử có một tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe nghiêng thì sẽ sinh ra một lực theo phương nằm ngang Lực này g i là lực đẩy ngang, nó tác động theo chiều vào trong khi bánh xe... tay lái tới các thanh dẫn động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng 25 Hình 2.1 Hệ thống lái ô tô INNOVA G 2.1.Kết cấu vành tay lái 2.1.1 Kết cấu vành tay lái: Vành tay lái có dạng vành tròn có lan hoa bố trí không đều quanh vành trong của vành tay lái Trên vô lăng còn được trang bị một phím còi và một số nút điều khiển các hệ thống khác Vô lăng lái. .. lê khi lái lốp bị mòn Ngoài ra kết cấu của hình thang lái còn phải phù hợp với bộ dẫn hướng của hệ thống treo, để khi bánh xe chuyển hướng dao động thẳng đứng thì không ảnh hưởng đến động học của dẫn động lái 1.2.2.4 Các g c đặt cụm bánh xe dẫn hướng Để tránh trường hợp người lái tác động liên tục lên vô lăng để giữa xe ở trạng thái chạy thẳng, hoặc người lái phải tác dụng một lực lớn quay vòng xe ,các... bánh xe dẫn hướng - Sơ đồ dẫn động lái trên hệ thống treo phụ thuộc 12 Hình 1.12 Sơ đồ hình thang lái trên hệ thống treo phụ thuộc - Sơ đồ động lái trên hệ thống treo độc lập Hình 1.13 Sơ đồ hình thang lái trên hệ thống treo độc lập 1: Đòn quay; 2: Đòn đỡ; 3: Thanh ngang Bộ phận quan trọng nhất của dẫn động lái là hình thang lái có nhiệm vụ đảm bảo động học các bánh xe dẫn hướng của ô tô làm cho lốp... dạng của các bộ phận trên hệ thống treo và bạc lót, g y ra bởi trọng lượng của hàng và hành khách - Giảm lực lái b) G c caster và khoảng caster: Hình 1.17 G c caster và khoảng caster G c caster là g c nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục xoay đứng, g c caster được xác định bằng g c nghiêng của trục xoay đứng và đường thẳng đứng nhìn từ cạnh xe Khi trục xoay đứng nghiêng về phía sau thì được g i... đường sẽ làm cho bán kính quay vòng của phía trong và phía ngoài khác nhau dẫn tới hiện tượng làm cho lốp mòn không đều Hình 1.16 Camber bằng không và camber dương khi tải trọng tác dụng 15 • Ưu điểm của camber dương: - Làm giảm tải trọng thẳng đứng, trong trường hợp g c camber bằng không tải trọng tác dụng lên trục bánh xe theo hướng F’ Khi camber dương tải trọng F’ chuyển thành F tác dụng theo hướng... điều khiển điện Hệ thống cửa sổ Loại điều khiển điện Chất liệu ghế Nỉ cao cấp Hàng ghế trước Dạng rời, có tựa đầu, trượt, ngả, điều chỉnh độ Hàng ghế thứ 2 cao (người lái) G p 60/40, có tựa đầu, trượt, ngả lưng ghế Hàng ghế thứ 3 G p sang 2 bên, có tựa đầu, ngả lưng ghế Hệ thống sưởi kính Kính sau Cột lái Loại tự đổ Ngoại thất G t nước Phía sau Thiết bị an toàn an ninh Đèn sương mù Đèn sương mù phía trước ... Kingpin ( Góc nghiêng ngang trụ đứng ) Góc lệch tạo thành trục xoay đứng đường thẳng đứng gọi góc kingpin hay gọi góc nghiêng trục lái Hình 1.18.Góc nghiêng ngang trục lái Vai trò góc kingpin... Góc kingpin làm cho bánh xe tự động quay vị trí chạy thẳng sau quay vòng có mô men phản lực (gọi mô men ngược) tác dụng từ mặt đường lên bánh xe Giá trị mô men ngược phụ thu c vào độ lớn góc kingpin... có xu hướng tăng lên, đặc biệt loại xe INNOVA G chỗ với ưu điểm khả động, tính kinh tế thích hợp với nhiều mục đích sử dụng khác Với ô tô nói chung xe, INNOVA G an toàn chuyển động tiêu hàng