Đang tải... (xem toàn văn)
Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Mazda 3S 2014 LỜI NÓI ĐẦU 0 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 3 1.1 Công dụng, Phân loại, Yêu cầu 3 1.1.2 Yêu cầu 3 1.1.3 Phân loại 3 1.2 Một số cơ cấu lái thông dụng trên ô tô 4 1.2.1 Hệ thống lái với cơ cấu trục vít cung răng 4 1.2.2 Hệ thống lái với cơ cấu trục vít con lăn 6 1.2.3 Hệ thống lái với cơ cấu trục vít chốt quay 7 1.2.4 Hệ thống lái với cơ cấu liên hợp 8 1.2.5 Hệ thống lái với cơ cấu bánh răng thanh răng 10 1.3 Dẫn động lái 11 1.3.1. Đòn quay 11 1.3.2. Đòn kéo 12 1.3.3 Các mối ghép của dẫn động lái 13 1.4. Hệ thống lái có trợ lực 13 1.4.1 Công dụng 13 1.4.2. Yêu cầu 14 1.4.3. Phân loại 14 1.4.4. Cấu tạo chung 14 1.4.5. Nguyên lý làm việc của trợ lực lái thủy lực 14 1.5 Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướng 15
LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay ôtô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng hóa, sự mạnh mẽ và vẻ đẹp của chiếc xe thể hiện sự lịch lãm tạo ra phong cách cho người chủ sử dụng Tính tiện nghi cho người dùng và sự thân thiện với môi trường sống chung quanh là hai tiêu chí đặt ra hàng đầu mà tất cả các cường quốc về công nghiệp ôtô đều phải dựa vào đó để nghiên cứu phát minh để có thể tạo ra những sản phẩm tốt hơn Tuy đất nước ta còn nghèo và nền kinh tế còn đang trên đà phát triển xong trong những năm gần đây đảng và nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển nghành ôtô để theo kịp với sự phát triển của thế giới Nhằm nâng cao khả năng tư duy cho sinh viên và khả năng hiểu biết về tính toán thiết kế mà em được giao nhiệm vụ “Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Mazda 3S 2014” Em biết hệ thống lái là hệ thống quan trọng và rất phức tạp, đặc biệt do ngày nay hệ thống giao thông tốt, xe hiện đại có vận tốc chuyển động ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống lái nhằm đảm bảo tính an toàn cao cho sự chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết Trong phần khai thác hệ thống lái này em dựa chủ yếu vào số liệu của xe Mazda 3S 2014, các tài liệu tham khảo Do lần đầu làm quen với khai thác với khối lượng kiến thức tổng hợp em còn có những mảng kiến thức em chưa được nắm vững nên mặc dù em đã cố gắng tham khảo tài liệu có liên quan song bài làm của em không thể tránh được những sai sót Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em củng cố thêm kiến thức và hiểu sâu hơn, nắm vững kiến thức mà em đã học hỏi được Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Thiều Sỹ Nam đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ! Vĩnh Yên , Ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực hiện Lê Tiến Thường MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 0 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 3 1.1 Công dụng, Phân loại, Yêu cầu 3 1.1.2 Yêu cầu 3 1.1.3 Phân loại 3 1.2 Một số cơ cấu lái thông dụng trên ô tô .4 1.2.1 Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - cung răng 4 1.2.2 Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - con lăn .6 1.2.3 Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - chốt quay 7 1.2.4 Hệ thống lái với cơ cấu liên hợp .8 1.2.5 Hệ thống lái với cơ cấu bánh răng - thanh răng 10 1.3 Dẫn động lái 11 1.3.1 Đòn quay 11 1.3.2 Đòn kéo 12 1.3.3 Các mối ghép của dẫn động lái 13 1.4 Hệ thống lái có trợ lực .13 1.4.1 Công dụng 13 1.4.2 Yêu cầu 14 1.4.3 Phân loại 14 1.4.4 Cấu tạo chung .14 1.4.5 Nguyên lý làm việc của trợ lực lái thủy lực 14 1.5 Hệ thống lái nhiều cầu dẫn hướng 15 CHƯƠNG 2: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI XE MAZDA 3S 2014 18 2.1 Đặt vấn đề .18 2.2 Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe MAZDA 3S 2014 18 2.2.1 Giới thiệu về xe MAZDA 3S 2014 .18 2.2.2 Các thông số ký thuật của xe MAZDA 3S 2014 26 2.2.3 Bố trí chung hệ thống lái xe Mazda 3S 2014 28 2.2.4 Cơ cấu lái .30 2.2.5 Dẫn động lái 32 2.2.6 Trợ lực lái 33 2.3 Những lưu ý khi sử dụng hệ thống lái .39 1 2.3.1 Dấu hiệu tay lái nặng khi vận hành 39 2.3.2 Xuất hiện dấu hiệu tay lái trả chậm 39 2.3.3 Vành tay lái bị rơ 39 2.3.4 Xuất hiện tiếng kêu bất thường ở hệ thống lái 40 2.3.5 Hiện tượng chảy dầu ở thước lái 40 2.4 Thông số đầu vào 40 2.5 Kiểm nghiệm hình thang lái xe Mazda 3S 2014 41 2.5.1 Cơ sở lý thuyết tính toán kiểm tra động học hình thang lái 41 2.5.2 Trình tự tính toán kiểm nghiệm hình thang lái bằng hình học .42 2.5.3 Kiểm tra bằng phương pháp đại số .43 CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI XE MAZDA 3S 2014 45 3.1 Chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa các hư hỏng trên hệ thống lái 45 3.1.1 Quy trình tháo hệ thống lái 45 3.1.1.1 Tháo vành tay lái và trục lái .45 3.1.1.2 Tháo cơ cấu lái và hình thang lái .49 3.1.2 Quy trình lắp hệ thống lái 52 3.1.3 Bảo dưỡng hệ thống lái 52 3.1.3.1 Vành tay lái 53 3.1.3.2 Cơ cấu lái 53 3.1.3.3 Hình thang lái 54 3.1.3.4 Trợ lực lái 54 3.1.3.5 Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm bánh xe .55 3.1.3.6 Kiểm tra độ đảo vành bánh xe 55 3.1.4 Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống lái 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, Phân loại, Yêu cầu 1.1.1 Công dụng Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một quỹ đạo xác định nào đó Trên ôtô có các phương pháp thay đổi hướng chuyển động như là: Chuyển hướng cả cầu xe ( xe rơmoóc); chuyển hướng nhờ điều khiển tốc độ các bánh xe ( máy kéo, xe máy công trình); điều khiển thông qua thay đổi hướng bánh xe Ngay nay phổ biến là loại điều khiển hướng của các bánh xe gọi là các bánh xe dẫn hướng Hệ thống lái có chức năng tiếp nhận tác động của người điều khiển, thông qua các cơ cấu dẫn động thực hiện điều khiển các bánh xe chuyển động theo quỹ đạo mong muốn Việc điều khiển này phải đảm bảo tính linh hoạt, nhanh chóng và chính xác Trong quá trình chuyển động, hệ thống lái có ý nghĩa quan trọng thông qua việc nâng cao an toàn điều khiển và chất lượng chuyển động do vậy hệ thống lái ngay càng được hoàn thiện nhất là khi xe đạt tốc độ lớn 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống lái phải bảo đảm các yêu cầu sau: Hệ thống lái điều khiển dễ dàng, nhanh chóng, chính xác và an toàn Các cơ cấu điều khiển bánh xe dẫn hướng và quan hệ hình học của hệ thống lái phải đảm bảo không gây nên các dao động và va đập trong hệ thống lái Lực cần thiết đặt trên vành tay lái nhỏ Đảm bảo động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt Các bánh xe dẫn hướng khi ra khỏi đường vòng cần phải tự động quay về trạng thái chuyển động thẳng, hoặc là lực quay vành tay lái để đưa bánh xe về trạng thái chuyển động thẳng nhỏ hơn khi quay vòng Giữ được chuyển động thẳng ổn định 1.1.3 Phân loại Tuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại sau: * Theo cách bố trí vành lái - Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ôtô) được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt nam và một số các nước khác; 3 - Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ôtô) được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên trái như ở Anh, Nhật, Thuỵ Điển, * Theo số lượng cầu dẫn hướng - Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước - Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau - Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu * Theo kết cấu của cơ cấu lái - Cơ cấu lái loại trục vít - bánh vít - Cơ cấu lái loại trục vít - cung răng - Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng) - Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng * Theo đặc điểm truyền lực + Hệ thống lái cơ khí + Hệ thống lái cơ khí có trợ lực: - Trợ lực thuỷ lực: với các loại van khác nhau - Trợ lực khí ( có cả chân không) - Trợ lực điện - Trợ lực cơ khí + Lái điện 1.2 Một số cơ cấu lái thông dụng trên ô tô 1.2.1 Hệ thống lái với cơ cấu 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, 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 1.1) 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 lõm Khi trục vít có dạng lõm 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 4 2 1 A-A 3 A 4 Hình 1.1 Cơ cấu trục vít - cung răng 1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4-Vỏ Tỷ số truyền cơ cấu lái trục vít - cung răng không đổi và xác định theo công thức: iω=2 πRR0 tZ1 (1.1) Trong đó: R0 - Bán kính vòng lăn của cung răng; t - Bước trục vít; Zt - Số mối ren trục vít Góc nâng của đường ren vít thường từ 8 ÷ 120 Khe hở ăn khớp khi quay đòn quay đứng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên thay đổi từ 0,03 ÷ 0,05 mm Sự thay đổi khe hở này được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung răng có bán kính khác nhau 5 1.2.2 Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - con lăn A-A 4 5 3 2 A A 1 8 6 7 R 0R 01 x 02 Hình 1.2 Cơ cấu lái trục vít glôbôít - con lăn hai vành 1-T rục 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 1.2) 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: ηt = 0,77 - 0,82; - Hiệu suất nghịch: ηn = 0,6; - Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản và có thể thực hiện nhiều lần Để có thể điều chỉnh khe hở ăn khớp, đường trục của con lăn được 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 6 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: iω=2 πRRK tZ =2 πRR0 RK =i 1 tZ1 R0 ω RK 0 R0 (1.2) Trong đó:t - Bước của mối răng trục vít; Z1- Số đường ren trục vít; Rk- Bán kính vòng (tiếp xúc) giữa con lăn và trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp xúc đến tâm đường quay đứng); 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 1.2.3 Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - chốt quay 2 1 3 Hình 1.3 Cơ cấu lái trục vít - chốt quay 1- chốt quay; 2- Trục vít; 3- Đòn quay Ưu điểm: có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi, theo quy luật bất kỳ nhờ cách chế tạo bước răng trục vít khác nhau 7 Nếu bước răng trục vít không đổi thì tỷ số truyền được xác định theo công thức: 2 πRR i ω = t cos (1.3) Trong đó: - Góc quay của đòn quay đứng; R2 - Bán kính đòn dặt chốt Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu loại này vào khoảng 0,7 Cơ cấu lái này dùng nhiều ở hệ thống lái không có cường hoá và chủ yếu trên các ôtô tải và khách Tuy vậy do chế tạo phức tạp và tuổi thọ không cao nên hiện nay ít sử dụng 1.2.4 Hệ thống lái với cơ cấu liên hợp Êcu 20 lắp lên trục vít qua các viên bi nằm theo rãnh ren của trục vít cho phép thay đổi ma sát trượt thành ma sát lăn Phần dưới của êcu bi có cắt các răng tạo thành thanh răng ăn khớp với cung răng trên trục (2) 8 Hình 1.4 Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng 1- Đai ốc hãm đòn quay đứng; 2- Trục tròn quay đứng; 3- Vòng chặn dầu; 4, 6- Ổ bi kim; 5- Vỏ cơ cấu lái; 7- Tấm đệm; 8- Đai ốc điều chỉnh; 9- Vít điều chỉnh ăn khớp; 10- Đai ốc hãm; 11- Vòng làm kín; 12- Mặt bích bên cơ cấu lái; 13- Đai ốc tháo dầu; 14- Vòng làm kín; 15- Chốt định vị; 16- Tấm chặn; 17- Đai ốc điều chỉnh độ rơ của ổ bi; 18- Nắp dưới cơ cấu lái;19 - Ổ đỡ chặn; 20- Êcu; 21- Ống dẫn hướng bi; 22- Bi;23-Vít đậy lỗ rót dầu; 24- Ổ đỡ chặn; 25- Vòng chặn dầu; 26- Then bán nguyệt; 27- Cung răng Tỷ số truyền động học của cơ cấu lái loại này không đổi và xác định theo công thức: 2 πRR2 iω = t (1.4) Trong đó: R2 - Bán kính chia cung răng; t - Bước răng trục vít + Ưu điểm: - Hiệu suất cao: hiệu suất thuận ηt = 0,7 - 0,85, hiệu suất nghịch ηn = 0,85; - Khi sử dụng với cường hoá thì nhựơc điểm hiệu suất nghịch lớn không quan trọng; - Có độ bền cao vì vậy thường được sử dụng trên các xe cỡ lớn 9