đề tài khai thác kĩ thuật hệ thống lái trên xe ford ranger 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢIKHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Khai thác kĩ thuật hệ thống lái trên xe Ford Ranger 2015

Sinh viên: Trần Xuân Trường

Chuyên ngành: Cơ khí ô tôLớp: CQ KTOTO2 60

Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Thiết Lập

TP Hồ Chí Minh, 2024

MỤC LỤC

Mục lục i

Danh mục hình iii

Danh mục bảng iv

1.1.2.1 Phân loại theo phương pháp chuyển hướng 2

1.1.2.2 Phân loại theo đặc tính truyền lực 2

1.1.2.3 Phân loại theo kết cấu cơ cấu lái 2

1.1.2.4 Phân loại theo bố trí vành tay lái 3

1.1.2.5 Phân loại theo kết cấu đòn dẫn động 3

1.1.3 Yêu cầu đối với hệ thống lái 3

Chương 2: Kết cấu hệ thống lái trên ford ranger 2015 15

2.1 Cấu tạo chung của hệ thống lái của Ford Ranger 15

2.8 Mô phỏng 3D hệ thống lái trợ lực thuỷ lực trên Ford Ranger 2015 25

2.8.1 Giới thiệu về phần mềm mô phỏng 25

2.8.3 Một số cụm tổng thành sau khi lắp ghép 29

Chương 3: Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lÁI TRÊN xe ford ranger 2015 33

3.1 Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái trên xe Ford Ranger 33

3.1.1 Một số nội dung bảo dưỡng và kiểm tra chính 33

3.1.1.1 Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái 33

3.1.1.2 Hiệu chỉnh độ lệch tâm vô lăng 34

3.1.1.3 Kiểm tra áp suất và độ mòn của lốp 35

3.1.1.4 Kiểm tra góc đánh lái 35

3.1.1.5 Kiểm tra góc Camber, Caster và góc Kingpin 36

3.1.1.6 Kiểm tra và điều chỉnh cơ cấu lái 41

3.1.1.7 Kiểm tra và điều chỉnh trợ lực lái 43

3.1.2 Tháo lắp một số chi tiết hệ thống lái 45

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Góc nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng 4

Hình 1.2 Góc nghiêng ngang α và khuynh hướng lăn tự do của bánh xe dẫn hướng 4

Hình 1.11 Sự khác nhau của trợ lực thuỷ lực và trợ lực điện 10

Hình 1.12 Ngoại thất của xe 11

Hình 1.13 Tuyến hình của Ford Ranger 11

Hình 1.14 Đồng hồ hiển thị 14

Hình 2.1 Cấu tạo chung hệ thống lái Ford Ranger 2015 15

Hình 2.2 Vô lăng xe Ford Ranger 16

Hình 2.3 Trục lái của Ford Ranger 17

Hình 2.4 Cột lái của Ford Ranger 17

Hình 2.5 Cơ cấu lái của Ford Ranger 18

Hình 2.6 Cấu tạo cơ cấu lái 19

Hình 2.7 Rotuyn lái 20

Hình 2.8 Rotuyn lái ngoài 20

Hình 2.9 Rotuyn lái trong 21

Hình 2.10 Đường dầu thuỷ lực 22

Hình 2.11 Bơm trợ lực hệ thống lái 23

Hình 2.12 Van phân phối ở vị trí trung gian 24

Hình 2.13 Van phân phối quay vòng sang phải 24

Hình 2.14 Van phân phối quay vòng sang trái 25

Hình 2.15 Vô lăng mô phỏng 26

Hình 2.16 Rotuyn trong 26

Hình 2.17 Đầu rotuyn ngoài 26

Hình 2.18 Bánh răng liên kết thanh răng 27

Hình 2.31 Tổng thể hệ thống lái bằng mô phỏng 32

Hình 3.1 Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái 33

Hình 3.2 Thiết bị kiểm tra vành tay lái 34

Hình 3.3 Hiệu chỉnh độ lệch tâm vô lăng 34

Hình 3.4 Thiết bị kiểm tra độ lệch tâm vô lăng 35

Hình 3.5 Kiểm tra áp suất lốp bằng đồng hồ đo áp suất 35

Hình 3.6 Kiểm tra góc quay bánh xe 36

Hình 3.7 Góc Camber của bánh xe dẫn hướng 37

Hình 3.14 Điều chỉnh góc quay vô lăng 41

Hình 3.15 Kiểm tra độ cong vênh của thanh răng 41

Hình 3.16 Kiểm tra độ kín của piston xilanh thuỷ lực 42

Hình 3.17 Vô lăng thẳng lái 45

Hình 3.24 Tháo đường dầu trợ lực 48

Hình 3.25 Tháo nẹp đường dẫn dầu 48

Hình 3.26 Tháo dẫn động lái 48

Hình 3.27 Tháo dẫn động lái ra ngoài 49

Hình 3.28 Giữ vô lăng thẳng lái 49

Hình 3.29 Tháo giắc điện kết nối 49

Hình 3.30 Dán đánh dấu vị trí vô lăng thẳng lái 50

Hình 3.31 Tháo giắc điện kết nối 50

Hình 3.32 Tháo cụm hệ thống cụm điều khiển sau vô lăng 51

Bảng 1 1 So sánh hệ thống trợ lực thuỷ lực và trợ lực điện 9Bảng 1 3 Kích thước tiêu chuẩn của xe Ford Ranger 11Bảng 1 4 Các option của xe theo từng bản 12

MỞ ĐẦU

Ngay từ khi ra đời, ôtô đã chứng tỏ được tầm quan trọng của mình trong cuộcsống của con người Sản xuất ôtô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ôtô trở thànhphương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tếquốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nềnkinh tế phát triển Từ đó đến nay ngành công nghiệp ôtô không ngừng phát triển về sốlượng cũng như chất lượng nhằm đáp ứng yêu cầu ngày một cao và khắt khe hơn củangười sử dụng

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa rất mạnh mẽ,ngành công nghiệp ôtô Việt Nam mới ra đời còn non trẻ khi mới chỉ dừng lại ở quymô lắp ráp, sửa chữa, chế tạo một số chi tiết nhỏ với tỷ lệ nội địa hóa tăng dần theothời gian nhưng tương lai hứa hẹn có nhiều khởi sắc Hiện nay các loại xe được khaithác sử dụng trong nước bao gồm nhập khẩu từ nước ngoài và một phần lắp ráp trongnước, các loại xe này có các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện địa hình và khíhậu Việt Nam Do đặc thù khí hậu nước ta là nhiệt đới gió mùa ẩm, địa hình nhiều đồinúi, độ ẩm cao nên nhìn chung là điều kiện khai thác tương đối khắc nghiệt Chính vìvậy việc tìm hiểu, đánh giá và kiểm nghiệm các hệ thống, các cụm trên xe là việc hếtsức cần thiết để đảm bảo khai thác sử dụng xe có hiệu quả cao góp phần nâng cao tuổithọ xe cũng như tính kinh tế

Hệ thống lái của ôtô là một hệ thống quan trọng dùng để thay đổi hướng chuyểnđộng hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một quỹ đạo xác định nào đó Cơ cấu láibánh răng–thanh răng được sử dụng phổ biến trên các xe ôtô du lịch và xe tải nhỏ, xeSUV và Ford Ranger cũng nằm trong số đó

Để góp phần thực hiện công việc trên và cũng là đúc rút lại những kiến thức sau 4năm học tập trên ghế giảng đường “Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Phân Hiệutại TP Hồ Chí Minh” em đã được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:

Khai thác kỹ thuật hệ thống lái trên xe Ford Ranger 2015"

Với đề tài như trên, nội dung đồ án được thể hiện qua các phần sau:

Chương 1: Tổng quan.

Chương 2: Kết cấu hệ thống lái xe Ford Ranger 2015.

Chương 3: Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái xe Ford Ranger

Với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Thiết Lập em đã thực hiện đồ án này Trong

quá trình làm đồ án, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không khỏi có những chỗ cònthiếu sót, em rất mong được sự đóng góp chỉ bảo của thầy hướng dẫn cũng như cácthầy trong bộ môn để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiệnTruongTrần Xuân Trường

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan

1.1.1 Công dụng

Hệ thống lái là hệ thống điều khiển hướng chuyển động của ô tô nhờ quay vòngcác bánh xe dẫn hướng, với nhiệm vụ thay đổi hoặc giữ nguyên hướng chuyển độngtheo ý muốn của người lái

Hệ thống lái có ảnh hưởng rất lớn đến an toàn chuyển động của xe nhất là ở tốcđộ cao, do đó chúng không ngừng được hoàn thiện theo thời gian

Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện nhờ vô lăng (vànhlái), trục lái (truyền chuyển động quay từ vô lăng tới cơ cấu lái), cơ cấu lái (tăng lựcquay của vô lăng để truyền mô men lớn hơn tới các thanh dẫn động lái), và các thanhdẫn động lái (truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng)

Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của từng loại xe

Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vô lăng một lực, đồngthời để quay vòng được thì cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên bánh xe

Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng quay trên những đường tròn đồngtâm với nhau, đó là tâm quay tức thời khi quay vòng

1.1.2 Phân loại

1.1.2.1 Phân loại theo phương pháp chuyển hướng- Chuyển hướng hai bánh xe cầu trước- Chuyển hướng tất cả các bánh xe1.1.2.2 Phân loại theo đặc tính truyền lực

- Hệ thống lái cơ khí không có trợ lực

- Hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực hoặc trợ lực khí nén1.1.2.3 Phân loại theo kết cấu cơ cấu lái

- Cơ cấu lái kiểu trục vít lõm – con lăn

- Cơ cấu lái kiểu trục vít – răng rẻ quạt và trục vít đai ốc- Cơ cấu lái kiểu trục vít – thanh răng

- Cơ cấu lái kiểu bánh rang – thanh răng- Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn

1.1.2.4 Phân loại theo bố trí vành tay lái- Bố trí vô-lăng bên trái- Bố trí vô-lăng bên phải

1.1.2.5 Phân loại theo kết cấu đòn dẫn động- Dẫn động lái một cầu

- Dẫn động lái hai cầu

1.1.3 Yêu cầu đối với hệ thống lái

An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ô tô là chỉ tiêu hàng đầutrong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện hiện nay Một trongcác hệ thống quyết định đến tính toán và ổn định chuyển động của ô tô là hệ thống lái.Để đảm bảo tính êm dịu chuyển động, hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau

- Hệ thống lái phải đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và an toàn - Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng

- Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng - Đảm bảo lực lái thích hợp

- Hệ thống lái không được có độ dơ lớn

- Đảm bảo khả năng quay vòng bị động của xe - Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe

- Đảm bảo tỷ lệ thuận giữa góc quay vô lăng với góc quay bánh xe dẫn hướng - Không đòi hỏi người lái xe một cường độ lao động quá lớn khi điều khiển ôtô

1.1.4 Các góc đặt bánh xe dẫn hướng

Mặt phẳng quay của bánh xe dẫn hướng của ô tô thường không nằm trong mặtphẳng góc với mặt đường, mà được bố trí lệch ra phía ngoài một góc α, gọi là gócnghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng

Hình 1.1 Góc nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng

Góc này có tác dụng sau:

+ Tránh cho các bánh xe dẫn hướng nghiêng vào trong, do đó tác dụng của tảitrọng phần trước ô tô, khi các ổ đỡ của trụ quay đứng và vòng bi moay ơ bánh xe dẫnhướng bị mòn

+ Giảm cánh tay đòn a của phản lực tiếp tuyến đối với trụ quay, do đó giảm đượctải trọng của hệ thống truyền động lái và lực điều khiển vành lái của người lái xe khiquay vòng ô tô

Tuy nhiên khi đặt bánh xe dẫn hướng sẽ tồn tại một số vấn đề sau đây:

+ Làm tăng góc lệnh δ của bánh xe khi phản lực ngang của đường có chiềungược lại với chiều nghiêng của bánh xe và làm tăng lực cản lăn

+ Bánh xe có khuynh hướng lăn theo một cung tròn tâm O, trong khi nó bắt buộcphải chuyển động tịnh tiến theo tốc độ của xe Vì vậy ở khu vực tiếp xúc của bánh xevà mặt đường sẽ xuất hiện hiện tượng trượt ngang của lốp

Hình 1.2 Góc nghiêng ngang α và khuynh hướng lăn tự do của bánh xe dẫnhướng

Để khắc phục tình trạng này, người ta còn đặt bánh xe dẫn hướng theo một độchụm

Độ chụm: Được xác định bằng hiệu số khoảng cách A và B giữa phía trước vàphía sau của hai bánh xe dẫn hướng Chọn đúng mối tương quan giữa góc nghiêngngang và độ chụm thì hiện tượng trượt ngang sẽ không còn tồn tại Và tránh được sựmài mòn của lốp xe do hiện tượng này gây lên

Hình 1.3 Độ chụm của bánh xe dẫn hướng1.2 Cấu tạo của hệ thống lái

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống lái

Cấu tạo hệ thống lái gồm 3 thành phần chính là cơ cấu vận hành, cơ cấu lái và cơcấu dẫn động lái

Cả đòn kéo bên và đòn kéo ngang cùng với dầm cầu tạo thành hình thang đượcgọi là hình thang lái Khi muốn thay đổi hướng chuyển động của xe, người lái tác dụng

Đòn quay đứng đấy đòn kéo dọc dịch chuyến làm quay khớp chuyển hướng.Đồng thời, lúc đó các đòn bên và đòn kéo ngang (hình thang lái) dịch chuyển khiếncho các bánh xe dẫn hướng quay với những góc khác nhau theo tỷ lệ nhất định để đảmbảo các bánh xe dẫn hướng đều quay vòng không trượt

1.2.1 Trục lái:

Có nhiệm vụ truyền mô men lái xuống cơ cấu lái Trục lái gồm có trục lái chính,có thể truyền chuyển động quay vô lăng xuống cơ cấu lái Đầu phía trên của trục láichính được gia công ren và lỗ lắp then hoa để lắp then hoa lên đó và được giữ chặtbằng một đai ốc

Hình 1.5 Trục lái

1.2.2 Cơ cấu lái:

Là một giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động của người lái đến các bánh xedẫn hướng, chúng có chức năng giảm lực đánh lái bằng cách tăng mô men đầu ra Tỷsố giảm tốc được gọi là tỷ số truyền của cơ cấu lái và thường bằng 21 – 25 đồi với xetải

Hình 1.6 Cơ cấu lái

1.2.3 Dẫn động lái:

Bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến trục đứng của bánh xe Vìvậy nó cần đảm bảo các chức năng sau:

+ Nhận chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng

+ Đảm bảo quay vòng các bánh xe dẫn hướng sao cho không xảy ra hiện tượngtrượt ở tất cả các bánh xe dẫn hướng, đồng thời tạo liên kết giữa các bánh xe dẫnhướng

+ Phần cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái được tạo bởi cấu trước, đònngang và đòn dọc Nhờ hình thang lái nên khi quay vô lăng đi một góc, các bánh xedẫn động cũng sẽ quay đi một góc nhất định Hình thang lái có thể bố trí hoặc sau cầudẫn hướng, tùy theo bố trí chung của từng xe

Lực lái có thể được giảm bằng nhiều cách khác nhau, có thể tăng tỷ số truyền củacơ cấu lái Tuy nhiên việc này dẫn đến số vòng quay trên vành lái nhiều hơn, người láiphải quay vành lái nhiều dẫn đến phản ứng điều kiện khó theo ý muốn với những đoạnđường vòng phức tạp Vì vậy để thực hiện điều khiển vành lái nhẹ nhàng, nhanh nhậytrong khi đó chỉ cần lực lái nhỏ, cần phải có thiết bị trợ lực lái

*Phân loại trợ lực lái:

- Trợ lực khí nén với áp suất trợ lực 0,5 – 0,75 MPa - Trợ lực thủy lực với áp suất trợ lực 5 – 12,5 MPa

Hiện nay trên ô tô, trợ lực thủy lực kết cấu nhỏ gọn nhẹ nhàng được sử dụng phổthông hơn, đặc biệt dễ dàng bố trí trên cơ cấu lái loại trục vít – êcu bi thanh răng –cung răng hoặc trục răng – thanh răng

*Cấu tạo trợ lực lái thuỷ lực: Bộ trợ lực lái là một bộ phận điều khiển tự động bao

gồm: nguồn năng lượng, van phân phối và xi lanh lực

Hình 1.8 Bố trí các bộ phận của trợ lực lái thuỷ lực

Bơm trợ lực sẽ nhận công suất từ động cơ và tạo ra áp suất dầu cần thiết Khi tàixế đánh vô-lăng, van phân phối sẽ hoạt động và đưa áp suất dầu vào xi-lanh, từ đópiston sẽ di chuyển thanh răng lái và điều khiển bánh xe dẫn hướng

Nhờ áp suất dầu thuỷ lực mà lực tác dụng lên tay lái giảm đi và không phải quaytay lái quá nhiều Do bơm dầu nhận công suất từ động cơ nên hệ thống chỉ hoạt độngkhi nổ máy, việc đánh tay lái khi dừng xe và tắt động cơ sẽ gặp nhiều khó khăn Ngoàira khi ở vận tốc cao, áp lực dầu lớn có thể khiến tay lái nhạy qua mức cần thiết Hưhỏng thường gặp nhất là thiếu dầu trợ lực, nguyên nhân có thể do các nút chặn cao sulão hóa hoặc bình chứa dầu bị thủng dẫn đến rò rỉ

*Cấu tạo trợ lực điện: Hệ thống trợ lực điện tử sử dụng motor điện để đẩy

thanh răng lái thay cho áp lực dầu như hai hệ thống trợ lực trên Điều khiển motor điệnlà một ECU điện tử, nhận thông tin về góc đánh lái, mô-men của cột vô-lăng từ cảmbiến

Hình 1.10 Trợ lực lái điện

Bảng 1 1 So sánh hệ thống trợ lực thuỷ lực và trợ lực điện

So sánhHệ thống lái trợ lực thuỷ lựcHệ thống lái trợ lực diện

Bảo dưỡng Khi phát sinh lỗi hay theo định

Cấu tạo Phức tạp, nặng chiếm nhiều

diện tích trong khoang máy Đơn giản ít tốn diện tíchHoạt động Nhận công suất từ động cơ nên

hoạt động liên tục

Chỉ hoạt động khi nhận tínhiệu từ cảm biến

Công nghệ Chưa bắt kịp xu hướng Tích hợp nhiều công nghệhiện đại

Hình 1.11 Sự khác nhau của trợ lực thuỷ lực và trợ lực điện1.3 Giới thiệu chung về xe Ford Ranger 2015

Ford Ranger 4x4 XL là xe bán tải hai cầu Xe pick-up là dạng xe bán tải kiểudạng như 1 chiếc xe đa dụng hàng ghế ngồi có 5 chỗ (tính cả ghế lái) nó có thêm 1thùng chở hàng phía sau tách biệt hẳn với khoang ghế hành khách có thể chở đượchàng hóa với kích thước quá khổ mà những chiếc xe đa dụng khác không thể đảmnhiệm, khung gầm tương tự như xe tải thiết kế phù hợp với nhiều địa hình, vận chuyểnhàng hóa trọng lượng vừa phải (500 – 700kg)

Ford Ranger có thể lội nước 800mm và các công nghệ hỗ trợ xuống dốc và leodốc; khả năng kéo mạnh mẽ lên nhất trong các xe cùng phân khúc, lên tới hơn 3.350kgở một số các phiên bản động cơ dầu Với 3 kiểu cabin đơn-mở-kép và 2 loại hệ thốngtruyền động 4x2 và 4x4 cùng với hai kiểu chiều cao xe, Ford đã cho ra mắt 3 phiênbản Ranger để phù hợp với các thị trường khác nhau

Hình 1.12 Ngoại thất của xe

Hình 1.13 Tuyến hình của Ford RangerBảng 1 2 Kích thước tiêu chuẩn của xe Ford Ranger

Đặc điểm

Ranger 4x4XL

Dài x Rộng x Cao (mm) 5170 x 1804 x 1762Thùng xe:

Bán kính vòng quay tối thiểu (mm) 6300Trọng lượng toàn bộ xe tiêu chuẩn (kg) 2890Trọng lượng không tải xe tiêu chuẩn (kg) 1803Tải trọng định mức cả người (kg) 700

Túi khí 2 Túi khí phía trước

Trục lái điều chỉnh được độ nghiêng Có

Ghế trước Điều chỉnh được độ nghiêng vàđộ cao của tựa đầuGhế sau Ghế băng gập được có tựa đầu

Hệ thống âm thanh AM/FM, CD 1 đĩa, MP3, 2 loa

1.3.1 Động cơ

Ford Ranger 4x4 XL 2015 được trang bị động cơ Turbo diesel 2.5, 4 xilanh, trụccam đơn có hệ thống làm mát khí nạp Intercooler Dung tích thùng nhiên liệu 63 lít,trung bình tiêu hao khoảng 8 lít/100km

Hệ thống động cơ kiểu cam đơn SOHC đã được thay thế bằng kiểu trục cam képDOHC Công nghệ phun nhiên liệu đơn đường tăng áp TCDi (Turbo Direct Common -Rail Injection).

Ford Ranger mới còn được trang bị động cơ diesel mới sử dụng công nghệ phunnhiên liệu Common - rail Động cơ 2 5L có công suất 143 mã lực, mô-men xoắn cựcđại 330 Nm ở vòng tua 1800 v/ph

- Hệ thống làm mát: Có hệ thống làm mát khí nạp Intercooler Hệ thống làm mátbằng nước theo phương pháp tuần hoàn cưỡng bức

- Hệ thống bôi trơn hỗn hợp cưỡng bức: bôi trơn cưỡng bức kết hợp bơm và vungté, có dung lượng 4,7 lít

Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên mộtống kim loại Một thanh nối (tie rod) nối với hai đầu mút của thanh răng

1.3.4 Hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe Ford Ranger là hệ thống phanh dẫn động thủy lực, sử dụng cơcấu phanh đĩa cầu trước, cơ cấu phanh tang trống cầu sau Hệ thống chống bó cứngphanh (ABS) kết hợp hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic BrakeForce Distribution) cùng thiết bị cảm biến tải trọng để đảm bảo tối ưu hóa trên mọi địahình

1.3.5 Hệ thống treo

Hệ thống treo trên xe:

+ Trước: Hệ thống treo độc lập bằng thanh xoắn kép và ống giảm chấn + Sau: Loại nhíp với ống giảm chấn

Lốp xe gồm 4 lốp Vành (mâm) đúc hợp kim, cỡ lốp/áp suất lốp (kg/cm3): 215/70R15

1.3.6 Hệ thống điện

Thiết bị đo đạc: đồng hồ đa tầng, đồng hồ đo tốc độ, đồng hồ báo mức nhiên liệu,đồng hồ hiển thị vòng tua động cơ

Hình 1.14 Đồng hồ hiển thị

Hệ thống đèn: đèn khu vực chính bên trong, đèn xi nhan, đèn phanh, đèn báo đithẳng, đèn sương mù, đèn pha tự động tắt mở Thiết bị điều hòa phân vùng khí hậu,máy lọc không khí trong xe

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN FORD RANGER 20152.1 Cấu tạo chung của hệ thống lái của Ford Ranger

Hệ thống lái xe Ford Ranger bao gồm cơ cấu lái bánh răng - thanh răng, dẫn độnglái và trợ lực lái thuỷ lực Cơ cấu lái loại bố trí trên thanh lái ngang Dẫn động lái gồmcó: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam đơn vàcác khớp nối

Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng được sử dụng phổ biến trên các xe ôtô du lịchvà xe tải nhỏ, xe đa dụng SUV Một bánh răng được nối với một ống kim loại, mộtthanh răng được gắn trên một ống kim loại Một thanh nối (tie rod) nối với hai đầu mútcủa thanh răng.

Hình 2.15 Cấu tạo chung hệ thống lái Ford Ranger 2015

1 Cơ cấu lái và liên kết, 2 Trục lái, 3 Cột lái, 4 Vô lăng, 5 Đường lái trợ lự, 6 Bìnhchứa dầu trợ lực lái, 7 Bơm trợ lực lái

+ Lực trên vành tay lái khi trên đường xấu không quá 20 KG + Hành trình tự do của vành lái 30o

+ Trục đoạn vòng răng: 0,64÷1,23.

Trên xe Ford Ranger được trang bị hệ thống lái có khả năng thay đổi góc nghiêngcủa tay lái Cấu tạo của hệ thống này như hình dưới đây

Hình 2.17 Trục lái của Ford Ranger2.4 Cột lái

Cột lái hay còn gọi là trục được lắp bên trong cột lái rỗng Khi vô lăng quay thìtrục lái cũng sẽ quay theo Do đó, chuyển động được truyền đến hộp lái

Cột lái nằm ở trên cùng của hệ thống lái và được gắn trực tiếp vào vô lăng Cộtlái sau đó gắn vào trục trung gian và các khớp vạn năng

Thống số hình học:

+ Chiều dài: 789,9÷792,9 mm

Hình 2.18 Cột lái của Ford Ranger2.5 Cơ cấu lái

Cơ cấu lái sử dụng trên xe Ford Ranger là loại bánh răng trụ - thanh răng Cơ cấulái bánh răng trụ - thanh răng sử dụng chủ yếu trên các xe công suất bé Vỏ của cơ cấulái được làm bằng gang, trong vỏ có các bộ phận làm việc của cơ cấu lái, gồm trụcrăng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng, vỏ của cơ cấu lái bánh răng trụ- thanh răng kết hợp làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái

Trục răng được chế tạo bằng thép, trục răng quay trơn nhờ 2 ổ bi đặt trong vỏ củacơ cấu lái Điều chỉnh các ổ này dùng một êcu lớn ép chặt các ổ bi, trên vỏ êcu có phớtche bụi Để đảm bảo trục răng quay nhẹ nhàng thanh răng có cấu tạo răng nghiêng,phần cắt răng của thanh răng nằm ở phía trái, phần thanh còn lại có tiết diện tròn Khivô lăng quay, trục răng quay làm thanh răng chuyển động tịnh tiến sang phải hoặcsang trái trên hai bạc trượt Sự dịch chuyển của thanh răng được truyền xuống thanhcam quay qua các đầu thanh răng và đầu thanh lái Cơ cấu lái đặt trên vỏ xe, để tạo gócăn khớp lớn cho bộ truyền răng nghiêng thì trục răng đặt nghiêng ngược chiều nghiêngcủa thanh răng, nhờ vậy sự ăn khớp của bộ truyền lớn, làm việc êm

Thống số:

+ Momen quay cuối của thanh giằng: 0,49÷1,18 N.m

Hình 2.19 Cơ cấu lái của Ford Ranger

Hình 2.20 Cấu tạo cơ cấu lái2.6 Rotuyn lái

Gồm Rotuyn lái ngoài và rotuyn lái trong Một trong hai đầu lái trong sẽ gắn vàothước lái, đầu còn lại sẽ gắn với rotuyn lái ngoài

Khi thước lái bắt đầu hoạt động, các hệ thống truyền động sẽ truyền đến Rotuynlái trong và tiếp tục di chuyển đến chi tiết lái ngoài hệ thống này hoạt động cực kỳnhuần nhuyễn và chặt chẽ, giúp xe ô tô của bạn vận hành tốt, bánh xe di chuyển dễdàng hơn

Hình 2.21 Rotuyn lái

Thông số rotuyn lái ngoài:

- Đường kính đầu ren 1: 14mm x 1,5 - Độ nghiêng côn: 1:8.

- Đường kính côn: 13,6mm.

- Đường kính đầu ren 2: 12mm x 1,25.

Hình 2.22 Rotuyn lái ngoài

Thông số rotuyn lái trong:

- Đường kính đầu ren 1: 14mm x 1,50.- Đường kính đầu ren 2: 14mm x 1,50.- Chiều dài cơ sở: 190mm.

- Chiều dài tổng thể: 210mm.

Hình 2.23 Rotuyn lái trong2.7 Trợ lực lái

Xe sử dụng trợ lực lái thủy lực với van phân phối kiểu van xoay Van phân phốiđược bố trí kết hợp với cơ cấu lái cùng với trục bánh răng trụ xoắn, xi lanh lực đượcbố trí kết hợp với thanh răng có nghĩa là kết hợp nằm trên thanh lái ngang Việc bố tríchung một khối các bộ phận như trên có các ưu điểm sau:

+ Do xi lanh lực và van phân phối đặt trong cơ cấu lái nên kết cấu của bộ trợ lựclái rất nhỏ gọn làm tăng không gian bố trí các bộ phận khác trên xe rất phù hợp với xecó cầu trước chủ động dẫn hướng, động cơ đặt trước

+ Do xi lanh lực đồng thời cũng chính là vỏ thanh răng, pít tông được lắp kết hợpluôn với thanh răng, van phân phối kết hợp trên trục bánh răng trụ răng xoắn nên khốilượng công việc thiết kế các chi tiết này sẽ giảm đi nhiều.

+ Đặt các chi tiết trong cùng một khối như vậy sẽ đảm bảo hệ thống trợ lực láitác động nhanh tức thì do pít tông, xi lanh đặt trực tiếp trên cơ cấu lái và giảm quãngđường dịch chuyển của dầu cao áp tránh tổn hao áp suất dầu

2.7.1 Đường dầu trợ lực

Hình 2.24 Đường dầu thuỷ lực

Hệ thống lái có trợ lực sử dụng công suất của động cơ để dẫn động bơm trợ lựclái tạo áp suất thuỷ lực

Khi dầu được bơm trợ lực từ bình chứa đến van sẽ chuyển hướng Lúc này, tùythuộc vào vị trí đánh vô lăng mà dầu sẽ được dẫn đến bên phải hoặc bên trái của servoxylanh thước lái Sau đó, dầu trợ lực bên trong xylanh thước lái sẽ có nhiệm vụ tácđộng lên pít-tông của thanh răng với một lực nhất định

2.7.2 Bơm trợ lực lái thuỷ lực

Hình 2.25 Bơm trợ lực hệ thống lái

Bơm trợ lực lái là bộ phận được thiết kế để tạo ra áp suất tăng từ trục lái đến cácbánh xe, giúp bánh xe chuyển hướng mượt mà Bơm trợ lực lái hoạt động nhờ một dâyđai truyền động Khi bơm trợ lực lái quay sẽ tạo ra áp suất lên phía cao của ống trợlực, đẩy áp suất đó lên phía đầu vào của van điều khiển

Bơm trợ lực lái ô tô trực tiếp cung cấp áp lực dầu cần thiết để hệ thống lái có thểhoạt động được Do đó, khi bơm trợ lực lái bị hư hỏng, toàn hệ thống trợ lực lái thủylực ô tô sẽ không thể hoạt động như bình thường do không đủ áp lực dầu

Thông sô của bơm trợ lực hệ thống lái:- Kích thước DxRxC: 22x19x16 cm.- Khối lượng: 2,52 kg.

2.7.3 Vận hành của trợ lực lái

2.7.3.1 Trường hợp xe đi thẳng

Khi xe đi thẳng thì trục van phân phối sẽ không quay mà nó sẽ nằm ở vị trí trunggian so với van quay Dầu do bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng "D" vàbuồng "D" Các buồng trái và phải của xi lanh bị nén nhẹ nhưng do không có sự chênhlệch áp suất nên không có lực trợ lái

Hình 2.26 Van phân phối ở vị trí trung gian

2.7.3.2 Trường hợp xe rẽ phải

Khi xe quay vòng sang phải, thanh xoắn bị xoắn và trục van phân phối theo đóquay sang phải Các lỗ X và Y hạn chế dầu từ bơm để ngăn dòng chảy vào các cổng"C"và cổng "D" Kết quả là dầu chảy từ cổng"B" tới ống nối "B" và sau đó tới buồngxi lanh phải, làm thanh răng dịch chuyển sang trái và tạo lực trợ lái Lúc này, dầu trongbuồng xi lanh trái chảy về bình chứa qua ống nối "C" → cổng "C" → cổng "D" →buồng "D"

Hình 2.27 Van phân phối quay vòng sang phải

2.7.3.3 Trường hợp xe rẽ trái

Khi xe quay vòng sang trái thanh xoắn bị xoắn và trục van phân phối cũng quaysang trái Các lỗ X' và Y' hạn chế dầu từ bơm để chặn dòng chảy dầu vào các cổng "B"và"C" Do vậy, dầu chảy từ cổng "C" tới ống nối "C" và sau đó tới buồng xi lanh tráilàm thanh răng dịch chuyển sang phải và tạo lực trợ lái Lúc này, dầu trong buồng xilanh phải chảy về bình chứa qua ống nối "B"→ cổng " B"→ cổng "D"→ buồng "D"

Hình 2.28 Van phân phối quay vòng sang trái2.8 Mô phỏng 3D hệ thống lái trợ lực thuỷ lực trên Ford Ranger 2015

2.8.1 Giới thiệu về phần mềm mô phỏng

Solidworks là một phần mềm thiết kế 3D chạy trên hệ điều hành Windows thuộc

hãng Dassault Systèmes của Pháp Trong phần mềm Solidworks có rất nhiều chứcnăng như: chức năng thiết kế, chức năng mô phỏng, chức năng gia công Phần mềmSolidworks là một phần mềm thiết kế thông dụng vì có các ưu điểm vượt trội như: dễthiết kế, dễ sử dụng, xử lý nhanh, dễ dàng trong thiết kế khuôn.

Tính năng của Solidworks:- Khả năng thiết kế mô hình 3D.- Tính năng lắp rắp các chi tiết.

- Xuất bản vẽ trên phần mềm Solidworks.- Tính năng gia công trên solidsworks.- Phân tích động lực học trên solidworks.