Tính toán thiết kế hệ thống lái dựa trên xe hyundai grand i10
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.91 MB, 74 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU..............................................................................................................3
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI.......................................................4
1.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÁI..................................4
1.1.1. Nhiệm vụ.......................................................................................................4
1.1.2. Yêu cầu.........................................................................................................4
1.1.3. Phân loại........................................................................................................5
1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI THƯỜNG DÙNG TRÊN Ô TÔ............................6
1.2.1. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - cung răng..................................................6
1.2.2. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - con lăn......................................................7
1.2.3. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - chốt quay...................................................8
1.2.4. Hệ thống lái với cơ cấu liên hợp....................................................................9
1.2.5. Hệ thống lái với cơ cấu bánh răng - thanh răng...........................................11
Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
LÁI DỰA TRÊN XE THAM KHẢO........................................................................12
2.1. GIỚI THIỆU XE THAM KHẢO - Ô TÔ HYUNDAI GRAND I10.................12
2.1.1. Sơ đồ tổng thể ô tô Hyundai Grand i10.......................................................12
2.1.3. Hệ thống truyền lực.....................................................................................13
2.1.4. Hệ thống phanh...........................................................................................13
2.1.5. Hệ thống treo...............................................................................................14
2.1.6. Hệ thống an tồn.........................................................................................15
2.1.7. Hệ thống lái.................................................................................................16
2.2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.....................................21
2.2.1. Phương án lựa chọn dẫn động lái................................................................21
2.2.2. Phương án lựa chọn cơ cấu lái.....................................................................23
2.2.3. Phương án lựa chọn thiết kế trợ lực điện.....................................................24
Chương 3: TÍNH TỐN HỆ THỐNG LÁI.............................................................28
3.1. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống đã lựa chọn................28
3.1.1 Đặc điểm kết cấu:........................................................................................28
3.1.2. Nguyên lý hoạt động...................................................................................29
3.2. Kiểm tra động học quay vòng của hình thang lái:..............................................32
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.2.1. Xây dựng đường cong lý thuyết:.................................................................32
3.2.2. Xây dựng đường cong thực tế:....................................................................33
3.3. Xác định mômen cản quay vòng taị chỗ...........................................................37
3.4. Xác định chiều dài thanh răng:.........................................................................40
3.5. Tính tốn bộ truyền cơ cấu lái..........................................................................40
3.5.1. Xác định bán kính vịng lăn của bánh răng..................................................40
3.5.2. Xác định các thơng số của bánh răng:.........................................................41
3.5.3. Xác định kích thước và thơng số của thanh răng:........................................42
3.5.4. Tính bền cơ cấu lái trục răng - thanh răng:..................................................43
3.6. Tính bền dẫn động lái........................................................................................47
3.6.1 Kiểm tra bền trục lái:....................................................................................47
3.6.2. Kiểm tra bền Rơ-tuyn:.................................................................................48
3.7. Tính tốn trợ lực................................................................................................50
3.7.1. Xây dựng đặc tính cường hố lái:................................................................50
3.7.2 Tính tốn thanh xoắn....................................................................................52
3.7.3 Tính chọn motor điện trợ lực........................................................................52
3.7.4 Tính tốn điều khiển motor điện..................................................................53
3.7.5 Tính tốn và kiểm bền trục vít - bánh vít......................................................54
Chương 4: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI.......................................60
4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................60
4.2. BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA CÁC HƯ HỎNG TRÊN HỆ THỐNG LÁI........60
4.2.1. Quy trình tháo hệ thống lái..........................................................................60
4.2.2. Quy trình lắp hệ thống lái............................................................................67
4.2.3. Bảo dưỡng hệ thống lái...............................................................................67
4.2.4. Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống lái..................................70
KẾT LUẬN................................................................................................................. 73
Tài liệu tham khảo.....................................................................................................74
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành ôtô hiện nay đang giữ một vị trí quan trọng trong sự phát triển kinh tế xã
hội. Ơtơ là một phương tiện được sử dụng phổ biến và đang phát triển ở nhiều lĩnh vực
khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thơng vẫn tải, quốc phịng
an ninh...
Trên nền tảng đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế, ngành công
nghiệp ôtô ở nước ta ngày càng được chú trọng và phát triển. Nhiều nhà máy, công ty
liên doanh lắp ráp ơ tơ giữa nước ta với nước ngồi được thành lập với các thương
hiệu lớn như: HONDA, TOYOTA, HYUNDAI, DAEWOO... Một vấn đề lớn đặt ra đó
là việc nắm vững lý thuyết, kết cấu của các loại xe hiện đại, của từng hệ thống trên xe
để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao, đáp ứng yêu cầu khai thác,
an toàn, tiết kiệm.
Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống lái. Hệ thống lái có
chức năng điều khiển hướng chuyển động của ơ tơ, đảm bảo tính năng ổn định chuyển
động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Hệ thống lái có ảnh hưởng
rất lớn đến tính an tồn chuyển động và quỹ đạo chuyển động của ơ tơ, đặc biệt đối với
xe có tốc độ cao. Do đó người ta khơng ngừng cải tiến hệ thống lái để nâng cao tính
năng của nó.
Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, em đã chọn và thực hiện nhiệm vụ
đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tính tốn thiết kế hệ thống lái dựa trên xe Hyundai
Grand i10”.
hfdqfeq, ngày tháng năm 20….
Sinh viên
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
1.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÁI
Để đảm bảo an tồn khi ơtơ chuyển động trên đường, người vận hành phải có
kinh nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác điều khiển. Mặt khác, để thuận tiện cho
người vận hành thực hiện các thao tác đó, địi hỏi ơtơ phải đảm bảo tính năng an tồn
cao. Mà hệ thống lái là một bộ phận quan trọng đảm bảo tính năng đó. Việc quay vịng
hay chuyển hướng của ôtô khi gặp các chướng ngại vật trên đường đòi hỏi hệ thống lái
làm việc thật chuẩn xác.
1.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để giữ cho ôtô chuyển động theo một
hướng xác định nào đó và để thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu
cơ động của xe.
Hệ thống lái bao gồm các bộ phận chính sau:
- Cơ cấu lái, vô lăng và trục lái: Dùng để tăng và truyền mômen 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 đúng;
- Trợ lực lái: Dùng để giảm nhẹ lực quay vòng của người lái bằng nguồn năng lượng
từ bên ngoài.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định:
+ Hành trình tự do của vô lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vơ lăng ở vị trí
trung gian tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ (không lớn hơn 15 0 khi có trợ
lực và khơng lớn hơn 50 khi khơng có trợ lực);
+ Các bánh dẫn hướng phải có tính ổn định tốt;
+ Khơng 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 vịng thật ngoặt, trong một khoảng
thời gian ngắn, trên một diện tích bé;
- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe khơng bị trượt lê gây mịn lốp,
tiêu hao cơng suất vơ ích và giảm tính ổn định của xe;
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Giảm được các va đập từ đường lên vô lăng khi chạy trên đường xấu hoặc gặp
chướng ngại vật;
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện: Lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên vô lăng
(Plmax) được quy 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 vơ lăng và của bánh xe dẫn hướng.
1.1.3. Phân loại
* Theo vị trí bố trí vơ lăng
- Vơ lăng bố trí bên trái: (tính theo chiều chuyển động) dùng cho những nước xã hội
chủ nghĩa trước đây, Pháp, Mỹ...
- Vơ 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 số lượng bánh xe 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 cơ cấu lái
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - cung răng;
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - con lăn;
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - chốt quay;
- Cơ cấu lái kiểu liên hơp (trục vít - ê cu - cung răng);
- Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng.
* Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của bộ trợ lực
- Trợ lực thuỷ lực;
- Trợ lực khí (khí nén hoặc chân khơng);
- Trợ lực điện;
- Trợ lực cơ khí.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI THƯỜNG DÙNG 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 tồn bộ chiều dài răng của cung răng
nên ứng suất tiếp xúc và mức độ mài mịn 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 trịn hay
lõm. Khi trục vít có dạng lõm thì số răng ăn khớp tăng nên giảm được ứng suất tiếp
xúc và mài mịn.
Ngồi ra cịn cho phép tăng góc quay của cung răng mà khơng cần tăng chiều
dài của trục vít.
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:
i
Trong đó:
R0 - Bán kính vịng lăn của cung răng;
t - Bước trục vít;
Zt - Số mối ren trục vít.
2 R0
tZ t
(1.1)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Góc nâng của đường ren vít thường từ 8 ÷ 120. Khe hở ăn khớp khi quay địn 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 vịng trịn cơ sở của cung răng có
bán kính khác nhau.
1.2.2. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - con lăn
Hình 1.2. Cơ cấu lái trục vít glơbơít - con lăn hai vành
1-T rục địn 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 ơ tơ 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; t = 0,77 - 0,82;
- Hiệu suất nghịch: ηt = 0,77 - 0,82; n = 0,6;
- Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản và có thể thực hiện nhiều lần.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
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.
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 cơng thức sau:
i
2 Rk 2 R0 Rk
R
i 0 k
tZ t
tZ t R0
R0
1.2
Trong đó:
t - Bước của mối răng trục vít;
Z t - Số đường ren trục vít;
Rk - Bán kính vịng (tiếp xúc) giữa con lăn và trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp xúc
đến tâm đường quay đứng);
R0 - Bán kính vịng chia của bánh răng cắt trục vít;
i0 - Tỷ số truyền giửa bánh răng cắt và trục vít.
Theo cơng thức trên ta thấy iω thay đổi theo góc quay trục vít. Tuy vậy sự thay đổi này
khơng lớn khoảng từ 5-7% (từ vị trí giữa ra vị trí biên). Nên có thể coi như i = const.
1.2.3. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - chốt quay
Hình 1.3. Cơ cấu lái trục vít - chốt quay
1- chốt quay; 2- Trục vít; 3- Địn quay.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
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.
Nếu bước răng trục vít khơng đổi thì tỷ số truyền được xác định theo cơng thức:
i
2 R
cos
t
(1.3)
Trong đó:
- Góc quay của địn quay đứng;
R - Bán kính địn 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 khơng có cường hố 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).
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1.4. Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng - cung rang
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- Vịng 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;23Vít 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 cơng thức:
2 R 2
i
t
(1.4)
Trong đó: R 2 - Bán kính chia cung răng;
t - Bước răng trục vít.
+ Ưu điểm:
- Hiệu suất cao: hiệu suất thuận t = 0,7 - 0,85, hiệu suất nghịch n = 0,85;
- Khi sử dụng với cường hố thì nhựơc điểm hiệu suất nghịch lớn khơng quan trọng;
- Có độ bền cao vì vậy thường được sử dụng trên các xe cỡ lớn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2.5. Hệ thống lái với cơ cấu bánh răng - thanh răng
Hình 1.5. Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
1- Lỗ ren; 2- Bánh răng; 3- Thanh răng; 4- Bulông hãm;
5- Đai ốc điều chỉnh khe hở bánh răng thanh răng; 6- Lò xo; 7- Dẫn hướng thanh răng
Bánh răng có thể răng thẳng hay răng nghiêng. Thanh răng trượt trong các ống
dẩn hướng. Để đảm bảo ăn khớp không khe hở, bánh răng được ép đến thanh răng
bằng lị xo.
Ưu điểm:
- Có tỷ số truyền nhỏ, iω nhỏ dẫn đến độ nhạy cao. Vì vậy được sử dụng rộng rãi trên
các xe du lịch, thể thao;
- Hiệu suất cao;
- Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo.
Nhược điểm:
- Lực điều khiển tăng (do iω nhỏ);
- Không sử dụng được với hệ thống treo trước loại phụ thuộc;
- Tăng va đập từ mặt đường lên vô lăng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG LÁI DỰA TRÊN XE THAM KHẢO
2.1. GIỚI THIỆU XE THAM KHẢO - Ô TÔ HYUNDAI GRAND I10
2.1.1. Sơ đồ tổng thể ô tô Hyundai Grand i10
Bảng 2-1: Bảng thông số kỹ thuật cơ bản xe Hyundai Grand i10
TT
Thông Số
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị
1
Trọng lượng bản thân xe
G0
N
8500
2
Trọng lượng toàn bộ
Gt
N
13500
3
Trọng lượng cầu trước
G1
N
7400
4
Trọng lượng cầu sau
G2
N
6100
5
Chiều cao toàn bộ
Ha
mm
1480
6
Chiều rộng tổng thể
Ba
mm
1595
7
Chiều dài tổng thể
La
mm
3495
8
Chiều dài cơ sở
L
mm
2370
9
Khoảng sáng gầm xe
-
mm
152
10
Số chỗ ngồi (kể cả người lái)
-
Người
4
Trước
-
mm
1479
Sau
-
mm
1493
Vết bánh xe
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bảng 2-2: Thông số động cơ Huyndai Grand i10
Loại xe
Huyndai Grand i10
Động cơ
Kappa 1.25 MPI
Số xy lanh và bố trí
4 máy thẳng hang (1-3-4-2)
Cơ cấu xu páp
16 xupap DOHC, dẫn động xích
Dung tích xy lanh [cm3]
2,405
Đường kính xy lanh x Hành trình
87,5 x 100
piston [mm]
Tỉ số nén
9,6
Cơng suất cực đại [KW]
87(tại 6000 vịng/ phút)
Mơmem cực đại [N.m]
120 (tại 4000 vòng/ phút)
Vận tốc cực đại [km/h]
160
2.1.3. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực của ôtô Huyndai Grand i10 được bố trí theo kiểu FF (động
cơ nằm ngang đặt ở đằng trước, cầu trước chủ động). Ơ tơ Huyndai Grand i10
có cầu trước chủ động dẫn hướng.
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ơ tơ Huyndai Grand i10
1 - Động cơ; 2 - Bán trục; 3 - Hộp số.
2.1.4. Hệ thống phanh
Ơtơ Hyundai Grand i10 sử dụng phanh đĩa cho bánh trước, phanh sau là phanh
tang trống.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.5. Sơ đồ hệ thống phanh chính xe Chevrolet captiva
1- Đĩa phanh; 2- Vịng răng; 3- Xilanh chính; 4- Bấu trợ lực; 5- Cơng tắc; 6,12- Các
cảm biến; 7,11- Dòng phanh ;8 - Bộ thuỷ lực + máy tính; 9- Đèn báo ABS; 10- Đèn
báo phanh
2.1.5. Hệ thống treo
2.1.5.1. Hệ thống treo phía trước
Hệ thống treo trước kiểu Macpherson với thanh cân bằng làm tăng độ chắc
chắn, độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe dễ dàng và thoải mái hơn.
Hình 2.6. Cấu tạo hệ thống treo trước
1- Lò xo; 2- Bộ giảm chấn ống; 3 - Thanh nối của bộ cân bằng ngang.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.1.5.1. Hệ thống treo phía sau
Sử dụng thanh xoắn kết hợp ống giảm chấn đã được cải tiến và nâng cấp giúp
tăng độ chắc chắn và ổn định cho xe.
Hình 2.6. Cấu tạo hệ thống treo sau
2.1.6. Hệ thống an tồn
2.1.6.1. Hệ thống túi khí
Hệ thống túi khí được trang bị trên xe bảo vệ cho lái xe và người ngồi trên ghế
phụ tránh những tai nạn trong quá trình xảy ra va chạm.
Bộ điều khiển túi khí (RCM) đặt ở sàn xe trong khoang cabin nằm ở phía dưới
tay số. Khi va chạm xảy ra, bộ điều khiển RCM xử lý và tính tốn tín hiệu vào từ
những cảm biến (cảm biến va chạm lắp ở bên ngoài và cảm biến va chạm nằm bên
trong bộ điều khiển RCM) để xác định lực va chạm sau đó đưa ra quyết định chính
xác.
Cảm biến phía trước đầu xe được đặt phía sau giá đỡ két nước. Dữ liệu từ cảm
biến luôn được giám sát bởi bộ điều khiển túi khí, bộ điều khiển túi khí so sánh thông
tin từ cảm biến đặt ở đầu xe với cảm biến đặt bên trong bộ điều khiển, nếu mức độ va
chạm (lực va chạm) vượt quá giá trị quy định, bộ điều khiển túi khí sẽ cho bung túi khí
và rút bộ dây đai an toàn.
Cảm biến va chạm sườn xe được đặt ở chân cột bên của sườn xe. Khi va chạm
ngang xảy ra, bộ điều khiển RCM so sánh mức độ va chạm thu được từ dữ liệu của
cảm biến va chạm ngang với dữ liệu trong chương trình của bộ điều khiển RCM. Nếu
mức độ va chạm vượt giá trị qui định thì bộ điều khiển RCM điều khiển cho bung túi
khí và rút bộ dây đai an toàn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.8. Sơ đồ hệ thống túi khí an tồn trên ơtơ Hyundai Grand i10
A - Cảm biến va chạm phía trước xe;B - Cảm biến va chạm sườn xe;C - Bộ điều khiển
túi khí;D - Túi khí bảo vệ người lái;E - Túi khí bảo vệ người ngồi trên ghế phụ.
2.1.6.2. Hệ thống điều khiển dây đai an tồn
Dây đai an tồn là biện pháp chính để bảo vệ hành khách. Việc đeo dây an toàn
tránh cho hành khách khỏi văng ra khỏi xe khi có tai nạn, hạn chế chấn thương, đồng
thời giảm phát sinh va đập thứ cấp trong cabin.
Chương trình điều khiển ổn định bằng điện tử (ESP). ESP cảm nhận sự bất ổn
trong suốt quá trình gia tốc, phanh rẽ hoặc quay vòng và tác động lên các bánh xe khi
gặp sự cố giúp xe luôn vận hành ổn định.
2.1.7. Hệ thống lái
Hệ thống lái của ôtô Hyundai Grand i10 là hệ thống lái có trợ lực. Cấu tạo của
hệ thống lái bao gồm: vành tay lái, trục lái, các đăng truyền động, cơ cấu lái, bộ trợ lực
điện và dẫn động lái.
Bộ trợ lực điện có nhiệm vụ làm giảm bớt lực điều khiển của người lái, làm
giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng. Bộ trợ lực cịn làm
tăng tính an tồn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ. Vì lúc đó người lái đủ sức giữ
tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt.
Tay lái có thể điều chỉnh theo 4 hướng: gật gù và xa-gần đến vị trí thích hợp làm tăng
sự thoải mái cho người lái.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cơ cấu lái là loại bánh răng-thanh răng. Loại này có kết cấu nhỏ gọn, tỷ số
truyền nhỏ, độ nhạy cao, chế tạo đơn giản và hiệu suất cao.
2.1.7.1. Vành tay lái
2
1
Hình 2.9. Vơ lăng lái
1- Vành trong vơ lăng bằng thép; 2- Vành ngồi vơ lăng bằng nhựa
+ Chức năng: có chức năng tiếp nhận mơmen quay từ người lái rồi truyền cho trục lái.
+ Cấu tạo: vành tay lái ơ tơ Hyundai Grand i10 có dạng hình trịn, có nan hoa được bố
trí xung quanh vành trong của vành tay lái. Bán kính ngồi của vành tay lái là 195 mm.
Vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận khác của ơ tơ như: nút điều khiển
cịi, túi khí an tồn...
Túi khí an tồn có hình dáng tương tự cây nấm được làm bằng nylon phủ
neoprene, được xếp lại và đặt trong phần giữa của vành tay lái. Khi xe đâm thẳng vào
một xe khác hoặc vật thể cứng, túi khí sẽ phồng lên trong khoảnh khắc để hình thành
một chiếc đệm mềm giữa lái xe và vành tay lái.Túi khí an toàn chỉ được sử dụng một
lần. Sau khi hoạt động túi khí phải được thay mới.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.1.7.2. Trục lái và trục các đăng
Hình 2.10. Kết cấu trục lái
1- Đầu trục nối với vô lăng; 2- Vòng chặn; 3- Ổ bi; 4- Trục trượt; 5- Ống trượt trục;
6- Tấm hãm; 7- Vòng bi; 8- Trục chính; 9- Giá đỡ trên trục; 10- Khớp các đăng;
11- Trục các đăng; 12- Vịng chặn; 13- Bu lơng hãm; 14- Cần khố.
- Trục lái có chức năng chính là truyền momen lái từ vô lăng đến cơ cấu lái. Một trục
lái đơn giản chỉ bao gồm trục lái và các bộ phận bao che trục lái. Trục lái trên xe
Hyundai Grand i10 có cấu tạo phức tạp hơn nó cho phép thay đổi độ nghiêng của vành
tay lái hoặc cho phép trụ lái chùm ngắn lại khi người lái va đập trong trường hợp xảy
ra tai nạn để hạn chế tác hại đối với người lái. Ngoài ra trụ lái còn là nơi lắp đặt nhiều
bộ phận khác của ôtô như : cần điều khiển hệ thống đèn, cần điều khiển gạt nước, cần
điều khiển hộp số, hệ thống dây điện và các đầu nối điện...
- Trục các đăng là bộ phận nối chuyển tiếp giữa trục lái và cơ cấu lái. Trên trục các
đăng có khớp nối chữ thập. Khớp chữ thập cho phép có độ lệch giữa trục lái và trục vít
của cơ cấu lái khi hai trục này không đồng trục với nhau.
2.1.7.3. Dẫn động lái
Dẫn động lái trên Hyundai Grand i10 bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ
cơ cấu lái đến ngỗng quay của các bánh xe. Bộ phận cơ bản và quan trọng nhất của
dẫn động lái là hình thang lái, được tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang, và các cạnh bên.
Nó có nhiệm vụ đảm bảo động học quay vịng đúng cho các bánh xe khơng bị trượt lê
khi quay vịng. Do đó làm giảm mài mịn lốp, giảm tổn hao cơng suất và tăng tính ổn
định khi quay vòng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2.11. Kết cấu khớp cầu của thanh kéo bên
1- Vịng kẹp; 2- Bạc lót; 3- Khớp cầu; 4- Cao su giảm chấn; 5- Lò xo.
2.1.7.4. Hệ thống lái trợ lực điện điều khiển điện
* Đặc điểm của hệ thống lái trợ lực điện:
Các bộ phận của phần trợ lực điện gồm các bộ phận sau: cảm biến mô men , mô tơ
điên 1 chiều, ECU, cảm biến tốc độ ô tô, và các dây điện
+ Cảm biến mơ men có nhiệm vụ xác định mơ men trên trục lái do người lái tác dụng
thông qua vành lá, từ đó gửi tín hiệu nàyđến ECU.
Hình 2.12. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện
+ Motor điện 1 chiều:
Hình 2.13. Motor và bộ truyền trục vít – bánh vít
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trên hình 2.13 ta có motor điện được dẫn động từ ECU. Motor truyền mô men qua
khớp nối sang trục vít sang bánh vít bắt trên trục lái.
+ ECU là bộ phận điều khiển. ECU nhận tín hiệu từ cảm biến mô men và cảm biến tốc
độ xe từ đó tính tốn mơ men cần trơ lực từ đó điều khiển motor điện.
+ Cảm biến tốc độ xe có nhiệm vụ đưa tín hiệu tốc độ của ô tô tới ECU
* Nguyên lý làm việc của hệ thống trợ lực lái bằng điện.
Hình 2.14. sơ đồ tín hiệu vào ra.
Theo hình 2.12 và hình 2.14 ta thấy nguyên lý làm việc dựa trên nguyên tắc là
ECU tiếp nhận 2 tín hiệu chính: tín hiệu đưa vào từ cảm biến mơ men của trục lái và
tín hiệu của cảm biến tốc độ bánh sau của xe từ đó ECU tính tốn dẫn động motor
điện trợ lưc mơ men thích hợp với lực đánh lái. Lực đánh lái càng nhiều thì motor điện
càng phải trợ lực nhiều hơn, nhưng mô men trợ lực của motor sẽ được điều khiển
giảm dần khi vận tốc xe tăng dần.
+ Trạng thái quay vòng : khi người điều khiển quay vành lái tác động lên cảm biến
mô men, cảm biến mô men truyền tín hiệu cảm biến được tới ECU kết hợp với tín hiệu
từ cảm biến tốc độ của xe mà ECU tính tốn dẫn động mơ tơ điện trợ lực mơ men
thích hợp và nhờ cảm biến mơ men mà ECU xác định được chiều quay của trục lái từ
đó điều khiển chiều quay của motor điện cho thích hợp
+ Trạng thái đi thẳng: trục lái không quay nên cảm biến mơ men khơng phát hiện có
mơ men trên trục lái tín hiệu đưa vào ECU của cảm biến mơ men là khơng có nên
ECU chưa điều khiển mơ tơ điện trợ lực vì thế mà trạng thái đi thẳng được giữ ngun
mà khơng có sự trợ lực
