Thiết kế, mô phỏng hệ thống lái ô tô sử dụng phầm mềm Catia

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.14 MB, 98 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

VIỆN ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BÁO CÁO LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LÁI ÔTÔ SỬ DỤNG PHẦM MỀM CATIA

Ngành: CƠ KHÍ

Chun ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ

Giảng viên hướng dẫn : ThS. Phạm Văn Thức Sinh viên thực hiện : Hoàng Quốc Mỹ MSSV : 19H1080129 Lớp: CO19CLCC

TP. Hồ Chí Minh, 2023

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

. PIDEU GIAO DE T

Al

DO

AN

TOT NGmiP

(Phieu nay QUQ'C dong O' trang adu tien cua quyin bao cao Thuyit minh L VJ'NIDATN)

1. HQ va ten sinh vien/nbom sinh vien duvc giao

('ff

tai:

Nganh :

Ky

th~t o to Chuyen nganh : Ccr khi o to

3. Cac dir lifu ban diu: ... .

5. K@t qui t6i thi@u phii co: 1) Thuy~t minh LVTN/DATN theo dung d~ tai duqc giao (tren 65 trang); 2) Ban

ve

thi~t k~ (n~u c6); 3) Da trai qua quet trung lip dung theo guy djnh (xac nh~ cua don vi chuc nang); Ngay giao d~ tai: 01/07/2023 Ngay bao cao: 09/09/2023 KT. VI1$N TRUONG ( K Y v i l ~ TS. NGUffiN THANH SA TP. HCM, ngay ... thang ... niim ... ... .

Giang vien htr6ng din

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

BANN~ XET

CUA

GIANG VIEN HUONG DAN

LU~

VAN

T6T NGHltP

(Phiiu nay Qrr(JC dong sau Phiiu giao aÔ tai cua quydn thuyit minh bao cao LVTN)

Nganh : Co khi ... .

Chuyen nganh : Co khi o to ... .

2. Ten di tai: Thi~t k~, mo phong h~ thdng lai o to su d\lllg phfui m~m catia ... .

···

3. T6ng quat v~ LVTN: :.. ,

So trang: 85 ... So chuong: 6 ... ..

S:.. b' o ang so :.. 1· •~u: 6 ... S" hinh o ve: ~ 57 ... .

S:.. ·· 1·~ o ta1 •~u am ao: ... th kh. 4 Ph:i.. an mem t :i.. inh , toan: ... ..

S6

ban ve kem theo: ... Hinh thuc ban ve: ... .

Hi~n v~t (san ph§.rn) kem theo: ... .

4. NhJn xet: a) Vi tinh thdn, thai ilp lam viic cua sinh vien: b) Nhimg kit qua ilpt ilirf)'c cua L VTN: Dugc bao ve (hoic llQP

1YTN

d~ chdm) Khong dUQ'C bao ve 6. Di~m thi (n~u co): ~ ' TP. HCM, ngay ... thang ... nam ... ... .. ..

Giang vien h1r6ng din

(K.Yv~ten)

~ 11

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

BAN NH~ XET CUA GIANG VIEN PHAN BI$N

(PhiJu nay ilwc ilong sau PhiJu giao

iJJ

tai cua quyJn bao cao L VTN)

1. HQ va ten sinh vien/ nhom sinb vien 4uvc giao d~ tai (si s6 trong nh6m ... ):

(1) Hoang Qu6c My ... MSSV: 19Hl080129 Lap: CO19CLCC ...

2. Ten d~ tai: Thi~t k~, mo ph6ng he th Ong lai O to SU d\lflg phiin m8m catia ... .. E>ugc bao v~ B6 sung them d~ bao v~ Khong dugc bao v~ 5. Cac cau hoi sinh vien cin tri Joi trmrc H9i d6ng: Ghi chu: Dinh kem PhiBu chim diem L VTN. TP. HCM, ngay ... thang ... niim ... ... .

Giang vien phan bifn

(Ky

va

ghi

ro

h9 ten)

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

LỜI CẢM ƠN

Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, thì các ngành cơng nghiệp nặng được nhà nước ưu ái và đẩy mạnh. Công nghiệp ô tô nhờ vậy mà phát triển mạnh dựa vào chính sách của nhà nước. Cho đến hiện tại thì Việt Nam đã sở hữu riêng cho mình một thương hiệu về ơ tơ. Đối với các hệ thống trên ơ tơ thì hệ thống lái là một trong những hệ thống quan trọng bậc nhất.

Hệ thống này đóng vai trị cực kỳ quan trọng trên ơ tơ, nó là cơng cụ duy nhất điều hướng ô tô, giúp ô tô đi chuyển động theo một hướng mong muốn một cách chính xác. Bởi vậy, người ta khơng ngừng ưu tiên phát triển và cải tiến hệ thống này để nâng cao các tính năng của nó, năng cao độ ổn định của nó giúp cho việc điều khiển phương hướng của xe ngày càng dễ dàng hơn. Xuất phát từ những đặc điểm đó nên em đã chọn đề tài này để thực hiện và nghiên cứu đồ án tốt nghiệp.

“Thiết kế, mô phỏng hệ thống lái sử dụng phầm mềm CATIA”. Nhằm mục

nghiên cứu sâu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống lái, từ đó tính tốn, mơ phỏng để đưa ra một hệ thống lái an toàn, giảm lực lao động của người điều khiển. Đây

là đề tài tương đối mới mẻ và chưa có nhiều tài liệu phổ biến.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo và các bạn đã nhiệt tình hướng dẫn và hỗ trợ em hồn thành tốt bài luận này. Tuy nhiên, khơng thể tránh khỏi thiếu sót vì đây là lần đầu em nguyên cứu về vấn đề này cũng như sự hạn chế về thời gian. Do đó, kính

mong sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cơ và các bạn để em hiểu rõ hơn.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày....tháng....năm 2023 Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

TĨM TẮT

Tên đề tài:

Thiết kế, mơ phỏng hệ thống lái ô tô sử dụng phần mềm CATIA. Nội dung đề tài:

Đề tài sẽ được giới hạn vào dòng xe Toyota, mà cụ thể là TOYOTA INNOVA 2015.

Dựa vào các thơng số có được từ catalog của nhà sản xuất và số liệu, hình ảnh có được từ thực tế qua đó tính tốn thiết kế và mơ phỏng hệ thống lái của xe ô tô TOYOTA INNOVA 2015. Xây dựng bản vẽ lắp và bản vẽ kết cấu các cơ cấu của hệ thống hệ thống lái.. Xây dựng quy trình chẩn đốn, sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống treo và hệ thống lái của xe TOYOTA INNOVA 2015. Bố cục luận văn gồm 6 chương, như sau:

Chương 1: Tổng quan về đề tài

Chương 2: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô Chương 3: Hệ thống lái trên xe toyota innova 2015 Chương 4: Tính tốn thiết kế hệ thống lái toyota innova

Chương 5: Thiết kế, lắp ráp mô phỏng hệ thống lái bằng phần mềm catia Chương 6: Chuẩn đoán hư hỏng, sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống lái.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ ... 3

2.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ... 3

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2015 ... 13

3.1 Giới thiệu về xe TOYOTA INNOVA 2015 ... 13

3.1.1 Giới thiệu chung về xe TOYOTA INNOVA ... 13

3.1.2. Kết cấu các cụm và hệ thống chính của xe TOYOTA INNOVA ... 14

3.2. Đặc tính kỹ thuật cua xe TOYOTA INNOVA ... 17

3.3. Đặt điểm kết cấu hệ thống lái trên xe Innova 2015 ... 21

3.3.1. Đặt điểm hệ thống lái trên xe Innova 2015 ... 21

3.3.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Toyota Innova ... 22

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

CHƯƠNG 4 : TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TOYOTA INNOVA . 31

4.1. Sơ đồ chi tiết hệ thống lái: ... 31

4.2. Các thông số đầu vào: ... 31

4.3. Xác định mơmen cản quay vịng của ô tô: ... 32

4.4. Xác định lực cần thiết tác dụng lên vơ lăng: ... 36

4.5. Tính tốn kiểm tra động học hình thang lái: ... 37

4.5.1. Cơ sở lý thuyết ... 37

4.5.2. Tính tốn kiểm tra động học quay vòng ... 40

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ, LẮP RÁP MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LÁI BẰNG PHẦN MỀM CATIA ... 44

5.1. Giới thiệu về phần mềm Catia ... 44

5.1.1 Lịch sử ra đời và các tính năng của phần mềm Catia ... 44

5.1.2 Tính năng của phần mềm Catia ... 44

5.1.3 Thiết kế chi tiết 3D trong modul part design ... 49

5.1.4 Trình ứng dụng lắp ráp asembly design ... 52

5.2 Sử dụng phần mềm Catia thiết kế các chi tiết ... 55

5.2.1 Thiết kế các chi tiết bằng phần mềm Catia ... 56

5.2.2 Lắp ráp hệ thống lái. ... 56

5.2.3 Mô phỏng chuyển động hệ thống lái ... 57

CHƯƠNG 6: CHUẨN ĐOÁN HƯ HỎNG, SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

6.1.4. Lực trợ lực nhỏ và không đều khi quay vịng về hai phía ... 63

6.1.5. Mất trợ lực lái ... 63

6.1.6. Có tiếng ồn khi bơm làm việc ... 64

6.1.7. Có tiêng gõ trong cơ cấu lái ... 64

6.1.8. Dầu chảy qua lỗ thơng hơi của bơm ... 64

6.1.9. Dầu nóng q gây lọt dầu ... 65

6.1.10. Dây đai quá căng ... 65

6.1.11. Dây đai chùng ... 65

6.1.12. Chảy dầu ở các đệm phớt ... 65

6.2. Một số nội dung bảo dưỡng, sửa chữa chính... 66

6.2.1. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái ... 66

6.2.2. Kiểm tra đầu thanh nối ... 67

6.2.3. Hiệu chỉnh lệch tâm vô lăng ... 67

6.2.4. Điều chỉnh góc quay vơlăng ... 68

6.2.5. Kiểm tra áp suất, độ đảo của lốp ... 69

6.2.6. Kiểm tra góc quay bánh xe ... 70

6.2.7. Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin ... 70

6.2.8. Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm ... 71

6.2.9. Bảo dưỡng bộ phận trợ lực lái ... 73

6.3. Tháo lắp cơ cấu lái ... 76

KẾT LUẬN ... 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 85

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Bảng 6.3. Tháo cơ cấu lái ... 76

Bảng 6.4. Lắp cơ cấu lái ... 79

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1: Hệ thống lai ... 3

Hình 2.2: Biến dạng của lốp ... 6

Hình 2.3: Góc Caster và khoảng Caster ... 7

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lái có trợ lực ... 7

Hình 2.5: Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực ... 8

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điên bố trí trên trục lái. ... 10

Hình 2.7: Sơ đồ tín hiệu điều khiển hệ thống lái trợ lực điện ... 11

Hình 3.1: Hình dáng bên ngồi xe TOYOTA INNOVA ... 13

Hình 3.2. Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe Toyota Innova. ... 21

Hình 3.3. Cơ cấu lái bánh răng trụ- thanh răng. ... 22

Hình 3.4. Trục lái. ... 24

Hình 3.5. Bố trí trục lái loại điểm tựa dưới. ... 24

Hình 3.6. Bơm kiểu phiến gạt. ... 25

Hình 3.7. Xi lanh lực trên xe Toyota Innova. ... 26

Hình 3.8. Van phân phối kiểu quay. ... 27

Hình 3.9. Nguyên lý hoạt động van phân phối ở vị trí trung gian... 28

Hình 3.10. Ngun lý hoạt động van phân phối ở vị trí quay vịng sang phải. ... 28

Hình 3.11. Ngun lý hoạt động van phân phối ở vị trí quay vịng sang trái. ... 29

Hình 4.1. Sơ đồ hệ thống lái. ... 31

Hình 4.2. Sơ đồ tính tốn mơ men cản quay vòng do tác dụng của lực cản lăn. ... 33

Hình 4.3. Sơ đồ xác định mơ men cản quay vòng do lực ngang gây ra. ... 34

Hình 4.4. Sơ đồ bánh xe đàn hồi khi có và khơng có lực ngang tác dụng. ... 34

Hình 4.5. Động học quay vòng lý tưởng và thực tế khi dùng hình thang lái. ... 37

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Hình 4.6. Sơ đồ hình thang lái và đồ thị biểu diễn quan hệ x=f(m/L). ... 39

Hình 4.7. Sơ đồ tính tốn động học quay vịng. ... 40

Hình 5.1 Mơ đun chính của Catia ... 45

Hình 5.2 Mơ hình tạo bằng Mechanical Design ... 45

Hình 5.3: Mơ hình tạo bằng Shape Design and Styling ... 46

Hình 5.4 Mơ hình vật thể và mơ phỏng động học ... 46

Hình 5.5 Thể hiện sự mơ tả tính chất vật lý của vật liệu ... 47

Hình 5.6 Thể hiện modul trong Catia ... 47

Hình 5.7 Thể hiện modul phay trong Catia ... 47

Hình 5.8 Thể hiện thiết kế robot ... 48

Hình 5.9 Mơ hình thể hiện khả năng thiết kế đường ống ... 48

Hình 5.10 Mơ hình tạo bằng Structural design and Stellwak ... 49

Hình 5.11 Màn hình giao diện sketch ... 49

Hình 5.12 Mơi trường làm việc Part Design ... 50

Hình 5.13 Dựng khối trong Catia ... 50

Hình 5.14 Tạo chi tiết bằng lệnh Multi-Section Solid ... 51

Hình 5.15 Mơ tả thuật tốn Surface ... 51

Hình 5.16 Tạo gân chịu lực bằng lệnh Stiffener ... 52

Hình 5.17 Mơi trường làm việc Assembly Design ... 53

Hình 5.18 Ràng buộc đối tượng đồng trục ... 54

Hình 5.19 Ràng buộc đối tượng tiếp xúc ... 54

Hình 5.20 Ràng buộc khoảng cách ... 54

Hình 5.21 Sơ đồ quy trình thiết kế hệ thống lái ... 55

Hình 5.22 Các chi tiết hệ thống lái ... 56

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Hình 5.23 Mơ hình sau lắp ráp ... 57

Hình 6.1. Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái. ... 66

Hình 6.2: Kiểm tra đầu thanh nối ... 67

Hình 6.3. Hiệu chỉnh lệch tâm vơ lăng ... 68

Hình 6.4. Điều chỉnh góc quay vơ lăng. ... 69

Hình 6.5. Kiểm tra áp suất lốp ... 69

Hình 6.6. Kiểm tra góc quay bánh xe. ... 70

Hình 6.7. Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin ... 70

Hình 6.8. Kiểm tra độ chụm. ... 71

Hình 6.9. Điều chỉnh độ chụm ... 72

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài:

Tính cấp thiết của đề tài: Trong các năm vừa qua, số người chết vì tai nạn giao thông đã chạm tới một con số rất lớn ở Việt Nam nói riêng và cả thế giới nói chung. Nguyên nhân dẫn đến tai nạn giao thông chủ yếu là do sử dụng bia rượu, các chất kích thích khi điều khiển phương tiện; chạy quá tốc độ cho phép; phóng nhanh vượt ẩu; ý thức tham gia giao thông kém, không tuân thủ luật giao thơng và cịn rất nhiều ngun nhân khách quan, chủ quan khác nữa. Trong đó nguyên nhân xuất phát từ hệ thống treo và hệ thống lái cũng chiếm một phần không nhỏ gây ra những vụ tai nạn giao thơng. Điều đó cho thấy hệ thống treo và hệ thống lái là một trong những hệ thống quan trọng nhất quyết định sự an tồn của một chiếc ơ tơ . Chính vì vậy, em đã tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái để từ đó có thể hiểu và áp dụng cho quá trình làm việc sau này.

Làm rõ nguyên lý hoạt động, kết cấu hệ thống lái, đánh giá được các nguy cơ và tần suất hư hỏng các bộ phận đồng thời đưa ra được quy trình Chẩn đốn kỹ thuật, bảo dưỡng, sửa chữa.

Có khả năng tính tốn thiết kế, mơ hình mơ phỏng phục vụ giảng dạy bằng phần mềm.

Sơ đồ quy trình chuẩn đốn, sửa chữa.

1.2. Phạm vi nghiên cứu:

Tìm hiểu chung về hệ thống lái trên ơ tơ.

Tìm hiểu và hệ thống lái trên ơ tơ Toyota Innova 2015 Tìm nguồn tài liệu liên quan đến đề tài để tham khảo. Hiểu và phân tích các chi tiết trên hệ thống lái.

Tính tốn thiết kế các chi tiết trên hệ thống lái.

Thiết kế và mô phỏng hệ thống lái trên phần mềm Catia

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

1.3. Mục tiêu nghiên cứu: 1.3.1. Mục tiêu chung

Hiểu rõ được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái. So sánh được ưu nhược điểm của các hệ thống lái.

Thiết kế mơ hình và mơ phỏng hệ thống lái

Biết được cách tìm tài liệu phục vụ cho quá trình thực hiện đề tài.

1.3.2. Mục tiêu cụ thể

Hiểu rõ được cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trên ô tô Toyota Innova 2015.

Tính tốn kiểm nghiệm các thơng số trên hệ thống lái của xe Toyota Innova 2015.

Thiết kế mơ hình và mơ phỏng hệ thống lái trên phần mềm catia

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ơ TƠ 2.1. Cơng dụng, phân loại, yêu cầu

2.1.1. Công dụng

Hệ thống lái dùng để điều khiển hướng chuyển động của ô tô khi ô tô đang hoạt động. Các cách thay đổi hướng chuyển động:

+ Thay đổi phương của bánh xe dẫn hướng. + Thay đổi chiều xoay ở bánh sau chủ động. + Kết hợp đồng thời cả hai cách trên.

Hình 2.1: Hệ thống lái

Có đa dạng hệ thống lái, bao gồm các bộ phận chính như:

Vành lái: được đặt trong buồng lái, là bộ phận chịu sự điều khiển trực tiếp đến từ

người lái phương tiện.

Cơ cấu lái: là bộ phận giảm tốc được gắn trên khung hoặc vỏ của ôtô, nối với trục

vành lái và đảm nhận tỉ số truyền của hệ thống lái.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Dẫn động lái: bao gồm đòn quay đứng, hình thang lái, địn quay ngang, địn kéo

dọc, có tác dụng liên kết cơ cấu lái với bánh xe và điều hướng cho bánh xe dẫn hướng

Trợ lực lái: Có thể có hoặc khơng. Dùng để hỗ trợ lực cho người lái điều khiển hướng của bánh xe chủ động. Vì lực để cần thay đổi phương cho bánh xe khi quay vành tay lái là rất lớn.

2.1.2. Phân loại

Dựa theo từng đặc điểm mà người ta chia thành các loại sau:

Theo cách bố trí vành lái

- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái, được dùng trên ô tô của các nước có luật giao thông là đi đường bên phải như ở Việt Nam và một số nước khác như Ghana, Nigeria, Gambia,..

- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải, được dùng trên ô tô của các nước có luật giao thơng đi đường bên trái như ở Anh, Nhật, Thuỵ Điển, …

Theo số lượng cầu dẫn hướng

- Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng được bố trí ở cầu trước. - Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng được bố trí ở cầu sau. - Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu.

Theo kết cấu của cơ cấu lái

- Cơ cấu lái theo loại trục vít – bánh vít. - Cơ cấu lái theo loại trục vít – cung răng. - Cơ cấu lái theo loại trục vít – con lăn. - Cơ cấu lái theo loại trục vít – chốt quay.

- Cơ cấu lái theo loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng). - Cơ cấu lái theo loại bánh răng trụ – thanh răng.

Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cường hoá (trợ lực)

- Hệ thống lái có tích hợp trợ lực thuỷ lực.

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

- Hệ thống lái có tích hợp trợ lực khí nén. - Hệ thống lái có tích hợp trợ lực liên hợp.

2.1.3. u cầu

Các yêu cần chính mà hệ thống lái cần đảm bảo:

- Đảm bảo chuyển động theo phương thẳng ổn định:

+ Hành trình tự do của vơ lăng (hay còn gọi là độ rơ) tức là khe hở bên trong hệ thống lái khi vô lăng ở vị trí trung gian phải nhỏ (khơng lớn hơn 150 khi có trợ lực và khơng lớn hơn 50 khi khơng có trợ lực).

+ Độ ổn định của các bánh xe dẫn hướng phải đạt chất lượng cao.

+ Khơng có hiện tượng tự dao động của các bánh dẫn hướng khi ô tô ở các điều kiện làm việc và chế độ chuyển động khác nhau.

- Đảm bảo tính cơ động cao: nghĩa là xe có thể quay vịng dứt khốt và chính xác, trong một khoảng thời gian rất ngắn, ở một diện tích bé.

- Đảm bảo động học quay vịng đúng: mục đích là để các bánh xe khơng bị trượt gây mịn lốp, tiêu hao cơng suất và giảm đặc tính ổn định của xe.

- Kết cấu phải giảm được các va đập từ đường tác động lên vô lăng khi xe chạy trên đường.

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện: Phụ thuộc vào tiêu chuẩn quốc gia về lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên vô lăng (Plmax):

+ Đối với xe du lịch và tải nhỏ: Plvmax nằm trong khoảng 150  200 N; + Đối với xe tải và khách không vượt qua 500 N.

- Đảm bảo lực tác dụng lên các bánh xe dẫn hướng và vô lăng (để đảm bảo cảm giác đường của người lái) cũng như sự tương ứng động lực học giữa góc quay của vơ lăng và của bánh xe dẫn hướng.

2.2. Tính dẫn hướng của ơ tơ

Tính dẫn hướng của ơ tơ là khả năng giữ cho ô tô chuyển động theo sự điều khiển của người lái và chịu được sự tác dụng của các lực bên ngoài. Yêu cầu đặt ra đối với hệ

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

thống lái khi rẽ là phải đảm bảo sự chuyển động và quay vòng ổn định của xe. Người lái quay vành tay lái một góc, thơng qua dẫn động lái và cơ cấu lái làm bánh xe dẫn hướng quay đi một góc tương tự.

Quỹ đạo chuyển động của ơ tơ có liên quan mật thiết đến tính dẫn hướng của xe. Sự chuyển động của ôtô trên đường phụ thuộc vào rất nhiều các ngoại vật trên đường tác dụng lên bánh xe. Khi ô tô di chuyển trên các con đường khác nhau, và chất lượng của lốp xe đã ảnh hưởng không nhỏ tới khả năng điều khiển và độ ổn định của ơ tơ. Khi đó, tại bánh xe ln ln xuất hiện góc lăn lệch do chịu đồng thời lực kéo và lực bên. Hình 1.2 thể hiện sự biến dạng của lốp do chịu tác động của lực, biến dạng này làm lệch quỹ đạo chuyển động của xe. Do đó người ta đã tạo ra một cơ cấu bố trí trong hệ thống

lái để khắc phục hiện tượng này.

Hình 2.2: Biến dạng của lốp

Ở hệ thống lái trên ô tô có một đặc điểm đặc biệt là sau khi thực hiện quay vòng, vành tay lái sẽ tự trả về vị trí trung gian mà khơng cần người điểu khiển bỏ lực để tác động vào. Điều này được thực hiện nhờ mômen trả lái về Msat. Mômen này được tạo ra là nhờ vào các quan hệ hình học trong hệ thống lái, đặc biệt là góc Caster được thể hiện trên hình 1.3. Sau đó là do khi quay vịng xuất hiện một lực cản tác dụng lên bánh xe, lực này gọi là lực ngang. Lực ngang này làm biến dạng lốp cao su, sự biến dạng đàn hồi của cao su sẽ làm cho xuất hiện mômen để lốp quay về trạng thái ổn định, nghĩa là quay về trạng thái của lốp khi ô tô chuyển động thẳng.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Hình 2.3: Góc Caster và khoảng Caster

Để chuyển động an toàn hơn, người ta thường tăng diện tích tiếp xúc của lốp với mặt đườg và giảm áp suất lốp. Nhưng như vậy cần phải bỏ ra một lực lớn hơn dùng để đánh lái. Vì vậy để giảm cường độ làm việc cho người lái và tăng tính an tồn cho hệ

thống điều khiển lái nên hầu hết các xe đều được trang bị trợ lực lái.

2.3. Các hệ thống có trợ lực lái

Mục đính chính là giảm lực bỏ ra để người lái có thể dễ dàng điều khiển ơ tơ cũng như tăng tính an tồn trong q trình điều khiển lái trên ơ tơ.

Hình 2.4: Sơ đồ ngun lý của hệ thống lái có trợ lực

Yêu cầu đặt ra đối với trợ lực là:

+ Hệ thống lái vẫn có thể hoạt động khi trợ lực lái hỏng. Người điều

khiển

Trợ lực lái

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

+ Trợ lực lái phải giữ được cảm giác tiếp xúc đường cho người lái. Điều này đồng nghĩa với việc trợ lực lái sẽ tăng lực khi mô men cản quay vòng lớn và ngược lại giảm lực khi xe chuyển động với tốc độ cao.

Các loại hệ thống trợ lực lái trên xe hiện đại: trợ lực khí nén, trợ lực thủy lực, trợ lực điện.

2.3.1. Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực

Hệ thống lái trợ lực thủy lực là bộ trợ lực sử dụng dầu thủy lực và một phần công suất của động cơ để tạo ra áp suất, hỗ trợ lực cho việc đánh lái của người điều khiển ô tô. Khi xoay vô lăng, dưới sự đóng mở của van điều khiển sẽ tạo ra các mạch chuyển động cho đường dầu, chủ yếu là có 2 mạch chính và sự đóng mở của van phụ thuộc vào chiều xoay của vơ lăn.

Hình 2.5: Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực

Hệ thống gồm 3 phần chính: bơm dầu trợ lực, van điều khiển, xy lanh lực.

Ưu nhược điểm của hệ thống:

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Thông qua đặc điểm làm việc của hệ thống lái trợ lực thuỷ lực ta có thể thấy hệ thống có các ưu điểm, nhược điểm như sau:

+ Ưu điểm:

Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực đã giúp người lái điều khiển nhẹ nhàng hơn so với hệ thống lái khơng có trợ lực vì có thêm trợ lực do áp suất dầu của bơm trợ lực gây ra tác động lên cơ cấu điều khiển hướng của bánh xe. Trong trường hợp lốp xe bị hỏng thì hệ thống đảm bảo được an toàn về hướng trong quá trình chuyển động.

+ Nhược điểm:

Trong hệ thống lái trợ lực thuỷ lực, nguồn năng lượng chính được tạo thành là do sự làm việc bơm dầu. Mà bơm dầu lại được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ, do đó trợ lực sử dụng một phần công suất của động cơ. Bơm dầu vẫn làm việc kể cả trong quá trình chuyển động thẳng. Vì vây, điều này gây lãng phí cơng suất động cơ trong khi hệ thống lái không cần nguồn trợ lực. Để đảm bảo tốt áp suất dầu trợ lực thì trong hệ thống cần yêu cầu cao về độ kín khít ở trên đường ống, van do đó việc thường xuyên kiểm tra sự rò rỉ dầu là điều tất yếu. Hệ thống làm việc gây ồn do âm thanh của bơm dầu và dầu chảy qua các đường ống, van. Ngoài ra, ảnh hưởng của dầu trợ lực lái khi thải ra mơi trường ngồi cũng khơng kém.

Hạn chế:

+ Hệ thống làm việc theo momen va góc quay trục lái do người lái tác dụng nên chỉ đáp ứng được mặt trợ lực mà chưa đáp ứng được tỉ số truyền lực thay đổi khi tốc độ của xe thay đổi theo thời gian.

+ Bơm áp suất của hệ thống lái trợ lực thủy lực phụ thuộc vào tốc độ của động cơ. Trong trường hợp xe chuyển động ở tốc độ thấp, quay vòng ngoặt, lúc này cần trợ lực lớn nhưng áp suất dầu sẽ không đủ do tốc độ động cơ chậm, do đó lực của trợ lực lái sẽ giảm. Khi xe ôtô chuyển động ở tốc độ cao, áp suất của bơm trợ lực lớn, trong khi điều khiển ơ tơ ở tình trạng này khơng cần nhiều trợ lực.

+ Về mặt tỷ số truyền động học bị hạn chế rất lớn đó là ở tốc độ thấp cần tỷ số truyền thấp và ở tốc độ cao cần có tỷ số truyền động học cao nhưng hệ thống chưa đáp ứng được.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

+ Người điều khiển vẫn đánh lái khá nhiều trong trường hợp quay vòng ngoặc

+ Khi hệ thống trợ lực bị hỏng, so với hệ thống khơng có trợ lực thì người điều khiển cần phải bỏ ra một lực lớn hơn, vì lúc này có thêm lực cản của dầu trong hệ thống trợ lực.

2.3.2. Hệ thống lái trợ lực điện

Hệ thống lái trợ lực điện tạo ra mômen trợ lực nhờ vào mơtơ trợ lực.

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điên bố trí trên trục lái. 1: ECU điểu khiển; 2: Mô tơ trợ lực; 3: Cảm biến mơ men.

Các bộ phận chính của hệ thống lái trợ lực điện:

+ ECU: là bộ điều khiển trung tâm, dựa vào các thơng số tín hiệu của các cảm biến mô men, cảm biến tốc độ động cơ, tín hiệu IG, tín hiệu tốc độ xe sau đó tính tốn và điều khiển mơ tơ trợ lực.

+ Mô tơ trợ lực: được nối với trục lái bằng bộ giảm tốc trục vít – bánh vít. Tùy theo mức độ đánh lái của người lái và mơ men cản quay vịng mà mơ tơ có thể đảo chiều và quay ở các tốc độ khác nhau

+ Cảm biến mô men: cảm biến mô men được gắn vào phía trong trục lái, dựa vào hiệu ứng Hall để đưa ra điện áp. Điện áp ra của cảm biến sẽ được gửi vào ECU để điều khiển mô tơ trợ lực.

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Nguyên lý hoạt động:

Hình 2.7: Sơ đồ tín hiệu điều khiển hệ thống lái trợ lực điện

Nguyên lý làm việc ECU tiếp nhận các tín hiệu chính như tín hiệu đưa vào từ cảm biến mơmen của trục lái và tín hiệu của cảm biến tốc độ của xe, chế độ khơng tải, tín hiệu B+ , để tính tốn điều khiển mơ tơ trợ lực phù hợp với điều kiện lái. Khi lực đánh lái càng lớn thì trợ lực càng nhiều, nhưng trợ lực sẽ giảm khi tốc độ xe tăng.

+ Trạng thái quay vòng: khi đánh lái hiện tượng xoắn giữa hai đầu thanh lái sẽ xuất hiện ở trạng thái này, cảm biến mô men sẽ thay đổi điện áp tùy theo chiều quay và độ lệch giữa hai đầu thanh xoắn sau đó truyền tín hiệu về ECU, ECU kết hợp với tín hiệu tốc độ xe sẽ tính tốn ra dịng điện điều khiển và chiều quay của mô tơ trợ lực cho phù hợp.

+ Trạng thái đi thẳng: khơng có hiện tượng xoay tương đối giữa hai đầu thanh xoắn, cảm biến mô men không thay đổi điện áp, ECU không điều khiển mô tơ trợ lực và trạng thái đi thẳng được giữ nguyên.

Ưu nhược điểm của hệ thống lái trợ lực điện:

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Ta thấy hệ thống lái trợ lực trợ lực điện làm việc dựa trên nhiều thông số: tốc độ xe, momen trục lái, tốc độ động cơ, chế độ không tải, góc quay trục lái vì vậy có những

ưu điểm của hệ thống trợ lực như sau:

+ Ưu điểm;

Tỉ số truyền lực của hệ thống thay đổi khi tốc độ của xe thay đổi: Xe ở tốc độ thấp thì tỉ số tryền nhỏ và ngược lại xe ở tốc độ cao thì tỉ số truyền lớn.

So với trợ lực thủy lực thì hệ thống lái trợ lực điện khơng sử dụng bơm dầu để tạo ra lực mà sử dụng một motor điện một chiều, do đó giảm tổn hao nhiên liệu.

Hệ thống không sử dụng các đường ống dẫn và van phức tạp như hệ thống lái trợ lực thuỷ lực.

Làm việc êm hơn vì khơng có tiếng kêu của bơm trợ lực và kết cấu gọn hơn vì vậy mà trọng lượng của hệ thống được giảm đáng kể so với trợ lực thủy lực.

Nhờ vào việc sử dụng motor điện một chiều, hệ thống lái trợ lực điện dễ dàng điều khiển được chiều quay của motor điện cũng như thay đổi mômen xoắn của motor bằng cách thay đổi cường độ dòng điện cấp vào motor.

Khi trợ lực điện hỏng thì lực điều khiển của người lái tương tự như xe khơng có trợ lực.

+ Nhược điểm:

Kết cấu chế tạo phức tạp, giá thành cao, chịu va đập kém.

Đánh giá:

Ngoài những ưu điểm vượt trội khi so sánh với hệ thống lái trợ lực thủy lực thì hệ thống lái trợ lực điện đã đáp ứng được yêu cầu quan trọng về tỉ số truyền lái thay đổi. Nhờ việc dễ dàng thay đổi tỉ số truyền lái mà hệ thống lái trợ lực điện giúp nâng cao tính năng an toàn chuyển động của xe khi xe đi ở tốc độ cao. Hơn thế nữa, hệ thống còn giúp cho người lái dễ dàng điều khiển phương tiện khi xe đi vào những đường hẹp, đòi hỏi về u cầu quay vịng với bán kính nhỏ.

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2015 3.1 Giới thiệu về xe TOYOTA INNOVA 2015

3.1.1 Giới thiệu chung về xe TOYOTA INNOVA

TOYOTA INNOVA là loại ôtô đa dụng 7 chỗ. TOYOTA INNOVA là sản phẩm chiến lược của Ford tại thị trường châu Á, sản xuất theo nghiên cứu nhu cầu khách hàng trong khu vực châu Á - Thái Bình Dương. Khi thiết kế nó được chú ý nhiều đến việc đảm bảo chất lượng động lực học tốt, tính ổn định chuyển động, điều khiển nhẹ nhàng, đảm bảo độ tin cậy cao và thuận tiện cho việc chăm bảo dưỡng. Với giá thành phù hợp với thu nhập của người dân Việt Nam nên xe TOYOTA INNOVA được nhiều gia đình sử dụng để đi lại và du lịch.

Hình 3.1: Hình dáng bên ngồi xe TOYOTA INNOVA

Điều nổi bật về công nghệ của TOYOTA INNOVA 4x2 và 4x2 động cơ xăng là được trang bị động cơ Turbo Xăng 2.5, 4 xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler. Cũn TOYOTA INNOVA 4x2 động cơ xăng là trang bị động cơ xăng 2.6 lít, trục cam đơn với hệ thống phun xăng điện tử EFI. .

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

TOYOTA INNOVA được trang bị động cơ khoẻ mang lại sự hài lũng cao nhất khi vận hành trong cỏc điều kiện đường sá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu. Xe TOYOTA INNOVA 4x2 trung bình tiêu hao khoảng 8 lít Xăng/100km. Trang bị 5 số tay, ly hợp được thiết kế với đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thuỷ lực, lò xo đĩa mang đến hiệu quả động cơ cao nhất và đảm bảo vận hành êm ái ở mọi tốc độ.

3.1.2. Kết cấu các cụm và hệ thống chính của xe TOYOTA INNOVA 3.1.2.1 Động cơ

TOYOTA INNOVA 4x2 là động cơ Xăng được trang bị động cơ Turbo Xăng 2.5, 4 xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler.Dung tích thùng nhiên liêu lớn với 71 lít cho phép các chuyến đi dài mà không phải đổ nhiều lần.TOYOTA INNOVA động cơ khoẻ mang lại sự hài hòa cao nhất khi vận hành trong các điều kiện đường sá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu, trung bình tiêu hao khoảng 8 lít

Xăng/100km.

Hệ thống động cơ kiểu cam đơn SOHC đó được thay thế bằng kiểu trục cam kép DOHC. Công nghệ phun nhiên liệu đơn đường tăng áp TCDi (Turbo Direct Common - Rail Injection) và tăng áp turbin VGT có làm mát khí nạp chưa được trang bị cho các phiên bản trước đó nay đó được Ford Việt Nam tích hợp trờn phiên bản mới.

TOYOTA INNOVA mới cũng được trang bị động cơ Xăng mới sử dụng công nghệ phun nhiên liệu đơn đường common-rail.TOYOTA INNOVA có hai phiên bản động cơ: 3,0 lít và 2,5 lít cùng thuộc loại dẫn động 4 bánh. Với bản 3.0 TDCi, động cơ có cơng suất cực đại 156 mó lực tại vũng tua 3.200 vịng/phút, mơ-men xoắn cực đại 380 Nm tại 1.800 vòng/phút. Bản 2.5 cú cụng suất 143 mó lực, mơ-men xoắn cực đại 330 Nm. Không chỉ mạnh mẽ hơn so với các mẫu cùng phân khúc, TOYOTA INNOVA tự tin với phiên bản 2.5 có mức tiêu hao nhiên liệu thấp hơn 22% so với phiên bản cũ và đáp ứng tiêu chuẩn Euro 2.

Hệ thống làm mát: có hệ thống làm mỏt khớ nạp intercooler. Hệ thống làm mát bằng phương pháp làm mát bằng nước theo phương pháp tuần hồn cưỡng bức.

Hệ thống bơi trơn hỗn hợp cưỡng bức: bôi trơn cưỡng bức kết hợp bơm và vung té, có dung lượng 4,7 lít.

3.1.2.2. Hệ thống truyền lực

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Kiểu cơ khí có cấp gồm: Ly hợp, hộp số, truyền lực chính, vi sai và các đăng. Ly hợp: Đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa.

Hộp số: Hệ thống truyền động với hộp số AT 5 cấp. Ngoài ra, hộp số tự động 5 cấp của Everest mới được tích hợp module kiểm sốt thơng minh TCM (Transmission Control Module). TCM có thể tự phát hiện và nhảy số một cách nhanh chúng theo vòng tua động cơ và điều kiện lái. Hơn nữa, TCM sẽ giữ hệ thống truyền động ln ln ở trạng thái ít tổn hao năng lượng nhất khiến xe hoạt động hiệu quả, giảm mức nhiên liệu trên đường trường cũng như trong thành phố.

Truyền lực chính và vi sai: Vì đây là loại xe du lịch động cơ và hộp số đặt ngang, cầu trước chủ động nên cặp bánh răng truyền lực chính và vi sai cũng được bố trí ln trong cụm hộp số. Xe TOYOTA INNOVA sử dụng truyền lực chính một cấp bánh răng trụ răng nghiêng vi sai thường.

Các đăng: Xe sử dụng các đăng đồng tốc bi kiểu Rzeppa và Tripot để truyền lực cho bánh xe chủ động ở cầu trước (cầu dẫn hướng).

3.1.2.3. Hệ thống lái

Hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA bao gồm cơ cấu lái bánh răng-thanh răng, dẫn động lái và trợ lực lái. Cơ cấu lái loại bố trí trên thanh lái ngang. Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam đơn và các khớp nối.

Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng xuất hiện và rất nhanh được sử dụng phổ biến trên các xe ô tô du lịch và xe tải nhỏ, xe SUV. Nó là một cơ cấu cơ khí khá đơn giản. Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên một ống kim loại. Một thanh nối nối với hai đầu mút của thanh răng.

3.1.2.4. Hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe là hệ thống phanh dẫn dộng thuỷ lực, sử dụng cơ câú phanh đĩa ở cầu trước, cơ cấu phanh tang trống ở cầu sau. Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) kết hợp hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brake Force Distribution) cùng thiết bị cảm biến trọng để đảm bảo tối ưu hóa trên mọi địa hình.

3.1.2.5. Hệ thống treo, lốp, khung

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Hệ thống treo trên xe:

+Trước: Hệ thống treo độc lập bằng thanh xoắn kép và ống giảm chấn.

+ Sau: Loại nhớp với ống giảm chấn

Lốp xe gồm 4 lốp và 1 lốp dự phòng. (Vành (mâm) đúc hợp kim),Cỡ lốp/ áp suất lốp( kg/cm3): 245/ 70R16.

Phần chịu lực là khung vỏ xe.

3.1.2.6. Hệ thống điện

Thiết bị đo đạc: đồng hồ đa tầng, đồng hồ đo tốc độ...

Hệ thống đèn: đèn khu vực chính bên trong, đèn si nhan, đèn phanh, đèn khi xe đi thẳng, đèn sương mù, đèn pha tự động tắt mở...

Thiết bị điều hồ: máy lạnh, bộ lọc khí.

3.1.2.7. Thiết bị phụ

Thiết kế nội thất xe làm nổi bật tính đa dụng và tăng tính tiện nghi. Chỗ ngồi được bố trí hợp lý với ba đáy ghế, hàng ghế thứ ba thiết kế cho hai người ngồi, có thể gập đôi và nằm gọn sau hàng ghế thứ hai hoặc dễ dàng tháo bỏ khi cần chuyên chở hàng hoá.

Với một cánh cửa sau của khoang hành lý, có khả năng mở tối đa rất tiện khi vận chuyển hàng hoá lên, xuống.

TOYOTA INNOVA có bình xăng với dung tích lớn 71 lít, tiện cho chuyến đi dài mà không phải đổ xăng nhiều lần. Dàn CD 1 đĩa cho xe 4x2 và dàn CD 6 đĩa cho xe 4x2, TOYOTA INNOVA mang lại sự thư giãn qua âm nhạc trên đường xa.

Hệ thống điều hoà cao cấp được trang bị cho xe TOYOTA INNOVA có khả năng làm mát nhanh các khu vực trong xe, phía trước, băng ghế giữa và băng ghế sau. Hệ thống điều hịa với 2 cửa gió riêng, người ngồi ở băng ghế thứ hai có thể điều chỉnh vận tốc quạt và hướng gió riêng cho mình sao cho thoải mái nhất

Các trang thiết bị an toàn cao cấp gồm có: dây đai an tồn, hai túi khí bảo vệ. Ghế lái được thiết kế với điểm gập phần hơng (H-point) bố trí cao, tạo tầm quan sát tối đa cho người ngồi lái, nhất là ở hai phía trái, phải của đầu xe.

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Trang thiết bị của TOYOTA INNOVA AT 2.5 gồm khoá cửa điều khiển từ xa, gương kính điều khiển điện, đèn sương mù.

Kính trước được thiết kế hai lớp với một lớp nhựa mỏng ở giữa, không bị vỡ vụn khi va chạm, giảm tối đa thương tích có thể gây ra cho người ngồi trong xe. Các vùng biến dạng được thiết kế để hấp thụ lực va chạm, tự biến dạng trong trường hợp có va chạm mạnh, giảm thiểu ảnh hưởng lên khoang hành khách.

Thiết kế kết cấu thân xe siêu cứng, có thêm các thanh gia cường hai bên nhằm giảm tối đa những tác động lên người ngồi trong xe. Hai bên thành xe cũng được gia cường với các thanh siêu cứng bảo vệ khi có va chạm từ hai phía.

TOYOTA INNOVA có 6 màu: xanh đại dương và vàng ánh kim là hai màu mới; bạc ánh trăng, đen kim loại, đỏ ánh dương và trắng kim cương.

3.2. Đặc tính kỹ thuật cua xe TOYOTA INNOVA

Bảng 3.1. Thông số của xe toyota innova 2015

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Hành trình tự do bàn đạp chân phanh

3.3. Đặt điểm kết cấu hệ thống lái trên xe Innova 2015 3.3.1. Đặt điểm hệ thống lái trên xe Innova 2015

Hệ thống lái trên ô tô Toyota Innova gồm : cơ cấu lái, dẫn động lái, trợ lực lái. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống lái xe Toyota Innova, hình 3.2.

Hình 3.2. Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe Toyota Innova.

1.Vành lái(vô lăng); 2. Trục lái; 3. Thanh răng lái; 4. Xi lanh trợ lực; 5. Cảm biến tốc độ; 6.Bơm trợ lực; 7. Bình chứa dầu; 8. Van điều khiển; 9. Thanh nối;10. Làm mát dầu trợ

lực; 11. Rô tuyn.

- Vành lái (vô lăng): vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ vành lái đến trục răng của cơ cấu lái.

- Cơ cấu lái: cơ cấu lái sử dụng trên xe Toyota Innova là cơ cấu lái bánh răng trụ và thanh răng. Cơ cấu này có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động góc của địn quay đứng.

- Dẫn động lái: dẫn động lái bao gồm trục lái, thanh ngang, trục rô tuyn, cam quay. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động góc của đòn quay đứng thành chuyển động của trục bánh xe dẫn hướng.

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

-Hệ thống trợ lực lái: có nhiệm vụ làm giảm lực điều khiển trên vành tay lái để giảm cường độ lao động cho người lái và để tăng tính an tồn của hệ thống điều khiển lái.

So với hệ thống lái khơng có trợ lực, cấu tạo chung của hệ thống lái có trợ lực gồm hai phần chính: phần lái cơ khí có cấu tạo và ngun lý giống với các hệ thống lái thông thường, phần trợ lực với các bộ phận chính sau:

- Nguồn năng lượng của trợ lực (Bơm thủy lực) - Van phân phối (Van điều khiển)

- Cơ cấu chấp hành (Xi lanh lực)

3.3.2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe Toyota Innova 3.3.2.1. Cơ cấu lái

Cơ cấu lái sử dụng trên xe Toyota Innova là loại bánh răng trụ - thanh răng.

Hình 3.3. Cơ cấu lái bánh răng trụ- thanh răng.

1. Bạc lệch tâm; 2. Ổ bi đỡ; 3. Trục răng; 4. Vít điều chỉnh; 5. Dẫn hướng thanh răng; 6. Lò xo nén; 7. Thanh răng; 8. Vỏ thanh răng; 9. Kẹp; 10. Bạc lót; 11.Cao su chắn bụi; 12.

Đầu thanh răng; 13. Thanh nối.

Phạm vi sử dụng của cơ cấu lái bánh răng trụ - thanh răng chủ yếu trên các xe công suất nhỏ. Vỏ của cơ cấu lái được làm bằng gang, trong vỏ là các bộ phận chi tiết của cơ cấu lái, gồm trục răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng. Trục răng được

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

chế tạo bằng thép, trục răng quay trơn nhờ 2 ổ bi đặt trong vỏ của cơ cấu lái. Các ổ này được điều chỉnh bằng cách dùng một êcu lớn ép chặt các ổ bi, trên vỏ êcu có phớt che bụi. Sử dụng răng nghiêng cho thanh răng để đảm bảo trục răng quay nhẹ nhàng. Thanh răng chuyển động tịnh tiến sang phải hoặc sang trái khi vô lăng quay thông qua trục răng. Sự chuyển dịch của thanh răng được truyền xuống thanh cam quay qua các đầu thanh răng và đầu thanh lái.

Khi quay vành tay lái thì trục răng 3 sẽ làm dịch chuyển thanh răng 7 qua trái hoặc phải. Tiếp đến hai đầu thanh răng được nối với bánh xe dẫn hướng sẽ làm quay bánh xe dẫn hướng thông qua các khớp cầu và thanh nối. Vít điều chỉnh 4 để điều chỉnh khoảng hở mặt bên. Dẫn hướng thanh răng 5 giúp giữ thanh răng không bị quay trong vỏ cơ cấu lái. Bạc lệch tâm 1 để điều chỉnh ăn khớp giữa trục vít và thanh răng.

* Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng có các ưu điểm sau:

- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có tác dụng như thanh dẫn động lái nên không cần gắn thêm các thanh ngang như ở các cơ cấu lái khác.

- Độ nhạy cao do các răng ăn khớp trực tiếp.

- Lực điều khiển trên vành lái nhẹ do ma sát trượt và lăn nhỏ kết hợp với sự truyền mơmen tốt.

- Ít phải bảo dưỡng do cơ cấu lái được bao kín hồn tồn nên.

Tỉ số truyền có thể được thay đổi. Bước răng (khoảng cách giữa các răng) giảm dần về hai phía đầu của thanh răng. Do đó, đường kính ăn khớp thực tế của trục răng giảm khi nó tiến gần tới hai đầu của thanh răng nghĩa là, cùng với một góc quay của vơ lăng như nhau, ở phần giữa sẽ di chuyển thoải mái hơn so với phần cuối.

3.3.2.2. Dẫn động lái

Dẫn động lái của xe Toyota Innova bao gồm trục lái chính và các thanh dẫn động. Trục lái bao gồm trục lái chính và ống đỡ trục lái để cố định trục lái chính có nhiệm vụ truyền chuyển động tay lái tới cơ cấu lái, vô lăng được xiết vào trục lái.

Trục lái của xe Toyota Innova dạng ống lồng liên kết với cơ cấu lái nhờ khớp các đăng.

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Hệ thống lái trên xe Toyota Innova được có khả năng thay đổi góc nghiêng của tay lái. Cấu tạo của hệ thống này như trên hình 3.5

Hình 3.5. Bố trí trục lái loại điểm tựa dưới.

Cơ cấu này có cấu tạo cơ bản bao gồm một cặp cữ chặn nghiêng, cần nghiêng

bulơng khố nghiêng, giá đỡ kiểu dễ vỡ v.v...

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Các cữ chặn nghiêng và cần nghiêng xoay đồng thời với nhau. Giá đỡ dễ vỡ và bộ gá nghiêng bị khóa chặt khi cần nghiêng ở vị trí khố. Khi cần gạt nghiêng được chuyển sang vị trí tự do thì sự chệnh lệch độ cao của các cữ chặn nghiêng sẽ được loại bỏ và

trục lái có thể điều chỉnh theo hướng thẳng đứng.

3.3.2.3. Trợ lực lái

Xe Toyota Innova sử dụng hệ thống trợ lực thủy lực. Các van phân phối, xy lanh lực được đặt chung trong cơ cấu lái. Thanh răng của cơ cấu lái và xy lanh lực của hệ thống trợ lực lúc này là một.

- Kiểu bố trí này có ưu điểm là kích thước nhỏ gọn, và có độ nhạy cao.

- Kiểu bố trí này có nhược điểm là kết cấu phức tạp, các chi tiết của hệ thống chịu tải trọng lớn.

Các chi tiết chính của hệ thống trợ lực thủy lực:

a) Bơm thủy lực:

Xe Toyota Vios sử dụng bơm kiểu phiến gạt cho hệ thống trợ lực lái. Bơm được

đặt phía trên động cơ và được dẫn động từ động cơ bằng bộ truyền đai.

Hình 3.6. Bơm kiểu phiến gạt.

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

1. Trục rô to; 2. Rô to; 3. Cánh bơm; 4. Vòng cam; 5. Sau cánh bơm; 6. Van điều khiển lưu lượng; 7. Lỗ tiết lưu; 8.Cửa hút; 9. Cửa xả.

Vỏ bơm và rô to quay được gắn với nhau. Rô to được tạo rãnh để gắn các cánh bơm. Chu vi mặt trong của vòng cam hình ơ van nhưng vịng ngồi của rơ to hình tròn do vậy tạo ra một khe hở giữa vịng cam và rơ to. Khe hở này bị ngăn cách bằng cánh gạt để tạo thành một buồng chứa dầu.

Lực ly tâm và áp suất dầu tác động sau cánh bơm giúp cho cánh bơm ép chặt vào bề mặt trong của vịng cam, từ đó hình thành một phớt dầu ngăn rị rỉ áp suất giữa cánh gạt và vịng cam. Dung tích của buồng dầu tăng tại cổng hút nhờ vậy mà dầu từ bình chứa sẽ được hút vào buồng dầu. Bên phía xả lượng dầu trong buồng chứa giảm và khi đạt đến 0 thì dầu trong buồng bị ép qua cổng xả. Trong một chu kỳ quay của rô to dầu sẽ hút và xả 02 lần.

b) Xi lanh lực

Thanh răng có vai trị như pit tơng trợ lực và áp suất dầu tạo ra từ bơm trợ lực lái tác động lên pít tơng làm thanh răng dịch chuyển theo cả hai hướng. Khi vô lăng ở vị trí trung gian (xe chạy thẳng) thì van phân phối cũng ở vị trí trung gian. Do đó dầu từ bơm trợ lực lái sẽ quay trở lại bình chứa. Tuy nhiên, khi vơ lăng quay thì van phân phối sẽ đóng mở các cửa tương ứng theo chiều quay do vậy dầu chảy vào một trong các buồng và trong buồng đối diện bị đẩy ra ngồi và chảy về bình chứa theo van phân phối.

Hình 3.7. Xi lanh lực trên xe Toyota Innova.

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

1. Trục van phân phối; 2. Thanh răng; 3. Pít tơng; 4. Buồng trái; 5. Buồng phải; 6. phớt dầu.

c. Van phân phối

Van quay là loại van phân phối được lựa chọn sử dụng trong hệ thống trợ lực lái trên xe Toyota Innova, bao gồm phần tử định tâm và phần tử phản lực. Van phân phối được chế tạo với độ chính xác rất cao, ngồi ra cịn được bố trí các van an tồn để tránh cho áp suất dầu tăng quá cao và đảm bảo cho hệ thống lái làm việc một các bình thường, an tồn khi bơm dầu bị hỏng.

Hình 3.8. Van phân phối kiểu quay.

1.Thanh xoắn; 2. Trục van; 3. Van quay; 4. Vỏ van phân phối; 5. Trục răng; 6. Chốt cố định; 7. Cửa nạp; 8. Cửa hồi; 9. Miếng hãm (trục răng).

Van phân phối trong cơ cấu lái điều khiển dầu đi vào các buồng của hệ thống trợ lực lái. Trục răng và trục van phân phối được nối với nhau bằng một thanh xoắn. Có một chốt giữ van quay và trục răng để cho chúng quay liền với nhau. Thanh xoắn sẽ ở trạng thái hoàn toàn xoắn nếu khơng có áp suất của bơm tác động, mômen của trục van phân phối trực tiếp tác động lên trục răng, trục răng và trục van phân phối tiếp xúc với nhau ở miếng hãm.

* Nguyên lý hoạt động

Vị trí trung gian

</div>