Thi công mô hình hệ thống lái trợ lực thủy lực
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.87 MB, 66 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2020
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. ĐẶNG CƠNG TIẾN
(Email:
2. LƯƠNG VĂN HANH
(Email:
ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ô tô.
Họ tên sinh viên:
MSSV: 16145540
Điện thoại: 0342534537)
MSSV: 16145650
Điện thoại: 0969464075)
Hệ đào tạo: Đại học chính quy
Khóa: 2016
Lớp: 161452B
1. Tên đề tài:
-
Thi cơng mơ hình hệ thống lái trợ lực thủy lực
2. Nhiệm vụ đề tài:
-
Tổng quan về đề tài nghiên cứu.
-
Cơ sở lý thuyết về hệ thống lái và hệ thống treo trên ô tô.
-
Nghiên cứu thi công mơ hình hệ thống lái trợ lực thủy lực.
-
Hướng dẫn vận hành mơ hình.
-
Tổng kết, kiến nghị.
3. Sản phẩm của đề tài:
-
Mơ hình dạy học hệ thống lái trợ lực thủy lực
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: …/…/…
5. Ngày hồn thành nhiệm: …/…/…
TRƯỞNG BỘ MƠN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn: Khung gầm ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên 1:
ĐẶNG CÔNG TIẾN
MSSV: 16145540
Họ và tên sinh viên 2:
LƯƠNG VĂN HANH
MSSV: 16145650
Tên đề tài: Thi cơng mơ hình hệ thống lái trợ lực thủy lực
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Họ và tên GV hướng dẫn: GV.ThS Thái Huy Phát
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
2.2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có
thể tiếp tục phát triển)
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
2.3. Kết quả đạt được:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
2.4. Những tồn tại (nếu có):
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
3. Đánh giá:
TT
1.
Điểm tối
Mục đánh giá
đa
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của
10
các mục
2.
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và
5
kỹ thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/ phân tích/ tổng hợp/ đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,
15
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những
ràng buộc thực tế
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
5
ngành…
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày … tháng … năm 2020
Giảng viên hướng dẫn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn: Khung gầm ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên 1:
ĐẶNG CÔNG TIẾN
MSSV: 1614540
Họ và tên sinh viên 2:
LƯƠNG VĂN HANH
MSSV: 16145650
Tên đề tài: Thi cơng mơ hình hệ thống lái trợ lực thủy lực.
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV): ………………………………………………
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có
thể tiếp tục phát triển)
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
3. Kết quả đạt được:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
5. Câu hỏi:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
6. Đánh giá:
TT Mục đánh giá
1.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm tối
Điểm đạt
đa
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của
10
các mục
2.
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và
5
kỹ thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/ phân tích/ tổng hợp/ đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,
15
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những
ràng buộc thực tế
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
5
ngành…
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày … tháng … năm 2020
Giảng viên phản biện
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài:
THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC
Họ tên sinh viên:
1. ĐẶNG CÔNG TIẾN
2. LƯƠNG VĂN HANH
MSSV: 16145540
MSSV: 16145650
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng
theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng: ……………………………….. …………….…………..
Giảng viên hướng dẫn: ………………………… ………………...………….
Giảng viên phản biện: ………………………….. ………………...…………
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng 08 năm 2020
LỜI CẢM ƠN
Xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh đã
tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em theo học lớp Đại Học chun ngành ơtơ và tồn thể
q thầy cơ trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy,
truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường, cùng quý thầy
cơ trong Khoa Cơ Khí Động Lực đã trang bị những kiến thức hữu ích giúp chúng em có
thể làm việc sau này, cũng như đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng em nghiên cứu và thực
hiện đồ án tốt nghiệp lần này.
Trong quá trình thực hiện đề tài của mình, do điều kiện hạn chế về kiến thức và thời
gian thực hiện có hạn nên khơng tránh được những sai sót, rất mong nhận được sự góp ý
từ quý thầy cô và các bạn để đề tài của chúng em có thể ngày càng hồn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Thái Huy Phát – Giáo viên hướng dẫn, đã
tận tình giúp đỡ chúng em, luôn cho chúng em những lời khuyên, những lời động viên quý
báu, chúng em đã học được rất nhiều kiến thức từ thầy và học được cách tổ chức và phân
công công việc hợp lý từ thầy để từ đó chúng em có thể hồn thiện được đồ án tốt nghiệp
này.
Một lần nữa, chúng em xin cảm ơn tất cả q thầy, q cơ, kính chúc q thầy, q cô
luôn thành công trên con đường đào tạo nhân tài của mình.
i
TÓM TẮT
Ngày nay, với sự phát triển của nền khoa học kĩ thuật, để đảm bảo tính tiện nghi, an
tồn cho người sử dụng thì việc thiết kế một hệ thống lái đảm bảo đầy đủ các yêu cầu đặt
ra là một điều rất cần thiết trong xã hội hiện đại. Một hệ thống lái an tồn phải đảm bảo
tính quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng, điều khiển dễ dàng, dễ chăm sóc sửa
chữa, bảo dưỡng và phù hợp với phần lớn đối tượng sử dụng. Cũng vì thế mà hệ thống lái
ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống lái ngày càng
nghiêm ngặt và chặt chẽ hơn.
Vì vậy qua đề tài “Thi Cơng Mơ Hình Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực” này giúp
chúng em hệ thống được những kiến thức về hệ thống lái đã học, từ đó có thể đi sâu vào
nghiên cứu chun mơn.
Trong thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài chúng em đã hoàn thành được mục tiêu
đề tài đặt ra và sản phẩm bao gồm:
Một mơ hình hệ thống lái trợ lực thủy lực hoàn chỉnh về thiết kế, lắp đặt và vận
hành.
Một tập thuyết minh nội dung thể hiện qua 5 chương:
-
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU.
-
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC.
-
CHƯƠNG 3: THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC.
-
CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH MÔ HÌNH.
-
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN.
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................i
TÓM TẮT ...................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ........................................................ v
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... vi
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ................................................... 1
1.1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................... 1
1.3. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 2
1.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 2
1.5. Hạn chế.................................................................................................................. 2
1.6.Sản phẩm ................................................................................................................ 2
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ........................ 3
2.1. Tổng quan về hệ thống lái ...................................................................................... 3
2.1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu ..................................................................... 3
2.1.2. Cấu tạo của hệ thống lái ................................................................................... 4
2.2. Giới thiệu về trợ lực lái .......................................................................................... 8
2.2.1. Công dụng của hệ thống trợ lực lái .................................................................. 9
2.2.2. Phân loại hệ thống lái trợ lực ........................................................................... 9
2.3. Nghiên cứu về hệ thống lái trợ lực thủy lực............................................................ 9
2.3.1. Sơ lược về hệ thống lái trợ lực thủy lực (HPS) ................................................. 9
2.3.2. Cơ cấu lái ...................................................................................................... 12
2.3.3 Dẫn động lái ................................................................................................... 16
2.3.4 Trợ lực lái ....................................................................................................... 22
Chương 3. THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC ............... 34
3.1. Ý tưởng thiết kế mơ hình ..................................................................................... 34
3.2. Thiết kế mơ hình .................................................................................................. 34
3.3. Thi cơng mơ hình ................................................................................................. 35
3.4. Các chi tiết trên mơ hình hệ thống lái trợ lực thủy lực .......................................... 37
3.4.1. Động cơ điện và bơm trợ lực lái ..................................................................... 37
3.4.2. Bình dầu và ống dầu ...................................................................................... 39
3.4.3. Bảng điều khiển ............................................................................................. 40
3.4.5. Bộ phận giảm chấn ........................................................................................ 40
iii
Chương 4. VẬN HÀNH HỆ THỐNG ............................................................................ 42
4.1. Kiểm tra tổng thể trước khi vận hành ................................................................... 42
4.2. Vận hành hệ thống ............................................................................................... 42
4.2.1. Kiểm tra độ căng dây đai ............................................................................... 42
4.2.2. Kiểm tra mức dầu .......................................................................................... 42
4.2.3. Xả khí ra khỏi hệ thống trợ lực lái.................................................................. 43
4.2.4. Kiểm tra áp suất dầu ...................................................................................... 43
4.2.5. Kiểm tra lực đánh lái ..................................................................................... 46
Chương 5. TỔNG KẾT .................................................................................................. 50
5.1. Kết luận ............................................................................................................... 50
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................. 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 51
iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Ký hiệu và
chữ viết tắt
Giải thích ý nghĩa
PSS
Speed Sensitive Steering
HPS
Hydraulic Power Steering
Ghi chú
Hệ thống trợ lực thủy lực
phi tuyến tính
Hệ thống lái trợ lực thủy
lực
v
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sản phẩm của đề tài.......................................................................................... 2
Hình 2.1. Kết cấu của một loại vơ lăng lái. ...................................................................... 4
Hình 2.2. Kết cấu của trục lái. ......................................................................................... 5
Hình 2.3. Cấu tạo và cách bố trí cơ cấu hấp thụ va đập. .................................................. 6
Hình 2.4. Cơ cấu khóa trục lái. ........................................................................................ 6
Hình 2.5. Các vị trí làm việc của cơ cấu khóa trục lái. ..................................................... 7
Hình 2.6. Cơ cấu nghiêng, trượt tay lái. ........................................................................... 7
Hình 2.7. Cấu tạo cơ cấu trượt tay lái. ............................................................................. 8
Hình 2.8. Cấu tạo cơ cấu nghiêng tay lái. ........................................................................ 8
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí của hệ thống lái trợ lực thủy lực. ................................................. 10
Hình 2.10. Bình dầu của hệ thống lái trợ lực thủy lực. ................................................... 11
Hình 2.11. Hệ thống PSS trang bị trên Mercedes - AMG GT 2016. ................................ 11
Hình 2.12. Citroën SM 1970........................................................................................... 12
Hình 2.13. Cơ cấu lái loại trục vít- địn quay. ................................................................ 13
Hình 2.14. Một số loại cơ cấu lái loại trục vít. ............................................................... 13
Hình 2.15. Cơ cấu lái loại trục vít – cung răng. ............................................................. 14
Hình 2.16. Cơ cấu lái loại bánh răng – thanh răng. ....................................................... 14
Hình 2.17. Cấu tạo chung của cơ cấu lái loại trục vít. ................................................... 15
Hình 2.18. Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít- thanh răng.................................................. 16
Hình 2.19. Dẫn động lái cho hệ thống treo độc lập. ....................................................... 18
Hình 2.20. Dẫn động lái trong hệ thống treo phụ thuộc ................................................. 19
Hình 2.21. Địn quay. ..................................................................................................... 19
Hình 2.22. Thanh ngang và địn đỡ. ............................................................................... 20
Hình 2.23. Thanh lái. ..................................................................................................... 20
Hình 2.24. Một số dạng đòn dẫn động và khớp liên kết trong cơ cấu dần động lái.. ....... 21
Hình 2.25. Địn cam lái. ................................................................................................. 21
Hình 2.26. Giảm chấn lái. .............................................................................................. 22
Hình 2.27. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của dẫn động lái. ................................................ 22
Hình 2.28. Cấu tạo bơm trợ lực lái................................................................................. 23
Hình 2.29. Sơ đồ cấu tạo van điều tiết lưu lượng loại nhày cảm với tốc độ. ................... 25
Hình 2.30. Hoạt động của van điều tiết ở tốc độ thấp..................................................... 25
Hình 2.31. Hoạt động của van điều tiết ở tốc độ cao. ..................................................... 25
vi
Hình 2.32. Hoạt động của van an tồn. .......................................................................... 26
Hình 2.33. Sơ đồ bố trí thiết bị bù khơng tải. .................................................................. 27
Hình 2.34. Sơ đồ cấu tạo của van bù khơng tải. ............................................................. 27
Hình 3.35. Cấu tạo của một kiểu pit tơng và xy lanh lực. ............................................... 28
Hình 2.36. Van phân phối kiểu xoay............................................................................... 29
Hình 2.37. Khi van ở vị trí trung gian. ........................................................................... 30
Hình 2.38. Khi van quay vịng phải. ............................................................................... 31
Hình 2.39. Khi van quay vịng trái. ................................................................................ 32
Hình 2.40. Cấu tạo một loại van phân phối kiểu van trượt. ............................................ 33
Hình 2.41. Kết cấu của một loại van trượt...................................................................... 33
Hình 3.1. Phần khung của mơ hình cũ. ........................................................................... 34
Hình 3.2. Thiết kế khung trên phần mềm CATIA. ........................................................... 34
Hình 3.3. Các thanh sắt được đo đạt và cắt theo kich thước. .......................................... 35
Hình 3.4. Mối hàn giữa 2 thanh sắt. ............................................................................... 35
Hình 3.5. Mối hàn sau khi được mài. ............................................................................. 36
Hình 3.6. Phần khung của mơ hình sau khi sơn. ............................................................. 36
Hình 3.7. Mơ hình hồn thiện......................................................................................... 37
Hình 3.8. Động cơ điện dùng để kéo bơm dầu. ............................................................... 37
Hình 3.9. Bơm trợ lực lái. .............................................................................................. 38
Hình 3.10. Thay thế pully. .............................................................................................. 38
Hình 3.11. Bình dầu. ...................................................................................................... 39
Hình 3.12. Thay ống dầu bấm thủy lực. .......................................................................... 39
Hình 3.13. Bảng điều khiển trên mơ hình. ...................................................................... 40
Hình 3.14. Bộ phận giảm chấn trên mơ hình. ................................................................. 41
Hình 4.1. Kiểm tra độ căng dây đai bằng cách dùng thước đo độ căng đai. ................... 42
Hình 4.2. Mức dầu trong bình. ....................................................................................... 43
Hình 4.3. Áp suất dầu khi van đóng. ............................................................................... 44
Hình 4.4. Áp suất dầu khi van mở hết cỡ. ....................................................................... 45
Hình 4.5. Áp suất dầu khi đánh lái hết cỡ sang trái. ....................................................... 45
Hình 4.6. Áp suất dầu khi đánh lái hết cỡ sang phải....................................................... 46
vii
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Lý do chọn đề tài
Trong thế giới hiện đại ngày nay, phương tiện giao thông vận tải là nhu cầu thiết yếu
đồi với tất cả mọi người và ô tô là một trong những phương tiện phổ biến nhất hiện nay
trong tất cả các nước trên thế giới. Ngày nay, việc đi xe khơng những đáp ứng tính phương
tiện đi lại mà cịn phải đáp ứng đủ tính tiện nghi, an tồn cho con người. Vì vậy việc nghiên
cứu và cải tiến trên ô tô là mục tiêu, là hoạt động đang diễn ra liên tục không ngừng nghỉ
của tất cả các nhà cung cấp ô tô. Và hệ thống lái là một trong bảy hệ thống cơ bản, quan
trọng nhất trên ô tô. Trong khi động cơ và hệ thống truyền lực truyền cơng suất xuống bánh
xe, thì hệ thống lái dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ô tô chuyển động
theo một quỹ đạo nhất định nào đó như: quay vịng trái, quay vịng phải, đi thẳng… Hệ
thống lái là một hệ thống khá phức tạp, nó được chia thành nhiều cụm cơ cấu và bộ phận
có chức năng riêng biệt hỗ trợ lẫn nhau. Việc nghiên cứu hệ thống lái sẽ giúp chúng ta nắm
bắt những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa và cải
tiến chúng. Ngồi ra nó cịn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ
nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác.
Do nhu cầu học tập, sửa chữa và bảo dưỡng là rất lớn. Để sử dụng và khai thác có hiệu
quả tất cả các tính năng ưu việt của hệ thống lái nói chung thì việc nghiên cứu và nắm vững
hệ thống lái là vô cùng cần thiết. Dựa trên mơ hình cũ sẵn có và các nguồn tài liệu liên
quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài, tiến hành khảo sát nguyên lý làm việc của hệ
thống lái, của các cụm chi tiết, giải thích bản chất của các hiện tượng xảy ra trong quá trình
hoạt động của hệ thống lái, làm cơ sở cho q trình thiết kế và thi cơng mơ hình.
Vì những lý do trên nhóm em chọn đề tài "THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG LÁI
TRỢ LỰC THỦY LỰC” để làm đề tài tốt nghiệp.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
-
Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực thủy lực.
-
Thi cơng thiết kế cho mơ hình hoạt động.
-
Hướng dẫn sử dụng mơ hình để phục vụ công tác giảng dạy.
1
1.3. Đối tượng nghiên cứu
-
Đối tượng: Hệ thống lái trợ lực thủy lực (Thước lái).
1.4. Phương pháp nghiên cứu
-
Phương pháp thu thập thông tin.
-
Phương pháp tiếp cận thu thập thông tin.
-
Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
-
Phương pháp dịch thuật tài liệu.
1.5. Hạn chế
-
Chưa có thiết bị bù khơng tải.
-
Chưa thay đổi được tốc độ động cơ.
1.6. Sản phẩm
Hình 1.1. Sản phẩm của đề tài.
2
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC
2.1. Tổng quan về hệ thống lái
2.1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu
Công dụng:
Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động
theo một quỹ đạo xác định nào đó.
Phân Loại:
Theo cách bố trí tay lái (vơ lăng lái):
-
Hệ thống lái có tay lái bố trí bên phải: dùng ở những nước có luật đi đường theo phía
bên trái như ở các nước Anh, Nhật, Thụy Điển …
-
Hệ thống lái có tay lái bố trí bên trái: dùng ở những nước có luật đi đường theo phía
bên phải như ở các nước Xã Hội Chủ Nghĩa.
Theo số lượng bánh dẫn hướng:
-
Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước.
-
Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng hai cầu.
-
Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
Theo kết cấu và nguyên lý của cơ cấu lái:
Loại 1:
-
Loại trục vít – cung răng.
-
Loại trục vít – con lăn.
-
Loại trục vít – đai ốc bi hồi chuyển.
-
Loại trục vít – chốt quay.
Loại 2:
-
Loại trục răng, thanh răng.
-
Loại kết hợp.
Theo tính chất của cơ cấu lái:
-
Hệ thống lái khơng có trợ lực.
-
Hệ thống lái có trợ lực.
Đối với hệ thống lái có trợ lực còn được phân ra:
-
Loại trợ lực bằng thuỷ lực.
-
Loại trợ lực bằng điện.
3
Yêu cầu:
Hệ thống lái cùng với hệ thống treo đóng 1 vai trị rất quan trọng trong việc đảm bảo
tính an tồn, tính êm dịu chuyển động trên mọi loại đường từ dải tốc độ thấp đến dải tốc
độ cao.
Hệ thống truyền lực truyền công suất từ động cơ đến các bánh chủ động làm xe chuyển
động về phía trước, hệ thống lái điều khiển hướng chuyến động của xe, hệ thống phanh
đảm bảo giảm tốc độ một cách ổn định và an tồn. Vì vậy hệ thống lái phải đảm bảo các
yêu cầu sau:
Khả năng quay vòng hẹp dễ dàng: Khi xe quay vòng trên đường hẹp, đường gấp
khúc, hệ thống lái phải có thể quay gấp các bánh trước một cách dễ dàng và êm dịu.
Lực lái thích hợp: Bình thường, lực lái cần thiết sẽ lớn hơn khi xe đúng yên và sẽ
giảm khi tốc độ xe tăng. Vì vậy, để đảm bảo lái dễ dàng và cảm giác về mặt đường
tốt hơn, tay lái phải nhẹ hơn ở tốc độ thấp và nặng hơn ở tốc độ cao.
Hồi vị êm: Trong khi xe quay vịng, người lái phải giữ vơ lăng chắc chắn. Tuy nhiên
sau khi quay vòng xong hổi vị (sự quay về vị trí chuyển động thẳng của vơ lăng)
phải xảy ra êm dịu khi người lái nới lỏng tay lái.
Giảm tối thiểu sự truyền các va đập từ mặt đường: Không để các va đập từ mặt
đường xấu làm mất điều khiển tay lái cũng như sự nẩy ngược của vô lăng.
2.1.2. Cấu tạo của hệ thống lái
Vơ lăng lái:
Hình 2.1. Kết cấu của một loại vơ lăng lái.
4
- Vô lăng lái là một vành bằng thép (thường có hình trịn), ở giữa có một lỗ cơn gia cơng
rãnh then hoa để lắp ghép với trục lái. Ngồi vành thép người ta bọc da hoặc nhựa để
tăng lực ma sát giữa tay người điều khiển với vô lăng và đối với một số ô tô đời mới,
trên các phần bao ngồi vơ lăng lái người ta bố trí nhiều phím chức năng điều khiển
nhiều hoạt động khác của ô tô như: công tắc điều khiển máy nghe nhạc, máy lạnh, cơng
tắc đèn, cịi…
- Vơ lăng lái có nhiệm vụ điều khiển hoạt động lái. Muốn giữ hướng chuyển động của ô
tô hoặc chuyển hướng, người lái xoay vô lăng lái theo hướng mong muốn, vô lăng sẽ
dẫn động các phần cịn lại của hệ thống lái để ơ tô hướng theo mong muốn của người
lái.
Trục lái và ống bọc:
Trục lái bao gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng tới cơ cấu lái và
ống bọc (đỡ) trục lái. Đầu phía trên trục lái được chế tạo côn với then hoa và vô lăng được
siết vào trục lái bằng một đai ốc.
Hình 2.2. Kết cấu của trục lái.
Trong trục lái có cơ cấu hấp thụ và va đập. Cơ cấu này sẽ hấp thụ lực va đập tác
động lên người lái khi bị tai nạn.
Trục lái chính ngồi những cơ cấu như cơ cấu khoá tay lái, cơ cấu tay lái nghiêng,
cơ cấu trượt tay lái.
5
Hình 2.3. Cấu tạo và cách bố trí cơ cấu hấp thụ va đập.
Một số cơ cấu khác của trục lái chính:
- Cơ cấu khố tay lái: cơ cấu vơ hiệu hố vơ lăng đề phịng chống trộm ơ tơ bằng cách
khố trục chính vào ống trục lái khi rút chìa khóa điện ra. Một số vị trí khi làm việc của
khóa như trên hình 2.4 và 2.5 dưới đây:
Hình 2.4. Cơ cấu khóa trục lái.
6
Hình 2.5. Các vị trí làm việc của cơ cấu khóa trục lái.
- Cơ cấu trượt, nghiêng tay lái điều khiển điện: Cơ cấu điều khiển điện cho phép trượt và
nghiêng tay lái. Cơ cấu này cho phép người lái lựa chọn vị trí vành lái để thích hợp với vị
trí ngồi của người lái xe. Điều này rất quan trọng vì trong quá trình lái xe thời gian dài
người lái sẽ rất mệt mỏi, một cơ cấu lái tạo cho người lái sự thoải mái sẽ làm giảm bớt sự
mệt mỏi và làm giảm nguy cơ xẩy ra tai nạn trên đường..
Hình 2.6. Cơ cấu nghiêng, trượt tay lái.
Cụm cơ cấu này bao gồm động cơ điện, trục vít nghiêng, bánh vít nghiêng và thanh
trượt.
Hình 2.7. Cấu tạo cơ cấu trượt tay lái.
7
Hình 2.8. Cấu tạo cơ cấu nghiêng tay lái.
Các đăng lái:
Các đăng lái là trục truyền động trung gian giữa trục lái đến cơ cấu lái. Các đăng lái
cho phép truyền động giữa các trục không đồng tâm và có sự thay đổi góc truyền động
trong q trình hoạt động.
Cơ cấu lái:
Cơ cấu lái là cơ cấu dùng các bộ truyền động bánh răng, trục vít đai ốc, để chuyển đổi
mô men lái và hướng quay từ vô lăng, truyền tới bánh xe thơng qua hệ thanh địn dẫn động
lái làm xe quay vòng.
Hệ dẫn động lái:
Là sự kết hợp giữa các thanh truyền và các tay đòn với các khớp nối để truyền chuyển
động của cơ cấu lái tới các bánh trước trái và phải.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái
Khi muốn giữ nguyên hướng chuyển động hoặc muốn chuyển hướng, người lái giữ
yên hoặc xoay vô lăng theo hướng mong muốn, vô lăng dẫn động trục lái, trục lái dẫn động
trục lái trung gian (các đăng lái) và dẫn động cơ cấu lái. Cơ cấu lái thực hiện việc biến đổi
hướng chuyển động của trục lái để dẫn động các thanh đòn dẫn động lái, qua đó dẫn động
cam lái và cuối cùng là dẫn động các bánh xe dẫn hướng theo hướng mong muốn của người
lái.
2.2. Giới thiệu về trợ lực lái
Ngày nay, các mẫu xe mới đa số đều có được hệ thống trợ lực tay lái do xu hướng bố
trí dồn trọng lượng thân xe về phía cầu trước dẫn hướng. Tính năng này đặc biệt phát huy
8
tác dụng khi phương tiện đứng yên hoặc di chuyển chậm, bên cạnh đó tay lái trợ lực cho
khả năng vận hành linh hoạt và ổn định hơn khi gặp địa hình xấu..
2.2.1. Cơng dụng của hệ thống trợ lực lái
Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng giảm nhẹ cường độ lao động của người lái, giảm
mệt mỏi khi xe hoạt động trên đường dài. Đặc biệt trên xe có tốc độ cao, trợ lực lái cịn
nhằm nâng cao tính an tồn chuyển động khi xe có sự cố ở bánh xe như nổ lốp, hết khí
nén trong lốp và giảm va đập truyền từ bánh xe lên vành tay lái.
Để cải thiện tính êm dịu chuyển động, phần lớn các xe hiện đại đều dùng lốp bản
rộng, áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc với mặt đường. Kết quả là cần một lực lái
lớn hơn. Lực lái có thể giảm bằng cách tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái. Tuy nhiên, việc
đó lại địi hỏi phải quay vô lăng nhiều hơn khi xe quay vịng dẫn đến khơng thể thực hiện
được việc quay vịng ngoặt gấp.
Vì vậy, để giữ cho hệ thống lái nhanh nhạy trong khi vẫn chỉ cần lực lái nhỏ, cần
phải có trợ lực lái.
2.2.2. Phân loại hệ thống lái trợ lực
Hệ thống lái trợ lực được sử dụng phổ biến rộng rãi trên tất cả các ô tô với nhiều hình
thức trợ lực khác nhau. Nhưng chủ yếu phụ thuộc 2 nhóm chính:
-
Nhóm trợ lực thủy lực đơn thuần.
-
Nhóm trợ lực có điều khiển điện.
2.3. Nghiên cứu về hệ thống lái trợ lực thủy lực
2.3.1. Sơ lược về hệ thống lái trợ lực thủy lực (HPS)
Đây là hệ thống trợ lực ra đời đầu tiên và được biết đến nhiều nhất nhờ vào kết cấu
đơn giản, chi phí lắp đặt cũng như bảo trì bảo dưỡng thấp. Dịng xe phổ biến tại Việt Nam
trước đây có trang bị tay lái trợ lực dầu có thể kể đến Toyota Corolla.
Các bộ phận chính của hệ thống gồm: bơm dầu, van phân phối, xy lanh trợ lực và hộp
cơ cấu lái. Tùy vào bố trí của van phân phối sẽ có 3 loại trợ lực dầu chính: van phân phối
và xy lanh kết hợp trong cơ cấu lái, van phân phối và xy lanh kết hợp trong đòn kéo, van
phân phối và xy lanh bố trí riêng biệt.
9
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí của hệ thống lái trợ lực thủy lực.
Bơm trợ lực sẽ nhận công suất từ động cơ và tạo ra áp suất dầu cần thiết. Khi tài xế
đánh vô lăng, van phân phối sẽ hoạt động và đưa áp suất dầu vào xy lanh, từ đó piston 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 quay tay
lái quá nhiều. Do bơm dầu nhận công suất từ động cơ nên hệ thống chỉ hoạt động khi nổ
máy, việc đánh tay lái khi dừng xe và tắt động cơ sẽ gặp nhiều khó khăn. Ngồi ra khi ở
vận tốc cao, áp lực dầu lớn có thể khiến tay lái nhạy qua mức cần thiết. Hư hỏng thường
gặp nhất là thiếu dầu trợ lực, nguyên nhân có thể do các nút chặn cao su lão hóa hoặc bình
chứa dầu bị thủng dẫn đến rị rỉ.
Hình 2.10. Bình dầu của hệ thống lái trợ lực thủy lực.
10
