Tài liệu: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái ô tô tải nặng tham khảo xe

Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái ô tô tải nặng tham khảo xe hyundai hd65 thiết kế mô hình hệ thống phanh lái treo ô tô phục vụ nghi

• Tác giả: Nguyễn Trần Quy Nhơn
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Thắng
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Bảo Dưỡng, Sửa Chữa Hệ Thống Lái Ô Tô Tải Nặng (Tham Khảo Xe Hyundai HD65) – Thiết Kế Mô Hình Hệ Thống Phanh, Lái, Treo Ô Tô
• Loại tài liệu: Luận Văn Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hệ Thống Lái Ô Tô

Hệ thống lái ô tô là một trong những hệ thống quan trọng nhất quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của phương tiện. Hệ thống này có chức năng điều khiển hướng chuyển động, đảm bảo xe luôn chuyển động thẳng ổn định cũng như khả năng quay vòng hiệu quả. Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, hệ thống lái đã trải qua nhiều giai đoạn tiến hóa từ lái cơ khí sang lái có trợ lực thủy lực và trợ lực điện. Mỗi loại hệ thống lái đều có những ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với các dòng xe khác nhau. Sự hiểu biết sâu sắc về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái là nền tảng quan trọng để thực hiện bảo dưỡng và sửa chữa hiệu quả, đảm bảo xe luôn trong tình trạng an toàn tối ưu.

1.1. Công Dụng Và Phân Loại Hệ Thống Lái

Hệ thống lái có công dụng chính là điều khiển hướng chuyển động của ô tô. Nó bao gồm ba trạng thái quay vòng chính: xe chuyển động thẳng, xe rẽ phải và xe rẽ trái. Phân loại hệ thống lái bao gồm: lái cơ khí (sử dụng cơ cấu bánh răng), lái có trợ lực thủy lực (sử dụng áp lực dầu), và lái có trợ lực điện (sử dụng động cơ điện). Mỗi loại có những đặc điểm khác nhau về độ chính xác, độ nhạy, và mức tiêu thụ năng lượng.

1.2. Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Hệ Thống Lái

Hệ thống lái ô tô phải đáp ứng nhiều yêu cầu kỹ thuật quan trọng: đáp ứng nhanh chóng với lệnh từ lái xe, cung cấp phản hồi cảm giác rõ ràng, đảm bảo độ ổn định khi chuyển động thẳng, và duy trì tính an toàn ở các tốc độ khác nhau. Ngoài ra, hệ thống lái cần có độ bền cao, chịu được tải trọng lớn, và hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trường khác nhau.

II. Cấu Tạo Hệ Thống Lái Xe Hyundai HD65

Xe tải Hyundai HD65 là dòng xe tải nặng được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam. Hệ thống lái của Hyundai HD65 được thiết kế với cấu tạo phức tạp, bao gồm nhiều bộ phận chính như: vành lái, cột lái, cơ cấu lái (chủ yếu sử dụng cơ cấu bánh răng hình cầu), và hệ thống trợ lực thủy lực. So với xe con, hệ thống lái xe tải Hyundai HD65 được thiết kế để chịu tải trọng lớn hơn, đảm bảo tính an toàn khi vận chuyển hàng hóa nặng. Việc hiểu rõ cấu tạo chi tiết của hệ thống lái này là yếu tố then chốt để thực hiện các công việc bảo dưỡng, sửa chữa đúng quy trình, kéo dài tuổi thọ xe và giảm chi phí vận hành.

2.1. Bố Trí Và Cấu Tạo Chung

Hệ thống lái Hyundai HD65 bao gồm: vành lái, cột lái với các khớp nối, hop số lái (steering gear box), thanh lái, cơ cấu lái, bánh xe hướng. Hệ thống trợ lực thủy lực được tích hợp vào cơ cấu lái, giúp giảm sức lực cần thiết từ lái xe. Dầu trợ lực được cung cấp bởi bơm thủy lực được kéo động bởi động cơ.

2.2. Nguyên Lý Hoạt Động Hệ Thống Lái HD65

Khi lái xe lái vòng tay vành lái, chuyển động này được truyền qua cột lái đến hop số lái, nơi chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính. Hệ thống trợ lực thủy lực giúp tăng hiệu quả của chuyển động này, đặc biệt quan trọng khi xe đứng yên hoặc chuyển động chậm. Chuyển động tuyến tính được truyền đến thanh lái, điều khiển hướng bánh xe.

III. Bảo Dưỡng Hệ Thống Lái Xe Tải Hyundai HD65

Bảo dưỡng hệ thống lái định kỳ là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính an toàn và kéo dài tuổi thọ xe. Đối với xe tải Hyundai HD65, quy trình bảo dưỡng hệ thống lái cần được thực hiện theo lịch trình do nhà sản xuất quy định, thường là sau mỗi 10.000-20.000 km chạy. Các công việc bảo dưỡng chính bao gồm: kiểm tra mức dầu trợ lực lái, kiểm tra tình trạng các khớp nối, kiểm tra độ khoảng hở của hop số lái, và kiểm tra tình trạng bánh xe hướng. Việc bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái thường xuyên giúp phát hiện sớm các hư hỏng tiềm ẩn, tránh những sự cố đột ngột ảnh hưởng đến an toàn giao thông.

3.1. Quy Trình Bảo Dưỡng Định Kỳ

Quy trình bảo dưỡng bắt đầu bằng kiểm tra ngoài hình về tình trạng vành lái, cột lái, và các thanh lái. Tiếp theo, kiểm tra mức dầu trợ lực bằng cách sử dụng thước đo trên thùng chứa dầu. Nếu mức dầu thấp, cần thêm dầu trợ lực theo loại được chỉ định. Cuối cùng, kiểm tra chức năng bằng cách lái xe trên đường thẳng và quay bánh lái kiểm tra phản ứng.

3.2. Các Nguyên Nhân Hư Hỏng Thường Gặp

Các hư hỏng thường gặp của hệ thống lái bao gồm: rò rỉ dầu trợ lực, khớp nối bị hư (gây kêu lạ), hop số lái bị ỡ (làm vô lăng không cảm giác cứng), bánh xe hướng bị hư làm lệch hướng xe. Nguyên nhân chủ yếu là do sử dụng lâu ngày, tác động của điều kiện đường sá, và thiếu bảo dưỡng định kỳ.

IV. Sửa Chữa Và Bảo Trì Hệ Thống Lái Dài Hạn

Sửa chữa hệ thống lái là một công việc khó khăn đòi hỏi kỹ thuật cao và kinh nghiệm phong phú. Khi phát hiện các triệu chứng hư hỏng như xe lệch hướng, vô lăng nặng, hoặc rò rỉ dầu trợ lực, cần đưa xe đến các xưởng sửa chữa uy tín để chẩn đoán chính xác. Các công việc sửa chữa có thể bao gồm: thay dầu trợ lực, sửa chữa hoặc thay thế khớp nối, hiệu chỉnh hop số lái, hoặc thay thế hoàn toàn các bộ phận hư hỏng nặng. Việc sử dụng phụ tùng chính hãng là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và tính an toàn của hệ thống lái. Bên cạnh sửa chữa, việc duy trì thói quen bảo dưỡng định kỳ sẽ giúp giảm thiểu chi phí sửa chữa trong dài hạn.

4.1. Chẩn Đoán Và Kiểm Tra Hư Hỏng

Chẩn đoán hệ thống lái bắt đầu bằng kiểm tra ngoài hình, lắng nghe các tiếng kêu bất thường, và kiểm tra phản ứng vô lăng. Nếu nghi ngờ rò rỉ dầu, kiểm tra mức dầu trợ lực và tìm dấu vết dầu. Nếu xe lệch hướng, cần kiểm tra áp suất lốp và độ khoảng hở của hop số lái. Sử dụng các công cụ chuyên dụng để đo độ chính xác góc bánh xe.

4.2. Các Bước Sửa Chữa Chính

Sửa chữa hệ thống lái theo từng bộ phận: nếu rò rỉ dầu, thay thế các vòng đệm và niên vết; nếu khớp nối hư, thay thế khớp nối mới; nếu hop số lái ỡ, tiến hành hiệu chỉnh hoặc thay thế. Sau khi sửa chữa, cần thực hiện kiểm tra chức năng toàn bộ hệ thống lái để đảm bảo hoạt động bình thường trước khi bàn giao xe cho khách hàng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 1. Công dụng, phân loại và yêu cầu 1. Công dụng Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ô tô khi cần thiết. Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếp nhận lực tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mô men từ vô lăng tới cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng mô men truyền từ vành lái tới các thanh dẫn động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng.

Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe. Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vô lăng một lực. Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên mặt vuông góc với bánh xe. Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng phải quay quanh một tâm quay tức thời khi quay vòng.

Các trạng thái quay vòng của xe Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là quá trình phức tạp. Khi xe chuyển động trên đường vòng với tốc độ thấp thì ứng với mỗi vị trí góc quay của vành tay lái nhất định v1 xe sẽ quay vòng với một bán kính quay vòng R0 tương ứng. Đây có thể coi là trạng thái quay vòng tĩnh (quay vòng đủ). Trong thực tế xe thường chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy quá trình quay vòng là động, trạng thái quay vòng đủ ít xảy ra mà thường gặp là trạng thái quay vòng thiếu và quay vòng thừa xảy ra trên cơ sở của việc thay đổi tốc độ chuyển động, sự đàn hồi của lốp và hệ thống treo.

Khi quay vòng thiếu, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R0 người lái phải tăng góc quay vành lái một lượng 𝛿 v1. Khi quay vòng thừa, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R0 người lái phải giảm góc quay vành lái một lượng 𝜕v1. Trang 1 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Trần Quy Nhơn Quay vòng thừa và quay vòng thiếu là những trạng thái quay vòng nguy hiểm, làm mất tính ổn định và điều khiển của xe vì chúng gia tăng lực ly tâm (vận tốc quay vòng của xe tăng kéo theo lực ly tâm khi quay vòng tăng). Ở những trạng thái này yêu cầu người lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt.

Vấn đề chất tải, độ đàn hồi của lốp cũng có ảnh hưởng tới tính năng quay vòng và tính an toàn chuyển động của xe, đặc biệt là những xe có vận tốc lớn. Rqv Ro Tr¹ ng th¸ i quay vßng thiª u: Rqv>Ro O O1 Hình 1.1: Trạng thái quay vòng thiếu của xe Rqv Ro Tr¹ ng th¸ i quay vßng thõa: Rqv<Ro O1 O Hình 1.2: Trạng thái quay vòng thừa của xe Trang 2 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Trần Quy Nhơn 1. Phân loại hệ thống lái 1. Phân loại theo phương pháp chuyển hướng + Chuyển hướng hai bánh xe ở cầu trước (2WS); + Chuyển hướng tất cả các bánh xe (4WS).

Phân loại hệ thống lái theo đặc tính truyền lực + Hệ thống lái cơ khí; + Hệ thống lái cơ khí có trợ lực bằng thủy lực; + Hệ thống lái trợ lực bằng khí nén hoặc chân không; + Hệ thống lái trợ lực điện. Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái + Cơ cấu lái kiểu trục vít glôbôit – con lăn; + Cơ cấu lái kiểu trục vít – ê cubi – thanh răng- cung răng; + Cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng; + Cơ cấu lái kiểu trục vít- cung răng. Ngoài ra còn có cơ cấu lái: trục vít – chốt quay, bánh răng- cung răng… 1. Phân loại theo cách bố trí vành lái + Bố trí vành lái bên trái ( theo luật đi đường bên phải); + Bố trí vành lái bên phải (theo luật đi đường bên trái).

Yêu cầu của hệ thống lái ô tô Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ô tô là hệ thống lái. Theo đó hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau: • Đảm bảo tính năng vận hành cao của ô tô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh và ngặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé; • Lực tác dụng lên vành lái nhẹ, vành lái nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái; • Đảm bảo được động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt lết khi quay vòng; Trang 3 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Trần Quy Nhơn • Hệ thống trợ lực phải có tính tùy động đảm bảo phối hợp chặt chẽ giữa sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của bánh xe dẫn hướng; • Tránh va đập truyền ngược từ bánh xe lên vành lái; • Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống treo trước không ảnh hưởng đến động học cơ cấu lái; • Giữ chuyển động thẳng ổ định; • Hệ thống lái phải được bố trí thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa. Hệ thống lái cơ khí Hình 1.3: Sơ đồ tổng quát hệ thống lái cơ khí 1. Cạnh bên hình thang lái 6.

Vành lái Vành lái có dạng vành tròn. Lực của người lái tác dụng lên vành lái tạo ra mô men quay để hệ thống lái làm việc. Mô men tạo ra trên vành lái là tích số của lực người lái trên vành tay lái với bán kính của vành lái. Vành lái của bất kỳ loại ô tô nào cũng có độ rơ nhất định, với xe tải không vượt quá 80.

Trang 4 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Trần Quy Nhơn 1. Trục lái Trục lái có nhiệm vụ truyền mô men lái xuống cơ cấu lái. Trục lái gồm có trục lái chính có thể truyền chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái và ống trục lái để cố định trục lái vào thân xe. Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp thụ va đập.

Cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có va đập mạnh hoặc khi tai nạn xảy ra. Trục lái thường có hai loại: Loại trục lái có thể thay đổi được góc nghiêng và loại trục lái không thay đổi được góc nghiêng. Ngoài cơ cấu hấp thụ va đập ở trục lái chính còn có thể có thêm một số cơ cấu điều khiển như: cơ cấu khóa lái để khóa cứng trục lái, cơ cấu nghiêng trục lái để có thể điều chỉnh vị trí vô lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với người lái, hệ thống trượt trục lái để có thể điều chỉnh vị trí vô lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với người lái, hệ thống trượt trục lái để có thể điều chỉnh được chiều dài của trục lái và đạt được vị trí ngồi lái tốt nhất cho người lái. Cơ cấu lái Cơ cấu lái là bộ giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động của người lái đến các bánh xe dẫn hướng.

Tỷ số truyền của cơ cấu lái thường bằng 18 đến 20 đối với xe con và bằng từ 21 đến 25 đối với xe tải. Các yêu cầu của cơ cấu lái Cơ cấu lái cần phải đảm bảo những yêu cầu sau: • Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe; • Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch để các va đập từ mặt đường được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái; • Đảm bảo thay đổi trị số của tỷ số truyền khi cần thiết; • Đơn giản trong việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp của cơ cấu lái; • Độ rơ của cơ cấu lái là nhỏ nhất; • Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thấp nhất và tuổi thọ cao; • Chiếm ít không gian và dễ dàng tháo lắp. Sự đàn hồi của hệ thống lái có ảnh hưởng tới sự truyền các va đập từ mặt đường lên vô lăng. Độ đàn hồi càng lớn thì sự va đập truyền lên vô lăng càng ít, nhưng nếu độ Trang 5 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Trần Quy Nhơn đàn hồi lớn quá sẽ ảnh hưởng đến khả năng chuyển động của xe.

Độ đàn hồi của hệ thống lái được xác định bằng tỷ số góc quay đàn hồi tính trên vành lái vô lăng và mô men đặt trên vành lái. Độ đàn hồi của hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi của các phần tử như cơ cấu lái, các đòn dẫn động. Hiệu suất thuận Hiệu suất thuận là hiệu suất tính theo lực truyền từ trên trục lái xuống. Hiệu suất thuận càng cao thì lái càng nhẹ.

Khi thiết kế hệ thống lái yêu cầu phải hiệu suất thuận cao. Hiệu suất nghịch Hiệu suất nghịch là hiệu suất tính theo lực truyền từ đòn quay đứng lên trục lái. Nếu hiệu suất nghịch rất bé thì các lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động của ô tô sẽ không truyền đến bánh lái được vì chúng bị triệt tiêu bởi ma sát trong cơ cấu lái. Nhưng không thể đưa hiệu suất nghịch xuống thấp quá vì khi đó bánh lái sẽ không tự trả lái được về vị trí đã quay về vị trí ban đầu và để hạn chế các va đập từ đường tác dụng lên hệ thống lái trong một phạm vi nào đấy thì cơ cấu lái được thiết kế với một hiệu suất nghịch nhất định.

Một số loại cơ cấu lái thường dùng 1. Cơ cấu lái trục vít chốt quay Cơ cấu lái loại này gồm hai loại: + Cơ cấu lái trục vít và một chốt quay; + Cơ cấu lái trục vít và hai chốt quay. Trang 6 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Trần Quy Nhơn Hình 1.4: Cơ cấu lái trục vít chốt quay Ưu điểm: • Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay có thể thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho trước. Tùy theo điều kiện cho trước khi chế tạo khi chế tạo trục vít ta có thể có loại cơ cấu lái chốt quay với tỷ số truyền không đổi, tăng hoặc giảm khi quay vành lái ra khỏi vị trí trung gian.

Để tăng hiệu suất của cơ cấu lái và giảm độ mòn của trục vít và chốt quay thì chốt được đặt trong ổ bi. Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu lái này vào khoảng 0,7. Cơ cấu lái này được dùng trước hết ở hệ thống lái không có trợ lực nó được dùng chủ yếu cho ôtô tải và ô tô khách.