CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ.Giới thiệu chung về xe Toyota Vios Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc. Thế hệ Vios đầu tiên là một phần trong dự án hợp tác giữa các kĩ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật của Toyota được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan. Với sự ra đời của Vios thế hệ thứ 2 năm 2007, Toyota bắt đầu cho dòng xe này tiến quân sang các thị trường khác ngoài châu Á, thay thế chiếc Toyota Soluna, một mẫu subcompact bình dân hơn Toyota Corolla và Toyota Camry trong khu vực Đông Nam Á. Hình dáng ngoài xe Toyota Vios.
Thế hệ đầu 2003–2007 Kiểu thiết kế thân xe: sedan 4 chỗ Động cơ: 1.5 lít Những chiếc xe đầu tiên của Vios ra đời tại Thái Lan dưới bàn tay của các kỹ sư Thái Lan và các nhà thiết kế Nhật. Phần lớn các mẫu xe Vios tại các quốc gia Đông Nam Á trong đó có Việt Nam được trang bị động cơ 1,5 lít trừ những chiếc Vios của quốc đảo Philippines. Người dân quốc đảo này ưa chuộng phiên bản sử dụng động cơ nhỏ hơn với dung tích 1,3 lít. Phiên bản đầu tiên của Vios được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz.
Nhờ một số cải tiến về ngoại thất, những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là với phiên bản 2006. Phiên bản này được chỉnh sửa đáng kể với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu được làm mới cùng vành đúc và nội thất mới. Thế hệ thứ 2 (từ năm 2007 đến nay) Kiểu thiết kế thân xe: sedan 4 chỗ Động cơ: 1.5 lít Chiếc Toyota Vios mới là sự tái hiện lại mẫu Toyota Belta sedan trình làng tháng 11/2005. Toyota Belta còn có tên gọi khác là Toyota Yaris (tên này chỉ có ở Mỹ, Nhật và Australia), Toyota Echo (tên gọi tại Canada) và Toyota Vitz.
Nếu Vios chỉ có phiên bản sedan thì Belta có thêm phiên bản hachtback. Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (ra mắt vào tháng 8/2003) I4 ký hiệu 1NZ-FE 1.5L DOHC tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i. Công suất cực đại của động cơ là 107 mã lực, mô-men xoắn tối đa 144 Nm. Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn mới.
Phiên bản Vios 1.5E mới (5 số sàn) được nâng cấp từ xe Vios 2003 1.5G (5 số sàn), còn phiên bản Vios 1.5G mới (4 số tự động) lần đầu tiên được giới thiệu tại thị trường Việt Nam. Xe Vios 2007 có kích thước lớn hơn xe đời cũ. Trang bị an toàn và tiện nghi có nhiều cải tiến. Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt có cấu trúc hình chữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi-nhan tích hợp trên gương (gương có thể gập lại khi không sử dụng), vành hợp kim thiết kế mới.
THÔNG SỐ KĨ THUẬT XE ST TÊN THÔNG ĐƠN GIÁ TRỊ T SỐ VỊ TOYOTA TOYOTA TOYOTA VIOS 1.5 lít (1NZ-FE) 2 Hộp số Số tự động vô cấp Số sàn 5 cấp Kích thước 3 tổng thể (dài mm 4425 x 1730 x 1475 x rộng x cao) 4 Kích thước nội mm 1895x1420x1205 thất (dài x rộng x cao) Chiều dài cơ 5 mm 2550 sở Chiều rộng cơ 6 mm 1475/1460 sở (trước/sau) Khoảng sáng 7 mm 133 gầm xe Trọng lượng 8 kg 1110 1105 1075 không tải Trọng lượng 9 kg 1550 toàn tải Hệ thống Trước Đĩa thông gió 10 phanh Sau Đĩa đặc Tang trống 11 Vỏ và mâm xe 185/60R15 Mâm đúc Bán kính quay 12 m 5.1 vòng tối thiểu Dung tích bình 13 Lít 42 nhiên liệu Dung tích 14 khoang chứa Lít 506 hành lý 4 xy lanh thẳng hàng,16 van DOHC, van biến 15 Kiểu động cơ thiên kép / In - line 4 cylinders, 16 Valve DOHC, Dual VVT - i Dung tích công 16 cc 1496 tác Công suất tối 17 HP/rpm 79(107)/6000 đa Mô men xoắn Nm/rp 18 140/4200 tối đa m 19 Khoảng cách giữa 2 trụ 1370 đứng 1. Giới thiệu chung về hệ thống lái ô tô 1. Công dụng: Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động quay vòng của ôtô khi cần thiết. Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện nhờ vô lăng (vành lái), trục lái (truyền chuyển động quay từ vô lăng tới cơ cấu lái), cơ cấu lái (tăng lực quay của vô lăng để truyền mômen lớn hơn tới các thanh dẫn động lái), và các thanh dẫn động lái (truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng).
Phân lọai hệ thống lái ô tô: * Theo cách bố trí vành tay lái - Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên trái; - Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên phải. * Theo số lượng cầu 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 của cơ cấu lái - Cơ cấu lái loại trục vít- bánh vít; - Cơ cấu lái loại trục vít- cung răng; - Cơ cấu lái loại trục vít- con lăn; - Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay; - Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, ê cu, cung răng); - Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng. * Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của trợ lực - Hệ thống lái có trợ lực thủy lực; - Hệ thống lái có trợ lực khí nén; - Hệ thống lái có trợ lực điện.
Yêu cầu của hệ thống lái ô tô: - Đảm bảo quay vòng ô tô thật ngoặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé. - Đảm bảo lực đặt lên vành tay lái bé. - Đảm bảo động học quay vòng đúng trong đó các bánh xe của tất cả các cầu phải lăn theo những vòng tròn đồng tâm. - Đảm bảo ô tô chuyển động thẳng ổn định.
- Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng. - Đảm bảo tính tùy động. Giới thiệu các hệ thống lái thường gặp. Hệ thống lái trên hệ thống treo phụ thuộc: - Sơ đồ Hình 1.
Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc 1. Trục ra của cơ cấu lái; 5. Cạnh bên của hình thang lái;10. Bánh xe dẫn hướng;12.
Bộ phận phân phối; 13. Xi lanh lực. - Đặc điểm kết cấu: Trong trường hợp tổng quát, hệ thống lái gồm có: Vành lái – trục lái, cơ cấu lái, hệ dẫn động lái, bộ phận trợ lực lái, giảm chấn. Trên hình là sơ đồ hệ thống lái thông dụng điều khiển hướng chuyển động 2 bánh dẫn hướng trên cầu trước.
Khi đánh lái, người lái tác động lên vành lái 1, qua trục lái 2 dẫn đến cơ cấu lái 3. Chuyển động từ cơ cấu lái được đưa đến bộ phận dẫn động lái thông qua đòn quay đứng. Dẫn động lái gồm đòn kéo dọc 6, đòn quay ngang 7, hình thang lái và các cam quay bên trái, bên phải làm quay bánh xe ở hai bên. Với hệ thống treo phụ thuộc, cả hai bánh xe được đỡ bằng một hộp cầu xe hoặc dầm cầu xe, vì thế cả hai bánh xe sẽ cùng dao động với nhau khi gặp chướng ngại vật.
Loại hệ thống treo này có những đặc tính sau: + Cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng. + Có độ cứng vững cao nên có thể chịu được tải nặng. + Vì có độ cứng vững cao nên khi xe đi vào đường vòng, thân xe ít bị nghiêng. + Định vị của các bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng, nhờ thế mà các bánh xe ít bị mòn.
- Ưu điểm, nhược điểm: + Ưu điểm: Cơ cấu lái áp dụng trên loại hệ thống này có ưu điểm là có tỉ số truyền lớn, kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng, sửa chữa. + Nhược điểm : Khó khăn cho việc bố trí trợ lực lái. - Phạm vi áp dụng: + Áp dụng trên những xe có tải trọng lớn, tải trọng trung bình, xe khách. Hệ thống lái trên hệ thống treo độc lập.
Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập 1.Trục ra của cơ cấu lái; 5.Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo; 7.Bánh xe dẫn hướng. - Đặc điểm kết cấu: + Trên hệ thống treo độc lập, hai bên bánh xe dịch chuyển độc lập nhau, do vậy dẫn động lái phải đảm bảo không ảnh hưởng đến khả năng dịch chuyển của hệ thống treo đồng thời vẫn đảm bảo chuyển hướng được các bánh xe dẫn hướng ở hai bên trên cầu trước. Để thỏa mãn điều này, dẫn động lái trên hệ thống treo độc lập sử dụng loại các đòn chia cắt. Về mặt nguyên tắc các đoàn dẫn động đều thỏa mãn quan hệ động học Ackerman.
và vẫn có hình dáng cơ bản là hình thang lái Đanto. + Đối với hệ thống treo độc lập, trong quá trình ô tô chuyển động khi chịu tác dụng của các lực từ mặt đường thì mỗi bánh xe sẽ dao động độc lập theo kết cấu của hệ thống treo mà không chịu tác động qua lại đồng thời như trên hệ thống treo phụ thuộc. Bởi vậy mà hệ thống lái thiết kế cho xe sử dụng loại hệ thống treo này đáp ứng những đặc trưng riêng của kết cấu xe.Đảm bảo cho hệ thống lái của xe vẫn đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về tính êm dịu và tiện nghi khi xe chuyển động. - Ưu điểm, nhược điểm: + Ưu điểm: Sự truyền momen tốt do sức cản trong cơ cấu lái nhỏ nên tay lái nhẹ, độ dơ cơ cấu lái nhỏ và có khả năng tự điều chỉnh, cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ.
- Phạm vi áp dụng: Áp dụng trên các xe con, xe có tải trọng nhỏ, xe du lịch,. Lựa chọn phương án thiết kế. Thông qua việc tìm hiểu thực tế xe VIOS em xin lựa chọn phương án thiết kế trục vít –thanh răng, trợ lực lái là trợ lực lái thuỷ lực.Ta có sơ đồ bố trí chung hệ thống lái cần thiết kế như sau: 5 2 3 4 1 Hình 1.4: Sơ đồ bố trí chung của hệ thống lái 1. Trợ lực tay lái; 3.
Bình chứa dầu; 4. Vô lăng CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE TOYOTA VIOS 2. Sơ đồ chung hệ thống lái xe Toyota Vios Hệ thống lái ô tô Toyota Vios bao gồm : cơ cấu lái, dẫn động lái, trợ lực lái.