Đồ án tốt nghiệp: Khai thác kỹ thuật hệ thống lái trên xe Kia Cerato 2012

Tải đồ án tốt nghiệp hệ thống lái xe Kia Cerato. Tài liệu phân tích chi tiết cấu tạo, nguyên lý, quy trình bảo dưỡng và sửa chữa các hư hỏng.

• Tác giả: Đỗ Thành Nam
• Người hướng dẫn: TS. Dương Quang Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Hệ Thống Lái Kia Cerato: Cấu Tạo & Sửa Chữa
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2012

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hệ Thống Lái Kia Cerato

Hệ thống lái Kia Cerato là một trong những hệ thống quan trọng nhất để đảm bảo an toàn và điều khiển xe một cách hiệu quả. Hệ thống lái trên Kia Cerato được thiết kế với công nghệ hiện đại, giúp người lái có trải nghiệm lái xe mịn màng và an toàn. Cấu tạo hệ thống lái bao gồm nhiều bộ phận liên kết với nhau, từ vô lăng đến các bánh xe dẫn hướng. Mục đích chính của hệ thống này là quay vòng đúng các bánh xe dẫn hướng, đảm bảo xe chuyển hướng mượt mà. Kia Cerato sử dụng cơ cấu bánh răng - thanh răng kết hợp với trợ lực lái thuỷ lực để giảm lực lái và tăng độ chính xác điều khiển. Các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống lái bao gồm độ tin cậy cao, bền bỉ, dễ bảo dưỡng và phù hợp với đối tượng người dùng rộng rãi.

1.1. Công Dụng Của Hệ Thống Lái

Công dụng hệ thống lái Kia Cerato là điều khiển hướng đi của xe một cách chính xác và an toàn. Hệ thống này chuyển đổi chuyển động quay của vô lăng thành chuyển động tuyến tính của thanh dẫn động, từ đó điều khiển góc lệch của bánh xe. Trợ lực lái giúp giảm lực cần thiết để xoay vô lăng, đặc biệt khi đỗ xe hoặc di chuyển với tốc độ thấp. Điều này nâng cao độ tiện nghi cho người lái và giảm mệt mỏi trong quá trình lái dài.

1.2. Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Hệ Thống Lái

Yêu cầu kỹ thuật hệ thống lái Kia Cerato rất cao để đảm bảo an toàn giao thông. Hệ thống phải có độ chính xác cao trong việc quay vòng bánh xe, không được có độ trễ hoặc khoảng cách chết. Độ zơ vô lăng phải nằm trong giới hạn cho phép, thường từ 0-50mm tùy vào tiêu chuẩn. Các liên kết phải chắc chắn, không được có sự lỏng lẻo, và tất cả các chi tiết phải được bảo vệ khỏi hư hỏng do thời tiết và tác động cơ học.

II. Cấu Tạo Chi Tiết Hệ Thống Lái Kia Cerato

Cấu tạo chi tiết hệ thống lái Kia Cerato bao gồm nhiều bộ phận quan trọng hoạt động phối hợp với nhau. Vô lăng là bộ phận người lái trực tiếp tác động, được kết nối với trục lái thông qua cơ cấu tay lái nghiêng và cơ cấu trượt tay lái. Trục lái truyền lực đến cơ cấu lái chính, nơi chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính. Thanh dẫn động lái kết nối cơ cấu lái với bánh xe dẫn hướng, đảm bảo cả hai bánh quay theo góc phù hợp. Bơm trợ lực lái cung cấp áp suất dầu để hỗ trợ việc quay vô lăng, trong khi van điều khiển điều tiết lưu lượng dầu tùy theo chế độ lái của xe.

2.1. Cơ Cấu Lái Và Thanh Dẫn Động

Cơ cấu lái Kia Cerato sử dụng loại bánh răng - thanh răng, một trong những cơ cấu phổ biến nhất trên xe hiện đại. Thanh dẫn động lái là các thanh kim loại dẻo dai, kết nối từ cơ cấu lái đến các khớp cầu của bánh xe. Khi vô lăng được xoay, bánh răng trên trục chính quay và đẩy thanh răng tuyến tính, từ đó điều khiển hướng của bánh xe một cách chính xác. Các chi tiết này được chế tạo từ vật liệu chất lượng cao để chịu được tải trọng lớn và tác động liên tục.

2.2. Hệ Thống Trợ Lực Thuỷ Lực

Hệ thống trợ lực lái thuỷ lực trên Kia Cerato giúp giảm đáng kể lực lái, đặc biệt ở tốc độ thấp. Bơm trợ lực được khéo léo thiết kế với thiết bị bù không tải, đảm bảo không gây áp lực dư thừa khi xe di chuyển thẳng. Van điều khiển phân phối dầu đến các buồng của cơ cấu lái tùy theo hướng quay vô lăng. Chất lỏng trợ lực được lưu trữ trong bình chứa, được thay thế theo chu kỳ bảo dưỡng để duy trì hiệu suất tối ưu.

III. Bảo Dưỡng Và Khai Thác Kỹ Thuật Hệ Thống Lái

Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái Kia Cerato là phần rất quan trọng để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của xe. Nội dung bảo dưỡng bao gồm kiểm tra độ zơ vô lăng, kiểm tra ổ bi và thanh dẫn động, kiểm tra và điều chỉnh góc đặt bánh xe. Xe cần được bảo dưỡng theo chu kỳ định kỳ, thường là sau mỗi 10.000-15.000km hoặc theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Các cấp bảo dưỡng kỹ thuật bao gồm bảo dưỡng thường xuyên, bảo dưỡng định kỳ và bảo dưỡng toàn diện. Mỗi cấp bảo dưỡng có nội dung cụ thể khác nhau, từ kiểm tra đơn giản đến tháo rời, làm sạch, bôi trơn và lắp lại các chi tiết.

3.1. Quy Trình Bảo Dưỡng Định Kỳ

Quy trình bảo dưỡng hệ thống lái bắt đầu bằng kiểm tra toàn bộ hệ thống trước khi thực hiện. Kiểm tra độ zơ vô lăng bằng cách xoay từ từ từ trái sang phải để cảm nhận. Kiểm tra ổ bi, thanh dẫn động và các liên kết bằng cách nâng bánh xe và kiểm tra độ lỏng lẻo. Kiểm tra chất lỏng trợ lực và bổ sung nếu cần. Cuối cùng, cân chỉnh bánh xe và bôi trơn các liên kết với chất bôi trơn thích hợp.

3.2. Các Hư Hỏng Thường Gặp Và Biện Pháp Khắc Phục

Các hư hỏng thường gặp trên hệ thống lái Kia Cerato bao gồm vô lăng bị nặng khi quay, lỏng hay rung, rò rỉ dầu trợ lực, và thanh dẫn động bị seos. Biện pháp khắc phục phụ thuộc vào nguyên nhân của hư hỏng. Nếu vô lăng bị nặng, có thể do chất lỏng trợ lực không đủ hoặc bơm trợ lực bị hư hỏng. Nếu bị lỏng, kiểm tra độ chụm của bánh răng và điều chỉnh nếu cần. Nếu rò rỉ, thay các phớt dầu hoặc con dấu bị hỏng.

IV. Sửa Chữa Và Điều Chỉnh Hệ Thống Lái Kia Cerato

Sửa chữa hệ thống lái Kia Cerato đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và thiết bị chuyên dụng. Quy trình kiểm tra chi tiết bao gồm việc nâng xe an toàn, kiểm tra độ trượt của các chi tiết, kiểm tra độ đảo thanh răng và kiểm tra các ổ bi. Quy trình tháo lắp các chi tiết phải thực hiện cẩn thận, ghi chép lại vị trí để lắp lại đúng. Điều chỉnh góc đặt bánh xe là phần rất quan trọng, bao gồm điều chỉnh độ chụm, góc Camber và góc Caster. Những điều chỉnh này ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định, lái xe mình hồi và mức tiêu thụ nhiên liệu của xe. Tất cả các công việc sửa chữa nên được thực hiện bởi nhân viên kỹ thuật có chuyên môn cao.

4.1. Quy Trình Tháo Lắp Các Chi Tiết Hệ Thống Lái

Quy trình tháo lắp hệ thống lái Kia Cerato phải tuân thủ các bước cụ thể. Trước tiên, tháo rời vô lăng bằng cách loại bỏ các ốc vít giữ. Tiếp đó, tháo trục lái và cơ cấu lái từ bộ khung xe. Các chi tiết ổ bi, thanh dẫn động phải tháo rời cẩn thận để không bị hư hỏng. Khi lắp lại, đảo ngược quy trình và đảm bảo tất cả các chi tiết được siết chặt đúng mức.

4.2. Điều Chỉnh Góc Đặt Bánh Xe

Điều chỉnh góc đặt bánh xe là quá trình quan trọng để duy trì hiệu suất lái xe tối ưu. Điều chỉnh độ chụm bằng cách thay đổi chiều dài thanh dẫn động để cân bằng khoảng cách giữa hai bánh xe phía trước. Góc Camber được điều chỉnh bằng cách thay đổi vị trí gắn của cơ cấu treo. Góc Caster được điều chỉnh bằng cách di chuyển trục quay bánh xe phía trước hoặc phía sau. Tất cả các điều chỉnh này cần sử dụng thiết bị đo lường chuyên dụng để đảm bảo độ chính xác cao nhất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Công dụng, phân loại, yêu cầu 1. Công dụng của hệ thống lái 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).

Yêu cầu hệ thống lái An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ôtô là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện này. Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ôtô là hệ thống lái. Để giảm nhẹ lao động cho người lái cũng như tăng thêm độ an toàn cho ôtô, ngày nay trên ôtô thường sử dụng cường hoá lái. Để đảm bảo tính êm dịu chuyển động trên mọi loại đường từ giải tốc độ thấp tới giải tốc độ cao, hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau: • Đảm bảo được động học quay vòng: các bánh xe lăn không trượt.

• Đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và an toàn. Các cơ cấu điều khiển bánh xe dẫn hướng và quan hệ hình học của hệ thống lái phải đảm bảo không gây lên các dao động và va đập trong hệ thống lái. Trục lái kết hợp với cơ cấu hấp thụ va đập, cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có tai nạn. Trục lái được gắn lên thân xe qua một giá đỡ dễ vỡ để trục lái đễ dàng tụt xuống khi có va đập.

• Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng: các bánh xe dẫn hướng sau khi thực hiện quay vòng cần có khả năng tự động quay về trạng thái chuyển động thẳng hoặc là để quay bánh xe về trạng thái chuyển động thẳng chỉ cần đặt lực trên vành lái nhỏ hơn khi xe đi đường vòng.’ • Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng: Khi xe quay vòng trên đường hẹp, đường gấp khúc, hệ thống lái có thể quay ngặt các bánh xe trước một cách dễ SVTH: Đỗ Thành Nam Page |1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Dương Quang Minh dàng. Quay vòng ngặt là trạng thái quay vòng với thời gian quay vòng ngắn và bán kính quay vòng nhỏ. • Đảm bảo lực lái thích hợp: Lực người lái đặt lên vành lái khi quay vòng phải nhỏ, lực lái cần thiết sẽ lớn khi xe đứng yên và sẽ giảm khi tốc độ xe tăng.

Vì vậy cần phải đảm bảo lực lái nhỏ nhưng vẫn gây được cảm giác về trạng thái mặt đường. • Hệ thống lái không được có độ dơ lớn: Với xe có vận tốc lớn nhất trên 100Km/h, thì độ dơ vành lái không vượt quá 100, với xe có vận tốc lớn nhất từ 25 km/h đến 100km/h thì độ dơ vành lái không vượt quá 200. • Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, không gây tổn thương cho người lái khi xảy ra tai nạn. Đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua kết cấu lái lên vô lăng.

• Đảm bảo tỷ lệ thuận giữa góc quay vô lăng với góc quay bánh xe dẫn hướng. Không đòi hỏi người lái xe một cường độ lao động quá lớn khi điều khiển ôtô. • Độ tin cậy cao, dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sửa chữa. Phân loại ❖ 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 phân loại • 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. SVTH: Đỗ Thành Nam Page |2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Dương Quang Minh ❖ 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.

Các cơ cấu lái thường dùng 1. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - cung răng Loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc bền vững. Tuy vậy có nhược điểm là hiệu suất thấp, điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục trục vít. Cung răng có thể là cung răng thường đặt ở mặt phẳng đi qua trục trục vít (hình 1.

Cung răng đặt bên có ưu điểm là đường tiếp xúc giữa răng cung răng và răng trục vít khi trục vít quay dịch chuyển trên toàn bộ chiều dài răng của cung răng nên ứng suất tiếp xúc và mức độ mài mòn giảm, do đó tuổi thọ và khả năng tải tăng. Cơ cấu lái loại này thích hợp cho các xe tải cỡ lớn. Trục vít có thể có dạng trụ tròn hay lõm. Khi trục vít có dạng lõm thì số răng ăn khớp tăng nên giảm được ứng suất tiếp xúc và mài mòn.

Ngoài ra còn cho phép tăng góc quay của cung răng mà không cần tăng chiều dài của trục vít. Tỷ số truyền cơ cấu lái trục vít - cung răng không đổi và xác định theo công thức: 2 R0 i = (1.1) tZ t SVTH: Đỗ Thành Nam Page |3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Dương Quang Minh Trong đó: - R0 - Bán kính vòng lăn của cung răng; - t - Bước trục vít; - Zt - Số mối ren trục vít. Góc nâng của đường ren vít thường từ 8 ÷ 120.

Khe hở ăn khớp khi quay đòn quay đứng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên thay đổi từ 0,03 ÷ 0,05 mm. Sự thay đổi khe hở này được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung răng có bán kính khác nhau. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - con lăn Hình 1. 2 Cơ cấu lái trục vít glôbôít - con lăn hai vành 1.

T rục đòn quay đứng; 2. Đệm điều chỉnh; 3. Đệm điều chỉnh; 7. Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn (hình 1.2) được sử dụng rộng rãi trên các loại ô tô do có ưu điểm: - Kết cấu gọn nhẹ; - Hiệu suất cao do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn; - Hiệu suất thuận: ηt = 0,77 - 0,82; - Hiệu suất nghịch: ηn = 0,6; - Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản và có thể thực hiện nhiều lần.

SVTH: Đỗ Thành Nam Page |4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Dương Quang Minh Để có thể điều chỉnh khe hở ăn khớp, đường trục của con lăn được bố trí lệch với đường trục của trục vít một khoảng 5-7 mm. Khi dịch chuyển con lăn dọc theo trục quay của đòn quay đứng thì khoảng cách trục giữa con lăn và trục vít sẽ thay đổi. Do đó khe hở ăn khớp cũng thay đổi.

Sự thay đổi khe hở ăn khớp từ vị trí giữa đến vị trí biên được thực hiện bằng cách dịch chuyển trục quay O2 của đòn quay đứng ra khỏi tâm mặt trụ chia của trục vít O1 một lượng x =2,5-5 mm. Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - con lăn được xác định theo công thức sau: 2 Rk 2 R0 Rk R i = = = i 0 k (1.2 ) tZt tZt R0 R0 Trong đó: - t - Bước của mối răng trục vít; - Z t - Số đường ren trục vít; - Rk - Bán kính vòng (tiếp xúc) giữa con lăn và trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp xúc đến tâm đường quay đứng); - R0 - Bán kính vòng chia của bánh răng cắt trục vít; - i0 - Tỷ số truyền giửa bánh răng cắt và trục vít. Theo công thức trên ta thấy iω thay đổi theo góc quay trục vít. Tuy vậy sự thay đổi này không lớn khoảng từ 5-7% (từ vị trí giữa ra vị trí biên).

Nên có thể coi như i = const. Hệ thống lái với cơ cấu trục vít - chốt quay Hình 1. 3 Cơ cấu lái trục vít - chốt quay 1. SVTH: Đỗ Thành Nam Page |5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.

Dương Quang Minh Ưu điểm: có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi, theo quy luật bất kỳ nhờ cách chế tạo bước răng trục vít khác nhau. Nếu bước răng trục vít không đổi thì tỷ số truyền được xác định theo công thức: 2 R i = cos  (1.3) t Trong đó: -  - Góc quay của đòn quay đứng; - R - Bán kính đòn dặt chốt. Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu loại này vào khoảng 0,7. Cơ cấu lái này dùng nhiều ở hệ thống lái không có cường hoá và chủ yếu trên các ôtô tải và khách.

Tuy vậy do chế tạo phức tạp và tuổi thọ không cao nên hiện nay ít sử dụng. Hệ thống lái với cơ cấu liên hợp Êcu 20 lắp lên trục vít qua các viên bi nằm theo rãnh ren của trục vít cho phép thay đổi ma sát trượt thành ma sát lăn. Phần dưới của êcu bi có cắt các răng tạo thành thanh răng ăn khớp với cung răng trên trục (2). 4 Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng SVTH: Đỗ Thành Nam Page |6 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS.

Dương Quang Minh 1. Đai ốc hãm đòn quay đứng; 2. Trục tròn quay đứng; 3. Vòng chặn dầu; 4, 6.

Đai ốc điều chỉnh; 9. Vít điều chỉnh ăn khớp; 10. Mặt bích bên cơ cấu lái; 13. Đai ốc tháo dầu; 14.

Chốt định vị; 16. Đai ốc điều chỉnh độ rơ của ổ bi; 18. Nắp dưới cơ cấu lái; 19. Ống dẫn hướng bi; 22.

Vít đậy lỗ rót dầu; 24. Vòng chặn dầu; 26. Tỷ số truyền động học của cơ cấu lái loại này không đổi và xác định theo công thức: 2 R 2 i = (1.4) t Trong đó: - R 2 - Bán kính chia cung răng; - t - Bước răng trục vít.