Nghiên Cứu Hệ Thống Lái và Hệ Thống Treo Trước trên Xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace

Khóa luận phân tích hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Lada Daihatsu và Toyota Hiace, cung cấp cái nhìn sâu sắc về công nghệ cơ khí.

• Tác giả: Trần Lâm
• Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Duy Hướng
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Công Nghệ Ô Tô
• Đề tài: Nghiên Cứu Hệ Thống Lái và Hệ Thống Treo Trước trên Xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace
• Loại tài liệu: luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. TRA CỨU TÀI LIỆU
• 4. NHIỆM VỤ
• 4.1. Nhiệm vụ
• 4.2. Hệ thống treo
• 4.3. Nghiên cứu lí thuyết quay vòng
• 4.4. Ảnh hưởng độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô máy kéo
• 4.5. Tính ổn định của các bánh xe dẫn hướng
• 4.6. Phân loại và cấu tạo của hệ thống lái trên ôtô
• 4.7. Phân loại và cấu tạo của hệ thống treo bánh trước của ôtô
• 5. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN
• 5.1. Dụng cụ đo chính
• 5.2. Phương pháp kiểm tra
• 5.3. Phương pháp đo lực tác động lên vô lăng
• 5.4. Phương pháp đo độ rơ vô lăng
• 5.5. Phương pháp kiểm tra độ chụm
• 5.6. Phương pháp kiểm tra hệ thống treo trước
• 5.7. Phương pháp xử lí số liệu
• 6. THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• 6.1. Tìm hiểu hệ thống lái và hệ thống treo bánh trước trên 3 xe Toyota Hiace, Daihatsu và Lada
• 6.1.1. Hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Lada
• 6.1.2. Hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Daihatsu
• 6.1.3. Hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Toyota Hiace
• 6.2. Kiểm tra đánh giá hệ thống lái hệ thống treo trước trên 3 xe Toyota Hiace, Daihatsu và Lada
• 7. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống lái và hệ thống treo trên xe Lada Daihatsu và Toyota Hiace

Hệ thống lái và hệ thống treo là hai thành phần quan trọng trong thiết kế ô tô, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng điều khiển và sự thoải mái của hành khách. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích cấu tạo và hoạt động của các hệ thống này trên ba mẫu xe phổ biến: xe Lada, xe Daihatsu, và xe Toyota Hiace. Mục tiêu là hiểu rõ hơn về công nghệ lái xe và treo xe, từ đó nâng cao hiệu suất và độ an toàn khi sử dụng.

1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái

Hệ thống lái trên ô tô có nhiệm vụ điều khiển hướng di chuyển của xe. Cấu tạo của nó bao gồm vô lăng, trục lái, và các cơ cấu truyền động. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc chuyển động của vô lăng thành chuyển động quay của bánh xe trước, giúp xe có thể quay vòng một cách linh hoạt.

1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống treo

Hệ thống treo có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ va chạm và duy trì sự ổn định của xe. Cấu tạo của hệ thống này bao gồm lò xo, giảm chấn và các thanh nối. Nguyên lý hoạt động của nó giúp giảm thiểu rung lắc và tạo cảm giác êm ái cho hành khách khi di chuyển trên các bề mặt đường khác nhau.

II. Vấn đề và thách thức trong hệ thống lái và treo trên xe Lada Daihatsu và Toyota Hiace

Mặc dù các hệ thống lái và treo trên xe Lada, xe Daihatsu, và xe Toyota Hiace đã được cải tiến, nhưng vẫn tồn tại nhiều vấn đề và thách thức. Những vấn đề này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và an toàn của xe. Việc hiểu rõ các thách thức này là cần thiết để đưa ra các giải pháp khắc phục hiệu quả.

2.1. Các vấn đề thường gặp trong hệ thống lái

Một số vấn đề phổ biến trong hệ thống lái bao gồm độ rơ vô lăng, lực lái không đồng đều và hiện tượng rung lắc. Những vấn đề này có thể gây khó khăn trong việc điều khiển xe, đặc biệt là khi di chuyển ở tốc độ cao.

2.2. Các vấn đề thường gặp trong hệ thống treo

Hệ thống treo có thể gặp phải các vấn đề như lò xo bị hỏng, giảm chấn không hoạt động hiệu quả và độ cứng không đồng đều. Những vấn đề này có thể dẫn đến sự không ổn định của xe và cảm giác không thoải mái cho hành khách.

III. Phương pháp nghiên cứu hệ thống lái và treo trên xe Lada Daihatsu và Toyota Hiace

Để nghiên cứu hệ thống lái và treo, các phương pháp thực nghiệm và lý thuyết đã được áp dụng. Việc kiểm tra và đánh giá chất lượng của các hệ thống này là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất của xe. Các phương pháp này bao gồm kiểm tra độ rơ, đo lực tác động và phân tích cấu trúc.

3.1. Phương pháp kiểm tra hệ thống lái

Phương pháp kiểm tra hệ thống lái bao gồm việc đo độ rơ vô lăng, kiểm tra lực tác động lên vô lăng và đánh giá độ nhạy của hệ thống. Những thông số này giúp xác định tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời.

3.2. Phương pháp kiểm tra hệ thống treo

Đối với hệ thống treo, các phương pháp kiểm tra bao gồm đo độ cứng của lò xo, kiểm tra khả năng hấp thụ va chạm và đánh giá độ ổn định của xe khi di chuyển. Những thông số này giúp xác định hiệu suất của hệ thống treo và khả năng đáp ứng của xe trên các bề mặt đường khác nhau.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu hệ thống lái và treo

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc cải tiến hệ thống lái và treo có thể nâng cao đáng kể hiệu suất và an toàn của xe Lada, xe Daihatsu, và xe Toyota Hiace. Các ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu này có thể giúp các nhà sản xuất ô tô cải thiện thiết kế và công nghệ của các hệ thống này.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất ô tô

Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong quy trình sản xuất ô tô, giúp cải thiện chất lượng và độ bền của hệ thống lái và treo. Điều này không chỉ nâng cao trải nghiệm của người dùng mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì.

4.2. Ứng dụng trong bảo trì và sửa chữa

Kết quả nghiên cứu cũng có thể được sử dụng trong công tác bảo trì và sửa chữa ô tô. Việc hiểu rõ các vấn đề thường gặp và phương pháp kiểm tra sẽ giúp các kỹ thuật viên thực hiện công việc một cách hiệu quả hơn.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống lái và treo trên xe Lada Daihatsu và Toyota Hiace

Nghiên cứu về hệ thống lái và treo trên xe Lada, xe Daihatsu, và xe Toyota Hiace đã chỉ ra rằng việc cải tiến công nghệ là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Tương lai của các hệ thống này sẽ phụ thuộc vào sự phát triển của công nghệ và nhu cầu thị trường.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ lái và treo

Xu hướng phát triển công nghệ lái và treo sẽ tập trung vào việc cải thiện độ chính xác và độ nhạy của hệ thống. Các công nghệ mới như cảm biến và hệ thống điều khiển điện tử sẽ được áp dụng để nâng cao hiệu suất.

5.2. Tương lai của xe Lada Daihatsu và Toyota Hiace

Tương lai của xe Lada, xe Daihatsu, và xe Toyota Hiace sẽ phụ thuộc vào khả năng thích ứng với các công nghệ mới và nhu cầu của thị trường. Việc cải tiến hệ thống lái và treo sẽ là một yếu tố quan trọng trong việc giữ vững vị thế cạnh tranh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong cơ cấu giao thông vận tải đường bộ hiện đại, ô tô chiếm tỷ trọng áp đảo với hơn 75% khối lượng luân chuyển hành khách và hàng hóa. Sự gia tăng không ngừng của mật độ phương tiện cùng tốc độ lưu thông đòi hỏi các tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật và tính êm dịu chuyển động phải được nâng cao nghiêm ngặt. Hệ thống lái và hệ thống treo trước là hai cụm chi tiết mang tính quyết định trực tiếp đến quỹ đạo di chuyển, khả năng bám đường và mức độ hấp thụ rung chấn từ mặt đường. Khi phương tiện di chuyển ở dải vận tốc cao từ 80 km/h đến 100 km/h, bất kỳ sự sai lệch nào về góc đặt bánh xe hay sự suy giảm độ cứng của bộ phận đàn hồi đều có thể dẫn đến hiện tượng mất kiểm soát lái hoặc gây mất an toàn nghiêm trọng.

Nghiên cứu này tập trung phân tích chuyên sâu cấu tạo, nguyên lý vận hành, quy trình kiểm tra và đánh giá tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái và hệ thống treo trước trên ba mẫu ô tô đại diện cho các phân khúc kết cấu điển hình gồm Lada, Daihatsu và Toyota Hiace. Phạm vi không gian của đề tài được triển khai thực nghiệm tại các phòng thí nghiệm chuyên ngành Cơ khí Động lực tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. Mục tiêu cốt lõi là xác định mối quan hệ động học giữa các góc đặt bánh dẫn hướng, đánh giá hiệu quả dập tắt dao động của giảm chấn thủy lực và đưa ra các giải pháp khắc phục hư hỏng cơ khí. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện ở việc kiểm soát độ rơ vành tay lái không vượt quá ngưỡng giới hạn 10 đến 15 độ, tối ưu hóa độ chụm bánh xe từ 0 đến 3 mm, đồng thời khống chế gia tốc dao động thẳng đứng của khung vỏ xe dưới ngưỡng gây mệt mỏi 0.315 m/s² nhằm bảo vệ sức khỏe người ngồi trên xe.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng hai hệ thống lý thuyết nền tảng trong động lực học ô tô. Thứ nhất là lý thuyết động học quay vòng ô tô dựa trên nguyên lý Ackermann và cơ cấu hình thang lái Đantô. Để đảm bảo các bánh xe dẫn hướng lăn không trượt khi vào cua, hiệu số cotang của góc xoay bánh ngoài và bánh trong phải thỏa mãn phương trình toán học xác định theo tỷ lệ giữa chiều rộng cơ sở và chiều dài cơ sở của xe. Thứ hai là lý thuyết dao động ô tô nhiều bậc tự do, xem xét tương quan giữa khối lượng được treo (khung xe, vỏ xe, động cơ) và khối lượng không được treo (cầu xe, bánh xe, cơ cấu truyền động). Mô hình dao động trong mặt phẳng thẳng đứng giúp xác lập phương trình vi phân mô tả chuyển động tịnh tiến và chuyển động lắc dọc của thân xe.

Bên cạnh đó, nghiên cứu làm rõ các khái niệm và thông số cơ bản bao gồm:

1. Góc nghiêng ngang của trụ đứng cam quay (Kingpin inclination), dao động trong khoảng từ 0 độ đến 8 độ, tạo ra mô men tự ổn định đưa bánh xe trở về vị trí chuyển động thẳng.
2. Góc nghiêng dọc của trụ đứng (Caster), thường nằm trong giới hạn từ 0 độ đến 3 độ, tạo mô men ổn định nhờ phản lực ngang khi xe chuyển động tiến.
3. Góc doãng của bánh xe dẫn hướng (Camber) và độ chụm bánh xe (Toe-in), có chức năng bù trừ các biến dạng cơ khí và triệt tiêu lực cản lăn bên.
4. Hệ số cản lệch của lốp xe (Cornering stiffness), đạt giá trị từ 250 đến 750 N/độ trên ô tô du lịch và từ 1150 đến 1650 N/độ trên ô tô tải thương mại.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thu thập dữ liệu thông qua phương pháp thực nghiệm kết hợp mô hình hóa giải tích. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 03 phương tiện thực tế: xe du lịch Lada (trang bị cơ cấu lái trục vít - con lăn và hệ thống treo độc lập đòn kép), xe tải nhẹ Daihatsu (kết cấu cơ cấu lái trục vít chốt quay) và xe chở khách Toyota Hiace (trang bị cơ cấu lái trục vít - đai ốc bi tuần hoàn có trợ lực thủy lực). Phương pháp chọn mẫu có chủ đích (purposive sampling) được áp dụng nhằm bao phủ trọn vẹn ba dạng cơ cấu truyền động lái và hai kiểu hệ thống treo (độc lập và phụ thuộc) phổ biến nhất trong công nghiệp chế tạo ô tô.

Lý do lựa chọn phương pháp này là nhằm so sánh định lượng giữa các thông số động học lý thuyết và độ sai lệch cơ khí thực tế trên từng dòng xe sau quá trình khai thác. Thiết bị đo kiểm chuyên dụng bao gồm đĩa quay đo góc lái với độ chính xác 0.5 độ, lực kế đo mô men đánh lái trên vành vô lăng, thước đo độ chụm cơ - quang học và đồng hồ so đo độ rơ khớp cầu. Toàn bộ chu trình tính toán lý thuyết, đo kiểm thực nghiệm và xử lý số liệu được hoàn thiện trong khoảng thời gian 6 tháng nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình kiểm tra và phân tích thực nghiệm trên ba mẫu xe mang lại các phát hiện kỹ thuật quan trọng:

1. Cơ cấu lái kiểu đai ốc bi tuần hoàn trên xe Toyota Hiace cho thấy hiệu suất truyền động vượt trội với hệ số ma sát giảm khoảng 35% so với cơ cấu trục vít chốt trên xe Daihatsu và cơ cấu trục vít con lăn trên xe Lada. Tỷ số truyền cơ cấu lái của cả ba xe đều được thiết lập trong dải từ 18:1 đến 20:1, đảm bảo lực đánh lái khi xe đứng yên giảm xuống mức tối thiểu trong khi vẫn duy trì cảm giác lái chính xác khi tăng tốc.

2. Mô men tự ổn định bánh xe dẫn hướng phụ thuộc chủ yếu vào góc nghiêng ngang của trụ đứng (0 đến 8 độ). Thực nghiệm chỉ ra rằng hiệu quả tự trả lái của 1 độ góc nghiêng ngang tương đương với tác dụng của 5 đến 6 độ góc nghiêng dọc của trụ đứng, giúp bánh xe tự động quay về vị trí trung gian mà không tiêu tốn lực giữ của người điều khiển.

3. Hệ thống trợ lực lái thủy lực trên Toyota Hiace ứng dụng van điều khiển lưu lượng nhạy cảm với tốc độ vận hành theo 3 dải vòng tua rõ rệt: ở dải tốc độ thấp từ 650 đến 1250 vòng/phút, van cung cấp áp suất tối đa hỗ trợ quay vòng dễ dàng; ở dải tốc độ trung bình từ 1250 đến 2500 vòng/phút, van mở dần đường dầu về cửa hút để giảm áp lực trợ lực khoảng 25%; ở dải tốc độ cao trên 2500 vòng/phút, lượng dầu cấp vào hộp cơ cấu lái được giữ cố định nhằm tăng độ đầm chắc tay lái.

4. Về hệ thống treo trước, độ võng tĩnh của hệ thống treo trên xe du lịch Lada đạt từ 20 đến 25 cm, trong khi trên xe tải Daihatsu đạt từ 8 đến 12 cm. Tần số dao động riêng của phần khối lượng được treo trên xe con được duy trì trong ngưỡng tối ưu từ 60 đến 85 lần/phút (tương đương 1.0 đến 1.4 Hz), thấp hơn đáng kể so với tần số dao động 85 đến 120 lần/phút của xe tải.

Thảo luận kết quả

Sự sai khác giữa đường cong động học lý thuyết và đường cong góc quay thực tế của hình thang lái Đantô trên các xe khảo sát không vượt quá ngưỡng cho phép 1.5 độ ở các góc quay vòng lớn. Dữ liệu này có thể được minh họa trực quan thông qua đồ thị tương quan hai trục, trong đó trục hoành biểu thị góc quay bánh xe dẫn hướng bên trong và trục tung biểu thị góc quay bánh xe bên ngoài. Đường thực nghiệm bám sát đường lý thuyết chứng minh rằng việc bố trí dẫn động lái phân đoạn hai thanh nối trên hệ thống treo độc lập đã triệt tiêu hoàn toàn sự thay đổi độ chụm khi bánh xe dịch chuyển lên xuống theo phương thẳng đứng.

Khi phân tích sự biến dạng đàn hồi của lốp xe dưới tác dụng của lực bên, biểu đồ phân bố phản lực riêng phần dọc theo chiều dài vệt tiếp xúc có dạng hình tam giác. Điểm đặt hợp lực bị dịch chuyển lùi về phía sau một khoảng bằng 1/3 chiều dài vệt tiếp xúc, tạo nên một mô men ổn định bổ sung. Đối với hiện tượng rung lắc thân xe, dữ liệu gia tốc dao động thẳng đứng có thể được trình bày qua bảng phân tích phổ tần số; trong đó, nếu gia tốc vượt quá 0.315 m/s² ở dải tần số 4 đến 8 Hz, người ngồi trên xe sẽ nhanh chóng rơi vào trạng thái mệt mỏi và suy giảm phản xạ vận động. Do đó, việc phối hợp hợp lý giữa độ cứng lò xo và hệ số cản của giảm chấn thủy lực hai chiều đóng vai trò quyết định trong việc dập tắt dao động trong thời gian dưới 1.5 giây.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm tối ưu hóa hiệu suất vận hành và nâng cao tuổi thọ của hệ thống lái cùng hệ thống treo trước trên các phương tiện giao thông, các giải pháp kỹ thuật cụ thể được đề xuất như sau:

1. Chuẩn hóa quy trình kiểm định và cân chỉnh góc đặt bánh xe (Camber, Caster, Kingpin) cùng độ chụm định kỳ sau mỗi 10.000 km vận hành hoặc định kỳ 6 tháng một lần. Mục tiêu là khống chế độ sai lệch góc chụm trong ngưỡng 0 đến 3 mm, giúp giảm tỷ lệ mài mòn lốp không đều từ 20% đến 30%. Chủ thể thực hiện là các kỹ thuật viên tại trung tâm đăng kiểm và xưởng bảo dưỡng ô tô.

2. Thực hiện bảo dưỡng định kỳ hệ thống trợ lực lái thủy lực, bao gồm thay mới dầu trợ lực sau mỗi 40.000 km và kiểm tra áp suất mở của van an toàn tại dải vòng tua 1250 đến 2500 vòng/phút. Biện pháp này giúp duy trì hiệu suất trợ lực ổn định và ngăn chặn hiện tượng rò rỉ áp suất qua phớt làm kín của pít-tông thanh răng. Chủ thể thực hiện là kỹ thuật viên chuyên ngành khung gầm ô tô.

3. Ứng dụng vật liệu bạc nhựa kỹ thuật cao hoặc cao su lưu hóa đặc chủng tại các khớp cầu và đầu thanh kéo dẫn động lái thay cho các bạc kim loại truyền thống. Giải pháp này giúp dập tắt xung lực va đập truyền ngược từ mặt đường lên vành lái lên tới 40%, đồng thời loại bỏ nhu cầu bôi trơn thường xuyên. Chủ thể thực hiện là các cơ sở nghiên cứu chế tạo phụ tùng cơ khí ô tô trong giai đoạn từ 1 đến 2 năm tới.

4. Nâng cấp và kiểm tra đặc tính giảm chấn thủy lực hai chiều, đảm bảo độ võng tĩnh hệ thống treo luôn nằm trong dải chuẩn từ 20 đến 25 cm cho xe con và từ 8 đến 12 cm cho xe tải nhẹ. Việc duy trì hệ số cản thích hợp sẽ giữ tần số dao động thân xe trong khoảng an toàn từ 60 đến 85 lần/phút, bảo vệ kết cấu khung vỏ và hàng hóa vận chuyển. Chủ thể thực hiện là các kỹ sư thiết kế và xưởng dịch vụ kỹ thuật.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn cao cho bốn nhóm đối tượng chính:

1. Kỹ sư thiết kế và phát triển sản phẩm (R&D) tại các nhà máy ô tô: Khai thác mô hình toán học giải tích về động học hình thang lái và hệ phương trình vi phân dao động để tối ưu hóa thiết kế hệ thống gầm, nâng cao độ ổn định chuyển hướng cho các dòng xe mới.

2. Kỹ thuật viên và cán bộ quản lý xưởng dịch vụ sửa chữa ô tô: Sử dụng tài liệu như một cẩm nang quy trình chuẩn để chẩn đoán nhanh các hư hỏng thường gặp như vành tay lái bị rơ quá mức, xe bị nhao lái, mòn lệch lốp hoặc giảm chấn bị chảy dầu.

3. Giảng viên và sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô: Sử dụng làm tài liệu tham khảo chuyên sâu phục vụ công tác giảng dạy, học tập các học phần Lý thuyết ô tô, Kết cấu ô tô, và Tính toán thiết kế ô tô.

4. Đăng kiểm viên tại các trung tâm kiểm định an toàn kỹ thuật phương tiện cơ giới: Tham khảo các tiêu chuẩn về góc quay bánh dẫn hướng, lực đánh lái trên vành vô lăng và phương pháp đo kiểm rung động để phục vụ công tác đánh giá an toàn phương tiện lưu hành.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao góc nghiêng ngang của trụ đứng lại đóng vai trò quan trọng hơn góc nghiêng dọc trong việc tự ổn định bánh xe dẫn hướng? Góc nghiêng ngang từ 0 đến 8 độ tạo ra mô men nâng trọng tâm xe khi đánh lái, nhờ đó trọng lượng bản thân xe sẽ sinh ra lực tự ép bánh xe quay trở lại vị trí thẳng ngay khi người lái buông tay lái. Thực nghiệm chứng minh hiệu quả ổn định hướng của 1 độ góc nghiêng ngang tương đương với 5 đến 6 độ góc nghiêng dọc.

Cơ chế điều khiển của van lưu lượng trong hệ thống trợ lực lái thủy lực khi xe chạy ở tốc độ cao là gì? Khi tốc độ bơm vượt ngưỡng 2500 vòng/phút ứng với vận tốc xe cao, áp suất xả đẩy ống điều khiển sang phải, đóng bớt các lỗ tiết lưu để giảm lưu lượng dầu cấp vào xi lanh lực. Điều này giúp giảm độ nhạy trợ lực, làm tay lái nặng hơn nhằm đảm bảo tính ổn định và an toàn khi chuyển làn ở tốc độ cao.

Ngưỡng tần số dao động nào của hệ thống treo được coi là tối ưu cho sức khỏe con người? Tần số dao động thích hợp nhất cho cơ thể người nằm trong khoảng từ 60 đến 85 lần/phút (tương đương 1.0 đến 1.4 Hz), gần với nhịp bước chân người đi bộ bình thường. Các thí nghiệm y sinh học chứng minh con người rất nhạy cảm với dải tần số 4 đến 8 Hz, nơi gia tốc rung động vượt quá 0.315 m/s² sẽ nhanh chóng gây mệt mỏi và đau cột sống.

Hệ thống dẫn động lái của hệ thống treo trước độc lập khác biệt như thế nào so với hệ thống treo phụ thuộc? Hệ thống treo độc lập có hai bánh xe dịch chuyển thẳng đứng riêng rẽ, đòi hỏi dẫn động lái phải sử dụng cơ cấu phân đoạn gồm hai thanh nối riêng biệt liên kết qua thanh ngang và khớp cầu. Ngược lại, hệ thống treo phụ thuộc có khoảng cách giữa hai bánh xe cố định nên có thể liên kết trực tiếp bằng một thanh lái ngang duy nhất.

Làm thế nào để phân biệt hiện tượng quay vòng thiếu và quay vòng thừa trên ô tô khi vào cua? Hiện tượng quay vòng thiếu xảy ra khi góc lệch bên của bánh trước lớn hơn bánh sau, lực ly tâm kéo đầu xe văng ra ngoài bán kính quay vòng dự kiến, giúp xe duy trì hướng đi ổn định hơn. Ngược lại, quay vòng thừa xuất hiện khi bánh sau trượt lệch nhiều hơn bánh trước, đuôi xe có xu hướng văng ra ngoài, làm mất tính ổn định chuyển động của xe.

Kết luận

• Công trình đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết động học quay vòng Ackermann và lý thuyết dao động ô tô nhiều bậc tự do, áp dụng thành công trên 3 dòng xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace.
• Xác lập chính xác các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn bao gồm tỷ số truyền cơ cấu lái từ 18:1 đến 20:1, góc nghiêng ngang trụ đứng từ 0 đến 8 độ và độ võng tĩnh hệ thống treo từ 20 đến 25 cm cho xe con.
• Làm rõ nguyên lý điều tiết áp suất thủy lực tự động theo tốc độ của van phân phối ở các dải vận tốc 650, 1250 và trên 2500 vòng/phút, nâng cao cảm giác lái an toàn.
• Đưa ra quy trình đo kiểm chuẩn xác về độ rơ vành lái, góc quay bánh xe và độ chụm nhằm khống chế sai lệch cơ khí dưới 1.5 độ và hạn chế mài mòn lốp.
• Đóng góp quan trọng vào việc hoàn thiện phương pháp chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống gầm ô tô trong điều kiện khai thác thực tế tại Việt Nam.

Định hướng nghiên cứu tiếp theo trong 12 đến 24 tháng tới cần mở rộng khảo sát trên các hệ thống lái trợ lực điện thông minh (EPS) và hệ thống treo bán tích cực điều khiển điện tử. Các kỹ sư và nhà nghiên cứu quan tâm có thể tiếp tục ứng dụng các thuật toán điều khiển thích nghi để tối ưu hóa đồng thời tính năng an toàn chủ động và độ êm dịu chuyển động của phương tiện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HÒ CHÍ MINH BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ ÔTÔ KHOA: CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP Dé tài: TÌM HIẾU HỆ THONG LAI VÀ HỆ THONG TREO TRƯỚC: TREN XE LADA, DAIHATSU VA TOYOTA HIACE SVTH: TRAN LAM GVHD: Th.S NGUYEN DUY HUONG HUYNH VAN PHUC Th.S TRAN MẠNH QUÝ - TP. HO CHÍ MINH 2006 — mm 1. LOI CÁM ON Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Duy Hướng và thầy Trần Mạnh Quý đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức, các phương pháp và kinh nghiệm dé hoàn thành tốt luận văn này.

Cảm ơn quí thầy cô trong trường Dai Học Nông Lâm Tp. HCM, đặc biệt là qui thầy cô trong khoa cơ khí đã truyền đạt những kiến thức cơ bản quí báu trong suốt khóa học, góp phần làm cơ sở cho việc hệ thống hoá kiến thức khi làm luận văn này va là hành trang quí giá cho chúng em bước vào đời. Cảm ơn khoa cơ khí động lực trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em tiến hành làm luận văn.

Cảm ơn người thân, gia đình và tat cả bạn bè đã gan bó, giúp đỡ và động viên chúng tôi hoàn thành luận van. Thesis: Studying the steering systems and the front suspension systems in cars: Lada, Daihasu and Toyota Hiace. Summary Permitted by Head of The Faculty of Engineering and Technology, University of Agriculture and Forestry Ho Chi Minh city, we have done the thesis: “ Studying the steering systems and the front suspension systems in cars: Lada, Dathasu and Toyota Hiace.” After analyzing materials and experimenting on cars ”Lada, Daihasu and Toyota Hiace” directly supporting for the topic, we have already done this thesis with the following subjects: = Studying structure and operation of the steering systems and the front suspension systems in cars. = Studying structure and operation of the steering systems and the front suspension systems 1n cars: Lada, Daihasu and Toyota Hiace.

= Inspecting and determining the technical status of the steering systems and the front suspension systems in cars: Lada, Daihasu and Toyota Hiace. = Examining the steering systems with specialized equipments. Evaluating the quality of the steering and the front suspension system. Suggesting solutions to damages of the steering systems and the front suspension systems.

Đề tài: Tìm hiểu hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace Tom tat Được su đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Co Khí — Công Nghệ trường Dai Học Nông Lâm Tp. Chúng em đã thực hiện đề tài “ Tìm hiểu hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace”. Qua việc tra cứu tải liệu, tìm hiểu trên sách báo và trên xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace phục vụ trực tiếp cho đề tài. Chúng em đã thực hiện đề tài với những nội dung sau: = Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của hệ thống lái và hệ thống treo trước trên các xe 6 tô.

= Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Lada, Dathatsu va Toyota Hiace. " Kiểm tra và xác định tinh trạng kỹ thuật của hệ thống lái va hệ thống treo trên xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace. " Kiểm tra hệ thống lái với những dung cụ chuyên dùng. Đánh giá chất lượng hệ thống lái và hệ thống treo trước, nêu biện pháp khắc phục hư hỏng cho hệ thống lái và hệ thống treo trước.

MỤC LUC Trang 1. Tra cứu tài liệu 4.1 Nhiệm vụ WNwW WoœCOD 4.3 Nghiên cứu lí thuyết quay vòng 4.4 Ảnh hưởng độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô máy kéo 4.5 Tính 6n định của các bánh xe dẫn hướng 11 4.6 Phân loại và cấu tạo của hệ thông lái trên ôtô 16 4.2 Hệ thống treo 33 4.4 Nghiên cứu lí thuyết về dao động của ôtô 34 4.5 Phân loại và cấu tạo của hệ thong treo banh 47 trước của ôtô 5. Phương pháp và phương tiện 54 5.1 Dụng cụ đo chính 54 5.2 Phương pháp kiểm tra 55 5.1 Kiểm tra dụng cụ đo 55 5.2 Phương pháp kiểm tra góc xoay bánh dẫn hướng 5.3 Phương pháp đo lực tác đụng lên vô lăng 56 5.4 Phương pháp đo độ rơ vô lăng 57 5.5 Phương pháp kiểm tra độ chụm 57 5.6 Phương pháp kiểm tra hệ thống treo trước 58 5.6 Phương pháp xử lí số liệu 58 6. Thực hiện đề tài 59 6.1 Tìm hiểu hệ thống lái và hệ thống treo bánh 59 trước trên 3 xe Toyota Hiace, Dathasu và Lada 6.1 Hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Lada 59 6.2 Hệ thống lái và hệ thống treo trước trên 63 xe Dathasu 6.3 Hệ thống lái và hệ thống treo trước trên 67 xe Toyota Hiace 6.2 Kiểm tra đánh giá hệ thống lái hệ thống treo 75 trước trên 3 xe Toyota Hiace, Dathasu và Lada 7.

Kết luận và đề nghị 81 8. Tài liệu tham khảo 82 9. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành công nghiệp nặng nói chung cũng như ngành công nghiệp sản suất ô tô nói riêng có những phát triển vượt bậc. Ở nước ta hiện nay công nghệ 6 tô cũng đang trên đà phát triển.

Số lượng người sử dung ô tô làm phương tiện di chuyển cũng không ngừng tăng lên, nên mật độ xe lưu thông trên đường và tốc độ chuyển động của xe ngày cảng cao, từ việc vận chuyền hàng hoá đến hành khách phan lớn đều sử dụng ôtô. Ngày nay cùng với sự phát triển kinh tế, con người luôn tìm mọi cách để tận dụng thời gian một cách triệt dé nhất. Muốn vậy việc bảo đảm an toàn cho người sử dụng khi ô tô chuyển động ở mọi tốc độ và thời gian sử dụng của xe là vấn đề cần thiết. Ngoài ra cùng với sự tăng trưởng kinh tế thì mức sống của con người ngày càng được cải thiện, con người không những cần sự an toàn khi đi xe mà còn cần sự thoải mái khi ngồi trên xe.

Vì vậy việc tìm hiểu cau tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống lái và hệ thống treo là cần thiết. Qua đó giúp ta sử dụng hệ thống tốt hơn và đặc biệt là trong công tác kiểm tra, đuy tu bảo đưỡng định kỳ. Trên cơ sở đó được sự cho phép của Khoa Cơ Khí Công Nghệ chúng em gồm sinh viên : Huỳnh Văn Phúc , Trần Lâm lớp Cơ Khí 28A thực hiện đề tài “ Nghiên cứu hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace ”, đưới sự hướng dẫn của thầy Trần Mạnh Quý và thầy Nguyễn Duy Hướng. Trong quá trình thực hiện do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực hiện chưa có nên không thé tránh những sai sót.

Rat mong sự đóng góp của quí thầy cô và các bạn dé dé tài được hoàn thiện hơn. MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN. Ngày nay trong năm loại hình vận chuyên như: đường bộ, đường hàng không, đường thủy, đường sắt, đường ống. Loại hình vận chuyển đường bộ bằng ô tô vẫn luôn chiếm một vị trí quan trọng và nó trở nên ưu việt bởi tính vận chuyền cơ động năng suất cao.

Mục đích của chúng tôi trong luận văn này là tìm hiểu nắm vững hệ thống lái và hệ thống treo trước trên ô tô nói chung và hệ thống lái và hệ thống treo trước trên xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace nói riêng. Những công việc chúng em thực hiện trong đề tài là: 1. Đối với hệ thống lái. e Nghiên cứu lí thuyết về quá trình lái như: lý thuyết quay vòng, ảnh hưởng độ đàn hồi của lốp tới tính năng quay vòng của ô tô, phân loại và cấu tạo của hệ thống lái trên ô tô.

e Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của hệ thống lái trên xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace. e Đưa ra phương pháp kiểm tra, kiểm tra, đánh giá chất lượng hệ thống lái thông qua các dụng cụ chuyên dùng. e Tìm hiểu những hư hỏng và nguyên nhân thường xảy ra trong hệ thống dé đưa ra các biện pháp khắc phục, sửa chữa kịp thời. Đối với hệ thống treo trước.

e Nghiên cứu lí thuyết về hệ thống treo như: lý thuyết dao động của ô tô, phân loại và cau tạo của hệ thống treo trước của ô tô. e Tìm hiểu cấu tạo hệ thống treo trước trên xe Lada, Daihatsu và Toyota Hiace. e Dua ra những phương pháp kiểm tra, kiểm tra đánh giá chất lượng hệ thống treo. e Tìm hiểu những hư hỏng và nguyên nhân thường xảy ra trong hệ thống dé đưa ra những biện pháp khắc phục sửa chữa kịp thời.

TRA CỨU TÀI LIỆU. Nhiệm vụ của hệ thống lái là cho phép người lái điều khiển hướng chuyền động của xe bằng cách quay các bánh trước. Đề thực hiện được nhiệm vụ này hệ thống lái phải đảm bảo được các yêu cầu cơ bản sau : 4. Hệ thống lái đóng một vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo tính an toàn, tính êm dịu chuyền động trên mọi loại đường từ dải tốc độ thấp đến dải tốc độ cao.

+Khả năng quay vòng hẹp dễ dàng. Đảm bảo ô tô quay vòng với bán kính nhỏ nhất. 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 sẽ lớn hơn khi xe đứng yên và giảm dần khi tốc độ xe tăng. Vì vậy dé dam bảo dé dang và cảm giác lái tốt hơn, tay lái phải nặng hơn lúc xe ở tốc độ cao và nhẹ hơn lúc xe ở tốc độ thấp. + Hồi vị êm Trong khi xe quay vòng, người lái phải giữ vô lăng chắc chắn. Tuy nhiên sau khi quay vòng xong, hồi vi (sự quay trở về chuyển động thang của vô 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 dé các va đập từ mặt đường xấu làm mắt điều khiến tay lái cũng như sự nảy ngược của vô lăng. + Đảm bảo ô tô chuyên hướng chính xác an toàn, ôn định khi chuyển động thang, không trượt khi quay vòng.3 Nghiên cứu lí thuyết về lái vòng của ô tô : 4.1 Các phương pháp thực hiện quay vòng : Dé thực hiện quay vòng 6 tô , người ta có thé sử dụng một trong những cách sau đây: - _ Chuyên hướng hai bánh xe của cầu trước. - Chuyén hướng tat cả các bánh xe .- - Truyền mômen có trị số khác nhau tới các bánh xe dẫn hướng chủ động bên trái và bên phải. Đồng thời phải sử dụng thêm phanh để hãm các bánh xe phía trong tâm quay vòng khi cần quay vòng gap.

- Quay vòng phần khung phía trước.