Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 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 không những đáp ứng tính phương tiện đi lại mà còn phải đáp ứng đủ tính tiện nghi, an toàn 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 công 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 vòng trái, quay vòng 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.
Ngoài ra nó còn 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 mô 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 quá trình thiết kế và thi công mô hình.
Vì những lý do trên nhóm em chọn đề tài "THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC” để làm đề tài tốt nghiệp. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực thủy lực. - Thi công thiết kế cho mô hình hoạt động. - Hướng dẫn sử dụng mô hình để phục vụ công tác giảng dạy.
Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng: Hệ thống lái trợ lực thủy lực (Thước lái). 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. Hạn chế - Chưa có thiết bị bù không tải. - Chưa thay đổi được tốc độ động cơ. Sản phẩm Hình 1.
Sản phẩm của đề tài. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC 2. Tổng quan về hệ thống lái 2. 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 (vô 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 không 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 trò rất quan trọng trong việc đảm bảo tính an toàn, 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 toàn.
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 vòng, người lái phải giữ vô lăng chắc chắn.
Tuy nhiên sau khi quay vòng xong hổi vị (sự quay về vị trí chuyển động thẳng 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 để các va đập từ mặt đường xấu làm mất điều khiển tay lái cũng như sự nẩy ngược của vô lăng. Cấu tạo của hệ thống lái Vô lăng lái: Hình 2. Kết cấu của một loại vô lăng lái.
4 - Vô lăng lái là một vành bằng thép (thường có hình tròn), ở giữa có một lỗ côn gia công rãnh then hoa để lắp ghép với trục lái. Ngoài 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 ngoài vô 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, công tắc đèn, còi… - Vô 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 còn lại của hệ thống lái để ô 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. 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 ngoài những cơ cấu như cơ cấu khoá tay lái, cơ cấu tay lái nghiêng, cơ cấu trượt tay lái. Cấu tạo và cách bố trí cơ cấu hấp thụ va đập. Một số cơ cấu khác của trục lái chính: - Cơ cấu khoá tay lái: cơ cấu vô hiệu hoá vô lăng đề phòng chống trộm ô tô bằng cách khoá trục chính vào ống trục lái khi rút chìa khóa điện ra. Một số vị trí khi làm việc của khóa như trên hình 2.5 dưới đây: Hình 2.
Cơ cấu khóa trục lái. 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. Cơ cấu nghiêng, trượt tay lái. Cụm cơ cấu này bao gồm động cơ điện, trục vít nghiêng, bánh vít nghiêng và thanh trượt. Cấu tạo cơ cấu trượt tay lái.
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 quá 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 thông qua hệ thanh đòn 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. 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. Công 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.