Đề tài: Thiết kế hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA G 2010, 9đ

SVTH: Nguyễn Lưu Lân
i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN........................................................................... 2
1.1. Những vấn đề chung về hệ thống lái..................................................... 2
1.1.1. Công dụng hệ thống lái................................................................... 2
1.1.2. Phân loại hệ thống lái ..................................................................... 2
1.1.3. Yêu cầu hệ thống lái....................................................................... 2
1.1.4. Giới thiệu các hệ thống lái thường gặp ........................................... 3
1.2. Giới thiệu về ô tô TOYOTA INNOVA G:............................................ 6
1.3. Lựa chọn phương án thiết kế ................................................................ 8
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TỔNG THỂ HỆ THỐNG LÁI............................... 9
2.1. Tính toán và phân phối tỉ số truyền....................................................... 9
2.2. Xác định lực tác dụng lên vành tay lái.................................................. 9
2.3. Thiết kế hình thang lái........................................................................ 10
2.3.1. Các thông số cơ bản của hình thang lái......................................... 10
2.3.2. Xác định đường đặc tính lý thuyết................................................ 13
2.3.3. Xây dựng đường cong thực tế....................................................... 13
2.4. Thiết kế cơ cấu lái .............................................................................. 17
2.4.1. Xác định bán kính vòng lăn của bánh răng ................................... 17
2.4.2. Xác định các thông số của bánh răng............................................ 18
2.4.3. Xác định kích thước và thông số của thanh răng.......................... 19
2.4.4. Tính bền cơ cấu trục răng - thanh răng. ........................................ 20
2.5. Thiết kế trợ lực lái.............................................................................. 23
2.5.1. Xác định các thông số cơ bản của trợ lực lái................................. 23
2.5.2. Mômen cản mà trợ lực cần phải khắc phục.................................. 24
2.5.3. Chỉ số hiệu quả tác dụng của trợ lực............................................. 25
2.5.4. Xây dựng đường đặc tính trợ lực lái. ........................................... 25
2.5.5. Xác định đường kính trong của xilanh lực.................................... 27
2.5.6. Chọn đường kính ngoài và kiểm tra bền xilanh lực....................... 27

ii
2.5.7. Xác định năng suất của bơm......................................................... 28
CHƯƠNG III: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ
THỐNG LÁI................................................................................................ 30
3.1. Chẩn đoán hệ thống lái. ...................................................................... 30
3.2. Bảo dưỡng hệ thống lái....................................................................... 31
3.2.1. Quy định bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái của hãng ô tô Toyota. 31
3.2.2. Các công việc bảo dưỡng.............................................................. 32
3.3. Sửa chữa hệ thống lái. ........................................................................ 37
KẾT LUẬN.................................................................................................. 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 42

iii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN
Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật xe innova G 2010.............................................. 7
Bảng 2.1: Quan hệ giữa  và  theo lý thuyết. ............................................. 13
Bảng 2.2: Quan hệ giữa  và 1 khi  = 18o
................................................. 14
................................................. 15
................................................. 15
................................................. 16
Bảng 3.1: Nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng............................... 30

iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN
Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc ............................... 3
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập ................................... 5
Hình 1.3. Tuyến hình xe INNOVA G............................................................. 6
Hình 1.4. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống lái................................................. 8
Hình 2.1. Sơ đồ động học quay vòng xe với 2 bánh dẫn hướng phía trước ... 11
Hình 2.2. Sơ đồ động học hình thang lái khi xe đi thẳng .............................. 12
Hình 2.3. Sơ đồ động học hình thang lái khi xe quay vòng........................... 12
Hình 2.4. Đồ thị đặc tính hình học hình thang lái. ........................................ 17
Hình 2.5. Đồ thị đặc tính khi không có trợ lực và có trợ lực......................... 26
Hình 3.1. Kiểm tra mức dầu trợ lực lái ......................................................... 33
Hình 3.2. Kiểm tra áp suất bơm trợ lực......................................................... 34
Hình.3.3. Kiểm tra áp suất dầu ..................................................................... 35
Hình 3.4. Cách kiểm tra đai dẫn động........................................................... 36
Hình 3.5. Kiểm tra lắp đai ............................................................................ 36
Hình 3.6. Kiểm tra cụm đòn treo dưới phía trước ......................................... 37
Hình 3.7. Kiểm tra trục bơm và bạc lót......................................................... 37
Hình 3.8. Kiểm tra bơm trợ lực lái................................................................ 38

1
MỞ ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp là một điều kiện cần để các sinh viên sau khi hoàn thành
khóa học có thể tốt nghiệp. Vào học kỳ cuối, những sinh viên đủ điều kiện sẽ
được làm đồ án tốt nghiệp. Thực hiện đề tài tốt nghiệp là cơ hội để sinh viên tổ
hợp kiến thức, thể hiện khả năng, tìm hiểu thực tế và trau dồi thêm những kỹ
năng cần thiết trước khi chính thức ra trường.
Như chúng ta biết, ô tô với đặc điểm có tính cơ động và linh hoạt cao đã
trở thành phương tiện rất cần thiết trong ngành giao thông vận tải. Ngày nay, ô
tô là một thành viên không thể thiếu của xã hội. Ô tô đã đóng góp một vai trò
chính trong sự phát triển công nghiệp và kinh tế. Đồng thời, nó còn là phương
tiện nâng cao tiện nghi đời sống và hỗ trợ giao lưu, phát triển văn hóa xã hội.
Do vậy, khi đủ điều kiện để làm đồ án tốt nghiệp, e đã chọn thực hiện đề tài:
“Thiết kế hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA G 2010”.
Được sự hướng dẫn tận tình và xuyên suốt của thầy giáo: PGS. TS.
Nguyễn Văn Bang, sự giúp đỡ các thầy cô trong bộ môn cơ khí ô tô, cùng sự nỗ
lực của bản thân, em đã hoàn thành được đề tài của mình. Tuy nhiên, do kiến
thức, kinh nghiệm, thời gian và điều kiện có hạn, nên đề tài của em còn rất
nhiều sai xót và còn nhiều vấn đề chưa giải quyết triệt để. Vì vậy, em rất mong
nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô để em có thể hoàn thành tốt hơn nữa đề
tài của mình.
Cuối cùng, em xin gửi lời cám ơn chân thành và chúc sức khỏe đến thầy
giáo hướng dẫn PGS. TS. Nguyễn Văn Bang, các thầy cô giáo khoa cơ khí ô tô
và các bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Lưu Lân

2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Những vấn đề chung về hệ thống lái
1.1.1. Công dụng hệ thống lái
Hệ thống lái là hệ thống điều khiển hướng chuyển động của xe, đảm bảo
giữ nguyên hoặc thay đổi hướng chuyển động của ô tô ở một vị trí nào đó.
Hệ thống lái có chức năng tiếp nhận tác động của người điều khiển, thông
qua các cơ cấu dẫn động thực hiện điều khiển các bánh xe chuyển động theo
quỹ đạo mong muốn việc điều khiển này phải đảm bảo tính linh hoạt nhanh
chóng và chính xác.
Hệ thống lái thông dụng bao gồm cơ cấu điều khiển (vành lái, trục lái), cơ
cấu lái và các đòn dẫn động tạo khả năng chuyển hướng cho các bánh xe xung
quanh trụ đứng.
Trong quá trình chuyển động, hệ thống lái có ý nghĩa quan trọng thông qua
việc nâng cao an toàn điều khiển và chất lượng chuyển động do vậy hệ thống
lái ngày càng được hoàn thiện nhất là khi xe chạy đạt tốc độ lớn.
1.1.2. Phân loại hệ thống lái
Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ô tô tuỳ theo từng phương pháp
mà có các cách phân loại khác nhau. Có các cách phân loại sau:
- 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)
- Theo cách biến đổi kiểu truyền động (phụ thuộc vào kết cấu của cơ cấu lái)
+ Biến chuyển động quay của hệ thống điều khiển thành chuyển động
quay của các đoàn: (trục vít – bánh vít; trục vít – ê cu bi)
+ Biến chuyển động quay của hệ thống điều khiển thành chuyển động
tịnh tiến của các đoàn điều khiển (bánh răng - thanh răng)
1.1.3. Yêu cầu hệ thống lái
- Hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:
+ Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định.

3
+ Đảm bảo tính cơ động cao: tức xe có thể quay vòng thật ngoặt trong
một khoảng thời gian rất ngắn trên một diện tích thật bé.
+ Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê
gây mòn lốp, tiêu hao công suất vô ích và giảm tính ổn định của xe.
+ Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện.
+ Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và mô men quay các
bánh xe dẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường) cũng như sự tương ứng động
học giữa góc quay của vô lăng và của bánh xe dẫn hướng.
1.1.4. Giới thiệu các hệ thống lái thường gặp
a. Hệ thống lái trên hệ thống treo phụ thuộc:
Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc
1. Vành lái; 2. Trục lái; 3. Cơ cấu lái; 4. Trục ra của cơ cấu lái; 5. Đòn quay đứng;
6. Đòn kéo dọc; 7. Đòn quay ngang; 8. Cam quay; 9. Cạnh bên của hình thang lái;10.
Đòn kéo ngang; 11. Bánh xe dẫn hướng;12. Bộ phận phân phối;13. Xi lanh lực

4
- 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...

5
b. Hệ thống lái trên hệ thống treo độc lập.
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập
1. Vô lăng; 2.Trục lái; 3.Cơ cấu lái; 4.Trục ra của cơ cấu lái; 5.Đòn quay; 6.Bộ phận
dẫn hướng của hệ thống treo; 7.Đòn kéo bên; 8.Đòn lắc; 9.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 Đantô.
+ 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:

6
+ Ưu điểm:
Sự truyền mô men 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,...
1.2. Giới thiệu về ô tô TOYOTA INNOVA G:
Hình 1.3.Tuyến hình xe INNOVA G
INNOVA G là sản phẩm của dòng xe đa dụng hiện đại mang tính toàn cầu.
Ở Việt nam, hiện sản phẩm của INNOVA có nhiều loại: innovaG, innovaJ,
innovaV, innova E sử dụng số tự động hoạc số tay,động cơ 4 xy lanh thẳng
hàng, VVT-i, phun xăng điện tử. Dòng xe INNOVA G có 3 màu: trắng, xanh
nhạt, đỏ. Với động cơ thế hệ mới 2.0 có trang bị hệ thống phân phối khí thông
minh nên hoạt động của innova mạnh mẽ hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn, thân
thiện với môi trường đạt tiêu chuẩn khí thải Euro 2. Về thiết kế và hình dáng,
innova lịch lãm sang trọng cùng trang thiết bị hiện đại của dòng xe sedan nhưng
vẫn giữ lại phong cách thể thao năng động và tính tiện dụng giúp innova trở nên
cuốn hút hơn. Xe với không gian linh hoạt rộng rải với 8 chỗ ngồi đáp ứng nhu
176
24°
22°
INNOVA

7
cầu về một chiếc xe gia đình nhưng không kém phần sang trọng trong công
việc.Dòng xe INNOVA được trang bị gần như đầy đủ các tính năng an toàn chủ
động và an toàn bị động với công nghệ tiến tiến nhằm bảo vệ toàn diện và tính
an toàn tối đa cho người sử dụng, an toàn chủ động bao gồm: (hệ thống chống
bó cứng phanh ABS, cảm biết lùi, chìa khóa điều khiển từ xa phanh đĩa), an
toàn bị động bao gồm: (hệ thống túi khí dây đai an toàn, cột lái tự đổ).
Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật xeinnova G 2010
Hãng sản xuất TOYOTA
Loại động cơ 2.0(lít)
Kiểu động cơ 4 xi lanh thẳng hàng, 16 van, cam kép
với VVT_i
Dung tích xi lanh 1998cc
Hộp số 5 tay số
Loại nhiên liệu Xăng
Dài 4555mm
Rộng 1770mm
cao 1745mm
Chiều dài cơ sở 2750mm
Chiều rộng cơ sở trước/sau 1510/1510mm
Trọng lượng không tải 1530kg
Trọng lượng khi toàn tải 2170kg
Dung tích bình nhiên liệu 55 l
Số chỗ ngồi 8 chỗ
Khoảng cách giữa hai trụ đứng 1370mm

8
1.3. Lựa chọn phương án thiết kế
Thông qua những phân tích ở trên và tìm hiểu thực tế về xe Innova em xin được
chọn phương án thiết kế hệ thống lái kiểu thanh răng - bánh răng, trợ lực lái là
trợ lực lái thủy lực. Ta có sơ đồ bố trí chung của hệ thống lái cần thiết kế như
sau:
Hình 1.4. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống lái
1. Đai ốc hãm; 2. Khớp cầu; 3. Đòm quay đứng; 4. Đai ốc dầu; 5. Đường dầu từ bơm
đến; 6. Đường dầu hồi về bình chứa; 7. Hộp lái; 8. Vô lăng; 9. Trục lái; 10. Trục các
đăng; 11. Khớp các đăng; 12. Đai ốc định vị trục van điều khiển; 13. Cơ cấu lái;
14. Gân tăng cứng; 15. Đường dầu nối giữa khoang phải xy lanh với van xoay; 16.
Đường dầu nối giữa khoang trái xy lanh với van xoay; 17.Xy lanh trợ lực; 18. Đai ốc
dầu; 19.Thanh kéo ngang; 20. Thanh kéo bên; 21. Đai ốc hãm; 22. Bánh xe dẫn
hướng; 23. Puly; 24. Bơm; 25. Bình chứa dầu; 26. Đai ốc dầu
5
6
7
8
9
10
11
13
14
151618
23
24
17
25
12
4
26
1
2
3
1920
22
21

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Bang SVTH: Nguyễn Lưu Lân
9
CHƯƠNGII: THIẾT KẾ TỔNG THỂ HỆ THỐNG LÁI
2.1. Tính toán và phân phối tỉ số truyền.
- Góc quay lớn nhất của các bánh xe dẫn hướng quanh trụ đứng:
 
max
2 2
minng
L
arctg
R a L B

 
 
  
   
 
, độ (2.1)
Trong đó:
R : Bán kính quay vòng nhỏ nhất của bánh xe ngoài phía trước
a: Khoảng cách từ tâm trụ đứng đến tâm lốp của một bánh xe trước
(a =50mm)
L: Chiều dài cơ sở của ô tô, L = 2750 mm
B: Khoảng cách giữa hai đường tâm trụ đứng, B = 1370 mm
∝ = arctg
2750
(5400 − 50 ) − 2750 − 1370
=>∝ = 42°
β = arctg cotg ∝ − , độ
=>β = arctg cotg 42 − = 32°
- Xác định tỉ số truyền của hệ thống lái (i ):
max
L
max max
2.
i


  
(2.2)
=> i =
2.720
42 + 32
= 20
2.2. Xác định lực tác dụng lên vành tay lái.
-Xác định mômen cản quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ đứng:
M = G . X. (f. a + 0,14R ), N.m (2.3)
Trong đó: X = 1,07 ÷ 1,15 chọn X = 1,15
R = . = 0,95.( 205.0,65 + .25,4 )
=>R = 307,56mm = 0,30756 m

10
f = 0,015
M = 12780.1,15.(0,015.0,05 + 0,14.0,30756) = 644 N.m
- Xác định lực lớn nhất tác dụng lên vô lăng P :
max
. .
cq
L thl
M
P
R i 
 , N (2.4)
Trong đó:
R: Bán kính vô lăng, R= 0,25 m
η : Hiệu suất thuận của hệ thống lái, η = 0,8 ÷ 0,9
max
644
143
0,25.20.0,9
P   N
Vậy lực lớn nhất tác dụng lên vô lăng là:P = 143 N
2.3. Thiết kế hình thang lái.
2.3.1. Các thông số cơ bản của hình thang lái.
Nhiệm vụ của tính toán động học dẫn động lái là xác định những thông số tối ưu
của hình thang lái để đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫn hướng
một cách chính xác nhất và động học của đòn quay đứng, khi có biến dạng của
bộ phận đàn hồi hệ thống treo và chọn các thông số cần thiết của hệ thống
truyền dẫn động lái.
Hình thang lái là một bộ phận quan trọng của truyền động lái đảm bảo cho
các bánh dẫn hướng của ôtô chuyển động theo những cung với bán kính khác
nhau trong khi quay vòng không sinh hiện tượng trượt để không gây hao mòn
lốp.
Khi quay vòng muốn cho các bánh ôtô không bị trượt cần phải quay các
bánh dẫn hướng ở bên phải và bên trái những góc ,  khác nhau và các góc này
được liên hệ với nhau theo công thức:
B
Cotg Cotg
L
    (2.5)
Trong đó:
L: Chiều dài cơ sở của xe

11
B: Khoảng cách giữa hai đường tâm trụ đứng
β: Góc quay của bánh xe dẫn hướng bên ngoài
α: Góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trong
Để đảm bảo điều kiện quay vòng đúng, trên xe sử dụng cơ cấu hình thang
lái 4 khâu gọi là hình thang lái ĐAN TÔ chỉ áp dụng gần đúng điều kiện trên,
song do kết cấu đơn giản nên được dùng rất phổ biến.
Để kiểm tra động học hình thang lái bằng phương pháp đồ họa người ta
dựng sơ đồ động học quay vòng với giả thiết ôtô là một khối thống nhất, tại từng
thời điểm các điểm của nó quay quanh một tâm tức thời. Như vậy, để các bánh
xe quay vòng không bị cưỡng bức thì các đường tâm quay của các bánh xe phải
cắt nhau tại một điểm O.
Hình 2.1. Sơ đồ động học quay vòng xe với 2 bánh dẫn hướng phía trước
Ta kiểm tra động học hình thang lái bằng phương pháp đồ thị như sau:

12
a) Trường hợp xe đi thẳng.
Hình 2.2. Sơ đồ động học hình thang lái khi xe đi thẳng
Từ sơ đồ dẫn động lái trên hình 2.2 ta có thể tính được mối quan hệ giữa các
thông số theo các biểu thức sau:
n = B – 2.m.cos (2.6)
Sai lệch trong quan hệ hình học của cơ cấu lái 4 khâu với quan hệ hình học AC
KERMAN chỉ nằm ở góc quay bánh xe dẫn hướng lớn. Giá trị sai lệch so với lý
thuyết từ 0o
30’ đến 1o
khi bánh xe dẫn hướng ở vùng quay gấp.
b) Trường hợp xe quay vòng.
Khi bánh xe bên trái quay đi một góc  bên phải quay đi một góc , lúc này đòn
bên của bánh xe bên phải hợp với phương ngang một góc ( - ) và bánh xe bên
trái là ( +).
Hình 2.3. Sơ đồ động học hình thang lái khi xe quay vòng

13
Hình thang lái ĐAN TÔ là cơ cấu đảm bảo gần đúng quan hệ của công thức
trên. Khi cho trước các kích thước: B, L, θ, m, n, thì quan hệ α, β được xác định
nhờ công thức :
 
 
 
   
2
22 2
.cos .sin 2. .sin 2. .sin
arcsin
.sin .cos .sin
m m B m B
arctg
B m m B m
     
 
     
    
  
       
(2.7)
2.3.2. Xác định đường đặc tính lý thuyết.
Trên hệ trục tọa độ đề các O ta xác định được đường cong đặc tính lý thuyết
qua quan hệ  = f(,x).
ot
B
C g Cotg
L
   =
1370
2750
= 0,5
 Cotg = Cotg + 0,5
Ứng với các giá trị của  từ 0o
, 5o
, 35o
, 40o
lần lượt ta có các giá trị tương ứng
của . Các giá trị này được tính theo EXCEL.
Bảng 2.1: Quan hệ giữa  và  theo lý thuyết.
o
o
0 0
5 4.79
10 9.20
15 13.29
20 17.12
25 20.71
30 24.13
35 27.41
40 30.59
2.3.3. Xây dựng đường cong thực tế.
Để xây dựng đường cong đặc tính hình thang lái thực tế ta phải xây dựng được
đường cong biểu thị hàm số  = f(,). Theo mối quan hệ này thì nếu biết trước
một góc  nào đó ứng với một giá trị của góc  thì ta có 1 giá trị của góc . Mối
quan hệ giữa các góc ,  và  xác định theo công thức (2.7):

14
 
 
 
   
2
22 2
.cos .sin 2. .sin 2. .sin
arcsin
.sin .cos .sin
m m B m B
arctg
B m m B m
     
 
     
    
  
       
Trong đó:
: Góc quay của trục bánh xe dẫn hướng bên ngoài.
: Góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trong.
L: Chiều dài cơ sở của xe, L = 2750 mm
B: Khoảng các giữa tâm hai trụ đứng của cầu dẫn hướng,B = 1370 mm
: Góc tạo bởi đòn bên hình thang lái và phương ngang.
m: Chiều dài đòn bên hình thang lái, m thường lấy theo kinh nghiệm:
m = (0,14-0,16).B
=> chọn m= 0,15.B = 0,15.1370 = 205,5 mm
- Chọn sơ bộ góc  ban đầu theo E.A Chuđakốp:
Cotg(90o
- )=
1370
0,355
2.0,7. 2.0,7.2750
B
L
 
  = 20o
Cho các giá trị xung quanh giá trị sơ bộ (= 20o
) và dựa vào công thức trên để
tìm ra quan hệ thực tế giữa , .
 Cho  = 18o
, 19o
, 20o
, 21o
.
o
1
o
∆1
o
= o
- 1
o
0 0 0
5 4.85 0.06
10 9.40 0.20
15 13.67 0.38
20 17.65 0.53
25 21.33 0.62
30 24.69 0.56
35 27.70 0.29
40 30.33 -0.26

15
o
2
o
∆2
o
= o
- 2
o
0 0 0.00
5 4.84 0.05
10 9.37 0.17
15 13.59 0.30
20 17.51 0.39
25 21.12 0.41
30 24.39 0.26
35 27.31 -0.10
40 29.83 -0.76
o
3
o
∆3
o
= o
- 3
o
0 0 0
5 4.83 0.04
10 9.33 0.13
15 13.51 0.22
20 17.38 0.26
25 20.91 0.20
30 24.10 -0.03
35 26.92 -0.49
40 29.33 -1.26

16
o
4
o
∆4
o
= o
- 4
o
0 0 0
5 4.82 0.03
10 9.29 0.09
15 13.43 0.14
20 17.24 0.12
25 20.70 -0.01
30 23.80 -0.33
35 26.53 -0.88
40 28.84 -1.75
Theo bảng giá trị trên ta chọn góc sao cho sự sai lệch với đường lý thuyết nhỏ
nhất và nhỏ hơn 1o
, tachọn được góc  = 18o
Thông số cầu dẫn hướng là: = 180
Độ dài đòn bên: m= 205,5 mm
Độ dài thanh kéo ngang là:
n = B - 2.m.cos= 1370 - 2.205,5.cos180
= 979,1 mm
Dựa vào các số liệu trong bảng trên ta vẽ được đồ thị đặc tính hình học hình
thang lái lý thuyết và thực tế trên cùng một hệ trục tọa độ:

17
Hình 2.4. Đồ thị đặc tính hình học hình thang lái.
2.4. Thiết kế cơ cấu lái
2.4.1. Xác định bán kính vòng lăn của bánh răng
Để xác định được bán kính vòng lăn của bánh răng ta có thể thực hiện
theo các phương pháp sau:
+ Chọn trước đường kính vòng lăn của bánh răng từ đó tính ra vòng quay
của bánh răng có phù hợp không. Có nghĩa là ứng với số vòng quay (n) nào đó
thì thanh răng phải dịch chuyển một đoạn X=101 mm
+ Chọn trước số vòng quay của vành lái rồi sau đó xác định bán kính
vòng lăn của bánh răng. Đối với cơ cấu lái loại bánh răng - thanh răng thì số
vòng quay của vành lái cũng là số vòng quay của bánh răng.
Dựa vào xe tham khảo, chọn số vòng quay về một phía của vành lái ứng
với bánh xe quay là n= 1,5 vòng.
Ta có công thức: 2 . .X R n (2.8)
=>
1 10,7
2 .
 
X
R mm
n

18
2.4.2.Xác định các thông số của bánh răng.
- Tính số răng theo tài liệu chi tiết máy:
n
c
m .Z
D
cos


(2.9)
Trong đó:
cD : Đường kính vòng chia: 2. 2.10,7 21,4  cD R mm
nm : Mô đun pháp tuyến của bánh răng, chọn theo tiêu chuẩn 2,5nm 
 : Góc nghiêng ngang của bánh răng, chọn sơ bộ góc nghiêng 12  
- Từ công thức trên ta suy ra số răng của bánh răng:
.cos 21,4.cos12
8
2,5

  c
n
D
Z
m

Chọn số răng Z=8 răng
- Tính chính xác lại góc nghiêng, ta có:
. 8.2,5
cos 0,934
21,4
  n
c
Z m
D

 arccos0,934 20  
- Mô đun ngang của bánh răng:
2,5
2,66
cos cos20
  

n
t
m
m

- Số răng tối thiểu:
3 3
min 17.cos 17.cos 20 14   Z 
Lấy min 14Z
Như vậy min 14Z >7 do vậy có hiện tượng cắt chân răng nên phải dịch
chỉnh, ta chọn kiểu dịch chỉnh đều 0 
Xác định hệ số dịch chỉnh  theo công thức:
14 14 8
0,429
14 14
 
  
Z

- Từ đó ta tính được các thông số của bộ truyền bánh răng:
+ Đường kính vòng đỉnh:

19
   d c nD D 2.m . 1 21,4 2.2,5. 1 0,429 28,545mm       
+ Đường kính chân răng:
   f c nD D 2.m . 1,25 21,4 2.2,5. 1,25 0,429 17,295mm       
+ Góc ăn khớp của bánh răng được chọn theo chi tiết máy 20  
+ Đường kính cơ sở của bánh răng:
0 .cos 21,4.cos20 20   cD D mm
+ Chiều cao răng:
   ' ''
f fh h h .m 1 1,25 .2,5 5,625mm    
+ Chiều cao đỉnh răng:
   ' '
h f .m 1 0,429 .2,5 3,5725mm     
+ Chiều dày của răng trên vòng chia:
. 3,14.2,5
2. . . 2.0,429.2,5. 20 4,7
2 2
     
m
S m tg tg mm

 
2.4.3.Xác định kích thước và thông số của thanh răng.
- Đường kính của thanh răng được cắt tại mặt cắt nguy hiểm nhất:
 
3
0,2.
 x
tr
x
M
d

(2.10)
Trong đó:
 x : ứng suất tiếp xúc cho phép tại tiết diện nguy hiểm nhất.
Lấy  x = 35 kG/mm2
.
Mx : Mô men xoắn gây lên sự nguy hiểm ở thanh răng, chính bằng
mômen cản quay vòng từ bánh xe:
Mx = Mc = 644 Nm
Thay các thông số vào công thức trên ta được :
3
3
644.10
20,95
0,2.350
trd mm 
Chọn dtr= 30 mm.
- Chiều dài đoạn làm việc của thanh răng:

20
L = 202 mm
- Môđun thanh răng là: m = 2,5 mm.
- Bước răng: t = m. = 3,14.2,5 = 7,85 mm
- Chiều cao của răng thanh răng: h = 2,5.m = 2,5.2,5 = 6,25 mm
- Số răng cần thiết trên thanh răng để khi quay vòng xe không bị chạm:
202
25,73
7,85
CTZ  
Chọn số răng trên thanh răng: ZCT = 26 răng.
- Khoảng cách giữa 2 răng liên tiếp của thanh răng:
y = L/Z = 202/26 = 7,77
- : Góc nghiêng của răng (hợp với phương ngang).
tg = dtr/y = 30/7,77 = 3,86 →  =arctg3,86 = 75,4o
. Lấy  = 75o
Vậy góc nghiêng của răng  = 90o
-75o
= 15o
2.4.4. Tính bền cơ cấu trục răng - thanh răng.
Đối với loại truyền động trục răng – thanh răng phải đảm bảo cho các
răng có độ bền cao.
- Xác định lực tác dụng lên bộ truyền trục răng - thanh răng.
Lực vòng tác dụng lên bánh răng:
v max cP P .i 143.20 2860N  
Lực hướng tâm tác dụng lên trục răng theo công thức:
v
r
P .tg 2860.tg20
P 1078N
cos cos15
 
  
 
Lực dọc tác dụng lên trục răng:
a vP P .tg 2860.tg15 766,33N    
- Kiểm tra vật liệu.
Trong quá trình làm việc trục răng, thanh răng chịu ứng suất uốn tiếp xúc
và chịu tải trọng va đập từ mặt đường. Vì vậy thường gây ra hiện tượng rạn nứt
chân răng. Do đó ảnh hưởng lớn tới sự tin cậy và tuổi thọ của cơ cấu lái. Để đảm

21
bảo được những yêu cầu làm việc của cơ cấu lái thì vật liệu chế tạo trục răng -
thanh răng được dùng là thép XH được tôi cải thiện.
Có:  ch 700MPa 
 b 1000MPa 
HB = 260÷290
- Ứng suất cho phép:
+ Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Giới hạn bền mỏi tiếp xúc của trục răng:
 HLim b2 70 2.260 70 590MPa      
Ứng suất tiếp xúc cho phép của trục răng:
  HLim
H R V F XH
H
Z .Z .K .K
S
 
   
 
(2.11)
Trong đó:
HS : Là hệ số an toàn, lấy HS 1,1
RZ : Hệ số xét ảnh hưởng của độ nhám, RZ = 0,95
VZ : Hệ số xét ảnh hưởng của vận tốc vòng, VZ = 1,1
XHK : Hệ số xét ảnh hưởng của kích thước trục răng, XHK = 1
FK : Hệ số xét ảnh hưởng của độ bôi trơn, FK = 1
Thay các thông số vào công thức trên ta được:
 H
590
.0,95.1,1.1.1 560,5MPa
1,1
 
   
 
Giới hạn bền mỏi uốn của trục răng:
  o
FLim F FL FC.K .K  
Chọn FLK 1 , với bộ truyền quay hai chiều ta chọn FCK 0,7
 FLim 1.0,7.360 252MPa  
+ Ứng suất uốn cho phép:
 F FLim R S XF FY Y K S   (2.12)

22
Trong đó:
R XFY 1;K 1 
FS : Hệ số an toàn, lấy FS 1,7
SY : Hệ số xét tới ảnh hưởng của mô đun với m = 2,5; ta chọn SY = 1,03
 F 252.1,03.1,7 441,252MPa   
- Kiểm nghiệm độ bền uốn:
+ Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
 H H HM H
H
2TK K u 1 KZ .Z .Z
d b u
  
 

  (2.13)
Trong đó:
+ MZ = 175 MPa (đối với trục răng bằng thép)
+
   H
2.cos 2.cos15
Z 1,73
sin 2 sin 2.20
 
  
 
+
1 1
Z 0,836
1,43


  

(  là hệ số trùng khớp ngang)
 được tính theo công thức:
1 2
1 1 1 1
1,88 3,2 cos 1,88 3,2 cos15 1,43
Z Z 8

     
                  
+ H
H
H H
b d
K 1
2TK K
 

 

 
Với: H 1,1  ; db d 0,6.24 14,4    
H
1,1.14,4.24
K 1 1,02
2.944,76.1.1,08
   
 
H
2.944,76.1.1,02. 22,81 1 .1,08175.1,73.0,836
486,05MPa
24 14,4.22,81

  
Vậy: H 486,05MPa  < H 560,5MPa  . Do đó thỏa mãn điều kiện tiếp xúc

23
+ Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
Ứng suất uốn được tính theo công thức:
F F F F
F
2TY K K K Y
b d m
   
 
  (2.14)
Với: FY là hệ số dạng răng.
Theo đồ thị trên hình (10.21) tài liệu chi tiết máy với hệ số dạng răng dịch chỉnh
0,647  và số răng tương đương.
1
td F3 3
Z 8
Z 6,986 Y 3,2
cos cos 15
    
 
FK 1,25  (tra theo đồ thị 10-14 tài liệu chi tiết máy)
F
F
F F
b d
K 1
2TK K
 

 

 
Với F F
3,3.14,4.24
3,3 K 1 1,048
2.944,76.1.1,25
     
15
Y 1 1 0,714
140 140

 
    
 
F
2.944,76.3.2,1.1,25.1,048.0,714
65,5MPa
14,4.24.2,5
  
F  < F 441,252MPa 
Vậy điều kiện được thỏa mãn  Bộ truyền trục răng – thanh răng đảm bảo đủ
bền trong quá trình làm việc.
2.5. Thiết kế trợ lực lái
2.5.1. Xác định các thông số cơ bản của trợ lực lái
Công trung bình của người lái để quay vòng ôtô được xác định theocông thức:
.
. .
180
 t
tb VL VLA R P
 
(2.15)
Trong đó:

24
t: Góc quay trục lái (độ) từ vị trí trung gian tới mép ngoài cùng, xe tham
khảo chọn t = 540o
RVL: Bán kính vành lái; RVL= 250 mm = 0,25 m
PVL: Lực trung bình đặt vào vành lái;
Ôtô con PVL = 40N÷70N,chọn PVL= 40N

3,14.540
.0,25.40 94,2 .
180
tbA N m 
Mặt khác đối với xe du lịch thì công trung bình giới hạn:   100 .tbA N m
Như vậy: Atb < tbA .Do đó thỏa mãn.
Lực cực đại đặt lên vành tay lái khi có cường hóa, ta chọn: PVLo = 90N.
Từ đó ta tính được phần trăm trợ lực là:
143 90
37%
143


2.5.2. Mômen cản mà trợ lực cần phải khắc phục.
Đối với xe thiết kế ta chọn Po = 30N. Từ đó ta tính được mômen cần thiết
để mở cường lái hóa (tại vành tay lái) là:
Mo= . 30.0,25 7.5 .o VLP R N m 
Mặt khác ta lại có:
 o Q Z
0 0
1
M M .M
.i


(2.16)
Trong đó :
MZ: Mômen cản khi trục lái dịch chuyển, giá trị này nhỏ, lấy Mz = 1
MQ: Mômen cần thiết để xoắn thanh xoắn tới vị trí bắt đầu trợ lực
η0: Hiệu suất từ vành tay lái tới van xoắn (Hiệu suất truyền lực),
chọn η0= 1
io: Tỉ số truyền từ vành lái tới van, chọn io = 1
Vậy mômen cần thiết để bắt đầu mở trợ lực là: MO = MQ = 7,5 N.m
Ở thời điểm bắt đầu cường hóa thì mômen do mặt đường truyền lên là:
' 0. 30.644
135,1 .
143
c
VLMax
P M
M N m
P
  

25
Mômen cản mà cường hóa phải khắc phục là :
.37% 644.37% 238,28 .kp cM M N m  
2.5.3. Chỉ số hiệu quả tác dụng của trợ lực.
Là tỉ số giữa lực đặt vào vành tay lái khi không có trợ lực và khi có trợ lực:
0
143
1,59
90
VLMax
Vl
P
H
P
  
2.5.4. Xây dựng đường đặc tính trợ lực lái.
Mối quan hệ giữa lực mà người lái đặt lên vành tay lái Pl và mômen cản quay
vòng của các bánh dẫn hướng Mc :
. .
 c
l
l th
M
P
R i 
(2.17)
Qua đây ta thấy khi không có trợ lực thì lực đặt lên vành tay lái chỉ phụ
thuộc vào mômen cản quay vòng của các bánh xe dẫn hướng (vì R, il, idđ, ηth là
những hằng số). Do đó đường đặc tính là những đường bậc nhất đi qua gốc tọa
độ. Khi ôtô quay vòng thì mômen quay vòng là lớn nhất, tọa độ xác định điểm
này trên đường đặc tính là: B(644; 143). Vậy đường đặc tính xác định Pl = f(Mc)
sẽ đi qua gốc tọa độ và đi qua điểm B(644; 143).
Khi hệ thống lái được lắp trợ lực đường đặc tính của nó biểu thị mối quan
hệ giữa lực tác dụng lên vành tay lái và mômen cản quay vòng của các bánh xe
dẫn hướng. Đây cũng là mối quan hệ bậc nhất.
Khi con trượt của van phân phối ở vị trí trung gian thì lực cường hóa quy
dẫn lên vành tay lái Pc = 0 nên mômen cản quay vòng Mc = 0.
Do bộ cường hóa được thiết kế ở van phân phối có lò xo định tâm. Khi
những va đập ở mặt đường truyền ngược lên vành tay lái nếu nằm trong giới hạn
lực nén sơ bộ ban đầu của lò xo thì lực đó được truyền lên vành tay lái. Nếu như
lực ngược đó mà vượt giới hạn đó thì lò xo nén tiếp dẫn đến con trượt van phân
phối bị lệch về một phía và bộ cường hóa bắt đầu làm việc. Cụ thể, để bộ trợ lực
làm việc thì lực đặt lên vành tay lái phải lớn hơn 30N. Ở giai đoạn này đặc tính

26
biểu thị sẽ trùng với đặc tính khi chưa có bộ trợ lực. Tại điểm A (135,1; 30) thì
bộ cường hóa bắt đầu làm việc.
Khi lực đặt lên vành tay lái lớn hơn 30N thì đường đặc tính đặc trưng cho
hoạt động của cường hóa ở giai đoạn này cũng là đường bậc nhất nhưng có độ
dốc thấp hơn so với đường đặc tính khi chưa có cường hóa (độ dốc này cần thiết
phải có để đảm bảo cho người lái có cảm giác sức cản của mặt đường tác dụng
lên vành tay lái). Khi mômen cản quay vòng lớn hơn Mc = 644 Nm thì hệ thống
lái làm việc như hệ thống lái cơ khí ban đầu (trợ lực đã làm việc hết khả năng).
Cụ thể người lái muốn quay vòng ôtô thì phải tác dụng một lực lên vành tay lái
một lực Pl> Pc.
Đồ thị các đường đặc tính khi chưa có trợ lực Pl = f(Mc), khi có trợ lực Pc=f(Mc)
Hình 2.5.Đồ thị đặc tính khi không có trợ lực và có trợ lực.
Ta thấy rằng:
- Đoạn OA: Pl = Pc=f(Mc). Lực do người lái hoàn toàn điểm nhận.
- Đoạn AC: Pc=f(Mc). Biểu thị lực mà người lái cảm nhận về chất lượng mặt
đường. Điểm C (644; 90).
Không có trợ lực
có trợ lực
143
90
30
 cM Nm644135,1
 P N
 P N

27
- Từ C trở đi: Pc=f(Mc) song song với đường Pl=f(Mc).
Nếu chọn Pc lớn thì quay riêng các bánh xe dẫn hướng tại chỗ sẽ nặng hơn, còn
nếu chọn Pc qua nhỏ thì người lái sẽ không đủ cảm giác về chất lượng mặt
đường
2.5.5. Xác định đường kính trong của xilanh lực.
Đường kính trong của xilanh trợ lực được tính theo công thức :
Dxl =
max
4.
.
xP
d
P
(2.18)
Trong đó :
- Dxl: Đường kính trong của xilanh.
- Pmax: Áp suất cực đại trong hệ thống cường hóa (Pmax<300 kG/cm2
), với
xe tham khảo lấy Pmax = 120 kG/cm2
- d: Đường kính cần đẩy piston. Nó chính là đường kính của thanh răng,
chọn d = 30mm.
- Px: Lực tác dụng lên đầu cần đẩy, được tính theo công thức:
. .x c oP P i  (2.19)
Với:
- P = Pvlmax – Pvlo = 143 – 90 = 53N
- ic: Tỉ số truyền của cơ cấu lái. ic = 20
- o : Hiệu suất của cơ cấu lái. o = 0,9
→ Px = 153.20.0,9 = 954 N
Thay vào biểu thức trên ta được:
Dxl =
4.95,4
3 4
3,14.120
cm  . Lấy Dxl = 4 cm
2.5.6. Chọn đường kính ngoài và kiểm tra bền xilanh lực.
Chọn chiều dày của thành xilanh là 8 mm thì đường kính ngoài của xilanh lực
là :
Dn = 40 + 2.8 = 56 mm
Ứng suất tác dụng lên thành xilanh là:

28
2 2
max max2 2
.n xl
n xl
D D
P P
D D


  

2 2
2
2 2
5,6 4
.120 120 490 /
5,6 4
kG cm

 

Vật liệu làm xilanh là thép 40 XH có   2
571,4 /kG cm 
Vậy:  <  → Xilanh thỏa mãn điều kiện bền.
2.5.7. Xác định năng suất của bơm.
Lưu lượng bơm xác định từ điều kiện làm thế nào để xilanh của trợ lực
phải kịp làm quay các bánh xe dẫn hướng nhanh hơn sự quay vòng của vành tay
lái do người lái gây ra, nếu không trợ lực sẽ không có tác dụng.
Để thỏa mãn điều kiện trên ta cần có :
(1 ) .b b
ds
Q F
dt
    , cm3
/s (2.20)
Trong đó:
- Qb: Năng suất của bơm.
- b : Hiệu suất của bơm. b = 0,75÷0,85, chọn b = 0,85.
- δ: Độ hụt dầu trong hệ thống. δ = 0,05 0,1, chọn δ = 0,08.
- (m/s): Tốc độ dịch chuyển của piston.
Tốc độ quay vòng (v/p) lớn nhất có thể đạt được là nv= 60 70 v/p. Chọn
nv=60 v/p. Vậy khi quay 1,5 vòng thì mất t= 1,5s, với chiều dài thanh răng dịch
chuyển một đoạn là S= L/2 =202/2= 101mm ứng với số vòng quay của vành lái
n = 1,5 vòng.
- F: Diện tích của xilanh lực, được tính theo công thức :
2 2
.
2 2
    
     
     
xl trD D
F  (2.21)
Với:
- Dtr: Đường kính phần trục không có răng của thanh răng. Dtr = 30mm.
- Dxl: Đường kính làm việc của xilanh công tác của trợ lực.
2 2 2 2
24 3
. 3,14. 5,5
2 2 2 2
xl trD D
F cm
          
             
           

29
Vậy năng suất của bơm là:
   
3
10,1
5,5..
1,5
47,4 /
. 1 0,85. 1 0,08
b
b
ds
F
dtQ cm s
 
  
 
Thực tế thì lưu lượng bơm còn phải lớn hơn như vậy để bù vào sự rò rỉ của van
phân phối. Lưu lượng rò rỉ là Q = (0,05 0,1).Q, chọn Q = 0,08.Q
→ Qtt = Q + Q = 47,4 + 47,4.0,08 = 51,192cm3
/s
*Chọn bơm cường hóa:
Bơm cường hóa là cụm phức tạp và chịu tải lớn nhất của hệ thống cường
hóa thủy lực. Điều kiện làm việc của bơm gây nên bởi chế độ tải trọng thay đổi
lớn, ứng suất nhiệt cao và sự ảnh hưởng của môi trường xung quanh.
Bơm được sử dụng cho cường hóa có nhiều loại như bơm piston, bơm
trục vít, bơm bánh răng, bơm cánh gạt. Hiện nay trên các xe hiên đại người ta sử
dụng chủ yếu hai loại bơm là bơm bánh răng và bơm cánh gạt.
Qua phân tích các yêu cầu và điều kiện làm việc của bơm ta chọn loại
bơm cánh gạt tác dụng kép vì loại bơm này có kết cấu nhỏ gọn, áp suất có thể
đạt 100 KG/ , lưu lượng từ 5÷200 l/phút.
Căn cứ vào lưu lượng thực tế của bơm ta đã tính toán ở trên ta chọn loại
bơm cánh gạt tác dụng kép có lưu lượng riêng là 51,192 /s

30
CHƯƠNG III
CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI
3.1. Chẩn đoán hệ thống lái.
Sau một thời gian sử dụng, tình trạng kỹ thuật của ô tô nói chung và hệ thống
lái nói riêng sẽ bị biến xấu. Tùy theo điều kiện sử dụng và chế độ bảo dưỡng sửa
chữa mức độ hư hỏng của từng xe khác nhau. Khi có những triệu chứng làm
giảm tình trạng kỹ thuật của hệ thống lái, tiến hành kiểm tra phán đoán những
hư hỏng.
Trong quá trình sử dụng xe INNOVA G, hệ thống lái thường có những
triệu chứng hư hỏng. Dưới đây là bảng liệt kê các triệu chứng hư hỏng và các
nguyên nhân gây ra hư hỏng.
Bảng 3.1: Nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng.
Triệu chứng Nguyên nhân Khắc phục
Đánh lái nặng
Áp suất lốp thấp Bơm lại
Góc đặt bánh trước sai Điều chỉnh lại
Hệ thống treo trước cong, hỏng Thay thế
Mức dầu trợ lực lái thấp Bổ xung, thay thế
Đai dẫn động lỏng Điều chỉnh, thay thế
Các khớp cầu hệ thống lái bị mòn Thay thế
Bơm trợ lực lái hỏng Sửa chữa. thay thế
Cụm trục lái bị bó Sửa chữa, thay thế
Hộp cơ cấu lái bị lỏng Sửa chữa, thay thế
Cụm thanh nối Sửa chữa, thay thế
Bánh răng côn lái bị mòn Thay thế
Trả lái kém
Áp suất lốp trước thấp Bơm lại
Góc đặt bánh trước sai Điều chỉnh lại
Cụm trục lại bị bó kẹt, hỏng Sửa chữa, thay thế
Cụm bánh răng côn lái bị mòn hoặc Phục hồi hoặc thay thế

31
Triệu chứng Nguyên nhân Khắc phục
bị mẻ
Cụm thanh nối bị cong Sửa chữa nắn thẳng
Độ rơ quá lớn
Trục lái lỏng Sửa chữa
Các khớp của hệ thống lái bị mòn Thay thế
Các khớp của đòn treo bị mòn Thay thế
Hộp cơ cấu lái khe hở ăn khớp quá
lớn
Điều chỉnh thay thế
Cụm thanh nối bị cong vênh Thay thế
Tiếng kêu bất
thường
Góc đặt bánh trước Điều chỉnh lại
Hệ thống treo trước Thay thế
Mức dầu trợ lực lái thấp Bổ xung, thay thế
Các khớp cầu hệ thống lái bị mòn Thay thế
Bơm trợ lức lái bị hỏng Sửa chữa, thay thế
Cụm trục lái bị bó Sửa chữa, thay thế
Hộp cơ cấu lái bị hỏng Sửa chữa, thay thế
Cụm thanh nối lỏng Sửa chữa, thay thế
Bánh răng côn lái mòn hỏng Thay thế
3.2. Bảo dưỡng hệ thống lái.
3.2.1. Quy định bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái của hãng ô tô Toyota.
a. Bảo dưỡng hàng ngày.
+ Kiểm tra mức dầu trợ lực, tình trạng của bộ trợ lực.
+ Kiểm tra hành trình tự do của vành tay lái.
+ Kiểm tra dẫn động đai của bơm trợ lực.
+ Kiểm tra các khớp cầu dẫn động lái.
b. Bảo dưỡng định kỳ.
+ Kiểm tra kỹ và thay dầu trợ lực lái nếu cần thiết.

32
+ Kiểm tra điều chỉnh các góc đặt bánh xe độ rơ các vòng bi moay ơ.
+ Kiểm tra độ chụm độ mòn các lốp nếu cần phải đảo lốp.
+ Kiểm tra các trục lái và các khớp lái cần thiết phải sửa chữa.
+ Kiểm tra các khớp đòn treo.
3.2.2. Các công việc bảo dưỡng.
3.2.2.1. Kiểm tra và thay dầu trợ lực.
a) Thường xuyên kiểm tra và bổ xung mức dầu bôi trơn nếu thiếu.
Dầu trợ lực cần thường xuyên được kiểm tra định kỳ có thể mỗi tháng một
lần hoặc ở những lần thay dầu động cơ
Nếu mức dầu trong bình chứa ở dưới mức cho phép thì cần phải bổ sung
ngay. Thời điểm tốt nhất để kiểm tra mức dầu trợ lực là khi động cơ còn nóng và
khi bổ sung dầu trợ lực thì không nên đổ đầy bình mà chỉ bổ sung đến vạch max
trên vỏ bình hoặc trên que kiểm tra
- Tiêu chuẩn để kiểm tra:
+ Phải tắt động cơ
+ Dầu nóng, kiểm tra mức dầu nằm trong dải hot của bình dầu hoặc thước
đo
+ Dầu nguội, kiểm tra mức dầu nằm trong dải cold của bình dầu hoặc thước
đo
- Cách kiểm tra:
+ Giữ xe cân bằng
+ Hâm nóng dầu: để động cơ chạy không tải ở vận tốc 1000v/p hay thấp hơn
đánh lái hết cỡ sang 2 bên vài lần để hâm nóng dầu. Nhiệt độ dầu khoảng 800
C.
+ Kiểm tra bọt và vẩn đục: Nếu có bọt hay vẩn đục trong dầu chỉ ra bằng có
khí trong hệ thống hoặc mức dầu quá thấp.
+ Kiểm tra mức dầu trong bình.
- Cách điều chỉnh.
+ Dầu thiếu thì đổ them loại dầu ATF DEXTRON II hay DEXTRON III.
Đổ tới vạch max trên bình hoặc thước thăm dầu

33
Hình 3.1. Kiểm tra mức dầu trợ lực lái
b) Thay dầu trợ lực lái.
Đây là loại dầu không cần phải thay theo định kỳ nhưng sau một thời gian
dài làm việc các vòng cao su, đường ống, các mặt kim loại có thể bị mài mòn và
hoà trộn vào trong dầu làm dầu bị bẩn gây mài mòn các chi tiết và giảm hiệu quả
làm việc của hệ thống lái, vì vậy khi kiểm tra thấy dầu quá bẩn hoặc sau một
thời gian quá lâu thì cũng nên thay toàn bộ dầu trợ lực để nâng cao tuổi thọ của
các chi tiết.
Các bước tiến hành khi thay dầu trợ lực:
+ Kích đầu xe nên và đỡ bằng giá.
+ Tháo ống dầu hồi ra khỏi bình chứa rồi xả dầu vào khay.
+ Cho động cơ chạy không tải, đánh hết lái sang hai bên trong khi đang xả
dầu.
+ Tắt máy.
+ Đổ dầu sạch vào bình .
+ Nổ máy và cho động cơ chạy ở tốc độ 1000v/p. Sau 1 đến 2 giây, dầu sẽ
bắt đầu chảy ra từ ống dầu hồi, tắt máy ngay lập tức tại thời điểm đó.
+ Tiếp tục đổ dầu vào bình và nổ máy chạy như trên 4 hay 5 lần đến khi
không còn khí trong dầu.
+ Lắp ống dầu hồi vào bình dầu .
+ Xả khí ra khỏi hệ thống trợ lực.
c) Xả khí ra khỏi hệ thống trợ lực lái.
* Trong quá trình thay dầu trợ lực có lẫn khí vào trong hệ thống trợ lực làm
giảm hiệu quả của hệ thống này. Vì vậy cần phải xả khí, thường gọi là xả e sau
khi thay dầu trợ lực.

34
* Các bước tiến hành:
+ Kiểm tra mức dầu trong bình
Kiểm tra mức dầu và thêm nếu cần
+ Nổ máy rồi đánh hết cỡ sang 2 bên 3 hoặc 4 lần
Để máy chạy ở 1000v/p
+ Kiểm tra rằng dầu trong bình không có bọt hay vẩn đục và không dâng lên quá
vạch cao nhất khi tắt máy.
Đo mức dầu khi đang nổ. Tắt máy và đo lại mức dầu
Khoảng tăng cực đại: 5 mm
Nếu phát hiện có vấn đề gì đổ dầu vào bình và cho nổ máy sau 1 đến 2 giây
có dầu chảy ra từ ống dầu hồi. Tắt máy ngay lập tức va lặp lại như thế tới khi
thây bình thường thi thôi.
d) Kiểm tra áp suất dầu trong hệ thống trợ lực.
+ Tiêu chuẩn: Áp suất thấp nhất là 65 kgf/cm2
.
Hình 3.2. Kiểm tra áp suất bơm trợ lực
- Nối đồng hồ đo áp suất.
- Ngắt đường ống cao áp ra khỏi cơ cấu lái.
- Nối đường ống cao áp vào đầu đồng hồ so còn đầu phía van nối vào cơ
cấu lái.
- Xả khí khỏi hệ thống. Nổ máy và đánh lái hết cỡ sang 2 bên 2 hay 3 lần.
* Kiểm tra mức dầu đúng.
- Kiểm tra rằng nhiệt độ dầu ít nhất là 800
.
- Nổ máy và chạy ở tốc độ không tải.
- Kiểm tra áp suất khi van đóng.

35
Hình.3.3. Kiểm tra áp suất dầu
Đóng van của đồng hồ đo rồi đọc số chỉ trên đồng hồ
Không được đóng van lâu hơn 10 giây. Nếu áp suất thấp sửa hoặc thay bơm trợ
lực
- Mở van hết cỡ
- Kiểm tra và ghi lại áp suất ở 1000 v/p
- Kiểm tra và ghi lại áp suất ở 3000 v/p
Kiểm tra chênh lệch áp suất ở 2 tốc độ 1000 v/p và 3000 v/p chênh lệch
nhỏ hơn hoặc bằng 5 kg/cm2
.
- Kiểm tra áp suất khi đánh lái hết cỡ
Chắc chán rằng van trên đồng hồ mở hết cỡ và động cơ chạy không tải.
Nếu áp suất thấp hơn tiêu chuẩn thì có sự rò rỉ bên trong cơ cấu lái và phải
sửa chữa ngay.
- Đo lực lái
Đặt vô lăng chạy thẳng máy nổ ở tốc độ không tải. Dùng Cờ lê đo lực lái
theo cả hai hướng
Lực lái cực đại: 60kgf.cm
Nếu lực lái lớn hơn tiêu chuẩn, sửa trợ lực lái
Kiểm tra chắc chắn kiểu lốp, áp suất và bề mặt tiếp xúc với mặt đường
trước khi chẩn đoán.
• Điều chỉnh:
* Tiêu chuẩn
- Áp suất dầu thấp nhất là 65kgf/cm2
- Lực lái cực đại là 60kgf.cm

36
- Mức chênh lệch áp suất ở hai chế độ 1000 v/p và 3000 v/p nhỏ hơn hoặc
bằng 5kg/cm2
* Điều chỉnh
- Áp suất dầu nhỏ hơn tiêu chuẩn thi phải kiểm tra đường ống dầu và bên
trong cơ cấu lái. Rò rỉ dầu ở chỗ nào thì phải sửa chữa ngay.
- Lực lái cực đại sửa chữa hệ thống trợ lực.
- Mức chênh lệch áp suất lớn thì phải sửa hoặc thay van điều chỉnh.
3.2.2.2. Kiểm tra độ căng đai dẫn động và độ mòn của đai.
a) Kiểm tra.
Kiểm tra cách quan sát bằng mắt thường xem dây đai dẫn động có bị quá
mòn hay sờn lõi không. Nếu tìm thấy hư hỏng, thay đai dẫn động. Kiểm tra rằng
dấu chỉ báo của bộ căng đai nằm trong vùng A như trên hình vẽ. Nếu dấu không
nằm trong vùng A, hãy thay thế đai dẫn động.
Hình 3.4. Cách kiểm tra đai dẫn động
Sau khi lắp dây đai dẫn động, hãy kiểm tra rằng nó khít với các rãnh của
đai. Kiểm tra bằng tay để xác nhận rằng dây đai không bị trượt ra khỏi rãnh ở
đáy của puli trục khuỷu.
Hình 3.5. Kiểm tra lắp đai

37
b) Điều chỉnh.
Đai quá mòn hoặc bị mất một đoạn bên trong đường gân đai thì phải thay
thế ngay .Đai nằm trong vùng A dùng cà lê, chòng điều chỉnh lại đai ở bộ căng
đai.
3.2.2.3.Kiểm tra các khớp của đòn treo.
Kiểm tra cụm đòn treo dưới phía trước bên trái. Như trên hình vẽ lắc nhẹ vít
cấy khớp cầu ra trước và sau khoảng 5 lần trước khi lắp đai ốc.
Hình 3.6. Kiểm tra cụm đòn treo dưới phía trước
Dùng một cân lực vặn đai ốc liên tục với tốc độ 3 đến 5 giây một vòng và
đọc giá trị mômen quay ở vòng thứ 5, kiểm tra xem có vết nứt hoặc chảy mỡ
trên chắn bụi không.
3.3. Sửa chữa hệ thống lái.
* Kiểm tra và khắc phục từng chi tiết của bơm trợ lực.
- Kiểm tra trục bơm trợ lực và bạc ở vỏ phía trước bơm:
+ Dụng cụ là thước panme và đồng hồ đo lỗ
+ Kích thước cho phép:
Khe hở tiêu chuẩn: 0,01 – 0,03 mm
Khe hở cực đại 0,07 mm
+ Cách kiểm tra:
Hình 3.7. Kiểm tra trục bơm và bạc lót

38
Dùng panme đo trục bơm
Dùng đồng hồ đo lỗ đo bạc
+ Khắc phục hư hỏng:
Nếu khe hở vượt quá 0,07 mm thì phải thay cả cụm bơm trợ lực lái
- Kiểm tra rô to bơm trợ lực lái và các cánh gạt của bơm:
+ Dụng cụ panme và thước lá.
+ Kích thước tiêu chuẩn .
Chiều dài cực tiểu Chiều cao cực tiểu Chiều dày cực tiểu
14,97 mm 8,00 mm 1,77 mm
Khe hở cực đại của rãnh rô to và các cánh bơm là 0,028 mm
+ Kiểm tra
Hình 3.8. Kiểm tra bơm trợ lực lái
Dùng panme đo kích thước chiều dài, cao và rộng của cánh bơm.
Dùng thước lá đo khe hở của rô to và cánh bơm.
+ Khắc phục hư hỏng :
Cánh bơm mòn quá kích thước cho phép min thì thay cánh bơm mới.
Khe hở giữa rô to và cánh bơm quá 0,28 mm thì thay đĩa bơm hoặc rô to có cùng
số dập trên vòng cam.
* Lắp bơm trợ lực lái
Khi lắp bơm trợ lực chú ý thay hết các gioăng chữ O

39
- Lắp phớt dầu vỏ bơm trợ lực:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên lợi phớt dầu vỏ bơm trợ lực lái
+ Dùng khẩu và máy ép để lắp phớt dầu vỏ bơm trợ lực
- Lắp cụm bơm trợ lực lái:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên bề mặt bạc của vỏ phía trước
+ Quấn băng dính lên phần bảo vệ răng cưa của trục bơm trợ lực
+ Lồng từ từ trục bơm trợ lực vào. Không được làm hỏng lợi phớt dầu ở
vỏ bơm trợ lực
- Lắp tấm bên phía trước của bơm trợ lực:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O mới và lắp nó vào vỏ phía trước
của bơm trợ lực
+ Tương tự lắp gioăng chữ O vào đĩa bên phía trước của bơm
+ Gióng thẳng vết lõm của tấm bên bơm trợ lực phía trước và lắp tấm bên
trong của bơm
- Lắp vành cam bơm trợ lực:
+ Gióng thẳng vết lõm của vành cam bơm trợ lực với vết lõm của tấm bên
bơm trợ lực phía trước và lắp vành cam bơm với đầu dẫn hướng phía trên
- Lắp rô to bơm trợ lực:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên rô to bơm trợ lực
+ Lắp rô to bơm trợ lực
+ Bôi dầu trợ lực không có hướng nhất định
+ Lắp các cánh bơm với đầu tròn quay ra ngoài
- Lắp phanh hãm bơm trợ lực:
+ Dùng một tô vít và một kìm tháo phanh để lắp phanh hãm
- Lắp vỏ sau bơm trợ lực lái:
+ Bôi dầu trợ lực lên gioăng chữ O mới lắp nó vào vỏ phía sau bơm trợ lực
+ Gióng thẳng chốt thẳng của vỏ phía sau bơm trợ lực với các vết lõm của
vành cam của bơm, tấm bên phía trước của bơm trợ lực và vỏ phía sau của bơm
trợ lực bằng 4 bulông

40
Mômen xiết: 224 kgf.cm
- Kiểm tra tổng tải ban đầu:
+ Kiểm tra bơm chạy êm không có tiếng kêu bất thường
+ Nếu phát hiện tiếng kêu bất thường kiểm tra lại các chi tiết xem đã đúng
chưa
- Lắp công tác áp suất dầu trợ lực lái:
+ Lắp công tác áp suất dầu vào cụm bơm cao áp
Mô men xiết: 214 kgf.cm
- Lắp van điều khiển lưu lượng:
+ Bôi dầu trợ lực lên lò xo nén và van điều khiển lưu lượng
+ Lắp lò xo nén và van điều khiển lưu lượng
+ Bôi dầu trợ lực lái nên gioăng chữ O mới lắp nó vào cút cổng cao áp
+ Lắp cút nối cỏng cao áp vào vỏ phía trước của cánh gạt
- Lắp cụm bình chứa dầu bơm trợ lực:
+ Bôi dầu trợ lực lái lên gioăng chữ O mới lắp nó vào bình chứa dầu bơm
trợ lực
+ Lắp cụm bình chứa bơm trợ lực vào cụm bơm trợ lực bằng 3 bulông
- Lắp bình chứa dầu bơm trợ lực:
+Lắp nắp bình chứa dầu bơm trợ lực vào cụm bình chứa dầu

41
KẾT LUẬN
Được sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS
Nguyễn Văn Bang cùng các thầy giáo trong bộ môn cơ khí ô tô và cùng với
sự nỗ lực của mình, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống
lái xe TOYOTA INNOVA G2010”
Đề tài bao gồm 3 chương:
Chương I: Tổng quan.
Chương II: Thiết kế tổng thể hệ thống lái.
Chương III: Chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lái.
Đề tài này ngay từ đầu em đã học tập, nghiên cứu nghiêm túc để tìm
hiểu và hoàn thành đồ án. Tuy nhiên do trình độ bản thân có hạn, kinh nghiệm
còn hạn chế và thời gian làm đề tài không nhiều nên đồ án không tránh khỏi
những thiếu sót và sai sót. Sự chỉ dạy của các thầy và sự giúp đỡ của ban bè là
kinh nghiệm quý báu cho em.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy, cô trong bộ
môn cơ khí ô tô, trong trường ĐHGTVT đã tận tình dạy bảo, truyền đạt
những kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian học tập và nghiên
cứa tại trường.
Em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt sâu sắc đến thầy PGS.TS Nguyễn Văn
Bang đã dành không ít thời gian và công sức để chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ
em trong quá trình thực hiện đồ án.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Lưu Lân

42
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Kết cấu tính toán ô tô. Đại học Giao Thông Vận Tải, xuất bản năm 1984
[2].Nguyễn Hùng Mạnh (2009),Bài Giảng Cấu Tạo Ô Tô, Đại học GTVT Hà
Nội.
[3]. Cao Trọng Hiền, Đào Mạnh Hùng (2010),Lý thuyết ô tô,nhà xuất bản GTVT
[4].Vũ Đình Lai, Nguyễn Xuân Lựu, (2010),Sức bền vật liệu, nhà xuất bản
GTVT.
[5].Lê Phước Ninh,(1997),Nguyên lý máy, nhà xuất bản GTVT.
[6]. Trương Tất Đích,Chi tiết máy – Tập I; II, nhà xuất bản GTVT.
[7]. Trương Tất Đích, (2012),Hướng dẫn thiết kế môn học chi tiết máy,nhà xuất
bản GTVT.
[8]. Trịnh Chất – Lê Văn Uyển,Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí,nhà xuất
bản giáo dục.
[9]. Trương Mạnh Hùng,Bài giảng chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa ô tô, Đại
học GTVT Hà Nội.

Đề tài: Thiết kế hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA G 2010, 9đ

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Đề tài: Thiết kế hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA G 2010, 9đ

Similar to Đề tài: Thiết kế hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA G 2010, 9đ (20)

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864

More from Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Đề tài: Thiết kế hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA G 2010, 9đ