ĐỒ ÁN KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE ZIL-131

MỤC LỤC 

MỤC LỤC ..................................................................................................... 1  

MỞ ĐẦU .......................................................................................................3

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE ZIL-131.... 5

1.1. Giới thiệu chung về xe ZIL-131................................................................ 5

1.2. Đặc tính kỹ thuật của xe ZIL-131.... 6

1.3. Một số thông số kỹ thuật cơ bản của xe ZIL-131... 7

Chương 2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI  TRÊN XE  ZIL-131............ 12

2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống lái trên xe ZIL-131... 12

2.2. Bố trí chung hệ thống lái trên xe .............................................................. 13

2.3. Cấu tạo các phần của hệ thống lái trên xe ZIL-131... 13

2.4. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe ZIL-131... 24

Chương 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE......................... 29  

3.1. Mở đầu ................................................................................................................................ 29  

3.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái.. 31

3.3. Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của hệ thống lái..................... 36

3.4. Tính toán kiểm nghiệm các chi tiết dẫn động lái........................................ 38

Chương 4: HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, SỬ DỤNG HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE ZIL-131.....44

4.1. Khai thác sử dụng hệ thống lái xe ZIL-131. . 44

4.2. Một số nội dung kiểm tra  điều chỉnh. . 48

4.3. Một số h­ư hỏng th­ường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục ................. 56

4.4. Quy trình tháo, lắp hệ thống lái trên xe ZIL-131 ...................................... 58

4.5. Quy trình  xúc rửa, thay dầu, xả khí thống lái trên xe ZIL-131 ..................60

4.6. Điều kiện kỹ thuật cho sửa chữa hệ thống lái trên xe ZIL-131……………....62

4.7. Kích thước và chế độ lắp ghép... 64

4.8. Thử nghiệm cơ cấu lái. 67

4.9. Phiếu công nghệ sửa chữa hệ thống lái. 68

KẾT LUẬN................................................................................................... 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 77

MỞ ĐẦU

   Xã hội con người ngày càng phát triển, nhu cầu giao thông vận tải ngày càng tăng, số lượng và chủng loại ô tô hoạt động là rất lớn. Khả năng hạn chế của việc kiểm tra thường xuyên tình trạng kỹ thuật ô tô nói chung, hệ thống lái nói riêng trong quá trình sử dụng dẫn đến hậu quả là các hư hỏng chỉ được phát hiện khi nó đã xuất hiện một cách rõ rệt. Các hư hỏng của hệ thống lái làm giảm hiệu quả và mất an toàn  khi chuyển động, giảm thiểu công suất, tăng chi phí, biến dạng phần truyền lực…. Có thể ngay cả người lái xe cũng không nhận biết kịp thời. Theo quan điểm chung về an toàn chuyển động thì hệ thống lái là hệ thống quan trọng nhất. Ở nư­ớc ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số ngư­ời chết do tai nạn là rất lớn. Theo thống kê của các n­ước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60-70% do con người gây ra, 10-15% do h­ư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật và 20-30% do đ­ường sá xấu. Trong nguyên nhân hư­ hỏng do máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ô tô gây nên đư­ợc thống kê như­ sau: hệ thống lái 4,9-19,2%, hệ thống phanh 3,9-5,5%, chiếu sáng 2,3-8,7%, bánh xe 2,5-10%, các hư­ hỏng khác 2-18,2%. Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống lái chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên. Các hư hỏng loại này trong thời kỳ phát sinh chỉ có thể nhận biết nhờ chẩn đoán.

   Trong quân đội ZIL-131 là loại xe được sử dụng rất phổ biến để vận chuyển người và hàng hóa, phục vụ cho hoạt động chiến đấu và đảm bảo cho sẵn sàng chiến đấu của hầu hết các đơn vị trong toàn quân. Hệ thống lái trên xe là một trong những hệ thống quan trọng, có sự tham gia hoạt động của nhiều bộ phận và chi tiết. Trong thực tế khai thác và sử dụng ô tô, để đảm bảo an toàn trong quá trình xe chuyển động thì phải thường xuyên kiểm tra, theo dõi tình trạng hoạt động của hệ thống lái ô tô, để kịp thời phát hiện và sửa chữa các hư hỏng của hệ thống. Trên cơ sở chẩn đoán lập kế hoạch khai thác một cách triệt để, từ đó tăng hiệu quả khai thác và tăng tuổi thọ có ích của hệ thống.

   Vì vậy, đề tài tốt nghiệp “ Khai thác hệ thống lái trên xe ZIL-131” đặt ra là cần thiết và mang ý nghĩa thực tiễn. Đồ án đi vào giải quyết một số nội dung cơ bản sau:

 Mở đầu

Chương 1. Giới thiệu chung về xe ZIL-131

Chương 2. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái trên xe ZIL-131

Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xe ZIL-131

Chương 4. Hướng dẫn khai thác, sử dụng hệ thống lái xe ZIL-131

 Kết luận

   Qua thời gian làm đồ án với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: Th.S…………….. và các thầy trong Bộ môn Ô tô Quân sự, tôi đã hoàn thành nội dung đ­ược giao. Do thời gian thực hiện đồ án có hạn và hiểu biết của bản thân còn hạn chế nên đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự chỉ bảo của các thầy để đồ án đ­ược hoàn thiện hơn.

   Tôi xin chân thành cám ơn!

                             Hà nội, ngày … tháng … năm 20..

                        Học viên thực hiện

                     ……..……..

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE ZIL-131

1.1 Giới thiệu chung về xe ZIL-131

Xe ZIL-131 do nhà máy chế tạo ô tô mang tên “Li Kha Trốp” sản xuất năm 1967. Xe được đưa vào Việt Nam sử dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực quân sự. Đây là loại xe vận tải 3 cầu chủ động (6 x 6), có tính năng cơ động cao, hoạt thể hoạt động tốt trên tất cả các loại địa hình.

Xe ZIL-131 được sử dụng để kéo các rơ moóc có dẫn động khí nén, chở người, vận tải... Trên cơ sở xe ZIL-131 và khung gầm, người ta chế tạo các sản phẩm khác (xe chở téc, xe cẩu, xe chở các sản phẩm dầu mỏ, xe thùng, v.v...). 

1.2. Đặc tính kỹ thuật của xe ZIL-131

*  Động cơ

Xe ZIL-131 được trang bị động cơ xăng ZIL-131, 4 kỳ, 8 xilanh, bố trí hình chữ V, góc nhị diện bằng 90o, dung tích làm việc 6,0 lít, công suất lớn nhất 150 ml (tương đương 110,4 kW) ở số vòng quay 3200 v/ph, mômen xoắn lớn nhất 41 KG.m (tương đương 402,21 Nm) ở số vòng quay 1800÷2000 v/ph.

Thứ tự làm việc của các xilanh là : 1-5-4-2-6-3-7-8.

* Hệ thống truyền lực

Ly hợp ma sát khô thường đóng, 1 đĩa, dẫn động điều khiển bằng cơ khí.

Hộp số chính là loại cơ khí, ba trục, năm cấp, có đồng tốc quán tính hoàn toàn ở các số II,III,IV và V. Tỉ số truyền ở các tay số là:

i1=7,44; i2=4,1; i3=2,29; i4=1,47; i5=1,0; iL=7,09

*  Hệ thống treo

Treo trước: Nhíp dọc nửa elip, làm việc cùng với hai giảm chấn thủy lực tác dụng hai chiều.

Treo 2 cầu sau: Treo cân bằng phụ thuộc nhờ các thanh giằng cầu, nhíp đặt dọc.

* Phần vận hành

Khung: Khung dập tán, kiểu 2 dầm dọc, 6 dầm ngang.

Thiết bị kéo: Phía trước có cơ cấu kéo cứng, phía sau có cơ cấu kéo – moóc tác dụng hai chiều.

 * Bố trí giá lốp dự phòng: Lốp dự phòng đặt đứng sau buồng lái.

Như vậy xe ZIL-131 có khả năng hoạt tốt ở những điều kiện đặc biệt, có công suất cao.

1.3. Một số thông số kỹ thuật cơ bản của xe ZIL-131

Các kích thước cơ bản của xe ZIL-131 được thể hiện trên hình 1.2.

Một số thông số kỹ thuật cơ bản của xe ZIL-131 được chỉ ra trong bảng 1.1

Như vậy thông qua chương 1 này nhằm giúp nắm chắc được các tính năng kỹ chiến thuật của xe ô tô ZIL-131 nói chung và các thông số kỹ thuật của hệ thống lái nói riêng, từ đó làm cơ sở cho quá trình khai thác sử dụng và bảo dưỡng sửa chữa có hiệu quả, trên cơ sở đó chúng ta có thể nâng cao được hệ số sử dụng và hệ số an toàn cho các cơ cấu, các cụm của hệ thống lái cũng như nâng cao khả năng sử dụng của toàn xe. 

Chương 2

ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE ZIL-131

2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống lái trên xe ZIL-131

2.1.1. Nhiệm vụ

Hệ thống lái dùng để giữ đúng hướng chuyển động hoặc thay đổi hướng chuyển động của ô tô khi cần thiết. Có thể thay đổi hướng chuyển động bằng  nhiều cách. Với hệ thống lái trên xe ZIL-131 thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng.

2.1.2. Yêu cầu

Hệ thống lái trên xe ô tô phải đảm bảo các yêu cầu sau :

Đảm bảo cho xe quay vòng ngoặt, trong thời gian ngắn, diện tích bé nhất.

Đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng tránh trượt lê gây mòn lốp.

Hệ thống lái có khả năng ngăn được các va đập của bánh xe dẫn hướng lên vành tay lái.

Giữ cho xe chuyển động thẳng ổn định.

Cấu tạo đơn giản nhẹ nhàng dễ điều khiển.

2.2. Bố trí chung hệ thống lái trên xe ZIL-131

Hệ thống lái ô tô ZIL-131 là hệ thống lái kiểu cơ khí có trợ lực thủy lực gồm 3 phần chính: Cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái.

Sơ đồ bố trí chung được thể hiện trên (hình 2.2)

2.3. Cấu tạo các phần của hệ thống lái trên xe ZIL-131

2.3.1. Cơ cấu lái

Là loại cơ cấu Vít - Đai ốc - Thanh răng - Cung răng. Có trợ lực lái thủy lực. Để giảm mài mòn cho ê cu thanh răng và trục vít người ta lắp những viên bi tuần hoàn trong rãnh dẫn, vì vậy ma sát trượt được thay thế ma sát lăn. Do hiệu suất nghịch khá cao nên có hiện tượng va đập cứng lên vành tay lái. Nhược điểm loại này là không điều chỉnh được khe hở giữa trục vít và đai ốc. Tỷ số truyền loại này không thay đổi.

 Cấu tạo các bộ phận của cơ cấu lái

Vỏ cơ cấu lái: Vỏ của cơ cấu lái đồng thời là xy lanh của trợ lực thuỷ lực. Vỏ cơ cấu lái được làm bằng gang, được bắt chặt với dầm bên trái của khung xe bằng các bu lông đai ốc, phía ngoài vỏ có gia công các vị trí để lắp ghép các bộ phận của hộp tay lái và có gân chịu lực, phía trong của vỏ hộp tay lái gia công chính xác với độ bóng cao dùng làm xy lanh của trợ lực thuỷ lực.

Vít: Được gối lên giữa 2 ổ bi (13) trên vít được gia công ren để ăn khớp với đai ốc qua các viên bi, phía trên được lắp với các đăng.

Van phân phối : Van phân phối được bố trí trong cơ cấu là van phân phối kiểu con trượt 3 gờ, con trượt được định tâm với vỏ của van phân phối

 nhờ lò xo  van phân phối (39) và trụ phản lực (40). Van phân phối gồm: Vỏ van phân phối (17) con trượt 3 gờ (16), 6 lò xo van phân phối (39), trụ phản lực (40), các đường dầu từ bơm dầu đến, về bầu dầu và các đường tới xy lanh lực. Con trượt 3 gờ (16) có thể dịch chuyển về hai phía, mỗi phía 2 mm. Giới hạn này được định vị bằng hai vỏ đỡ.

của hai ổ bi cầu (13) ở 2 đầu.

Thanh răng: (5) Được chế tạo liền khối với pít tông của xy lanh lực, thanh răng gồm 4 răng, trên đoạn pít tông có gia công các vị trí để lắp 2 vòng găng làm kín dầu. Thanh răng ăn khớp với cung răng (31) và ăn khớp với trục lái nhờ mối ghép vít qua các viên bi (10) và đai ốc (8).

2.3.2. Dẫn động lái

Dẫn động lái dùng để truyền lực từ cơ cấu lái và trợ lực lái đến các bánh xe dẫn hướng và quay các bánh xe dẫn hướng đi các góc nhất định.

Hệ thống lái trên xe ZIL-131 sử dụng dẫn động lái cơ khí. Bộ phận quan trọng của dẫn động lái là hình thang lái. Mối ghép quan trọng nhất trong dẫn động lái là các khớp cầu (rô tuyn). Trên đòn kéo ngang ở hai đầu có hai đai ốc ren trái và phải để thay đổi chiều dài đòn nhằm điều chỉnh độ chụm bánh xe.

Dẫn động lái cơ khí gồm : Vành lái, trục lái, vỏ trục vành lái, đòn quay đứng, đòn kéo dọc, thanh bên hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, cam quay, đòn quay ngang, các khớp nối (rô tuyn), trục các đăng. Để làm giảm trọng lượng và tiết kiệm nguyênvật liệu, tất cả các đòn kéo của dẫn động lái đều làm bằng ống rỗng. Mối ghép quan trọng nhất là các khớp cầu, trong các khớp này phải đảm bảo không có độ rơ. Vì độ rơ này sẽ sinh ra độ rơ vành tay lái làm cho người lái điều khiển xe khó khăn.

Trục các đăng

Trục các đăng lái, được thể hiện trên hình 2.32

Trục các đăng là một trục làm bằng thép ở 2 đầu có 2 khớp các đăng với các vòng bi kim, trục các đăng gồm 2 phần trục ghép với nhau bằng then hoa, khớp then hoa này cho phép dịch chuyển dọc trục tương đối giữa hai phần.

Thanh kéo dọc: Là một chi tiết dạng ống cầu, một đầu được nối với đòn quay đứng, đầu còn lại được nối với đòn quay ngang thông qua các khớp nối, khớp nối hình cầu bên ngoài được bắt bằng đai ốc và được hảm bằng chốt chẻ.

Đòn lái ngang: Cũng là một chi tiết dạng ống có kết cấu để điều chỉnh độ chụm bánh xe, hai đầu của đòn kéo ngang được nối với hai thanh bên hình thang lái thông qua các khớp cầu.

Chốt có dạng cầu luôn ép vào các đệm nhờ lực lò xo và được che kín bằng nắp 4. Đầu đòn lái ngang 3 được liên kết với đòn nhờ mối ghép ren dùng để điều chỉnh độ chụm của bánh xe dẫn hướng. Khớp cầu đòn lái ngang trong quá trình sử dụng không điều chỉnh.

2.3.3. Trợ lực lái

Trợ lực lái dùng để giảm lực tác dụng của người lái lên vành tay lái khi điều khiển xe (khi chuyển động thẳng, khi quay vòng hoặc khi xe nổ lốp...). Do vậy trợ lực lái làm tăng độ an toàn chuyển động của xe, trước hết là giảm được sự mệt mỏi của lái xe và giảm lực va đập từ đường lên vành tay lái đặc biệt ở nhưng nơi có địa hình phức tạp. Trợ lực lái đảm bảo cho xe điều khiển nhẹ nhàng và dễ dàng hơn. Khi một lốp bị thủng nhỏ hoặc bị nổ lốp, trợ lực có xu hướng duy trì hướng chuyển động cho xe ổn định. Do vậy góp phần tăng độ an toàn chuyển động của xe.

Kết cấu của trợ lực lái bao gồm : bơm dầu, bầu chứa dầu, van phân phối và các đường ống. Trợ lực lái ô tô ZIL-131 là trợ lực lái thuỷ lực có áp suất cao 65 KG/cm2 nên hiệu quả trợ lực cao, thời gian chậm tác dụng ngắn song yêu cầu độ chính xác và công nghệ chế tạo cao.

2.3.3.1. Cấu tạo trợ lực lái

Bơm dầu : (hình vẽ 2.36) Là nguồn cung cấp năng lượng. Là loại bơm dầu rôto cánh gạt tác dụng kép, bơm được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ đốt trong nhờ bộ truyền đai thang. Ở phía sau của bơm dầu có van an toàn (17), khi  áp suất dầu trên đường dầu chính lớn hơn áp suất dầu quy định thì van an toàn sẽ mở ra để dầu từ đường dầu chính trở về bầu chứa đảm bảo an toàn cho các đường ống dẫn dầu và trợ lực lái. Khi động cơ làm việc bơm dầu mới tạo được đường dầu có áp suất cao để cung cấp cho trợ lực hoạt động.

Bánh đai: (1) Được bắt với trục của bơm bằng then bán nguyệt và đai ốc hãm.

Trục bơm:Trục bơm quay trên hai ổ bi (một ổ bi cầu và một ổ bi đũa).

Rôto: (9) Của bơm được nối với trục bơm (6) bằng then hoa, trên rôto có 10 rãnh để lắp các phiến gạt.

 Stato: (8) Có biên dạng ô van, trên stato có các đường dầu vào, các đường dầu ra và lỗ chốt định vị đĩa phân phối, trên stato có dấu để lắp ráp và để lắp đúng stato.

2.3.3.2. Nguyên lý làm việc của bơm dầu

Nguyên lý làm việc của bơm trợ lực được thể hiện trong (hình 2.38)

Khi động cơ làm việc qua dây đai làm cho puly quay làm cho trục bơm và rôto quay nhờ sức văng ly tâm làm cho các cánh gạt tỳ sát vào buồng bơm, dầu từ bầu chứa qua phần thân bơm và khoang hút của bơm, các cánh gạt, gạt dầu từ khoang hút ra khoang xả qua đĩa phân phối cung cấp cho hệ thống, một lượng dầu qua đĩa phân phối quay trở lại rôto. Khi tốc độ động cơ tăng đột ngột làm tốc độ bơm trợ lực tăng đột ngột lúc này dầu ở cửa ra vượt quá lưu lượng cho phép (8-10)lít /phút, làm cho dầu khoang tăng áp lớn đẩy mở van thuận đưa dầu thẳng về bầu chứa.

2.4. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe ZIL-131

2.4.1. Sơ đồ nguyên lý: Được thể hiên trên (hình 2.4)

Nguyên lý làm việc được thể hiện ở các trạng thái sau: Khi vành tay lái ở vị trí trung gian, vị trí quay vòng, tính tùy động, ngoài ra cơ cấu lái còn làm việc ở chế độ khi một bánh xe dẫn hướng nào đó bị thủng  hay bị nổ lốp đột ngột (hoặc cản mặt đường tăng), tạo cảm giác mặt đường cho người lái và khi trợ lực không làm việc.

2.4.2. Nguyên lý làm việc: (ở các trạng thái ).

 Khi xe chuyển động thẳng : Được thể hiên trên (hình 2.41)

Khi xe chuyển động thẳng người lái giữ nguyên vành lái ở vị trí trung gian. Cản mặt đường nhỏ. Con trượt (14) ở vị trí trung gian, hai khoang của xy lanh lực thông nhau nối thông đường dầu từ bơm dầu tới và đường dầu hồi về bầu dầu, áp suất của hai khoang xy lanh lực bằng nhau, pít tông của xy lanh lực không dịch chuyển với lực giữ của người lái làm cho xe chuyển động thẳng.

 Khi xe quay vòng bên phải : Được thể hiên trên (hình 2.42)

Nguyên lý lúc đầu do lực cản mặt đường còn lớn nên bánh xe đứng yên, thông qua dẫn động lái làm cho cung răng giữ thanh răng đứng yên pít tông đứng yên. Lúc này người lái vẫn tiếp tục đánh vành tay lái làm cho vít vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến đưa con trượt rời vị trí trung gian nối thông với đường dầu bên phải của xy lanh lực với bơm dầu áp suất cao, khoang bên trái xy lanh lực với bầu chứa dầu áp suất thấp, do áp suất hai khoang của xy lanh lực chênh lệch cho nên xy lanh lực dịch chuyển về bên trái. 

Khi một bánh xe dẫn hướng thủng hoặc lực cản tăng

Khi đang chuyển động thẳng mà một bên lốp của cầu trước bị thủng đột ngột hoặc lực cản tăng thì ô tô sẽ bị quay lệch về một phía đó. Nếu không có trợ lực khi bị thủng lốp sẽ làm cho xe có xu hướng quay vòng về phía đó rất nguy hiểm. Khi có trợ lực nhờ bộ trợ lực làm việc làm quay vòng bánh xe về phía ngược lại nên xe vẫn giữ được hướng chuyển động  mà không bị quay vòng về phía lốp bị thủng đó. 

Khi trợ lực không làm việc

Trợ lực lái bị hỏng xe sẽ làm việc như hệ thống lái không có trợ lực, lúc này van bi ở van phân phối sẽ đảm bảo cho dầu chảy từ khoang này sang khoang kia của xy lanh lực làm cho quá trình quay bánh xe dẫn hướng dễ dàng hơn. Nhưng khi bộ trợ lực của hệ thống lái bị hỏng mà ta vẫn tiếp tục sử dụng  thì phụ tải sẽ tác dụng lên toàn bộ cơ cấu lái và các chi tiết khác, vì vậy khi khai thác lâu dài với hệ thống lái có trợ lực không làm việc sẽ xuất hiện sự mòn trước thời hạn và sứt mẻ các chi tiết. 

Chương 3

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE ZIL-131

 3.1. Mở đầu

 3.1.1. Mục đích, nội dung

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái bao gồm : tính toán kiểm tra động học dẫn động lái và tính toán kiểm bền cho một số chi tiết cơ bản trong hệ thống lái và tính toán trợ lực lái. Trong đồ án này chỉ dừng lại ở nội dung đầu.

Tính toán kiểm tra động học dẫn động lái nhằm kiểm tra dẫn động lái theo điều kiện trượt bên của các bánh xe dẫn hướng khi ô tô quay vòng. Có hai phương pháp kiểm tra động học hình thang lái là phương pháp đại số và phương pháp hình học.

3.1.2. Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái

Các thông số đầu vào dùng cho tính toán hệ thống lái thê rhieenj như bảng 3.1.

3.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái

3.2.1. Điều kiện quay vòng lý tưởng

Theo lý thuyết thì để đảm bảo điều kiện trên cần phải có một cơ cấu 18 khâu nhưng trong thực tế trên các xe hiện nay sử dụng cơ cấu 4 khâu trong dẫn động lái. Do vậy cần phải kiểm tra đánh giá việc đáp ứng yêu cầu trên.

3.2.2. Phương pháp kiểm nghiệm động học hình thang lái

Để kiểm tra động học hình thang lái có hai phương pháp là đại số và hình học. 

a. Cơ sở kiểm tra động học hình thang lái bằng phương pháp hình học:

Theo hình vẽ trên thì ta nối điểm giữa G của cầu trước với điểm C. Khoảng cách từ C đến điểm giữa của trục cân bằng cầu sau là G, bằng CD/2 = AB/2 . Nối điểm E là giao điểm của trục bánh xe ngoài (bánh xe xa tâm quay vòng ) kéo dài với đoạn GC với điểm B (là tâm quay vòng của bánh xe trong ) ta sẽ chứng minh góc GBE = a. Muốn vậy ta hạ EF vuông góc với AB.

So sánh công thức (3.1) và (3.3) ta thấy: GBE = a

Như vậy qua cách chứng minh theo phương pháp hình học trên cho phép ta kiểm tra động lực học hình thang lái của các hình thang lái có sẵn. Nếu ứng với các cặp ai và bi của công thức (3.1) ta đặt chúng vào vị trí như (hình vẽ trên) thì các giao điểm Ei sẽ phải nằm trên đường GC thì động học hình thang lái đã sẵn có bảo đảm cho xe quay vòng mà các bánh xe 2 bên không bị trượt bên.

Thực tế các giá trị ai  do cơ cấu hình thang lái tạo ra không đảm bảo công thức ( 3.1) nên các bánh xe sẽ bị trượt ngang. Mức độ trượt ngang càng ít khi các giao điểm Ei càng gần đường GC.

3.2.3. Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học

Trình tự tiến hành kiểm nghiệm hình thang lái

a. Vẽ trên giấy kẻ ly các kích thước cơ bản L, BO, m, n theo đúng tỷ lệ xích.

b. Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị ai  khác nhau.

Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay bi  tương ứng của bánh xe bên ngoài  (hình. 3.2)

c. Dựng các góc bi và ai

d. Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm Ei (hình 3.3)

Nếu các điểm Ei nằm trên hoặc nằm gần đoạn thẳng GC thì ô tô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng bị trượt bên song không có đáng kể.

Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học.

Qua đó thì ta thấy các góc quay của bánh xe dẫn hướng là các giao điểm của 2 góc quay bánh xe trong và bánh xe ngoài ( E1, E2, E3, E4, E5).

d. Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm Ei (hình 3.3)

Nếu các điểm Ei nằm trên hoặc nằm gần đoạn thẳng GC thì ô tô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng bị trượt bên song không có đáng kể.

Kết quả kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học.

Qua đó thì ta thấy các góc quay của bánh xe dẫn hướng là các giao điểm của 2 góc quay bánh xe trong và bánh xe ngoài ( E1, E2, E3, E4, E5).

Phần tính toán

Theo công thức (3.3)          

Khi a1 = 5O  ta có b1 = 4,830

Khi a1  = 10O ta có b1  = 9,40

Khi a1 = 25O ta có b1    = 21,50

Khi a1 = 30O ta có b1    = 25,50

Vậy d6 = 1,0690

* Kết luận: Qua kiểm tra động học hình thang lái ô tô ZIL-131 bằng hai phương pháp ta thấy khi ô tô quay vòng các bánh xe dẫn hướng vẫn bị trượt bên nhưng sự trượt bên của bánh xe là nhỏ như vậy vẫn cho phép sử dụng xe với kết cấu hình thang lái đã có.

3.3. Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của hệ thống lái

3.3.1. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái

3.3.1.1. Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền vít đai ốc bi

Kinh nghiệm sử dụng cơ cấu lái vít - đai ốc bi – thanh răng -  cung răng cho thấy rãnh ren và các viên bi bị mòn nhiều nhất. Ngoài ra còn quan sát thấy nhiều trường hợp các viên bi hoặc rãnh ren bị tróc, rỗ do hiện tượng mỏi của vật liệu. 

Ta có:

K - Hệ số phụ thuộc vào bán kính cong của các bề mặt tiếp xúc

i - Số lượng viên bi cùng chịu tải.

db- Đường kính viên bi

dr - Đường kính rãnh ren

lV - Góc dẫn ren của trục vít

d - Góc tiếp xúc của viên bi

E - Mô đun đàn hồi

pmax - Lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái khi không có trợ lực.

R - Bán kính vành tay lái .

Thay số vào ta có : Q = 16360 KG

Vậy ta thấy stx < [s]      

Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.

3.3.1.2. Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền thanh răng cung răng

Răng của cung răng được kiểm bền theo ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc

+ Ứng suất uốn:

Ta có:

q -  Áp suất trong xy lanh trợ lực

DX - Đường kính xy lanh lực

Rc - Bán kính vòng chia của cung răng

iw - Tỷ số truyền của cơ cấu lái.

Thay số vào ta có. PC = 7075,33 KG/cm2

su = 1244,95 KG/cm2

[su] = 3000 - 000KG/cm2

Vậy ta thấy su< [su]

+ Ứng suất tiếp xúc giữa răng của cung răng và răng của thanh răng: 

Thay số vào ta có: Stx =  1067,5 KG/cm2

[stx] = 15000 KG/cm2

Vậy ta thấy stx