Thiết Kế Hệ Thống Lái Xe Toyota Corolla Altis - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.docx) (80 trang)

Trang chủ

Kỹ thuật

Cơ khí - Vật liệu

Thiết kế hệ thống lái xe toyota corolla altis

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.74 MB, 80 trang )

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập – Tự do – Hạnh phúcĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔHọ và tên : Dương Ngọc ThànhLớp: 67dcot24Khóa : 67Khoa : Cơ khíG.v hướng dẫn : Lê Quỳnh MaiĐề tài thiết kế : Thiết kế hệ thống lái xe ô tô TOYOTA COROLLAALSTIS 2.0V SPORTHà Nội -20191CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ1.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI1.1.1.Nhiệm vụ- Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyểnđộng theo một quỹ đạo xác định nào đó.- Hệ thống lái có chức năng tiếp nhận tác động của người điều khiển, thông qua cáccơ cấu dẫn động thực hiện điều khiển các bánh xe chuyển động theo quỹ đạo mongmuốn. Việc điều khiển này phải đảm bảo tính linh hoạt, nhanh chóng và chính xác.- Trong quá trình chuyển động, hệ thống lái có ý nghĩa quan trọng thông qua việcnâng cao an toàn điều khiển và chất lượng chuyển động do vậy hệ thống lái ngày càngđược hoàn thiện nhất là khi xe đạt tốc độ lớn.1.1.2 . Yêu cầuHệ thống lái phải bảo đảm các yêu cầu sau:+ Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định: để đảm bảo yêu cầu này thì:- Hành trình tự do của vô lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vô lăng ở vị trítrung gian (giữa) tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ- Các bánh xe dẫn hướng phải có tính ổn định tốt;+ Đảm bảo tính cơ động cao: tức là xe có thể quay vòng thật ngoặt, trong một thờigian ngắn, trên một diện tích bé.+ Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trượt lê: gây mònlốp, tiêu hao công suất vô ích và giảm tính ổn định của xe.+ Giảm được các va đập từ bánh xe dẫn hướng truyền lên vô lăng khi chạy trênđường xấu hoặc gặp chướng ngại vật.+ Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện: Lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên vôlăng (Plmax) được quy định theo các tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn ngành:+ Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và mô men quay các bánh xedẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường) cũng như sự tương ứng động học giữa góc quaycủa vô lăng và của các bánh dẫn hướng.1.1.3 Phân loạiTuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại sau:* Theo cách bố trí vành lái2- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ôtô) đượcdùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt nam và một số các nướckhác;- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ôtô) đượcdùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên trái như ở Anh, Nhật, Thuỵ Điển, ...* Theo số lượng cầu dẫn hướng- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước.- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau.- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.* Theo kết cấu của cơ cấu lái- Trục vít - Cung răng- Trục vít - Con lăn- Trục vít chốt quay- Bánh răng - Thanh răng- Thanh răng liên hợp (gồm Trục vít - Êcu - Bi - Thanh răng - Cung răng).* Theo đặc điểm truyền lực+ Hệ thống lái cơ khí.+ Hệ thống lái cơ khí có trợ lực:- Trợ lực thuỷ lực: với các loại van khác nhau.- Trợ lực khí ( có cả chân không).- Trợ lực điện.- Trợ lực cơ khí.+ Lái điện (Steering by wire).1. 2. KẾT CẤU CHUNG CỦA HỆ THỐNG LÁI1.2.1. Các sơ đồ của hệ thống lái .Trên hình 1.1và 1.2 là các sơ đồ kết cấu chung nhất của hệ thống lái dùng với hệthống treo phụ thuộc (hình 1.1) và hệ thống treo độc lập (hình 1.2).Từ các sơ đồ ta thấy hệ thống lái nói chung gồm các chi tiết và bộ phận chính sau(xét hình 1.1):- Vô lăng 1, trục lái 9, cơ cấu lái 8, đòn quay đứng 7, đòn kéo dọc 6, đòn quayngang 5, cam quay 4, cạnh bên hình thang lái 2, đòn kéo ngang 3;- Trong trường hợp có cướng hoá lái (hình 1.3) thì còn có bộ phận phân phối 1 vàxi lanh lực 2.3- Khi dùng với hệ thống treo độc lập thì do đòn kéo ngang không thể làm ở dạngthanh liền nên còn có thêm đòn lắc 5 và thanh kéo bên 2 (hình 1.2)Hình.1.1. Sơ đồ kết cấu hệ thống lái với hệ thống treophụ thuộc.1- Vô lăng; 2- Cạnh bên hình thang lái; 3- Đòn kéongang; 4- Cam quay; 5- Đòn quay ngang; 6- Đòn kéo dọc;7- Đòn quay đứng; 8- Trục vít - Cung răng của cơ cấu lái;9- Trục lái.Hình 1.2. Hệ thống lái với hệ thống treo độc lập.1- Các đòn quay; 2- Đòn kéo bên; 3- Đòn quay trêntrục ra cơ cấu lái; 4- Đòn kéo ngang giữa; 5- Đòn lắc.4Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống láicó cường hoá.1- Bộ phận phân phối; 2- Xilanh lực; 3- Cơ cấu lái.1.2.2. Các chi tiết và bộ phận chính1.2.2.1 Vành láiHình 1.4 . Tổng quan vành lái*Nhiệm vụ :Vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng của ngườilái từ vành lái đến trục vít của cơ cấu lái.*Cấu tạo: Vành lái có dạng một thanh thép hình tròn với một số nan hoa (hai hoặcba) nối vành thép với moayơ vành lái cũng bằng kim loại. Moayơ có làm lỗ với các thenhoa để ăn khớp then với đầu trên của trục lái.Mô men tạo ra trên vành tay lái là tích số của lực lái do người lái tác dụng vào và bánkính của vành tay lái .Bản thân vành lái có thể được làm bằng chất dẻo, cao su nhân tạo hoặc bằng gỗ, và nócó thể được bọc bằng da thật hoặc da nhân tạo.51.2.2.2Trục lái*Nhiệm vụ: Trục lái có nhiệm vụ truyền moomen lái xuống cơ cấu lái .Trục lái có hai loại: Loại cố định không thay đổi được góc nghiêng và loại thay đổi đượcgóc nghiêngHình 1.5.Cấu tạo trục láia) Trục lái cố định không thay đổi được góc nghiêng.b) Trục lái thay đổi được góc nghiêng.*Cấu tạo: Đầu trên của trục lái được lắp bằng then hoa với moayơ của vành lái (vôlăng) còn đầu dưới được lắp cũng bằng then hoa với khớp các đăng.Trục chính được đỡ trong ống trục lái bằng các ổ bi. ống trục lái được cố định trên vỏcabin bằng các giá đỡ.Hình 1.6.Trục lái6Trong trục lái có một cơ cấu hấp thu va đập. Cơ cấu này sẽ hấp thu lực đẩy tác độnglên người lái khi xe bị tai nạn. Trục lái được gá với thân xe qua một giá đỡ kiểu dễ vỡ dovậy khi xe bị đâm trục lái có thể dễ dàng bị phá sập.Hình 1.7. Trục lái có cơ cấu hấp thu va đậpĐầu dưới của trục lái chính nối với cơ cấu lái bằng khớp nối mềm hoặc khớp cácđăng để giảm thiểu việc truyền chấn động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng. Trụclái chính trên một số xe còn có thế có một số kết cấu dùng để khống chế vỡ điều chỉnh hệthống lái: ví dụ cơ cấu khoá tay lái, cơ cấu tay lái nghiêng, cơ cấu trượt tay lái.Khi hộp cơ cấu lái chuyển dịch khi xe bị va đập (va đập sơ cấp) thì trục trung gianco lại, do đó làm giảm khả năng trục lái và vô lăng nhô lên trong buồng lái.Khi một lực va đập được truyền vào vô lăng trong sự cố đâm xe (va đập thứ cấp) thìcơ cấu hấp thụ va đập và túi khí của người lái giúp hấp thu va đập.Hơn nữa, giá đỡ dễ vỡ và giá đỡ phía dưới tách ra làm cho toàn bộ trục lái đổ về phíatruớc. Lúc này tấm hấp thụ va đập bị biến dạng để giúp hấp thu tác động của va đập thứcấp.Cơ cấu tay lái nghiêng bao gồm một cặp cữ chặn nghiêng, bulông khoá nghiêng , giáđỡ kiểu dễ vỡ, cần nghiêng. Các cữ chặn nghiêng xoay đồng thời với cần nghiêng.71.2.2.3. Cơ cấu lái:Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn của vô lăng thành chuyển độnggóc (lắc) của đòn quay đứng và đảm bảo tăng mô men theo tỷ số truyền yêu cầu.a. Các thông số đánh giá cơ bản* Tỷ số truyền động học:(1.1)Ở đây:, - Các góc quay tương ứng của trục vào (vô lăng) và trục ra (đòn quayđứng);,  - Các vận tốc góc tương ứng.i được chọn xuất phát từ điều kiện là: đảm bảo cho góc quay cần thiết của vô lăngđể quay các bánh dẫn hướng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên không lớn hơn 1,8vòng đối với ô tô du lịch và không lớn hơn 3 vòng đối với ô tô tải và khách, nhằm đảmbảo yêu cầu cơ động cao và thuận tiện điều khiển khi xe quay vòng.Giá trị của i phụ thuộc loại và cỡ xe, thường nằm trong giới hạn 13...22 đối với ôtô du lịch và 20...25 đối với ô tô tải và khách, trong một số trường hợp có thể tới 40.i có thể được thiết kế không đổi hoặc thay đổi theo góc quay của vô lăng.Cơ cấu lái có i thay đổi thường được dùng trong hệ thống lái không có cường hoá. Mặcdù kết cấu không phức tạp nhưng tính công nghệ kém hơn nên đắt hơn so với loại cơ cấulái có i không đổi.Quy luật thay đổi i có một số dạng khác nhau tuỳ thuộc vào loại, kích cỡ và tínhnăng của xe:+ Đối với các xe thông thường: quy luật thay đổi i có dạng như trên hình 1.9 hayđường 4 trên hình 1.8 là hợp lý nhất:8Hình 1.8. Các lược đồ đặc trưng cho sự làm việc của điều khiển lái.a- Quan hệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và tốc độ ôtô (ZIL - 585);b- Các quy luật thay đổi tỷ số truyền động học của cơ cấu lái.- Trong phạm vi góc quay , tỷ số truyền i cần phải lớn để tăng độ chính xác điềukhiển và giảm lực cần tác dụng lên vô lăng. Khi xe chạy trên đường thẳng với tốc độ lớn,theo số liệu thống kê thì đa số thời gian hệ thống lái làm việc với góc quay nhỏ của vôlăng quanh vị trí trung gian. i tăng còn làm giảm được các va đập từ mặt đường truyềnlên vô lăng.- Ở các góc quay , tỷ số truyền i cần phải giảm để tăng tốc độ quay vòng, tăngtính cơ động của xe.Hình 1.9. Quy luật thay đổi tỷsố truyền hợp lý của cơ cấu láiđối với các loại xe thôngthường.+ Đối với các xe có tốc độ thấp và trọng lượng toàn bộ lớn: quy luật thay đổi iđược làm theo đường 2, để khi quay vòng không ngoặt tương đối thường xuyên thì lựccần tác dụng nhỏ.+ Trên các xe tốc độ rất lớn: thường sử dụng quy luật như đường 1. Khi đó, trongthời gian chuyển động thẳng với tốc độ rất lớn điều khiển ô tô được nhạy, còn khi quayvòng ngoặt với tốc độ vừa phải thì giảm được lực tác dụng.+ Đối với các xe có cường hoá lái: thì i thường được làm không đổi (đường 3).Vì lúc này vấn đề giảm nhẹ điều khiển đã có cường hoá giải quyết.9*. Tỷ số truyền lực:(1.2)Ở đây:Mr (Mdq)- Là mô men trên trục ra (hay trên đòn quay đứng);Mv (Mvl)- Là mô men trên trục vào (hay trên vô lăng).*. Hiệu suất:Hiệu suất của cơ cấu lái có thể xác định theo công thức tổng quát sau:Ở đây:(1.3)Mv, Mr- Các mô men đo ở đầu vào và ra của cơ cấu lái;v, r - Các tốc độ góc tương ứng ở đầu vào và ra của cơ cấu lái;Do hiệu suất của cơ cấu lái có giá trị khác nhau tuỳ theo chiều truyền lực từ trêntrục lái xuống hay từ dưới bánh xe dẫn hướng lên, nên người ta phân biệt:- Hiệu suất thuận (th): là hiệu suất tính theo chiều truyền lực từ trên trục láixuống; nếu th càng cao lái càng nhẹ- Hiệu suất nghịch (ng): là hiệu suất tính theo chiều truyền lực từ dưới bánh xedẫn hướng lên.Hiệu suất thuận của cơ cấu lái cần phải lớn để giảm tổn thất lực và giảm nhẹ lựcđiều khiển. Trong khi đó hiệu suất nghịch cần phải nhỏ để giảm các va đập truyền từ hệthống chuyển động lên vô lăng. Tuy vậy hiệu suất nghịch không được quá thấp vì sẽ làmmất tác dụng của mô men ổn định và bánh dẫn hướng sẽ không tự trở về được vị trí trunggian khi bị lệch khỏi vị trí đó do va đập và người lái cũng bị mất cảm giác đường.Khi sử dụng cường hoá thì yêu cầu đặt ra với các giá trị hiệu suất giảm đi nhiều.Do lúc này cường hoá vừa đảm bảo lái nhẹ vừa dập tắt những va đập truyền từ bánh xelên vô lăng.b .Các loại cơ cấu lái*. Loại trục vít - cung răng10Cung răng có thể là cung răng thường (hình 1.10) hoặc cung răng bên (hình 1.11.b).Cung răng bên có ưu điểm là tiếp xúc theo toàn bộ chiều dài răng, do đó giảm được ứngsuất tiếp xúc và răng ít hao mòn, cho nên thường dùng cho ô tô tải cỡ lớnHình 1.10. Cơ cấu lái trục vít hình trụ - cung răng đặt giữa.1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4- Vỏ.Nguyên lý làm việc: Trục quay của cung răng nối với đòn kéo , nhờ sự ăn khớp giữatrục vít và cung răng nên khi người lái xoay vành lái mà cung răng xoay quanh trục nólàm cho cần kéo kéo và bánh xe đẫn hướng xoay.Ưu điểm:11- Kết cấu đơn giản , làm việc bền vững- Giảm được trọng lượng và kích thước so với loại trục vít bánh răng- Trục vít và cung răng tiếp xúc nhau theo đường nên tải trọng truyền đều- Giá trị ứng suất tiếp xúc và độ mòn của trục vít và cung răng đều giảm- Cung răng đặt bên có ưu là đường tiếp xúc giữa răng cung răng và răng trục vítkhi trục vít quay dịch chuyển trên toàn bộ chiều dài răng của cung răng nên ứng suất tiếpxúc và mức độ mài mòn giảm, do đó tuổi thọ và khả năng tải tăng.Nhược điểm:- Hiệu suất thấp- Điều chỉnh khe hở phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục trục vít*. Loại trục vít lõm - con lănHình 1.12 – Cơ cấu lái loại trục vít lõm - con lăn1. Cácte2.Trục đòn quay đứng5. Trục vít8. Đai ốc mũ ;9.Trục con lăn;13. Vòng phớt;; 6. Nút;10. trục lái;3. Con lăn4. Miếng lót;7. Vòng đệm;11. Vít điều chỉnh; 12. Chốt hãm;14. Đòn quay đứng ;15.Đai ốcNguyên lý làm việc: Đối với cơ cấu loại này , con lăn có 3 răng quay trên 2 vòng bikim và ăn khớp răng với trục vít . Trục của con lăn được siết kẹp cứng vào đầu của đònquay đứng . Cụm con lăn- đòn quay đứng sẽ ăn khớp với răng thẳng đứng với trục vít .Khi ta xoay vành lái theo hướng này hoặc hướng kia, trục vít lõm sẽ làm cụm con lănđòn quay đứng xoay tiến hoặc lùi và điều khiển các cần kéo.12Ưu điểm- Kết cấu nhỏ gọn, có khả năng điều chỉnh sự ăn khớp của răng- Trục vít có dạng globoit nên mặc dù chiều dài của trục vít lớn nhưng sự tiếp xúc cácrăng ăn khớp được lâu hơn , và trên diện tích rộng hơn, do đó giảm được ứng xuấtkhi tiếp xúc và tính chống mòn tốt- Hiệu suất cao do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn: th = 0,77...0,82; ng = 0,6.- Tỉ số truyền thay đổi.Nhược điểm- Gây mòn không đều trên chiều dài ăn khớp do đó phải thường xuyên điều chỉnh ổvà khe hở ăn khớp.* Loại trục vít - chốt quay- Loại chốt trượt: chốt được gắn chặt vào tay quay nên khi làm việc giữa chốt và trụcvít phát sinh ma sát trượt- Loại chốt quay: chốt được đặt trong 2 ổ thanh lăn côn để tăng hiệu suất và giẩm màimòn củ chốt và trục vít . Số lượng chốt tùy thuộc vào lực lái xe mà có thể một hay 2 chốt.Nguyên lý làm việc:Ưu điểm13-Có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi theo qui luật bất kì nhờ cách cắt trục vítkhác nhau . Vì thế cơ cấu lái loại này thường được sử dụng ở hệ thống lái không cócường hóa và chủ yếu ở trên các ô tô tải và khách- Hiệu suất thuận và nghịch của cơ cấu này khoảng 0,7Nhược điểm- Chế tạo phức tạp, tuổi thọ không cao nên hiện nay ít được sử dụng* Kiểu bi trục vít-êcu bi -cung răngCấu tạo gồm một trục vít, cả hai đầu trục vít được đỡ bằng ổ bi đỡ chặn. Trục vít vàêcu có rãnh tròn có chứa các viên bi,các viên bi lăn trong rãnh và truyền lực. Khi đếncuối rãnh thì các viên bi theo đường hồi bi quay trở lại vị trí ban đầuHình 1.14- Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn.1. Vỏ cơ cấu lái4.Êcu bi7. Đai ốc điều chỉnh2.Bi dưới5.Ổ bi trên8. Đai ôc hãm3.Trục vít6. Phớt9.Bánh răng rẻ quạt10.BiNguyên lý làm việc: Khi truc vít quay (phần chủ động ), êcu bi chạy dọc trục vít,chuyển động này làm quay răng rẻ quạt .Trục của bánh răng rẻ quạt là trục đòn quayđứng. Khi bánh răng rẻ quạt quay làm cho đòn quay đứng quay, qua các đòn dẫn độnglàm quay bánh xe dẫn hướng.14Ưu điểm :- Có độ bền và tuổi thọ cao, vì vậy thường được sử dụng trên các xe cỡ lớn- Do lực cản nhỏ, do ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt rất nhỏ (do có ma sát lăn).Nhược điểm:- Kết cấu phức tạp và giá thành đắt hơn.*. Kiểu trục vít -đai ốc- thanh răng - cung răngPhổ biến trên xe tải hạng nặng KPAZ-255B, ZIL- 130,ZIL-131Hình 1.15. : Cơ cấu lái trên ôtô Zil-131Ưu điểm :- Trọng lượng và kích thước nhỏ, song vẫn đảm bảo áp lực trên bề mặt răng bé,có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp.- Lực cản nhỏ, do ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn(giữa bi và êcu, giữabi và trục vít) .- Đảm bảo tỷ số truyền của cơ cấu lái lớn và có tính chất trả lại tay lái khi quayvòng.- Hiệu suất lớn hơn tất cả các loại cơ cấu lái loại khác(trừ thanh răng khía), thuận= nghịch= 0,7 - 0,85Nhược điểm:- Cơ cấu lái có tỷ số truyền không đổi.- Không điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa.15- Hiệu suất nghịch tương đối cao nên có hiện tượng va đập lớn.*.Cơ cấu lái loại bánh răng - thanh răngKết cấu cơ cấu lái loại này như trên hình 1.16. Bánh răng có thể có răng thẳng hay nghiêng.Thanh răng trượt trong các ống dẫn hướng (hình 1.17). Để đảm bảo ăn khớp không khe hở, thanhrăng được ép đến bánh răng bằng lò xo (hình 1.18).Hình 1.16. Cơ cấu láibánh răng - thanh răng.1- Thanh răng; 2- Bánhrăng.Hình 1.17. Sơ đồ lắp đặt cơ cấu lái bánhrăng - thanh răng.1- Khớp nối; 2- Thanh răng.Hình 1.18. Cơ cấu lái bánh răng - thanhrăng của hãng "XanradFabric".1- Thanh răng; 2, 4- ổ bi; 3- Bánh răng;5- Vòng làm kín; 6- Đai ốc; 7- Nắp cao su;8- Đệm ép; 9- Lò xo; 10- Nút-Đai ốc.Nguyên lý làm việc : Khi vô lăng quay, bánh răng quay làm thanh răng chuyển độngtịnh tiến sang phải hoặc sang trái trên hai bạc trượt.Sự dịch chuyển của thanh răng16được truyền tới đòn bên qua các đầu thanh răng, sau đó làm quay bánh xe dẫn hướngquanh trụ xoay đứngƯu điểm:- Cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có tác dụngnhư thanh dẫn động lái nên không cần các thanh ngang như ở cơ cấu lái khác.- Ăn khớp răng trực tiếp nên độ nhạy cao.- Dễ chế tạo , giá thành rẻ- Cơ cấu lái được bao kín hoàn toàn nên ít phải chăm sóc bảo dưỡng- Ma sát trượt và lăn nhỏ kết hợp với sự truyền mômen tốt nên lực điều khiển trênvành lái nhẹ.Nhược điểm:- Sử dụng cho xe có tải trọng nhỏ.- Lực điều khiển lớn, hhông sử dụng được với hệ thống treo trước loại phụ thuộc- Nhạy cảm với và đập do ma sát nhỏ ( hiệu suất nghịch lớn )1.2.2.4. Đòn quay đứng:* Nhiệm vụ: truyền mômen từ trục đòn quay của cơ cấu lái tới các đòn kéo dọc hoặckéo ngang được nối với cam quay của bánh xe dẫn hướng. Đòn quay của cơ cấu láitruyền và biến đổi chuyển động quay của trục bị động cơ cấu lái thành chuyển động lắccủa đòn kéo dọc hoặc của đòn ngang.* Cấu tạo: đòn quay có dạng thanh gồm thân đòn quay, đầu to và đầu nhỏ.Hình1.19 Đòn quay17Độ dài của đòn quay này ảnh hưởng đến tỷ số truyền của hệ dẫn động lái. Đầu to là lỗhình trụ hoặc côn có then hoa bên trong để ăn khớp then hoa với đầu trục đòn quay. Đầunhỏ đòn quay cũng có lỗ trơn hình côn để bắt với rôtuyn. Thân đòn quay có tiết diện nhỏdần từ đầu to đến đầu nhỏ và hình dạng tiết diện phù hợp với phương chịu lực. Tuỳ theoloại cơ cấu lái và dẫn động lái mà đòn quay có thể quay trong mặt phẳng đứng hoặc mặtphẳng ngang.1.2.2.5. Đòn kéo:*Nhiệm vụ: Đòn kéo được dùng để truyền lực từ đòn quay của cơ cấu lái đến camquay bánh xe dẫn hướng. Tuỳ theo phương đặt đòn kéo mà người ta có thể gọi đòn kéodọc hoặc đòn kéo ngang.Hình 1.20 - Đòn kéoĐòn kéo cũng được sử dụng nối và truyền lực giữa hai cam quay của hai bánh xe dẫnhướng. Nó là khâu thứ ba (trừ dầm cầu dẫn hướng) trong hình thang lái nên còn được gọilà thanh "ba ngang".* Cấu tạo : đòn kéo gồm một thanh thép hình trụ rỗng hai đầu có bố trí các rôtuynvới liên kết cầu. Vì trong quá trình làm việc vị trí của các đòn kéo có thể thay đổi trongkhông gian nên các điểm nối giữa các đòn kéo phải là liên kết cầu để tránh cưỡng bức.18Liên kết cầu bao gồm một rôtuyn với một đầu có dạng cầu và các bát rôtuyn có bềmặt lắp ghép là một phần chỏm cầu lõm được lắp ráp với mặt cầu của rôtuyn1.2.2.6. Hình thang láiGồm các đòn thanh 6 và 7( hai thanh bên và lái ngang). Ba khâu này hợp với dầmcầu dẫn hướng tạo thành bốn khâu dạng hình thang nên gọi là hình thang lái. Hình thanglái có nhiệm vụ tạo chuyển động góc của hai bánh xe dẫn hướng theo một quan hệ xácđịnh bảo đảm các bánh xe không bị trượt khi quay vòng, làm giảm sự mài mòn lốp,giảm tổn hao công suất và tăng tính ổn định của xe.Hình thang lái có một số dạng kết cấu khác nhau như trên hình 1.16. Đòn ngangcủa hình thang lái có thể liền hay cắt rời tuỳ theo hệ thống treo là phụ thuộc hay độc lập.Nhưng dù trường hợp nào thì kết cấu của hình thang lái cũng phải phù hợp với động họcbộ phận hướng của hệ thống treo để dao động thẳng đứng của bánh xe không ảnh hưởngđến động học của dẫn động lái, gây ra dao động các bánh xe dẫn hướng quanh trụ quay1.2.2.7 TRỢ LỰC LÁITrợ lực của hệ thống lái có tác dụng làm giảm nhẹ cường độ lao động của ngườilái, giảm mệt mỏi khi xe hoạt động trên đường dài.19Xe con bố trí trợ lực lái dạng thủy lực với kết cấu gọn. Hệ thống trợ lực lái là mộthệ thống tự nhiên điều khiển, bởi vậy nó bao gồm: nguồn năng lượng (NNL), van phânphối (VPP) và xilanh lực (XLL).Hình 1.22. Một số phương pháp bố trí trợ lựca, CCL,VPP,XLL đặt chung1. Cơ cấu láib,CCL,VPP đặt chung2.Xi lanh lựcc,VPP,XLL đặt chung3.Van phân phốid,CCL,XLL đặt chung4. Bơm trợ lựce, CCL,XXL,VPP đặt riêngMột số trợ lực lái tiêu biểua. Bộ trợ lực cơ cấu lái trục vít- êcu - bi dùng van trượt* Cấu tạo:Cơ cấu lái gồm trục vít, êcu, viên bi, thanh răng và bánh răng rẻ quạt. Bánh răng rẻquạt được chế tạo liền trục chuyển hướng.20Đầu ngoài trục chuyển hướng lắp với đòn quay đứng bằng then hoa côn, đầu còn lạinắp vít điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa thanh răng và bánh răng rẻ quạt. Cơ cấu lái cócấu tạo như ở hệ thống lái thường.Hình 1.23. Bộ trợ lực cơ cấu lái trục vít- êcu - bi dùng van trượtBộ trợ lực gồm: xy lanh lực và van phân phối.Xy lanh lực là vỏ của cơ cấu lái, thanh răng đồng thời là piston ngăn xy lanh lựcthành khoang A và B, các khoang đều có các đường dầu tới van phân phối đặt ngay trêntrục lái. Êcu được định vị chặt với piston thanh răng nhờ vít hãm .Van phân phối (van điều khiển) là loại van trượt đặt trên trục lái gồm trụ trượt (12),vỏ van (13) và van bi (11). Trong vỏ đặt những trụ phản ứng (23) được phân cách bởi cáclò xo được nén sơ bộ. Lò xo được xiết bằng êcu (15), lực xiết nặng xác định giá trị lựcđóng bộ trợ lực. Giữa các mặt bên của vỏ van và vành trong của ổ bi có khoảng hở T đểtrụ trượt di chuyển. Trên vỏ van phân phối có đường dầu từ bơm tới và đường hồi dầu vềbình chứa.21Hình1.24 . Van phân phối, xi lanh lực* Nguyên lý làm việc:iKhi động cơ làm việc , bơm dầu cung cấp dầu có áp suất cao tới van phân phối vềbình chứa qua đường dầu hồi . Van phân phối có nhiệm vụ đóng mở đường dầu tới cáckhoang của xy lanh tùy theo tình trạng hoạt động của hệ thống lái . Các trụ phản ứng vàlò xo đặt trong vỏ van có xu hướng đưa trụ trượt về vị trí trung gian và giữ trượt ở vị trínày .Khi xe chuyển động thẳng , trụ trượt của van phân phối ở vị trí trung gian . Dầucao áp từ bơm tới van phân phối đi vào cả hai khoang của xy lanh rồi theo đường dầu hồivề bình chứa . Do dâu trong hai khoang có áp suất cao như nhau nên pit tông được giữđứng yên , đồng thời các va đập từ bánh xe được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái nên xechuyển động thăng ổn định ngay cả khi mặt đường không bằng phãng ở vị trí trung gianbơm dầu làm việc ở chế độ không tải , bớt tiêu tốn công suất của động cơ .22Hình 1.25. Cấu tạo nguyên lý hoạt động của van phân phốiKhi quay vòng người lái quay vòng tay lái làm trục vít quay , pit tông thanh răng dịchchuyên tịnh tiến để xoay bánh răng rẻ quạt , đòn quay đứng . Lực cản quay tử bánh xe tạora lực tác dọc tác động vào trục vít . Khi lực dọc này thắng sức căng lò xo đặt giữa hai trụphản ứng , trục vít và trục trượt của van phân phối sẽ dịch chuyển theo chiều trục trongkhoảng hở T . Van phân phối rời khỏi vị trí trung gian đưa bộ trợ lực lái vào hoạt động .Cụ thể như sau :Khi quay vòng sang phải , bởi trục vít có ren trải nên lực dọc đẩy trục vít , trụ trượtdịch chuyển sang phải . Van phân phối mở đường dầu cao áp ( C ) từ bơm vào khoangbên phải pit tông , tạo ra lực đầy piston sang trái nên người lái quay vô lăng nhẹ nhànghơn . Dầu từ khoang bên trái piston theo rãnh dầu ( D ) , qua van phân phối , đường dầuhồi để về bình chứa . .Khi quay vòng sang trái , quá trình xảy ra tương tự . Trụ trượt của van phân phốidịch chuyển sang trái . Van phân phối mở đường dấu cao áp ( D ) từ bơm dầu vào khoangbên trái piston đầy piston dịch chuyển sang phải , Dâu từ khoang bên (C) trở về bìnhchứaTrong khi quay vòng nếu ngừng quay vô lăng trụ trượt của van phân phối sẽ trở về vịtrí trung gian do áp lực dầu đầy pit tông và lò xo trụ phản ứng , bởi lúc này lực cản quaykhông còn . Dầu đi vào cả hai khoáng của xy lanh giữ nguyên pit tông để duy trì góc23xoay đã có của hai bánh xe dẫn hướng . Muốn quay vòng tiếp hay trở về trạng tháichuyển động thăng phải tiếp tục quay vô lăng . Nhờ vị trí trung gian mà hai bánh xe dẫnhướng không bị quay quá ý muốn của người lái .b. Bộ trợ lực cơ cấu lái sử dụng van xoay( bánh răng – thanh răng)Hình 1.26. Bộ trợ lực cơ cấu lái sử dụng van xoay* Cấu tạoTrong kết cấu này, thanh răng đóng vai trò là cần piston, trên có gắn piston tạo nênhai buồng áp lực dầu ứng với các trạng thái quay vòng sang trái hoặc sang phải. Kết cấuđược mô tả như trên hình vẽ.Khi quay vành lái để khắc phục mô men cản quay vòng sinh ra ở các bánh xe, thanhxoắn bị biến dạng do liên kết với thân van trong và thân van ngoài qua liên kết chốt làmthân van trong và ngoài xoay tương đối với nhauKhi đó mở đường dầu từ bơm với áp suất cao đến một khoang nào đó và mở đườngdầu hồi từ khoang đối diện qua van về bình chứa.Việc đóng mở các đường dầu phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa mô men tác động lênvành lái và mô men cản quay vòng làm xoắn thanh xoắn với mức độ khác nhau.24Van xoay có kết cấu đơn giản được sử dụng phổ biến trên các loại hệ thống lái có trợlực hiện nay, có thể đi cùng với cơ cấu lái bánh răng thanh răng, trục vít- êcu bi thanhrăng- bánh răng.Khi đó mở đường dầu từ bơm với áp suất cao đến một khoang nào đó và mở đườngdầu hồi từ khoang đối diện qua van về bình chứa.*. Nguyên lý hoạt độngChuyển động quay của trục van điều khiển van quay tạo nên một giới hạn trong mạchthủy lực.Hình1.27. Nguyên lý hoạt động van phân phối xoayKhi vô lăng quay sang phải áp suất bị hạn chế tại các lỗ X và Y. Khi vô lăng quaysang trái trục van điều khiển tạo giới hạn tại X’ và Y’. Khi vô lăng xoay thì trục lái quay,làm xoay trục vít qua thanh xoắn.Ngược lại với trục vít, vì thanh xoắn xoắn tỷ lệ với lực bề mặt đường, trục van điềukhiển chỉ quay theo mức độ xoắn và chuyển động sang trái hoặc sang phải. Do vậy tạocác lỗ X và Y (hoặc X` và Y`) và tạo sự chênh lệch áp suất thủy lực giữa các buống xilanh trái và phải.Bằng cách này, tốc độ quay của trục van điều khiển trực tiếp làm thay đổi đường đicủa dầu và điều chỉnh áp suất dầu. Dầu từ bơm trợ lực lái sẽ vào vòng ngoài của van quayvà dầu chảy về bình chứa qua khoảng giữa thanh xoắn và trục van điều khiển.25

Tài liệu liên quan

Tính toán thiết kế hệ thống lái xe toyota corolla
- 53
- 2
- 32
Tính toán thiết kế hệ thống lái xe trên xe du lịch
- 53
- 1
- 6
Thiết kế hệ thống lái xe du lịch 7chỗ
- 50
- 799
- 6
luận văn đồ án: Thiết kế hệ thống lái có cường hoá cho xe du lịch
- 54
- 821
- 2
Thiết kế hệ thống lái xe du lịch 7 chỗ 2,25 tấn
- 75
- 2
- 4
Báo cáo tốt nghiệp: “Đồ Án Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Lái Xe Toyota Corolla” pdf
- 66
- 1
- 1
đồ án thiết kế hệ thống lái xe du lịch có trợ lực xe corola
- 78
- 1
- 15
Thiết kế hệ thống phanh xe Minibus dựa trên xe HIACE – 16 chỗ của hãng TOYOTA
- 18
- 1
- 7
Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống lái có trợ lực lái cho xe tải 2,5t (full cad )
- 59
- 1
- 27
thiết kế hệ thống lái có trợ lực lái cho xe tải 2,5t
- 52
- 554
- 2