phân tích ảnh hưởng của hệ thống bốn bánh đến tính ổn định của oto khi quay vòng ở tốc độ cao
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.38 MB, 98 trang )
- 6
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
!"#$%"#&'(#
Nâng cao vận tốc đồng thời đảm bảo tính năng an toàn cao là một
trong những xu hIớng phát triển chung của ô tô hiện nay, để đáp ứng đIợc
yêu cầu đó cần phải có các hệ thống điều chỉnh mới để đảm bảo tốt các tính
năng vận hành, mà một trong những tính năng đó là tính điều khiển quĩ đạo
và tính ổn định khi chuyển động ở tốc độ cao.
Chính vì điều này mà tôi đã chọn đề tài !"#$%&'!$(#!$!)*#+$',-$
!.$%!/#+$012$3/#$31#!$45#$%&#!$6#$47#!$',-$8$%8$9!2$:;-<$=>#+$*$%/'$4?$
'-@AB$ Với mong muốn củng cố, mở rộng kiến thức đã học và điều quan
trọng là trang bị cho bản thân những kiễn thức về xu hIớng phát triển của ô
tô hiện đại để có một hIớng đi đúng và một công việc tốt khi ra trIờng.
Sau một thời gian nghiên cứu, cùng với sự hIớng dẫn của thầy hIớng
dẫn bIớc đầu luận văn của tôi có những nội dung sau:
ã Tổng quan về hệ thống lái của ô tô.
ã Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái 4 bánh.
ã Phân tích ảnh hIởng của hệ thống lái 4 bánh đến tính ổn định
của ô tô khi quay vòng ở tốc độ cao.
Ngoài mục đích trau dồi kiến thức cho bản thân, tôi rất mong muốn đề
tài của mình sẽ là một phần tài liệu cho các bạn Sinh viên khoá sau tìm hiểu
và nghiên cứu . Xa hơn nữa là cơ sở để tiến hành chế tạo hệ thống lái 4
bánh cho ô tô ở Việt Nam.
Kính mong thầy hIớng dẫn, quý thầy cô trong khoa cơ khí và các bạn
chỉ bảo để luận văn của tôi đIợc hoàn thiện hơn. Để có thể trở thành tài liệu
cho các bạn khoá sau tham khảo, nghiên cứu khi học cũng nhI khi làm
công tác tốt nghiệp.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy hIớng dẫn
PGS. TS. Nguyễn Văn Nhận, quý thầy cô trong khoa cơ khí trIờng Đại học
Thuỷ sản và các bạn trong khoa tin, khoa cơ khí đã chỉ dạy giúp đỡ tôi rất
nhiều trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Kính chúc các thầy cô
và các bạn luôn mạnh khoẻ, công tác, học tập tốt.
Sinh viên thực hiện
Đặng Văn Thạo
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 7
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
ChIơng 1
tổng quan về hệ thống lái của ôtô
)*)*##+,-+#$.$/0#12(#+'(#34#5,6$# 78"#9:#;9<=>#?@A#
$ !"#$%&'"()*"+,-"./"+0"'*1* có chức năng thay đổi phIơng chuyển
động hoặc duy trì phIơng chuyển động của xe theo ý muốn của ngIời lái.
PhIơng chuyển động của xe cơ giới có thể thay đổi bằng các biện
pháp sau đây :
1) Quay các bánh dẫn hIớng (H. 1.1a).
2) Thay đổi hIớng của momen quay ở các bánh chủ động (H. 1.1b).
PhIơng pháp này thIờng đIợc sử dụng trên các máy kéo bánh
xích.
3) Kết hợp đồng thời cả 2 phIơng pháp trên (H. 1.1c). PhIơng án
này thIờng đIợc áp dụng cho máy kéo bánh tròn sử dụng để
chăm sóc cây trồng.
a
C 3C'C
"
"
2"3432"5)+"6$70&'"6$)6"#$-8"9:*""
6$70&'"+$;8<&"9=&'"+,-"./"+0"'*1*
5)+">)&$"?@&"$71&' của xe cơ giới có thể đIợc quay để thay đổi
hIớng chuyển động của xe bằng 1 trong 2 phIơng pháp :
1) Chỉ quay các bánh dẫn hIớng, còn dầm cầu đặt các bánh dẫn
hIớng không quay.
2) Quay toàn bộ trục đặt các bánh dẫn hIớng và bánh dẫn hIớng.
PhIơng pháp 1 đIợc sử dụng cho đa số các loại xe cơ giới hiện nay.
PhIơng pháp 2 đôi khi đIợc sử dụng cho loại máy kéo chăm sóc cây
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 8
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
trồng có các bánh dẫn hIớng đặt gần nhau trên một trục ngắn hoặc
chỉ có một bánh dẫn hIớng.
Hệ thống lái của ôtô$D!(2$41D$E#+$#!F#+$<G;$'H;$'I$3(#$J-;$4"<$K$
1) Cho phép quay vòng ôtô một cách dễ dàng trên một diện tích
mặt đIờng nhỏ.
2) Các bánh xe dẫn hIớng khi ra khỏi đIờng vòng phải tự động
quay về trạng thái chuyển động thẳng, hoặc là để quay bánh xe
về trạng thái chuyển động thẳng chỉ cần tác động lên vành lái
một lực nhỏ hơn lực tác động khi lái xe vào đIờng vòng.
3) Đối với hệ thống lái có trợ lực, phải cho phép điều khiển đIợc xe
khi hệ thống trợ lực có sự cố.
Ngoài những yêu cầu cơ bản kể trên, Hội đồng Kinh tế Châu Âu qui
định một số điều cụ thể nhI sau (1998) :
4) Hệ thống lái không đIợc có độ rơ lớn. Với xe có vận tốc lớn nhất
lớn hơn 100 km/h, độ rơ vành lái cho phép không vIợt quá 18
o
,
với xe có tốc độ lớn nhất nằm trong khoảng (25- 100) km/h, độ rơ
vành lái không vIợt quá 27
o
.
5) Với hệ thống lái không có trợ lực, số vòng quay toàn bộ cuả hệ
thống lái không đIợc vIợt quá 5 vòng, tIơng ứng với góc quay
bánh xe dẫn hIớng phía trong về cả hai phía kể từ vị trí trung
gian là 35
o
. các vị trí biên cần phải có vấu tỳ hạn chế quay của
bánh xe.
6) Khi đi trên đIờng cong có bán kính không đổi bằng 12km/h với
tốc độ 10km/h, lực đặt trên vành lái tối đa không vIợt quá 250N.
7) Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, không gây nên tổn
thIơng lớn cho ngIời sử dụng khi bị đâm chính diện .
"
"
"
"
"
"
"
"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 9
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
AB&'"3232"C$D&"(EF*"#:&'"G;)#"$!"#$%&'"()*"+,-"H#H"
I*J;"+$K"6$D&"(EF*"5)+"(EF*"$!"#$%&'"()*"
PhIơng pháp chuyển hIớng
ã Hệ thống lái 2 bánh xe trIớc
ã Hệ thống lái 4 bánh
Đặc điểm truyền lực
ã Hệ thống lái không có trợ lực
ã Hệ thống lái có trợ lực
Đặc điểm cấu tạo hộp số lái
ã Hộp số lái kiểu bánh răng-thanh răng
ã Hộp số lái kiểu trục vít - con lăn
ã Hộp số lái kiểu trục vít ecu bi - thanh
răng - bánh răng
ã Hộp số láI kiểu trục vít - bánh vít
ã Hộp số lái kiểu trục vít - cung răng
Theo vị trí vành tay lái
ã Vành tay lái bên trái
ã Vành tay lái bên phải
LC$M.$%!/#+$012$!-2$31#!$NO$D!&-$%P)Q' - Hệ thống lái cho phép tác
động lên 2 bánh xe phía trIớc khi lái xe quay vành tay lái để thay đổi hIớng
chuyển động của xe. Đa số ôtô thông dụng hiện nay đIợc trang bị hệ thống
lái 2 bánh.
RC$M.$%!/#+$012$S$31#!$LME;N"4"O$//("P#//N*&'"P8Q#/RS"- Hệ thống lái
cho phép tác động lên cả 2 bánh xe trIớc và 2 bánh xe sau khi ngIời lái
quay vành tay lái để chuyển hIớng chuyển động của xe. Hệ thống lái 4
bánh xuất hiện vào cuối những năm 80 và đIợc sử dụng ngày càng rộng rãi
cho những ôtô có vận tốc cao.
TC$M.$%!/#+$012$9!8#+$'U$%PV$0W' - Hệ thống lái, trong đó toàn bộ
năng lIợng cần thiết đề xoay các bánh xe dẫn hIớng L+)+">)&$"./"+$T;"QU"
#)+"9=&'"+,-"$!"#$%&'"()*"9<"#$-8"9:*"$71&'"+$;8<&"9=&'"+,-"./S là do
ngIời lái sinh ra.
SC$M.$%!/#+$012$'U$%PV$0W' - Hệ thống lái, trong đó một phần năng
lIợng cần thiết đề xoay các bánh xe dẫn hIớng là do bộ trợ lực của hệ
thống lái tạo ra. Hầu hết các ôtô hiện đại đIợc trang bị hệ thống lái có trợ
lực với bộ trợ lực kiểu thuỷ lực.
XC$M.$%!/#+$012$=Q2$=Y#!$%-<$012$%!;Z#$- Hệ thống lái có vành tay lái
đIợc bố trí phía bên trái của xe. Hệ thống lái với vành tay lái thuận đIợc quy
định theo luật đi đIờng bên phải.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 10
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
[C$M.$%!/#+$012$=Q2$=Y#!$%-<$012$#+!7'!$- Hệ thống lái có vành tay lái
đIợc bố trí phía bên phải của xe. Hệ thống lái với vành tay lái nghịch đIợc
quy định theo luật đi đIờng bên trái.
\C$M?D$J/$012$92];$%!-#!$P^#+$$31#!$P^#+$ Loại này có cấu tạo
đơn giản nhất, truyền chuyển động qua cặp thanh răng bánh răng vì vậy
lực rất lớn nên ít đIợc sử dụng, (xem mục 1.2.3.1 ).
_C$M?D$J/$012$92];$%P`'$=&%$$'@#$0^#$$ThIờng đIợc dùng phổ biến
hơn cả vì loại này làm việc chắc chắn, gọn, và cho phép điều chỉnh góc ăn
khớp răng (ô tô GAZ-53A, máy kéo Someca Fiat). Để tăng bề mặt ăn
khớp của cặp trục vít con lăn, trục vít thIờng đIợc thiết kế dạng cong lõm,
(xem mục 1.2.3.2 )
aC$M?D$J/$012$92];$%P`'$=&%$O';$32$$%!-#!$P^#+$ Cũng có tác dụng
biến chuyển động quay vòng của tay láI thành chuyển động của cần chuyển
hIớng, đIợc dùng cho các xe loại lớn (12 chỗ) có hoặc không có trợ lực,
trên xe nhỏ ít dùng hơn, (xem mục 1.2.3.3 )
LbC$M?D$J/$012$92];$%P`'$=&%$$';#+$P^#+ Loại này có cấu tạo cũng
rất đơn giản. Nó có chức năng chuyển mô men do ngIời láI tác động lên
vành lái thành chuyển động của cần chuyển hIớng. Kết cấu truyền lực này
thIờng đIợc áp dụng kết hợp với bộ phận trợ lực lái thuỷ lực.(xem mục
1.2.3.4 )
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 11
§Æng V¨n Th¹o - §å ¸n tèt nghiÖp - 2005
1
2 3
4
6
5
2"34V2" !"#$%&'"()*"W1*"V">)&$"?@&"$71&'"
"34"XY&$"#-8"()*Z"V4"IN[+"()*Z"\4" =6"Q%"()*Z"]4"^_&"G;-8"9`&'Z"
""a4"I$-&$"bcE"?d+Z"e4"I$-&$"bcE"&'-&'"
1
2
3
4
6
5
2"34\2" !"#$%&'"()*"W1*"]">)&$"?@&"$71&'"
"34"XY&$"#-8"()*Z"V4"IN[+"()*Z"\4" =6"Q%"()*"+,-"V">)&$"#N71+Z""
"]Z"a"4"f@&"9=&'"()*"9g&"V">)&$"Q-;Z""e4" =6"Q%"()*">)&$"Q-;2
)*B*#C@C#DE#F9G=#CH#DI=#CJK#9:#;9<=>#?@A#
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 12
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
Mặc dù với những độ hiện đại và hoàn thiện khác nhau, nhIng mỗi hệ
thống thái của ôtô đều đIợc cấu thành từ 4 bộ phận cơ bản : XY&$"#-8"()*Z"
IN["()*Z" =6"Q%"()* và f@&"9=&'"()*2
1
2
3
4
8
7
6
5
9
8
7
5
1
2
3
4
6
9
10
10
2"34]2" !"#$%&'"()*"9*<&"$h&$"+,-"H#H"
"34"XY&$"()*Z"V4"IN["()*Z"\4" =6"Q%"()*Z"]4"^_&"G;-8"9`&'"LC*#R-R"-NRSZ"""
"a4"I$-&$"bcE"'*i-"LfN-'"(*&b"EN"5/&#/N"(*&bSZ"e4"I$-&$"bcE">J&"LI*/"NE?SZ""
"j4"5k&"+$;8<&"$71&'"LP#//N*&'"b&;+b(/"-NRSZ"l4"IN[+"+$;8<&""
"$71&'"LP#//N*&'" *QSZ""m4"5-R"+$;8<&"$71&'"LP#//N*&'"b&;+b(/SZ""
"3n4"^_&"G;-8"9`&'""?U"6$_&'"+$E"#-8"()*"&'$T+$2
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 13
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
#)*B*)*#34$,#;KL# @"##
cY#!$%-<$012$d thIờng gọi là WE(-&# - có chức năng tiếp nhận mô men
quay của ngIời lái rồi truyền cho trục lái. Vành lái có cấu tạo tIơng đối giống
nhau ở tất cả các loại ôtô. Nó thIờng bao gồm một vành hình tròn và một
vài nan hoa đIợc bố trí quanh vành trong của vành tay lái. Ngoài chức năng
chính là tạo momen lái, vành tay lái còn là nơi bố trí nhiều bộ phận khác của
ôtô nhI : nút điều khiển, còi, túi khí an toàn bị động, v.v.
2"34a2"XY&$"#-8"()*"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 14
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
)*B*B*##MNO# @"##
IN["()* đơn giản nhất chỉ bao gồm #N[+"()* và phần vỏ bao che trục lái.
Trục lái có chức năng truyền momen lái của ngIời lái đến hộp số lái. Trụ lái
của những ôtô hiện đại có cấu tạo phức tạp hơn cho phép thay đổi độ
nghiêng của volant hoặc cho phép trụ lái chùn ngắn lại khi ngIời lái va đập
vào trong trIờng hợp xẩy ra tai nạn để hạn chế tác hại đối với ngIời lái.
Ngoài ra, trụ lái còn là nơi lắp đặt một số bộ phận khác của ôtô nhI : cần
điều khiển hệ thống đèn, cần điều khiển cần gạt nIớc, cần điều khiển hộp
số, v.v.
2"34e2"IN["()*"+$E"6$c6"#$-8"9:*"'o+"&'$*J&'"+,-"WE(-&#"L-S"
WY"+o"#$<"+$p&"(F*"b$*"+o"W-"9q6"L>S"
a)
b)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 15
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
#)*B*P*#9EF#Q<# @"##
=6"Q%"()* có chức năng biến đổi chuyển động quay tròn của trục lái
thành chuyển động lắc qua lại của đòn quay đứng đồng thời đảm bảo tỉ số
truyền động học và động lực học cần thiết của hệ thống lái.
Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo, có thể phân biệt các kiểu hộp số lái
nhI sau :
ã Thanh răng - Bánh răng
ã Trục vít - Bánh vít
ã Trục vít - Cung răng
ã Trục vít - Con lăn
ã Trục vít - Ecu - Đòn
$$LBRBTBLB$ !"#$%#&'(#)(*+#,'- #./-0#1#2 3- #./-0#
Hộp số lái kiểu bánh răng-thanh răng thIờng chỉ bao gồm một bánh
răng nhỏ liên kết với trục lái và thanh răng liên kết với các đòn kéo bên. Hộp
số lái kiểu bánh răng-thanh răng có Iu điểm là cấu tạo đơn giản, kích thIớc
nhỏ và đIợc sử dụng phổ biến cho xe du lịch loại 4-5 chỗ ngồi .
234j2"50"+r;"()*"b*<;"#$-&$"Ns&'">)&$"Ns&'"
34"A)&$"Ns&'Z"V4"I$-&$"Ns&'"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 16
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
1BRBTBRB$ !"#$%#&'(#)(*+#2.45#672#8#59-#&/-##
Đặc điểm cơ bản của cơ cấu lái loại này là sử dụng trục vít lõm và con
lăn ăn khớp .
234l2"5$*"#*g#"#$)E"Nt*"+,-"+0"+r;"()*"b*<;"#N[+"WK#"+E&"(s&"
e4"XK#"+$u&$Z"m4"5E&"(s&">-"Ns&'Z"3n4"IN[+""WK#Z"334""#N["()*Z"3V4"^_&"G;-8"9`&'"
M ột đoạn trục vít lõm globoit(10) gắn vào cuối trụ lái (11) quay tựa
trên hai vòng bi côn trong hộp lái. Con lăn có ba răng (9) quay trên hai vòng
bi kim và ăn khớp răng với trục vít. Trục (9) của con lăn đIợc xiết kẹp cứng
vào đầu của đòn quay đứng. Cụm con lăn đòn quay đứng khớp răng thẳng
góc với trục vít, khi xoay vành lái theo hIớng này hay hIớng kia. Trục vít lõm
sẽ làm cụm con lăn đòn quay đứng, xoay tới lui điều khiển các cần kéo .
H ình 1.12 giới thiệu mặt cắt dọc của kiểu cơ cấu loại trc vít con lăn .
L oại cơ cấu lái trục vít con lăn thIờng đIợc lắp trên xe con có cầu sau
chủ động, tỷ số truyền thay đổi hiệu sut thuận lớn hơn hiệu suất nghịch
đảm bảo giảm va đập từ bánh xe truyền lên vành lái. Khe hở bên trong cơ
cấu nhỏ ở vùng trung gian, còn ở cấc biên khe hở bên lớn tránh kẹt cơ cấu
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 17
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
lái khi vùng trung gian bị mòn. Cơ cấu có độ bền mòn cao, khả năng làm
việc tốt nên đIợc dùng trên xe có khả năng cơ động cao .
234m2"A:"?d+"+0"+r;"()*"b*<;"#N[+"WK#"+E&"(s&"
34" =6"()*Z"V4"I*g#"$v6"W1*"9_&"G;-8"9`&'Z"\4"5E&"(s&">-"Ns&'Z""
]4"P$*RQ"+$u&$Z"a4"IN[+"WK#Z"e4"wx#Z"m4"IN[+"+E&"(s&Z"3n4"IN["()*"
$eI$'f;$012$92];$%P`'$=&%$'!/%$9!QD$
""" 2343n2"5$*"#*g#"#$)E"Nt*"+,-"+0"+r;"()*"b*<;"#N[+"WK#"+$%#"b$16"
""y4"IN[+"&EE&"G;-8"9x&'Z"3n4"5$%#"b$16Z"3e4"^_&"G;-8"9`&'Z"3m2Vn4"X_&'">*Z"
"""VV4"Q$*RQ"9*z;"+$u&$"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 18
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
234332"50"+r;"()*"#N[+"WK#"+$%#"b$16"
34"5$%#"b$16Z"V4"Z"\4"IN[+"WK#
Hình1.10 vẽ phối cảnh các chi tiết lắp ráp của loại cơ cấu này. Trục
của đòn quay đứng G liên kết với đòn quay đứng (16) đIợc lắp ráp thẳng
góc với trục vít (12). Đầu trục G gắn cố định cần (9) có chốt (10). Chốt (10)
luôn luôn khớp vào rãnh cuả răng trục vít. Hai đầu trục vít, tựa lên hai vòng
bi (19) và (20) trong hộp lái . Độ rơ lỏng của trục vít và trụ lái đIợc điều
chỉnh nhờ các shims (22). Trục của đòn quay đứng xoay tới xoay lui trong
bạc thau hay bạc kim. Ô vít (3), (4) dùng để chỉnh độ rơ lắp ráp giữa trục của
đòn quay đIng G với trục vít. Hộp lái (11) có chứa dầu nhờn bôi trơn. Khi
xoay vành lái, trụ lái (12) và trục vít xoay nhờ chốt (10) luôn ăn khớp trong rãnh
của trục vít nên cần (9) bị đẩy tới và lui điều khiển trụ đứng, quay đứng (16) .
$$$LBRBTBTB$:;#5<+#&'(#)(*+#=3(#%5#,(# >(#5 +?*-#6@#2.45#672##
H .1.12 giới thiệu kiểu này thay vì dùng cần có chốt trIợt trong rãnh
trục vít . Kiểu này thiết kế có một đai ốc chạy dọc lên xuống trên thân trục
vít. Một mặt bên của đai ốc (ball nut) (5) có răng khớp với tay răng của trục
đòn quay đứng (6) một loạt các viên bi tròn ráp giữa rãnh răng trục vít và đai
ốc hồi chuyển (5). Các viên bi này khớp một nửa trong rãnh răng trục vít,
một nửa trong rãnh răng của đai ốc hồi chuyển. Khi trục vít xoay, các viên bi
tạo một lực đẩy dọc lên đai ốc, đai ốc này bị giữ không cho xoay nên nó
phải trIợt tới lui trên trục vít tuỳ hIờng xoay của vành lái. Đai ốc (5) dịch tới
lui dẫn động tay răng điều khiển đòn quay đứng (6) lái xe. Kiểu thiết kế này
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 19
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
có Iu điểm là lực ma sát bé, tay lái nhẹ nhẹ do đó đIợc dùng phổ biến cho
hệ thống lái ô tô .
a) b)
2343V"50"+r;"()*"b*<;"9-*"%+">*"${*"+$;8<&"
-4" h&$"6$%*"+B&$Z">4" h&$"+$*g;"9`&'"
34"IN[+"()*Z"V4" =6"()*Z"\4"X_&'">*"#U-Z"]4"IN[+"WK#Z""
a4"^-*"%+">*"${*"+$;8<&Z"e4"IN[+"9_&"G;-8"9`&'Z"j4"XK#"+$u&$"
"
##1BRBTBSB$ !"#$%#&'(#)(*+#2.45#672#8#5+-0#./-0#
# Hình 1-13 thể hiện sơ đồ bộ phận lái kiểu trục vít cung răng. Vành
tay láI quay làm trục vít (1) quay, do ăn khớp nên cung răng (2) quay kéo
theo cần chuyển hIớng quay.
Ưu điểm của loại này là đảm bảo khoảng hở ăn khớp thay đổi nhờ các
bán kính khác nhau của đIờng sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung
răng. Khi bị mòn, giá trị mòn lớn nhất ở phần giữa trục vít ( khoảng hở ăn
khớp) tăng lên. NgIời ta khắc phục khoảng hở này bằng cách đẩy cung
răng và trục vít đến gần nhau nhIng không cho các vị trí rìa của cung răng
bị kẹt. Dạng globoit của trục vít sử dụng để tăng góc quay của cung răng mà
không cần cung răng ra khớp khỏi trục vít. Với mục đích đó, đôi khi ngIời ta
làm cung răng có ba răng để đồng thời giảm đIợc áp suất trên răng và làm
tăng tuổi thọ của trục vít với cung răng.
Cung răng có thể có thể là cung răng thIờng hoặc cung răng đặt
bên. Cung răng đặt bên có Iu điểm là răng của trục vít và cung răng tiếp
xúc với nhau trên toàn bộ chiều dàI răng. Vì vậy giảm đIợc ứng suất khi tiếp
xúc và sự hao mòn của răng. Loại này có kích thIớc và trọng lIợng bé mà
áp suất trên răng vẫn bé nên thIờng đIợc sử dụng trên các loại ô tô khác
nhau.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 20
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
2
1
2
1
NhIợc điểm cơ bản là có hiệu suất thấp, hiệu suất thuận khoảng 0.5
và hiệu suất nghịch khoảng 0.4 .
###
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
$
"
""-C$$$$$$$$$$$$3C## "
2343\250"+r;"()|"#N[+"WK#""+;&'"Ns&'"
"""-S"IN[+"WK#"?}#"".*J&"""">SIN[+"WK#""9}#"&'-&'"
""""""34"IN[+"WK#Z"""V4"5;&'"Ns&'"
#
#
#
#
#
#
#
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 21
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
#
##)*B*R*#ST$#&E$/# @"##
f@&"9=&'"()* bao gồm tất cả các chi tiết thuộc hệ thống lái đIợc bố trí
giữa hộp số lái và cam chuyển hIớng. Dẫn động lái có chức năng truyền
chuyển động của đòn quay đứng đến cần chuyển hIớng.
Sơ đồ động học đIợc cấu thành từ đIờng trục bánh xe trIớc, đòn kéo
giữa và các đòn kéo bên đIợc gọi là $h&$"#$-&'"()*. Hình thang lái có thể
đIợc bố trí phía trIớc hoặc phía sau đIờng trục bánh xe trIớc với các sơ đồ
khác nhau tuỳ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của hệ thống treo, bố trí chung
của ôtô, v.v.
-C
3C
'C
gC
OC
hC
43l2"~=#"Q%"Q0"9{"$h&$"#$-&'"()*"
"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 22
§Æng V¨n Th¹o - §å ¸n tèt nghiÖp - 2005
ChI¬ng 2
®Æc ®iÓm cÊu t¹o cña
hÖ thèng l¸i 4 b¸nh
#B*)*#,:#M,<$/# @"#+JU#,7$SU#5NV (SVWRXY#
P0"9{"+r;"#FE"
1
2
3
4
5
2"V432" !"#$%&'"()*"W1*"]"+,-" E&?-"CN/(;?/4]OP"
"34"XY&$"#-8"()*Z"V4"IN[+"()*Z"\4" =6"Q%"()*"+,-"V">)&$"#N71+Z""
"]Z"a"4"f@&"9=&'"()*"9g&"V">)&$"Q-;Z""e4" =6"Q%"()*">)&$"Q-;2
"
"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 23
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
Cơ cấu lái trIớc là kiểu bánh răng - thanh răng. Hộp trích lực truyền
ra cầu sau là một bánh răng ăn khớp với thanh răng của cơ cấu lái trIớc. Tỷ
số truyền giữa vành lái và trục các đăng là hai. Tất cả các bánh xe đều có hệ
treo Mc . Pherson dùng cho bánh xe dẫn hIớng và có các đòn dẫn động lái
Cấu tạo đIợc trình bày trên hình 2-3.Trục chủ động mang theo bánh
răng hành tinh dầm trục của bánh răng hành tinh đặt lệch trục và cho phép
bánh răng quay trơn trên nó. Bánh răng ăn khớp với thanh răng ngoại luân,
đứng yên trên cùng vỏ cơ cấu lái, trên bánh răng này bố trí trục AA ( hình 2-3).
Con trIợt quay trơn trục AA và trIợt trên máng trIợt. Máng trIợt chỉ tiếp
nhận chuyển động tịnh tiến với đòn ngang. Máng trIợt bắt chặt bằng bulông
kẹp với đòn ngang .
Khi xe chuyển động ở tốc độ cao, ngIời lái quay vành lái nhỏ vào các
bánh xe trIớc và sau quay cùng chiều. Khi ra vào chỗ đỗ, quay ngoặt góc
quay vành lái có thể lớn và tốc độ chuyển động của xe thấp, bánh xe trIớc
và sau quay ngIợc chiều. Quan hệ giữa bánh xe trIớc và sau với góc quay
vành lái biểu diễn trên hình 2-2.
Khi trục chủ động quay thì bánh răng hành tinh đIợc ăn khớp với
bánh răng ngoại luân, trục AA chuyển động lúc đầu dịch chuyển sang phải
sau đó sang trái. Giá trị lớn nhất khi bánh xe quay cùng chiều là 1
o
7, sau đó
giảm dần. Khi trục chủ động tiếp tục quay theo chiều cũ, trục AA dịch lên
trên đảo chiều đẩy bánh xe sau quay ngIợc chiều. Sự đảo chiều quay xảy
ra ứng với góc quay vành lái là 120
o
. Khi góc quay vành xe trIớc đạt 35
o
thì
các bánh xe sau quay một góc là -5
o
.
2"V4V2"^{"#$T"G;-&"$!"'*i-"'o+"G;-8"WY&$"()*"W1*"'o+"G;-8"+,-">)&$"./"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 24
§Æng V¨n Th¹o - §å ¸n tèt nghiÖp - 2005
"
"" """""""""3"
"
"
"
"
"""\"
""""""e"""""
""""""""""""•"
""""""""""""""""•"
"""""""""""V""""""""]""""""""]"
"
a"
"
"
2V4\2"P0"9{"&';8J&"(ý"$EF#"9=&'"+,-"+0"+r;"()*"+)+"
>)&$"./"Q-;"+,-"./" E&?-"CN/(;?/4]OP"
34IN[+"+$,"9=&'Z"V4"A)&$"Ns&'"&'EF*"(;D&Z"\4"~)&'"#N7v#"
]4"5E&"#N7v#Z"a4"^_&"&'-&'Z"e4"A)&$"Ns&'"$Y&$"#*&$"
$
$
$
2V4]2"Kg#"+r;"+,-"+0"+r;"()*"+k;"Q-;"+,-"./" E&?-4]OP"
34 IN[+"WYEZ"V4"XY&$"Ns&'"$Y&$"#*&$Z"\4"5E&"#N7v#Z"]4"wo+Z"
a4"R∙&$"#N7v#Z"e4"I$-&$"9È8"G;-8">)&$"./"Q-;Z"j4" =6Z"l4"A)&$"
Ns&'"$Y&$"#*&$"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 25
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
B*B*##,:#M,<$/#RXY#+JU#,Z$/#[U\SU##
##ABABCB#D;#E>#:<F#GHI##
Xe Mazda 626 4ws bố trí hệ thống điều khiển tất cả các bánh xe bằng
cơ khí - điện - thuỷ lực. Các bánh xe trIớc và sau đặt trên hệ treo Mc .
Pherson dùng cho bánh xe dẫn hIớng. Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái loại
này mô tả trên hình (2-4) .
Trên các bánh xe trIớc có cơ cấu lái dạng thanh răng bánh răng, còn
ở các bánh xe sau sử dụng hệ thống thuỷ lực điện từ làm việc nhI cơ cấu lái
sau. Cơ cấu lái sau làm việc nhờ nguồn năng lIợng của bình điều khiển
bơm dầu (4) và mô tơ bIớc. Chế độ làm việc của cơ cấu lái sau đIợc điều
khiển nhờ máy máy tính điện tử ECU (3). Các tín hiệu đIa vào vào máy tính
là : tốc độ xe ( qua cảm biến tốc độ 1) và vị trí vành lái ( qua cảm biến vị trí
2). Nguyên lý cơ cấu lái sau ( trình bày trên hình 2-6 ) bao gồm : mô tơ bIớc
điều khiển bánh răng, quay theo vị trí của vành lái tIơng ứng, đĩa phân phối
quay theo tốc độ chuyển động của xe, van phân phối làm việc theo hai
trạng thái của tín hiệu và mở các đIờng dầu vào xi lanh lực để đẩy đòn
ngang liên kết thực hiện quay các bánh xe sau .
2V4a2"P0"9{"+r;"#FE"$!"#$%&'"()*"./"~-z?-4eVe"
34 =+"G;8Z"V4"5BR">*g&"#%+"9=Z"\4"5BR">*g&"'o+"G;-8"WH"(s&'"
]4"K$%*"9*!&Z"a4"5H&'"#ắ+"9*!&Z"e4"K$%*"#$;ỷ"(U+Z"j4"A0R"#$;ỷ"(U+"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 26
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
2V4e2"P0"9{"&';8J&"(ý"9*z;"+$u&$"'o+"G;-8"+)+">)&$"./"Q-;"
34"A)&$"Ns&'"+,-"#N[+"WH"(s&'Z"V4"I1*".8"(-&$"+H&'"#)+"+,-">)&$"./"Q-;Z""
\"4X-&"^*z;"b$*<&Z"]4"XY&$"9*z;"b$*<&"
"
LC$$i!-#!$#/2$$
H ãng Mazda sủ dụng một thanh nối truyền chuyển động từ cơ cấu lái
trIớc tới cơ cấu lái sau. Để làm đIợc điều này nối hai trục lệch nhau một góc
các nhà thiết kế của Mazda dùng hai khớp các đăng ở hai đầu thanh nối.
Then hoa có tác dụng tạo sự co giãn cho thanh nối trong lúc xe đi vào
những đIờng gồ ghề và lúc xe đầy tải .
2V4j2"5)+">="6$q&"+,-"#$-&$"
&%*"Q-;"+,-"~-z?-"
34" K$16"+)+"9s&'Z"V4
"I$/&"$E-Z"
\4"C$K-"#N71+"./Z"]4
" K$16"+)+"
9s&'"LVSZ"a4
" K$16"+)+"9s&'"L3SZ"
e4"Xỏ">d+
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 27
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
RC$$j?$D!Z#$42k;$9!2]#$l$men$C$$
Nó nhI một máy tính,bộ phận điều khiển nhận tín hiệu từ :
ã cảm biến tốc độ đặt tại đồng hồ tốc độ
ã cảm biết tốc độ đặt tại transaxle
ã cảm biến vị trí vành lái đặt tại cột lái .
Công tắc trên bộ phận điều khiển cảm giác lái nặng và nhẹ. Sự khác
nhau giữa hai chế độ này là khoảng 10% tốc độ 10km/h. Đây là một đặc thù
của hãng Mazda nó điều khiển cả hai hệ thống lái 2 bánh và 4 bánh .
$TC$$e(o$325#$%/'$4?$$
Đây là một loại cảm biến đặc biệt nó có thể lIu lại các tín hiệu. Cả hai
cảm biến đều nhận tín hiệu và chuyển về bộ phận điều khiển dIới dạng
xung điện. Từ tìn hiệu nhận đIợc bộ phận điều khiển sẽ đIa ra tín hiệu điều
chỉnh mô tơ bậc quay, điều chỉnh cần điều khiển. Kết quả là các bánh xe sau
sẽ quay một góc nhất định nào đó. Cấu tạo của nó trình bày trên hình 2.8
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
2V4l2"5BR">*g&"#%+"9="
34"I%+"9="bgZ"V4"fD8"+)6Z"\"4"5BR">*g&"#%+"9="
$
$
$
$
$
$
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 28
§Æng V¨n Th¹o - §å ¸n tèt nghiÖp - 2005
$SC$$p8$%I$$3Z'$$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
2V4m2" h&$"WÏ"6$%*"+B&$"+0"+r;"()*"Q-;"+,-"./"~-z?-"eVe"]wQ"
34"RH"#0">q+Z"V4"^_&"9*z;"b$*<&Z"\4"5BR">*g&"#%+"9=Z"]4"5k&"9*z;"b$*<&Z"a4"A)&$"
Ns&'"&o&"&$áZ"e4"X-&"9*z;"b$*<&Z"j4"IN[+"+$,"9=&'Z"l4"A)&$"Ns&'"&o&Z"m4"I-8"(¾+
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
2V43n2"5)+">="6$q&"?@&"9=&'"W-&"9*z;"b$*<&"
34"5}6"Ns&'"&o&Z"V4"IN[+"WK#Z"\4"I-8"(¾+Z"]4"5k&"9*z;"b$*<&"W-&"
a4"A)&$"Ns&'"&o&"&$áZ"e4"A)&$"Ns&'"&o&"(1&
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 29
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
Nó có tác dụng điều chỉnh đòn điều khiển, để rồi từ đây phối hợp với
các bộ phận khác điều chỉnh van điều khiển. Mở hay đóng làm quay các
bánh xe sau theo các chiều khác nhau trên ngõng trục có lắp một bánh răng
nón và nó sẽ ăn khớp với bánh răng nón gắn trên trục vít .
Khi lái xe bẻ lái từ các cơ cấu đẫn động, nó sẽ tác dụng tới trục chủ
động (8) làm nó quay, lúc này bánh răng nón nhỏ (9) quay nó sẽ tác dụng
làm bánh răng nón lớn (7) quay. Đồng thời tại thời điểm này mô tơ (1), sẽ
quay theo tín hiệu nhận đIợc từ cảm biến (2) và cảm biến vị trí vành lái sau
khi tín hiệu này đIợc máy tính xử lý. Nó sẽ truyền chuyển động quay thông
qua cơ cấu bánh răng nón hình (2.10) làm quay trục vít. Trục vít ăn khớp với
đòn điều khiển (5), vì vậy nó sẽ chuyển động lên xuống theo chiều quay của
trục vít. Sự chuyển động lên xuống của đòn điều khiển làm cho tay lắc (6)
chuyển động lắc lên, lắc xuống theo. Chuyển động của tay lắc và bánh răng
nón lớn sẽ điều chỉnh vị trí của cần điều khiển (3). Cần điều khiển, điều
khiển mở van điều khiển (4) mở cho dầu đi làm quay cá bánh xe sau quay
cùng chiều hay ngIợc chiều với bánh xe trIớc, thực hiện quay vành xe ở
các tốc độ khác nhau. Khi tốc độ chuyển động ô tô < 35km/h, các bánh xe
sau đIợc điều chỉnh quay ngIợc chiều với bánh xe trIớc ( nâng cao tính
quay trở của xe ). Khi tốc độ ô tô > 35 km/h, các bánh xe sau đIợc điều
chỉnh quay cùng chiều với bánh xe trIớc (nâng cao tính ổn định chuyển
động của ô tô ) . Trên hình 2.12 trình bày mối quan hệ phần trăm góc quay
bánh xe sau so với góc quay bánh xe trIớc theo tốc độ của ô tô. Trên hình
(2.10) trình bày sơ đồ nguyên lý làm việc của cụm phối hợp các tín hiệu để
điều chỉnh góc quay các bánh xe sau.
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$ 2V2"3V2"^{"#$T"'o+"G;-8"#70&'"9%*">)&$"./"Q-;"WY"#N71+"#$/E"Wq&"#%+"+;B"./"
"
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 30
Đặng Văn Thạo - Đồ án tốt nghiệp - 2005
B*P*#,:#M,<$/#RXY#+JU#,Z$/#["MY(]"Y,"##
Quan điểm của hãng này chỉ điều khiển bánh xe sau quay theo chiều
của bánh xe trIớc khi tốc độ vận hành > 50km/h, góc quay cực đại của bánh
xe sau là 1.5
o
với mục đích là để nâng cao ổn định chuyển động của xe khi
chạy ở tốc độ cao, đặc biệt là mặt đIờng không còn phẳng. Tín hiệu điều
khiển quay bánh xe sau là góc quay của vô lăng và tốc độ chuyển động của
bánh xe .
Sơ đồ cấu tạo của hệ thống 4ws đIợc trình bày trên hình (1-12).
Hệ thống lái 4ws - mitsubishi có cơ cấu lái bánh xe trIớc kiểu bánh
răng thanh răng, có đặc điểm là tác dụng cIờng hoá khi xe chuyển động ở
tốc độ cao và tác dụng cIờng hoá tăng ở vùng tốc độ nhỏ. Đặc điểm này, có
Iu điểm là đảm bảo cho ngIời lái xe có cảm giác tốt hơn khi chạy xe với tốc
độ cao và cũng đồng thời giảm nhẹ đIợc tiêu hao sức khi điều khiển xe với
tốc độ thấp, tức là tính năng quay vòng của xe ở tốc độ thấp .
H.2-13. Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái 4WS- Mitsubishi
1- Vô lăng, 2- Cơ cấu lái, 3- CIờng hoá lái bánh xe trIớc, 5- Bơm thuỷ
lực cIờng hoá, 6- Bơm thuỷ lực của phần điều khiển các bánh xe sau,
7- Thùng dầu, 8- Thanh điều khiển cầu trIớc, 9- Cụm điều khiển bằng
thuỷ lực của bánh xe sau, 10- Thanh điều khiển các bánh xe sau,
11- Đòn dọc, 12.13- Vị trí điều chỉnh độ chụm của bánh xe
Trong sơ đồ của hệ thống 4ws này, sự điều khiển bánh xe trIớc và
cIờng hoá lái trIớc có liên quan bằng thuỷ lực với cơ cấu lái bánh xe sau,
trIờng hợp khi hệ thống điều khiển các bánh xe sau có sự cố, các lò so cân
bằng sẽ đIa pitông điều khiển bánh xe về vị trí trung gin và xe hoạt động
nhI trong trIờng hợp chỉ có lái bánh xe trIớc .
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
