*. Tính độ bền của xy lanh lực.

Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



1,171 400 + 50

.

1 = 1,92(cm)

2

400 50

d n = 2.1,92 + 7,171 = 11, 011(cm)

t =



dn - đờng kính ngoài của xy lanh lực.

+ Tính xy lanh lực trợ lực cầu thứ hai.

d = 59,1 mm = 5,91(cm)

= 4000 N/cm2

p = 500 N/cm2

t=



5,91 400 + 50

.

= 1,584cm = 15,84mm

2

400 50



Suy ra:

dn = 2.15,84 + 59,1 = 90,77 (mm)

ứng suất cho phép của xy lanh lực đợc xác định theo công thức:

d n2 + d 2

= 2

.P

dn d 2



đối với xy lanh lực của cơ cấu lái:

=



11,0112 + 71,712

.50 = 123,65( KG / cm 2 ) < [ ]

11,0112 71,712



Đối với xy lanh lực của trợ lực cầu sau:

=



64,2 2 + 41,8 2

.50 = 123,58( KG / cm 2 ) < [ ]

64,2 2 41,8 2



vậy điều kiện bền của hai xy lanh đợc đảm bảo.

Ngoại lực tác dụng hớng trục cho phép F đợc xác định từ biểu thức sau:

F=



F*

k .n*



Trong đó:

F* - ngoại lực tác dụng tới hạn gây nứt vỡ xy lanh.

n* - hệ số ổn định, giá trị của nó phụ thuộc vào vai trò và vật liệu chế tạo

xy lanh. Với vật liệu chế tạo bằng gang cầu n = 4,0 - 5,0, ta chọn n = 4,5.

F* = .F'



Trong đó:

F lực hớng trục tới hạn nếu coi xy lanh và piston có tiết diện

bằng nhau và bằng f.



Đồ án tốt nghiệp



52



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

F ' = f .[ ]





2

.( dn d 2 )

4

[ ] = 400 KG / cm2

f =



- hệ số tính đến tiết diện của xy lanh và của piston khác nhau.

= 1,2

F * = 1, 2.



3,14 2

. dn d 2

2



(



)



k - hệ số an toàn, k = 1,5.

Thay các thông số vào công thức ta tính đợc lực hớng trục cho phép tác

dụng lên các xy lanh lực.



Đối với xy lanh lực đặt tại cơ cấu lái:

F=



1,2.



3,14

.(11,0112 7,1712 )

(lực dọc trục tác dụng

2

.400 = 7794,89( KG ) > Ph1

1,5.4,5



lên cần piston chính là lực mà cờng hoá đặt tại cơ cấu lái đảm nhận). Vậy

xy lanh đủ bền.

Đối với xy lanh lực đặt tại cầu thứ 2:

Xy lanh trợ lực cầu sau đặt song song với phơng của đòn dọc, do vậy:

Lực hớng trục tác dụng lên đầu piston trợ lực cầu thứ hai là:

P2 =



PD 2 .a.c d .M c

=

b.l t

l t .l d



Ta có:

Mc = 2926,1 (N.m)

ln = 330 mm

ld = 290 mm

d = 412,14 mm

lt = 270 mm.

thay số vào ta đợc:

P2 =



412,14.292,61.1000

= 1540,18( KG )

270.290



Đồ án tốt nghiệp



53



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



F=



1,2.



3,14

.(6,42 2 4,18 2 )

(Lực hớng trục tác dụng lên

2

.400 = 2650,89( KG ) > Pa 2

1,5.4,5



đầu piston trợ lực cầu thứ hai. Vậy xy lanh đủ bền.

6. Xác định năng suất của bơm trợ lực lái.

Với bơm trợ lực là bơm cánh gạt, hiệu suất b =0,75 0,85.

Năng suất của bơm đợc tính theo công thức sau:

Q = F .S .



.n

Q

+

30. . b b



(1.49)



Trong đó:

F - diện tích piston bộ cờng hoá (m2),

S - hành trình toàn bộ của piston khi quay các bánh xe dẫn hớng từ vị trí

rìa bên này sang vị trí rìa bên kia(m),

n - Số vòng quay cực đại của vành tay lái (vg/ph),

- góc quay vành tay lái (rad) ứng với toàn bộ góc quay của các bánh xe

dẫn hớng từ vị trí rìa bên này sang vị trí rìa bên kia.

b - hiệu suất của bơm ( chọn b =0,85),

Q - tiêu hao chất lỏng qua trụ phân phối Q = (0,05-0,1)Q.



Năng suất của bơm Q = Q1 + Q2

Tính Q1:

Q1 = F1 .S1 .



=



rq

180



. =



Q1

.n

+

30. . b b



(1.50)



78

.3,14 = 1,36(rad )

180



n = 2,33 (vòng) (theo mục 3.2 phần II),

Chọn Q = 0,075Q ,

F1, S1 đợc tính ở phần trên.

S1= 102,075 (mm) = 102,075 .10-3 (m)

F1= 20,74 (cm2) = 32,12.10-4 (m2)

Thay các giá trị vào công thức (1.49) ta đợc:



Đồ án tốt nghiệp



54



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



Q1 =



F1 .S1 . .n

32,12.10 4.102,075.10 3.3,14.2,33

=

= 75,86.10 6 (m 3 / s )

0,075

0,075



30.1,36.0,85.1





30. . b .1





0,85

b







Tính Q2:

Q2 = F2 .S 2 .



Q2

.n

+

30. . b

b



F2 = 13,7 (cm2) = 13,7.10-4 (m2)

S2 = 232,20 (mm) =232,2.10-3 (m)

Thay các giá trị vào công thức (1.49) ta đợc:

Q1 =



F1 .S1 . .n

13,7.10 4.232,2.10 3.3,14.2,33

=

= 73,6.10 6 (m 3 / s )

0,075

0,075

30.1,36.0,85.1





30. . b .1



0,85

b









Năng suất của bơm là:

Q = Q1 + Q2 = (75,86 + 73,6).10-6 = 147,44.10-6 (m3/s).

Năng suất tính toán của bơm Q phải đạt đợc số vòng quay lớn hơn số

vòng quay khi động cơ chạy không tải từ 25% trở lên.

7. Thiết kế van phân phối



38



33

0.01

40



0.01



0.01



0

2x45 hai phía



Đồ án tốt nghiệp



0.01



0.01



55



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

Tính van trợt là xác định khoảng dịch chuyển của con trợt theo công thức:

= '+ ''



ở đây:

- khoảng dịch chuyển về một phía của con trợt,

- khe hở giữa mép con trợt và rãnh vỏ van trợt,

- độ trùng khớp cực đại của mép con trợt và rãnh.

Khe hở đợc xác định từ điều kiện là tổn thất áp suất trong rãnh của

con trợt ở hành trình không tải (của cờng hóa), P = 0,3 0,4KG/cm2 (dầu

chảy qua hai rãnh).

Khi đó:

=



Qb

Qb



2.g .P 2880.d c (cm)

2. .d c .

d .



ở đây:

dc - đờng kính của con trợt

- hệ số tổn thất cục bộ ( = 3,1),

d - trọng lợng riêng của dầu (g/cm3).



Qb = 147,44.10-6 (m3/s).

ở đây chọn đờng kính của con trợt dc = 40(mm)

Các thông số khác:

d = 0,9 g/cm3



= 3,1

P = 300 g/cm2



Từ đó ta tính đợc:

' =



Qb

2. .d c .



2.g .P

d .



=



Qb

147,44

=

0,015cm

2880.d c 2880.4



Khi tính đến sự tiết lu của các rãnh dầu, ta lấy: ' = 0,02 (cm)

Khoảng trùng khớp '' đợc xác định từ điều kiện là lợng lọt dầu trong con trợt

Q1 = 0,1.Qb. Khi đó:

'' =



3 . .d c .Pmax

24. .Q1



Đồ án tốt nghiệp



56



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

ở đây:

khe hở lớn nhất giữa mặt tiếp xúc của con trợt và vỏ van phân phối.

Khi chọn sơ bộ = 0, 0015 ữ 0, 002 cm,

Pmax - áp suất cực đại(van an toàn bắt đầu đợc) (g/cm2),

- hệ số độ nhớt động lực của dầu:

Chọn :



= 0, 005cm



2

Pmax = 80.000 g / cm

= 0,5 p





Suy ra:

' ' =



0,125.10 6.3,14.1,8.8.10 4

= 0,032cm

24.0,5.0,1.147,44



Hành trình về một bên của con trợt:

= 0,02 + 0,032 = 0,052cm



Hành trình toàn bộ của con trợt:

2 = 1,04(mm)



8. Tính van tiết lu



p1

p2



Đối với xy lanh trợ lực cầu dẫn hớng thứ hai, do diện tích tác dụng của hai

buồng khác nhau nên cần có van tiết lu để trợ lực đợc cân bằng.



Đồ án tốt nghiệp



57



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



Do lực tác dụng của hai buồng là nh nhau nên ta có:

2

2

2

p1. D d . = p2. D .



4

4

2

2 ) = p2.

500.( 5,8 - 2

5,8 2

p2 = 440 (N/ cm 2 )



Theo phơng trình Bécnuli:

p1 1 .v1

= z 2 + p 2 + 2 .v 2

+



2.g



2. g

2



z1 +



2



Trong đó: - z là độ cao hình học (m)

- p là áp suất chất lỏng (N/m2)

- là trọng lợng riêng của dầu, = 9000 (N/m2)

- v là vận tốc chất lỏng (m/s)

- g là gia tốc trọng trờng, g = 9,8 (m/s2)

- là hệ số hiệu chỉnh động năng, = 1 khi chảy rối, = 2

khi chảy tầng, lấy = 2

Khi tính toán coi z1 = z 2

v1 tính theo độ dịch chuyển của van trợt và thời gian tác dụng, lấy

v1

= 26 (m/s), từ đó ta tính đợc v 2

v 2 = 36,46 (m/s)

Do lu lợng qua ống không đổi nên có: F 1 . v1 = F 2 . v 2 , với F 1 là tiết diện

của đờng dầu và F 2 là tiết diện tiết lu,

Chọn F1 theo kinh nghiệm, F1 = 3,14 (cm2)

F 2 = F1 .



v1

= 3,14.26/36,46 = 2,24 ( cm 2 )

v2



Từ đó ta tính đợc đờng kính lỗ tiết lu d = 1.7 (cm)

9. Tính lò xo định tâm



Đồ án tốt nghiệp



58



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

Khi đánh lái, ngời lái tác dụng vào vô lăng một lực 40 N thì thắng đợc lực

cản của lò xo định tâm, trợ lực bắt đầu làm việc. Mômen quay trục đòn quay

đứng tơng ứng là 190 (N.m).

Lực dọc trục vít tác dụng lên lò xo định tâm có giá trị bằng lực vòng trên

bánh răng rẻ quạt:

Fa1 = Fv 2 =



2.M d

2.190

=

= 2533,3 (N)

d rq

0,15



Chọn vật liệu làm lò xo là dây thép lò xo cấp 1, ứng suất xoắn cho phép

[ ] = o,5. b = 0,5.2700 = 1350 (MPa)

d 1,6 1,37.2533,3.4 = 5,13(mm)

1350



Lấy d = 5,5 (mm), đờng kính lò xo D = 4.d = 22 (mm)

Số vòng làm việc của lò xo:

n=



x.G.d

5.8.10 4.5,5

=

= 2,5 (vòng)

8.c 3 .( Fmax Fmin )

8.4 3.(2533,3 700)



Số vòng thực tế của lò xo: n 0 = n + 1,5 = 4 (vòng)

Chuyển vị lớn nhất của lò xo:

=



8.22 3.2,5.2533,3

8.D 3 .n.F

=

= 7,37 (mm)

8.10 4.5,5 4

G.d 4



Bớc của vòng lò xo khi cha chịu tải:

t = d + 1,2. max /n = 5,5 + 1,2.7,37/2,5 = 9 (mm)



Chơng v

bảo dỡng, sửa chữa hệ thống lái

1. Bảo dỡng kỹ thuật hệ thống lái

- Trong bảo dỡng kỹ thuật hàng ngày, kiểm tra khoảng chạy tự do của tay

lái và cả tác động của hệ thống lái đối với đờng đi của ôtô. Cần xem tình trạng

bên ngoài các tấm đệm khít của cácte cơ cấu lái để ngăn ngừa tình trạng rò rỉ

dầu nhờn.



Đồ án tốt nghiệp



59



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



- Trong bảo dỡng kỹ thuật cấp 1: Kiểm tra độ kín khít của những mối

ghép nối hệ thống trợ lái thuỷ lực và việc bắt chặt bơm trợ lái thuỷ lực. Vặn

chặt các đai ốc bắt chặt cơ cấu lái vào dầm ôtô, khớp cầu của đòn lái.

- Bảo dỡng kỹ thuật cấp 2 gồm những việc sau đây: cọ rửa bầu lọc của

bơm trợ lái thuỷ lực, kiểm tra độ bắt chặt đòn quay đứng vào trục và khớp cầu

vào đòn quay đứng. Kiểm tra khe hở trong cơ cấu lái và nếu khe hở vợt quá

giới hạn quy định thì điều chỉnh lại.

- Dầu cho hệ thống lái là loại SAE 5W-30, khi thay dầu chú ý dùng khí có

áp lực cao để đẩy hết dầu cặn ra khỏi các-te. Sau khi nạp dầu mới, tiến hành

xả Air bằng cách nổ máy, đánh vôlăng hết cỡ sang một phía, giữ một thời gian

rồi làm tơng tự với phía còn lại. Làm nh vậy vài lần để đẩy hết không khí ra

ngoài.

2. Sửa chữa hệ thống lái

2.1 Những hiện tợng h hỏng chính của hệ thống lái

Các hiện tợng này có thể xuất hiện riêng rẽ hoặc cùng lúc với nhau.

- Độ rơ vành lái ra tăng do mòn cơ cấu lái, hệ dẫn động lái, cong thanh

xoắn

- Lực đánh lái nặng do bơm trợ lực hỏng, các đờng ống dẫn dầu rò rỉ, van

phân phối mòn hoặc hỏng các phớt làm kín, do hệ treo, moay ơ bánh xe, lốp

xe có vấn đề. Lực đánh lái có thể nặng về một phía do hỏng phớt làm kín phía

đó hoặc van phân phối,cầu xe bị cong, lốp xe, treo, moay ơ có vấn đề về phía

đó.

- Xe mất khả năng chuyển động thẳng ổn định do hệ treo, lốp xe.

- Mất cảm giác điều khiển hoặc điều khiển không chính xác do bơm trợ

lực, van phân phối. hỏng

- Rung vành lái, phải thờng xuyên giữ chặt vành lái do hệ treo, cầu xe, hệ

dẫn động lái hoặc lốp xe có vấn đề

- Mài mòn lốp nhanh do đặt sai các góc đặt bánh xe, áp suất lốp không

đúng với yêu cầu của nhà sản xuất.

2.2. Kiểm tra điều chỉnh cơ cấu lái:

Điều chỉnh ăn khớp của bánh răng rẻ quạt và thanh răng: Khi xe đỗ tại

chỗ, tắt máy, lắc đầu đòn quay đứng dịch chuyển trong phạm vi 0,5 - 1 (mm)

là đạt yêu cầu. Nếu khe hở lớn hơn mức đó, điều chỉnh việc vào khớp bằng

cách nới lỏng Êcu điều chỉnh rồi vặn Êcu điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ

cho đến khi trừ bỏ đợc hết khe hở.



Đồ án tốt nghiệp



60



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

Điều chỉnh lắc dọc của trục vít bằng cách điều chỉnh ổ bi đỡ trục vít. ổ bi

đỡ trục vít đợc điều chỉnh độ dơ bằng các đệm điều chỉnh có chiều dày khác

nhau. Điều chỉnh sao cho khi tháo đòn quay đứng ra, tắt máy, lực trên vôlăng

bằng 0,3 KG.

2.3. Kiểm tra dẫn động lái và khắc phục khe hở:

Cho xe tắt máy tại chỗ, một ngời đánh lái hết cỡ sang hai bên thật nhanh.

Một ngời quan sát phần dẫn động lái, độ dơ lớn của dẫn động lái sẽ gây ra

tiếng kêu khi quay vôlăng. Việc khắc phục chủ yếu là thay các chốt cầu và bạc

lót đã mòn để khắc phục khe hở.

2.4. Kiểm tra trợ lực lái:

- Kiểm tra bơm trợ lực: Dùng đồng hồ đo áp suất lắp ở đầu ra của bơm, áp

suất phải đạt 60 ( KG / cm 2 ). Việc sửa chữa tiến hành theo trình tự sau: tháo nắp

thùng và bơm, tháo thùng ra khỏi thân bơm, tháo nắp bơm, trong khi đó phải

giữ van an toàn bằng một chốt công nghệ (giữ trục bơm ở t thế thẳng đứng và

bánh đai ở phía dới), nhấc đĩa phân phối ra khỏi vít cấy, nhấc stato, rôto cùng

với bộ cánh quạt bơm, sau khi đã đặt trên rôto một vòng cao su công nghệ và

đánh dấu vị trí của stato với đĩa phân phối và thân bơm. Sau khi tháo rời

bơm, xả hết dầu nhờn, cọ rửa cẩn thận các chi tiết. Khi tháo, lắp và sửa chữa

bơm, không đợc tách riêng cụm chi tiết nắp bơm và van chuyển (van hai ngả),

stato, rôto và cánh bơm. Chỉ trong trờng hợp cần sửa chữa hay thay thế mới

tháo bánh đai, vòng hãm và trục bơm cùng với vòng bi phía trớc. Khi thử

nghiệm, cần xem bơm làm việc có bị rung động, co giật và có tiếng gõ hay

không. áp suất phải tăng lên dần dần. Dầu nhờn trong thùng không đợc phép

sủi bọt và rò rỉ qua các mối lắp ghép và đệm khít.

- Kiểm tra các đòng ống dẫn và giắc-co xem có rò rỉ, nứt vỡ không. Khi

phát hiện h hỏng cần thay thế kịp thời.

- Kiểm tra van phân phối, chủ yếu là kiểm tra các phớt làm kín, và các bề

mặt có bị xớc, rỗ hay không để có biện pháp khắc phục.

Sau khi sửa chữa và kiểm tra xong xuôi các chi tiết, phải lắp ráp lại toàn

bộ tổ hợp trợ lái thuỷ lực rồi điều chỉnh và thử nghiệm.



Đồ án tốt nghiệp



61



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



Chơng vi

Quy trình công nghệ chế tạo rotuyl

1. Phân tích chi tiết gia công.

1.1. Kết cấu rô- tuyn.



Đồ án tốt nghiệp



62



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46