TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.2 Các hệ thống lái ô tô phổ biến
Chương 2: Cấu tạo, nguyên lý làm việc hệ thống lái xe BMW X5 2008
2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống lái xe BMW X5
2.3 Các bộ phận chính hệ thống lái BMW X5
Chương 3: Khai thác kĩ thuật hệ thống lái xe BMW X5
3.1 Triệu chứng, nguyên nhân hư hỏng
3.2 Chế độ bảo dưỡng xe BMW X5
3.3 Qui trình chẩn đoán hư hỏng
3.4 Các thao tác chính trong bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái
Cá c bản vẽ chính:
01 bản vẽ cơ cấu lái
01 bản vẽ sơ đồ điều khiển và các cảm biến
01 bản vẽ các triệu chứng hư hỏng thường gặp
01 bản vẽ qui trình chẩn đoán hư hỏng
Và các bản vẽ khác
Giáo viên của trường: ThS Nguyễn Đức Trung
- Cán bộ ngoài sản xuất:
Ngày giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp: Ngày 8 tháng 3 năm 2021
Ngày nộp bản thiết kế tốt nghiệp: Ngày 6 tháng 6 năm 2021
T/L HIỆU TRƯỞNG TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA
PGS.TS Trần Văn Như
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI - 5
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu - 5 a Công dụng - 5 b Phân loại: - 5 c Yêu cầu - 6
1.2 Các hệ thống lái phổ biến - 6
1.3 Giới thiệu về xe BMW X5 - 13
CHƯƠNG 2: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI XE
2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống lái xe BMW X5 - 19
2.3 Các bộ phận chính hệ thống lái BMW X5 - 19
CHƯƠNG 3 : KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI XE BMW X5 - 45
3.1 Các triệu chứng, nguyên nhân hư hỏng - 45
3.2 Chế độ bảo dưỡng sửa chữa - 50
3.4 Các thao tác chính trong bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái - 62
Ô tô ngày nay đã trở thành phương tiện di chuyển phổ biến, với các trang thiết bị ngày càng hiện đại, đảm bảo độ tin cậy và an toàn cho người sử dụng Là sinh viên trường ĐH Giao Thông Vận Tải, chúng em được trang bị kiến thức chuyên môn cần thiết Đề tài "khai thác kỹ thuật hệ thống lái tích cực trên BMW X5 2008" mà em thực hiện nhằm tổng kết quá trình học tập và rèn luyện, mong rằng sẽ góp phần vào công tác giảng dạy và cung cấp tài liệu tham khảo cho sinh viên chuyên ngành ô tô cũng như các ngành khác Trong quá trình thực hiện đồ án, em nhận thức được những hạn chế trong kiến thức của mình, nhưng được sự hướng dẫn tận tình từ các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy hướng dẫn, em đã có thêm nhiều kiến thức quý báu.
Nguyễn Đức Trung xin thông báo rằng đề tài của em đã hoàn thành đúng hạn Tuy nhiên, em nhận thấy vẫn còn nhiều thiếu sót và rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ các thầy cô để hoàn thiện hơn nữa đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày …tháng năm 2021 Sinh viên thực hiện
Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu a Công dụng
Hệ thống lái của ô tô giúp duy trì hoặc điều chỉnh hướng di chuyển khi cần thiết Việc thay đổi hướng chuyển động có thể thực hiện thông qua các thao tác điều khiển chính xác.
- Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng
- Thay đổi momen xoắn ở bánh sau chủ động
- Kết hợp cả 2 phương pháp
Theo quan điểm về an toàn giao thông, hệ thống lái được coi là phần quan trọng nhất Cấu trúc chung của hệ thống lái bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái Hệ thống lái có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau để phù hợp với các nhu cầu sử dụng.
Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ô tô :
- Phân loại theo cách bố trí cơ cấu lái :
Cơ cấu lái bên trái được thiết kế cho các quốc gia có luật giao thông quy định chiều chuyển động bên phải, chiếm đa số trên thế giới.
Cơ cấu đặt bên phải được sử dụng tại các quốc gia có luật giao thông quy định lưu thông bên trái, như Anh, Thụy Điển và Nhật Bản.
- Theo kết cấu của cơ cấu lái:
+ Loại trục vít, bánh vít ( với cung răng, con lăn, bánh vít)
+ Loại trục vít đòn quay ( với một hoặc hai ngõng quay)
+ Loại liên hợp ( Trục vít – ê cu – cung răng )
- Theo số bánh dẫn hướng :
+ Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng cầu trước
+ Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng cầu sau
+ Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu
- Theo nguyên lý làm việc của bộ phận trợ lực lái
+ Loại trợ lực lái thủy lực
+ Loại trợ lực lái loại khí
+ Loại trợ lực lái cơ khí
+ Loại trợ lực lái dùng điện
- Theo kết cấu của bộ phận thủy lực
+ Hệ thống lái với bộ phận chịu lực kiểu van xoay
Hệ thống lái với bộ phận chịu lực kiểu van trượt cần đảm bảo cho xe có khả năng quay vòng ngoặt nhanh chóng trên diện tích hạn chế Đồng thời, hệ thống này cũng phải duy trì động học quay vòng chính xác cho các bánh xe dẫn hướng, nhằm tránh hiện tượng trượt lê và giảm thiểu mòn lốp.
Hệ thống lái phải có khả năng ngăn được các va đập của các bánh xe dẫn hướng lên vành tay lái
Để giữ cho xe di chuyển thẳng và ổn định, cần đặt cơ cấu lái lên phần treo của ô tô, nhằm đảm bảo hệ thống treo không ảnh hưởng đến cơ cấu lái Thiết kế đơn giản giúp việc điều khiển trở nên nhẹ nhàng và thuận tiện hơn.
Các hệ thống lái phổ biến
* Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực
Hệ thống lái trợ lực thủy lực là một bộ phận quan trọng trong ô tô, sử dụng dầu thủy lực để hỗ trợ điều hướng Áp suất thủy lực được tạo ra từ một phần công suất của động cơ, giúp cho việc lái xe trở nên nhẹ nhàng và dễ dàng hơn.
Hệ thống lái hoàn toàn bằng cơ khí mang đến cảm giác lái chân thực, giúp tài xế cảm nhận rõ ràng lực dội ngược từ mặt đường lên vô-lăng.
Chi phí bảo dưỡng hệ thống trợ lực lái thủy lực thường thấp hơn do tính phổ biến của nó Hệ thống này chỉ gặp một số hỏng hóc như rò rỉ dầu hoặc hỏng van phân phối Tuy nhiên, việc kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ, cùng với việc kiểm tra dầu trợ lực lái, là rất cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Trợ lực lái thủy lực có thiết kế phức tạp, nặng nề và chiếm nhiều không gian, đồng thời luôn hoạt động do nhận công suất từ động cơ, dẫn đến tiêu hao nhiên liệu cao hơn.
- Trợ lực lái thủy lực , nặng ở tốc độ thấp và nhẹ ở tốc độ cao (do áp suất dầu lớn)
* Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển bằng điện tử (EHPS)
Hệ thống EHPS tương tự như hệ thống trợ lực thủy lực, nhưng với cải tiến lớn là thanh xoắn cảm biến mô men đánh lái không trực tiếp điều khiển van trợ lực Độ biến dạng của thanh xoắn được chuyển thành tín hiệu điện gửi đến hộp MCU điều khiển trợ lực Hộp MCU này tổng hợp các tín hiệu từ quá trình lái xe, tính toán và xác định tỷ lệ trợ lực, từ đó quyết định áp lực trợ lực lái.
So với hệ thống lái trợ lực thủy lực, hệ thống lái trợ lực điện tử mang lại nhiều lợi ích vượt trội, bao gồm khả năng hoạt động linh hoạt ở nhiều dải tốc độ khác nhau, đặc biệt là ở tốc độ cao, giúp tạo cảm giác lái chính xác và thoải mái hơn cho người điều khiển.
* Hệ thống lái trợ lực điện
Hệ thống trợ lực lái điện là một bộ phận quan trọng trong xe, sử dụng điện để hỗ trợ quá trình điều hướng và di chuyển của bánh xe.
- Hệ thống trợ lực điện ít phải kiểm tra, dễ dàng sửa chữa
- Còn hệ thống trợ lực điện chỉ hoạt động khi nào nhận được tín hiệu từ cảm biến
- Trợ lực điện giúp tiết kiệm hơn 2%-3% nhiên liệu so với trợ lực lái thủy lực
Hệ thống vô-lăng điện tử được trang bị các cảm biến tốc độ, cảm biến trượt bánh xe, cảm biến va chạm và con quay hồi chuyển, giúp điều chỉnh lực vô-lăng một cách linh hoạt Khi xe di chuyển chậm hoặc vào bãi đỗ, vô-lăng trở nên nhẹ nhàng và dễ dàng điều khiển Ngược lại, khi xe chạy ở tốc độ cao, vô-lăng tự động nặng hơn, mang lại cảm giác lái ổn định và an toàn.
- Chi phí bảo dưỡng lớn, do khi hư hỏng cần thay toàn bộ hệ thống
1.2.1 Các dạng cơ cấu lái thông dụng
Hiện nay trên ô tô thường sử dụng các loại cơ cấu lái như:
+ Loại trục vít glôbôit – con lăn,
+ Loại trục vít – ê cu bi – thanh răng – cung răng,
+ Loại bánh răng – thanh răng,
+ Loại trục vít – cung răng,
Ngoài ra còn có cơ cấu lái: trục vít – chốt quay, bánh răng – cung răng…
* Kiểu bánh răng – thanh răng:
Cơ cấu lái kiểu bánh răng- thanh răng có các ưu điểm sau:
Cơ cấu lái đơn giản và gọn nhẹ, với thiết kế nhỏ gọn giúp thanh răng hoạt động như một thanh dẫn động lái, loại bỏ nhu cầu sử dụng các đòn kéo ngang như trong các hệ thống lái khác.
- Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp
- Sức cản trượt, cản lăn nhỏ và truyền mô men rất tốt nên tay lái nhẹ
Thanh răng được chế tạo từ thép chất lượng cao có chiều dài lớn và kích thước nhỏ, nhưng dễ bị cong trong quá trình sử dụng.
* Cơ cấu lái trục vít con lăn:
Cơ cấu lái này hiện đang được sử dụng phổ biến nhất trong ngành ôtô Hầu hết các ôtô Liên Xô có tải trọng nhẹ và trung bình đều trang bị loại cơ cấu lái này.
Cơ cấu lái trục vít con lăn bao gồm trục vít gơbôlôit kết hợp với con lăn có ba ren, được lắp trên các ổ bi kim của trục đòn quay đứng Số lượng ren của cơ cấu này có thể là một, hai hoặc ba, tùy thuộc vào lực truyền qua cơ cấu lái Ưu điểm của thiết kế này là khả năng truyền lực hiệu quả và độ bền cao.
Trục vít glô-bô-it giúp tăng thời gian và diện tích tiếp xúc giữa các răng ăn khớp, từ đó giảm áp suất riêng và nâng cao khả năng chống mài mòn, mặc dù chiều dài trục vít không lớn.
Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc được phân tán tùy theo cỡ ôtô mà làm con lăn có hai đến bốn vòng ren
+ Mất mát do ma sát ít hơn nhờ thay được ma sát trượt bằng ma sát lăn
Con lăn có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa các bánh răng, với đường trục lệch so với trục vít khoảng 5 đến 7mm Điều này giúp triệt tiêu sự ăn mòn trong quá trình sử dụng thông qua việc điều chỉnh khe hở.
* Cơ cấu lái trục vít chốt quay:
Cơ cấu lái loại này gồm hai loại:
Cơ cấu lái trục vít và một chốt quay
Cơ cấu lái trục vít và hai chốt quay Ưu điểm:
Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay cho phép điều chỉnh tỷ số truyền theo yêu cầu, với khả năng thay đổi tỷ số truyền khi quay vành lái ra khỏi vị trí trung gian Tùy thuộc vào điều kiện chế tạo, có thể tạo ra cơ cấu lái với tỷ số truyền không đổi, tăng hoặc giảm Khi chốt hoặc ngỗng được gắn chặt vào đòn quay, ma sát trượt sẽ xảy ra giữa ngỗng và trục vít Để nâng cao hiệu suất và giảm độ mòn của trục vít và chốt quay, chốt được lắp đặt trong ổ bi.
Giới thiệu về xe BMW X5
Chiều dài tổng thể ( mm ) 4854
Chiều rộng tổng thể ( mm ) 1933
Chiều cao tổng thể ( mm ) 1776
Chiều dài cơ sở ( mm ) 2933
Khoảng cách hai bánh trước ( mm ) 1644
Khoảng cách hai bánh sau ( mm ) 1650
Chiều dài đầu xe ( mm ) 864
Chiều dài đuôi xe ( mm ) 1060
Khoảng sáng gầm xe ( mm ) 221
Góc thoát sau 23 Động cơ Xăng ( V – 8 )
Dung tích xy lanh ( lít ) 4.8
Công suất cực đại 350 bhp tại 6300 v/p
Mô men xoắn cực đại 48.4 kgm tại 3400-3800 v/p
Tốc độ tối đa ( km/h ) 240
Thời gian tăng tốc từ 0 – 100km/h (s) 6.5
Trọng lượng không tải ( kg ) 2075
Trọng lượng toàn tải ( kg ) 2750
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI XE
Các bộ phận chính hệ thống lái BMW X5
Chương 3: Khai thác kĩ thuật hệ thống lái xe BMW X5
3.1 Triệu chứng, nguyên nhân hư hỏng
3.2 Chế độ bảo dưỡng xe BMW X5
3.3 Qui trình chẩn đoán hư hỏng
3.4 Các thao tác chính trong bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái
Cá c bản vẽ chính:
01 bản vẽ cơ cấu lái
01 bản vẽ sơ đồ điều khiển và các cảm biến
01 bản vẽ các triệu chứng hư hỏng thường gặp
01 bản vẽ qui trình chẩn đoán hư hỏng
Và các bản vẽ khác
Giáo viên của trường: ThS Nguyễn Đức Trung
- Cán bộ ngoài sản xuất:
Ngày giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp: Ngày 8 tháng 3 năm 2021
Ngày nộp bản thiết kế tốt nghiệp: Ngày 6 tháng 6 năm 2021
T/L HIỆU TRƯỞNG TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA
PGS.TS Trần Văn Như
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI - 5
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu - 5 a Công dụng - 5 b Phân loại: - 5 c Yêu cầu - 6
1.2 Các hệ thống lái phổ biến - 6
1.3 Giới thiệu về xe BMW X5 - 13
CHƯƠNG 2: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI XE
2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống lái xe BMW X5 - 19
2.3 Các bộ phận chính hệ thống lái BMW X5 - 19
CHƯƠNG 3 : KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI XE BMW X5 - 45
3.1 Các triệu chứng, nguyên nhân hư hỏng - 45
3.2 Chế độ bảo dưỡng sửa chữa - 50
3.4 Các thao tác chính trong bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái - 62
Ngày nay, ô tô đã trở thành phương tiện đi lại phổ biến, với các trang thiết bị ngày càng hiện đại, góp phần quan trọng vào độ tin cậy và an toàn cho người sử dụng Là sinh viên trường ĐH Giao Thông Vận Tải, chúng em được trang bị kiến thức chuyên môn cần thiết Trong quá trình học tập, em được giao đề tài “khai thác kỹ thuật hệ thống lái tích cực trên BMW X5 2008”, với mong muốn đóng góp vào công tác giảng dạy và học tập môn học này Đề tài cũng hy vọng trở thành tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên chuyên ngành ô tô và các ngành khác quan tâm đến kỹ thuật ô tô Dù còn nhiều hạn chế trong kiến thức, nhưng em đã nhận được sự chỉ bảo quý báu từ các thầy cô, đặc biệt là thầy hướng dẫn.
Nguyễn Đức Trung xin thông báo rằng đề tài của em đã hoàn thành đúng thời hạn Tuy nhiên, em nhận thấy còn nhiều thiếu sót và rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ các thầy cô để có thể hoàn thiện hơn nữa.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày …tháng năm 2021 Sinh viên thực hiện
Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu a Công dụng
Hệ thống lái ô tô có chức năng giữ cho xe di chuyển đúng hướng hoặc thay đổi hướng khi cần thiết Việc điều chỉnh hướng chuyển động có thể thực hiện thông qua các cơ cấu và thiết bị trong hệ thống lái.
- Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng
- Thay đổi momen xoắn ở bánh sau chủ động
- Kết hợp cả 2 phương pháp
Theo quan điểm về an toàn giao thông, hệ thống lái đóng vai trò quan trọng nhất Cấu trúc cơ bản của hệ thống lái bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái và trợ lực lái Hệ thống lái có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau.
Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ô tô :
- Phân loại theo cách bố trí cơ cấu lái :
Cơ cấu lái bên trái thường được sử dụng tại các quốc gia có luật giao thông quy định chiều di chuyển bên phải, chiếm đa số trên thế giới.
Cơ cấu đặt bên phải được sử dụng cho các quốc gia có luật giao thông quy định chiều di chuyển bên trái, như Anh, Thụy Điển và Nhật Bản.
- Theo kết cấu của cơ cấu lái:
+ Loại trục vít, bánh vít ( với cung răng, con lăn, bánh vít)
+ Loại trục vít đòn quay ( với một hoặc hai ngõng quay)
+ Loại liên hợp ( Trục vít – ê cu – cung răng )
- Theo số bánh dẫn hướng :
+ Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng cầu trước
+ Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng cầu sau
+ Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu
- Theo nguyên lý làm việc của bộ phận trợ lực lái
+ Loại trợ lực lái thủy lực
+ Loại trợ lực lái loại khí
+ Loại trợ lực lái cơ khí
+ Loại trợ lực lái dùng điện
- Theo kết cấu của bộ phận thủy lực
+ Hệ thống lái với bộ phận chịu lực kiểu van xoay
Hệ thống lái với bộ phận chịu lực kiểu van trượt cần đảm bảo khả năng quay vòng của xe trong thời gian ngắn và trên diện tích nhỏ Điều này giúp duy trì động học quay vòng chính xác cho các bánh xe dẫn hướng, ngăn chặn hiện tượng trượt lê và giảm thiểu mòn lốp.
Hệ thống lái phải có khả năng ngăn được các va đập của các bánh xe dẫn hướng lên vành tay lái
Để giữ cho xe chuyển động thẳng và ổn định, cần đặt cơ cấu lái lên phần được treo của ô tô Việc này giúp hệ thống treo không ảnh hưởng đến cơ cấu lái, đồng thời đảm bảo cấu tạo đơn giản và khả năng điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện.
1.2 Các hệ thống lái phổ biến
* Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực
Hệ thống lái trợ lực thủy lực sử dụng dầu thủy lực để hỗ trợ điều hướng cho bánh xe, với một phần công suất của động cơ tạo ra áp suất thủy lực cần thiết cho quá trình này.
Hệ thống lái hoàn toàn bằng cơ khí mang đến cảm giác lái chân thực, giúp tài xế cảm nhận rõ ràng lực dội ngược từ mặt đường lên vô-lăng.
Chi phí bảo dưỡng hệ thống trợ lực lái thủy lực thường thấp hơn do đã trở nên phổ biến trong thời gian dài Hệ thống này thường chỉ gặp một số hỏng hóc như rò rỉ dầu hoặc hỏng van phân phối Tuy nhiên, việc kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ, cũng như kiểm tra mức dầu trợ lực lái là rất cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Trợ lực lái thủy lực có thiết kế phức tạp, nặng nề và chiếm nhiều không gian hơn so với các hệ thống khác Bên cạnh đó, do cơ cấu nhận công suất trực tiếp từ động cơ, hệ thống này luôn hoạt động, dẫn đến việc tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn.
- Trợ lực lái thủy lực , nặng ở tốc độ thấp và nhẹ ở tốc độ cao (do áp suất dầu lớn)
* Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển bằng điện tử (EHPS)
Hệ thống EHPS tương tự như hệ thống trợ lực thủy lực, nhưng có sự cải tiến lớn với thanh xoắn cảm biến mô men đánh lái không trực tiếp điều khiển van trợ lực Độ biến dạng của thanh xoắn được chuyển thành tín hiệu điện gửi đến hộp MCU điều khiển trợ lực Hộp MCU này tổng hợp các tín hiệu từ quá trình chạy xe, tính toán và xác định tỷ lệ trợ lực, từ đó quyết định áp lực trợ lực lái.
Hệ thống lái trợ lực điện tử vượt trội hơn so với hệ thống lái trợ lực thủy lực nhờ vào dải làm việc đa dạng, đáp ứng hiệu quả cho các tốc độ khác nhau, đặc biệt là trong dải tốc độ cao, mang lại cảm giác lái mượt mà và sự thoải mái cho người lái.
* Hệ thống lái trợ lực điện
Hệ thống trợ lực lái điện là một thiết bị hỗ trợ điều khiển lái xe bằng điện, giúp cải thiện khả năng điều hướng và chuyển động của các bánh xe.
- Hệ thống trợ lực điện ít phải kiểm tra, dễ dàng sửa chữa
- Còn hệ thống trợ lực điện chỉ hoạt động khi nào nhận được tín hiệu từ cảm biến
- Trợ lực điện giúp tiết kiệm hơn 2%-3% nhiên liệu so với trợ lực lái thủy lực
