NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2.0V

MỤC LỤC

1


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1: Sơ đồ kết cấu hệ thống lái
Hình 4. 1: Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái
Hình 4. 2: Hiệu chỉnh lệch tâm vơ lăng
Hình 4. 3: Kiểm tra áp suất lốp
Hình 4. 4: Kiểm tra độ chụm
Hình 4. 5: Điều chỉnh độ chụm

2


LỜI NĨI ĐẦU
Để đảm bảo an tồn khi ơ tơ chuyển động trên đường, người vận hành phải có
kinh nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác điều khiển. Mặt khác, để thuận tiện cho
người vận hành thực hiện các thao tác đó, địi hỏi ơ tơ phải đảm bảo tính năng an
tồn cao. Hệ thống lái của ơ tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tơ nhờ
quay vịng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay
chuyển động cong của ô tô khi cần thiết.
Việc điều khiển chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếp nhận
lực lái tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mô men từ
vô lăng tới cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng mô men truyền từ vành lái tới các thanh dẫn
động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe
dẫn hướng. Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại
xe.
Chất lượng của hệ thống lái phụ thuộc rất nhiều vào công tác bảo dưỡng sửa
chữa. Muốn làm tốt việc đó thì người cán bộ kỹ thuật cần phải nắm vững kết cấu và

nguyên lý làm việc của các bộ phận của hệ thống lái.
Đề tài: Nghiên cứu hệ thống lái trên xe ô tô TOYOTA INNOVA 2019 2.0V
mong muốn đáp ứng một phần nào mục đích đó. Nội dung của đề tài đề cập đến các
vấn đề sau:
- Nghiên cứu hệ thống lái:
+ Các chi tiết và bộ phận chính của hệ thống lái;
+ Liên hệ giữa hệ thống lái và hệ thống treo.
- Bảo dưỡng sửa chữa.
Các nội dung trên được trình bày theo các mục, nhằm mục đích nghiên cứu kết
cấu và nguyên lý làm việc cũng như công dụng, phân loại, yêu cầu chung của các
chi tiết cũng như từng cụm chi tiết. Sự ảnh hưởng của các chi tiết hay từng cụm chi
tiết đến quá trình làm việc cũng như các thơng số kỹ thuật, để đảm bảo cho ô tô vận
3


hành an toàn trên đường. Ngoài ra đề tài này còn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng sửa
chữa một số hiện tượng hư hỏng thường xuyên xảy ra của hệ thống lái.
Đề tài này cịn có thể giúp các cơ sở hình thành các tài liệu giảng dạy, đào tạo
nghề và giúp cho bạn đọc hiểu biết thêm về hệ thống lái của ô tô. Đặc biệt là ô tô
TOYOTA INNOVA 2019 2.0V.

4


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ
1.1. HỆ THỐNG LÁI CƠ BẢN.
1.1.1. Khái niệm.
- Hệ thống lái là hệ thống giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ơ tơ đi
thẳng, quay vịng hoặc rẽ trái, rẽ phải theo tác động của người lái lên vô lăng.

- Hệ thống lái tham gia cùng các hệ thống khác thực hiện điều khiển điều khiển oto
và đóng vai trị quan trọng trong việc đảm bảo an tồn giao thơng khi oto chuyển
động.
- Các bộ phận chính của hệ thống lái.
+ Cơ cấu lái, vô lăng, trục lái: Truyền momen do người lái tác dụng lên vô lăng đến
dẫn động lái.
+ Dẫn động lái: Truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và
đảm bảo động học quay vịng đúng.
+ Trợ lực lái: Có thể có hoặc khơng. Dùng để giảm nhẹ lực quay vịng của người lái.
Thường được sử dụng trên các xe đời mới, xe tải trọng lớn...
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu chính sau.
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định, không bị nhao lái sang hai bên khi đang
chuyển động thẳng:
+ Các bánh xe dẫn hướng phải đảm bảo về áp suất, độ mòn và ổn định.
+ Khơng có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi điều kiện làm
việc, mọi chế độ chuyển động.
- Đảm bảo tính cơ động cao: tức là xe có khả năng quay vịng tốt, bán kính quay
vịng nhỏ thuận tiện trên diện tích nhỏ.

5


- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe khơng bị trượt lê gây mịn lốp,
giảm tính ổn định của xe.
- Giảm các va đập từ đường lên vơ lăng khi xe chuyển động trên đường xóc, gồ ghề
hay chướng ngại vật.
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện giúp người lái thoải mái và không tốn nhiều sức
lực trong việc lái xe.
- Cơ cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sửa chữa.

1.1.3. Phân loại hệ thống lái
- Theo phương pháp quay vòng.
+ 2 bánh trước dẫn hướng: được sử dụng phổ biến nhất trên xe con, xe du lịch, xe
tải nhỏ và vừa...
+ 4 bánh trước dẫn hướng: Sử dụng trên các xe tải có trọng tải lớn.
+ 2 bánh sau dẫn hướng.
+ 4 bánh trước và sau dẫn hướng.
+ Kiều bẻ gãy thân xe.
-Theo vị trí vơ lăng.
+ Vơ lăng bố trí bên trái.
+ Vơ lăng bố trí bên phải.
Tùy thuộc vào luật của các nước mà bố trí khác nhau nhằm thuận lợi cho người lái
dễ quan sát, nhất là khi vượt xe.
- Theo kết cấu cơ cấu lái.
+ Trục vít – cung răng.
+ Trục vít – chốt quay.
+ Trục vít – con lăn.
+ Bánh răng – thanh răng.
+ Thanh răng liên hợp ( Trục vít – liên hợp ecu bi – cung răng ).
- Theo cơ cấu trợ lực.
6


+Trợ lực cơ khí.
+ Trợ lực thủy lực.
+ Trợ lực hóa khí ( khí nén hoặc chân khơng ).
+ Trợ lực điện.
+ Trợ lực thủy lực – điện.
1.1.4. Cấu trúc cơ bản và nguyên lý làm việc hệ thống lái thông thường.
1.1.4.1. Cấu trúc cơ bản.

Mặc dù hệ thống lái ô tô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về nguyên lý cũng
như về kết cấu, từ hệ thống lái của xe con, xe tải, loại xe sử dụng treo độc lập hay
phụ thuộc về cơ bản chúng đều có 4 bộ phận chính sau: Vành lái, trục lái, cơ cấu lái,
dẫn động lái.
+ Sơ đồ kết cấu 1 hệ thống lái đơn giản.

Hình 1. 1: Hệ thống lái đơn giản.
1. Vành lái

2. Trục lái

3. Cơ cấu lái

4. Khung xe
7


5. Các cơ cấu dẫn động lái
1.1.4.2. Cách bố trí hệ thống lái trên xe.

Hình 1. 2: Sơ đồ bố trí hệ thống lái trên xe.
Các bộ phận chính của hệ thống lái
- Vành lái:
+ Là bộ phận đặt trên buồng lái có nhiệm vụ tiếp nhận momen quay của người lái
và truyền cho trục lái. Vành tay lái có cấu trúc tương đối giống nhau trên các loại xe
bao gồm vành hình trịn bên trong bằng thép và được bọc bằng nhựa hoặc da. Lắp
ghép với trục lái bằng then hoa, ren và đai ốc. Ngồi chức năng chính là tiếp nhận
momen quay từ người lái vành lái còn là nơi bố trí một số bộ phận như cịi, túi khí
và các nút điều khiển khác.
+ Vành lái phải đảm bảo vững chắc và tính thẩm mỹ với nội thất xe.

- Trục lái:
+ Bao gồm trục lái chính làm nhiệm vụ truyền momen từ vành lái đến cơ cấu lái.
Đầu trên của trục lái chính được làm thon và xẻ răng cưa, vành lái được siết chặt
8


vào trục lái bằng đai ốc. Đầu dưới của trục lái chính được nối với cơ cấu lái bằng
khớp nối mềm hoặc khớp nối các đăng để giảm thiều chấn động từ mặt đường lên
vành tay lái.
+ Ngoài chức năng trên trục lái cịn là nơi bố trí các cần điều khiển đèn chiếu sáng,
xi nhan, gạt mưa và nước rửa kính.
+ Trục lái phải đảm bảo độ cứng để truyền momen từ vành lái đến cơ cấu lái và đảm
bảo giảm các rung động trong khi chuyển động từ mặt đường lên vành lái, trục lái
cần có kết cấu gọn bố trí hợp lý.
+ Hiện nay kết cấu trục lái rất đa dạng, đa số các xe sử dụng loại trục gãy được cấu
tạo từ các trục có khớp nối các đăng.
Cấu tạo 1 trục lái.

Hình 1. 3: Các chi tiết của trục lái.
1. Phần vành lái.

2. Các cần điền khiển đèn, gạt mưa.

3. Cụm khóa điện.
9

4. Vỏ trục lái.


5. Khớp các đăng.

6. Trục các đăng.

7. Khớp cao su.

- Cơ cấu lái
Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động
thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng.
Cơ cấu lái sử dụng trên các xe ô tô hiện nay rất đa dạng tuy nhiên để đảm bảo thực
hiện tốt được chức năng trên thì chúng phải đảm bảo được các yêu cầu sau:
+ Tỉ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ơ tơ.
+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và
điều chỉnh.
+ Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ.
- Các kiểu cơ cấu lái:
+ Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng: có kết cấu đơn giản nên được sử dụng khá
rộng rãi trên các loại xe ơ tơ hiện nay. Nó bao gồm một bánh răng nghiêng thông
thường được chế tạo liền với trục lái và ăn khớp với một thanh răng nghiêng, hai
đầu của thanh răng có thể liên kết với trực tiếp với các địn dẫn động lái bằng khớp
trụ hoặc thơng qua hai thanh dẫn động khác bằng được bắt bu lông.
Cơ cấu lái kiểu này có kết cấu gọn tuy nhiên tỉ số truyền nhỏ thích hợp bố trí trên
các loại xe nho. Độ dơ tay lái nhỏ do được dẫn động trực tiếp hơn so với các loại cơ
cấu lái khác.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn: Kiểu cơ cấu lái này sử dụng cặp ăn khớp trục vít,
con lăn để thực hiện q trình điều khiển xe chuyển hướng hay quay vòng. Ưu điểm
của cơ cấu này là có kết cấu gọn, bền và có khả năng chống mịn cao.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt khớp.
10

- Cơ cấu dẫn động lái
Cơ cấu dẫn động lái có chức năng truyền chuyển động điều khiển từ hộp cơ cấu lái
đến hai ngõng quay của hai bánh xe. Bảo đảm mối quan hệ cần thiết về góc quay
của các bánh xe dẫn hướng có động học đúng khi thực hiện quay vịng. Mối quan hệ
cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo bằng kết cấu của
hình thang lái.
Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các thanh dẫn động và các khớp liên kết. Tuỳ theo cấu
trúc khung gầm của từng xe người ta bố trí các loại cơ cấu dẫn động lái khác nhau.
- 1 số cơ cấu khác trên hệ thống lái
+ Bộ phận giảm chấn: Khi chiếc xe gặp tai nạn, bộ phận giảm chấn ngăn khơng cho
trục lái chính làm tổn thương người lái bằng hai mức độ: Gãy ngay khi xảy ra va
trạm(primary shock); và hấp thụ lực của thân người lái va vào vô lăng do quán tính
(secondary shock).
+ Cơ cấu "gật gù":Cơ cấu "gật gù" cho phép lựa chọn vị trí vơ lăng (theo hướng
thẳng đứng) để thích hợp với vị trí ngồi lái của người lái xe.
Cơ cấu tay lái nghiêng được phân loại thành loại điểm tựa trên và loại điểm tựa
dưới.

11

Hình 1. 4: Cơ cấu gật gù của trục lái


+ Cơ cấu trượt: Cơ cấu trượt tay lái cho phép điều chỉnh vị trí vơ lăng về phía trước
hoặc về phía sau cho phù hợp với vị trí, tầm vóc của người lái xe.

Hình 1. 5: Cơ cấu trượt của trục lái.
1.1.4.3. Nguyên lý hoạt động hệ thống lái cơ bản.
- Khi muốn đánh lái sang phải hoặc sang trái người lái quay vành tay lái theo chiều

kim đồng hồ hoặc ngược lại. Tùy thuộc vào đánh lái nhiều hay ít mà người lái quay
nhiều vịng hoặc ít.
- Vành tay lái quay truyền chuyển động đến trục lái.
12


- Đầu cuối trục lái được liên kết với cơ cấu lái bằng khớp các đăng.
- Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay từ trục lái thành chuyển động tịnh
tiến và chuyền tới cơ cấu dẫn động.
- Cơ cấu dẫn động gồm các khớp nối với bánh xe làm quay bánh xe theo hướng
mong muốn của người lái.
1.2. HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC
1.2.1. Khái niệm hệ thống lái có trợ lực
- Hệ thống lái có trợ lực là hệ thống lái có khẳ năng tạo 1 lực phụ hỗ trợ lái xe quay
vòng tay lái. Việc trang bị hệ thống trợ lực sẽ mang lại những lợi ích sau:
+ Giảm nhẹ cường độ lao động của người lái: Khi xe có tải trọng lớn hay ở tốc độ
cao việc quay vịng tay lái sẽ rất khó khăn. Hệ thống sẽ hỗ trợ 1 phần lực để quay
vịng tay lái nhẹ nhàng.
+ Nâng cao tính an tồn cho xe nhờ sự chính xác và dễ dàng trong lái xe.
+ Giảm nhẹ những va đập từ đường lên vành tay lái do đường xóc, mấp mơ.
1.2.2. u cầu.
- Bộ trợ lực lái phải đảm bảo lực điều khiển trên bành lái đủ nhỏ để giảm cường độ
lao động nhưng cũng đủ gây cảm giác điều khiển cho người lái.
- Khi hệ thống trợ lực hỏng thì hệ thống lái vẫn có thể điều khiển được như hệ thống
lái thông thường.
- Kết cấu đơn giản, dễ sửa chữa.
1.2.3. Thành phần cấu tạo.
- Bất kì trợ lực lái nào cũng có 3 bộ phận chính sau: Nguồn năng lượng, bộ phận
phân phối và cơ cấu chấp hành.
+ Nguồn năng lượng: Cấp năng lượng cho trợ lực có thể là bơm dầu + bình chứa

( đối với loại thủy lực ), ác quy hoặc máy phát ( đối với loại điện ).

13


+ Bộ phận phân phối: dùng để phân phối năng lượng cung cấp cho cơ cấu chấp
hành và đảm bảo tỷ lệ giữa góc quay của vơ lăng và góc quay của bánh xe. Bộ phận
phân phối có thể là các đường dầu, van hay các mạch điện.
+ Cơ cấu chấp hành dùng để tạo lực tác dụng hỗ trợ cho việc quay vành tay lái.
1.2.4. Hệ thống lái trợ lực thủy lực.
1.2.4.1. Các bộ phận chính.

Hình 1. 6: Cụm bơm của hệ thống lái trợ lực thủy lực
1-Bình chứa; 2-Van điều khiển lưu lượng;
3-Thân bơm; 4- Thiết bị bù không tải

14


- Bình chứa: Chứa và cung cấp dầu trợ lực lái, được lắp trực tiếp vào thân bơm hoặc
tách biệt. Nếu khơng được lắp trực tiếp thì sẽ được nối với thân bơm bằng 2 ống
mềm. Nắp bình chứa có thước đo mức dầu.
- Thân bơm:
+ Bơm thuỷ lực là bộ phận cấu thành bộ trợ lực thuỷ lực. Được dẫn động bởi động
cơ bằng đai và puli, nó có chức năng tạo ra áp suất dầu đủ lớn để cung cấp cho van
phân phối dẫn đến các ngả của xylanh lực hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn
hướng.
+ Lưu lượng của bơm tỉ lệ với tốc độ của động cơ nhưng lưu lượng dầu đưa vào hộp
cơ cấu lái được điều tiết nhờ 1 van điều khiển lưu lượng và lượng dầu thừa được
đưa trở về đầu hút của bơm.

+ Bơm phiến gạt.
Cấu tạo của loại bơm phiến gạt.

Hình 1. 7: Hình tháo rời của bơm trợ lực kiểu phiến gạt
1 - Bình chứa dầu. 4 - Rôto quay. 7 - Cụm van điều tiết.
2 - Van xả khơng khí. 5 - Trục quay. 8 - Vỏ bơm.
3 - Đĩa phân phối. 6 - Phiến gạt. 9 - Nắp bơm.

15


Bình chứa dầu (1) được dập bằng thép, là nơi chứa dầu chịu áp suất cao cung cấp
cho bơm làm việc. Rôto (4) được lắp chặt với trục (5) bằng then, trên rơto có các
rãnh trong các rãnh có chứa các phiến gạt, các phiến gạt này có thể chạy tự do trong
rãnh và được giới hạn bởi đĩa (3) mặt trong của đĩa có dạng hình ơ van, mặt ngồi
có dạng hình trịn và được cố định với thân bơm (8) bằng bu lông, thông thường
thân bơm được đúc bằng gang. Lưu lượng của bơm được ổn định băng cụm van
điều tiết (7).
- Van điều khiển lưu lượng.
Van điều khiển lưu lượng điều chỉnh lượng dòng chảy dầu tư bơm tới hộp cơ cấu
lái, duy trì lưu lượng khơng đổi mà không phụ thuộc tốc độ của bơm
1.2.4.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống lái trợ lực thủy lực.
- Hệ thống lái có trợ lực sử dụng cơng suất của động cơ để dẫn động bơm trợ lực lái
tạo áp suất thuỷ lực. Khi xoay vô lăng, sẽ chuyển mạch một đường dẫn dầu tại van
điều khiển. Vì áp suất dầu đẩy pít tơng trong xi lanh trợ lái, lực cần đề điều khiển vô
lăng sẽ giảm.

16

Hình 1. 8: Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực
- Hoạt động của bơm trợ lực: Rơ to quay trong một vịng cam được gắn chắc với vỏ
bơm. Rơ to có các rãnh đẻ gắn các cánh bơm được gắn vào các rãnh đó. Chu vi
vịng ngồi của rơ to hình trịn nhưng mặt trong của vịng cam hình ơ van do vậy tồn
tại một khe hở giữa rơ to và vịng cam. Cánh gạt sẽ ngăn cách khe hở này để tạo
thành một buồng chứa dầu.
Cánh bơm bị giữ sát vào bề mặt trong của vòng cam bằng lực ly tâm và áp suất dầu
tác động sau cánh bơm, hình thành một phớt dầu ngăn rò rỉ áp suất từ giữa cánh gạt
và vòng cam khi bơm tạo áp suất dầu.
Dung tích buồng dầu có thể tăng hoặc giảm khi rơ to quay để vận hành bơm. Nói
cách khác, dung tích của buồng dầu tăng tại cổng hút do vậy dầu từ bình chứa sẽ
được hút vào buồng dầu từ cổng hút. Lượng dầu trong buồng chứa giảm bên phía xả
và khi đạt đến 0 thì dầu trước đây được hút vào buồng này bị ép qua cổng xả.Có 02
17


cổng hút và 02 cổng xả. Do đó, dầu sẽ hút và xả 02 lần trong trong một chu kỳ quay
của roto.

Hình 1. 9: Sơ đồ ngun lí hoạt động của bơm
- Van điều khiển lưu lượng: Lưu lượng của bơm trợ lực lái tăng theo tỷ lệ với tốc độ
động cơ. Lượng dầu trợ lái do pít tơng của xi lanh trợ lực cung cấp lại do lượng dầu
từ bơm quyết định. Khi tốc độ bơm tăng thì lưu lượng dầu lớn hơn cấp nhiều trợ lực
hơn và người lái cần tác động ít lực đánh lái hơn. Nói cách khác, yêu cầu về lực
đánh lái thay đổi theo sự thay đổi tốc độ. Đây là điều bất lợi nhìn từ góc độ ổn định
lái. Do đó, việc duy trì lưu lượng dầu từ bơm khơng đổi khơng phụ thuộc tốc độ xe
là một yêu cầu cần thiết. Đó chính là chức năng của van điều khiển lưu lượng.
Thơng thường, khi xe chạy ở tốc độ cao, sức cản lốp xe thấp vì vậy địi hỏi ít lực lái
hơn. Do đó, với một số hệ thống lái có trợ lực, có ít trợ lực hơn ở điều kiện tốc độ
cao mà vẫn có thể đạt được lực lái thích hợp.

Tóm lại, lưu lượng dầu từ bơm tới hộp cơ cấu lái giảm khi chạy ở tốc độ cao và lái
có ít trợ lực hơn. Lưu lượng của bơm tăng lên theo mức tăng tốc độ bơm nhưng
lượng dầu tới hộp cơ cấu lái giảm. Người ta gọi cơ cấu này là loại lái có trợ lực

18


nhạy cảm với tốc độ và nó bao gồm van điều khiển lưu lượng có một ống điều
khiển.
- Thiết bị bù khơng tải: Trong q trình hoạt động khi ta quay vành tay lái hết cỡ
sang phải hay sang trái, lúc này bơm sẽ tạo ra áp suất dầu lớn nhất, phụ tải trên bơm
tối đa sẽ làm giảm tốc độ không tải của động cơ. Để giải quyết vấn đề này hầu hết
trên các bơm trợ lực đều được trang bị thêm thiết bị bù không tải để tăng tốc độ
không tải của động cơ.
1.2.5. Hệ thống lái trợ lực điên.
- Do đòi hỏi tốc độ ngày một cao hơn, chất lượng tốt hơn và yêu cầu giảm năng
lượng tiêu thụ ở phương tiện ngày một gia tăng. Để đáp ứng cho các đòi hỏi này,
việc nghiên cứu và phát triển theo xu hướng cải thiện hệ thống điều khiển điện điện
tử nhằm mục đích nâng cao hơn nữa các chức năng và đặc tính của nó. Điểm đặc
biệt đó gồm hai đề xuất là giới thiệu lơgíc tốn học và hệ thống lái chuyên sâu phù
hợp với môi trường xe chạy bằng cách thay đổi các trợ lực cho phù hợp với điều
kiện giao thông hoặc điều kiện bề mặt đường để tạo cảm giác nhạy bén khi lái xe.
Vấn đề quan trọng nhất là khả năng phản ứng tức thời của trợ lực lái, gây cảm giác
cho người lái làm họ phải chú ý đến sự biến đổi do phản lực lái gây ra. Như vậy, hệ
thống cung cấp cho người lái xe các thông tin cần lưu ý trong điều kiện vận hành
của phương tiện, ví dụ: Sự biến đổi vận tốc và gia tốc, phản lực lái, không chỉ cải
thiện mối quan hệ giữa người lái và phương tiện mà cịn có thể tạo ra sự phù hợp
giữa cảm giác của người lái và hệ thống lái, nhưng chức năng tự động bù khi
phương tiện có những biến đổi khơng đồng đều mà ngun nhân do sự xáo trộn gây
ra cũng có thể được giải quyết.

- Trợ lực lái điện (EPS - Electric Power Steering) là một hệ thống điện hoàn chỉnh
làm giảm đáng kể sức cản hệ thống lái bằng cách cung cấp dòng điện trực tiếp từ
mô tơ điện tới hệ thống lái. Thiết bị này bao gồm có cảm biến tốc độ xe, một cảm
biến lái (mơmen, vận tốc góc), bộ điều khiển điện tử ECU và một mơtơ. Tín hiệu
19


đầu ra từ mỗi cảm biến được đưa tới ECU có chức năng tính tốn chế độ điều khiển
lái để điều khiển hoạt động của môtơ trợ lực.
- Trợ lái thuỷ lực sử dụng công suất động cơ để tạo áp suất thuỷ lực và tạo mômen
trợ lực, do vậy làm tăng phụ tải động cơ, dẫn đến tốn nhiên liệu mà hệ thống trợ lực
điện dùng mô tơ điện nên không cần công suất động cơ và làm cho việc tiết kiệm
nhiên liệu tốt hơn.
- Ta có 2 kiểu bố trí mơ tơ điện: + Bố trí trên trục lái.
+ Bố trí trên cơ cấu lái.
1.2.5.1. Sơ đồ

Hình 1. 10: Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống trợ lực lái điện
1.2.5.2. Các bộ phận chính.
- Động cơ điện
Để đảm bảo được công suất trợ lực cần thiết trên bộ trợ lực điện sử dụng loại động
cơ điện một chiều, nó bao gồm rơto, stato, trục chính và cơ cấu giảm tốc. Cơ cấu
giảm tốc bao gồm trục vít và bánh vít, mơ men do rơto động cơ điện tạo ra được
truyền tới cơ cấu giảm tốc sau đó được truyền tới trục lái chính. Trục vít được đỡ
trên các ổ đỡ để giảm độ ồn và tăng tuổi thọ làm việc, khớp nối đảm bảo cho việc

20


nếu động cơ bị hư hỏng thì trục lái chính và cơ cấu giảm tốc khơng bị khóa cứng lại

và hệ thống lái vẫn có thể hoạt động được.
- Cảm biến, rơle điều khiển
- Cảm biến mô men quay trục lái.
Cấu tạo của cảm biến mô men trục lái. Khi người lái xe điều khiển vô lăng, mô men
lái tác động lên trục sơ cấp của cảm biến mô men thơng qua trục lái chính. Người ta
bố trí vịng phát hiện một và hai trên trục sơ cấp phía vơ lăng và vòng phát hiện thứ
ba trên trục thứ cấp. Trục sơ cấp và trục thứ cấp được nối với nhau bằng một thanh
xoắn.
Các vịng phát hiện có cuộn dây phát hiện kiểu khơng tiếp xúc trên vịng ngồi để
hình thành một mạch kích thích. Khi tạo ra mơ men lái thanh xoắn bị xoắn tạo ra độ
lệch pha giữa vòng phát hiện thứ hai và ba. Dựa trên độ lệch pha này một tín hiệu tỉ
lệ với mơ men được đưa vào ECU. Dựa trên tín hiệu này ECU tính tốn mơ men trợ
lực cho tốc độ xe và dẫn động mô tơ điện với một cường độ, chiều và thời điểm cần
thiết.
- Rơle điều khiển.
Rơle điều khiển có chức năng nhận tín hiệu điều khiển từ ECU và cung cấp điện
cho động cơ điện một chiều hoạt động và ngắt điện ngừng quá trình trợ lực. ECU
EPS: ECU EPS nhận tín hiệu từ các cảm biến, đánh giá chung tình trạng của xe và
quyết định dịng điện cần thiết để đưa vào động cơ điện một chiều để trợ lực.
ECU ABS nhận biết tốc độ của xe và đưa tới ECU EPS.
ECU động cơ nhận biết tốc độ của động cơ và đưa tới ECU EPS.
Trong trường hợp hệ thống có sự cố ECU EPS sẽ gửi tín hiệu tới rơle bật sáng đèn
trên trên đồng hồ táp lô.
1.2.6. Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện so với hệ thống lái trợ lực thủy lực.
- Hệ thống trợ lực điện có kết cấu đơn giản, gồm ECU, mô tơ điện và các cảm biến.
Hệ thống trợ lực thủy lực gồm bơm dầu,van và các đường dầu phức tạp.
21


- Hệ thống lái trợ lực điện đảm bảo được sự chính xác, nhẹ nhàng.

- Bơm dầu của hệ thống lái trợ lực thủy lực được dẫn động từ động cơ do đó tiêu
hao cơng suất động cơ. Cịn mơ tơ điện của hệ thống trợ lực điện dùng điện từ ắc
quy hoặc máy phát.
- Hệ thống lái trợ lực thủy lực phức tạp do đó sửa chữa khó khăn. Nhiều hư hỏng do
đường dẫn dầu, rò rỉ dầu trợ lực.

CHƯƠNG 2:
SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE
TOYOTA INNOVA 2.0V

2.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ XE TOYOTA INNOVA

22


Tháng 1/2006, Toyota Innova chính thức được ra mắt tại thị trường Việt Nam.
Được biết, cái tên Innova có nguồn gốc từ "Innovative" có nghĩa là sự đổi mới-sáng
tạo. Theo các nguồn tin tức ô tô, sự ra đời của Toyota Innova thực sự rất cần thiết
bởi đàn anh Toyota Zace đã quá lỗi thời.
Xe Toyota Innova là loại xe du lịch 8 chỗ ngồi. Xe được trang bị động cơ 1TRFE, khung gầm xe cứng cáp cho hiệu quả lái xe ổn định. Khả năng giảm xóc và
chống rung tốt tạo cảm giác thoải mái và êm ái cho mọi hành khách trong xe trên
mọi nẻo đường.[4]
Bảng 2.1. Bảng thông số xe Toyota Innova 2019-2.0V
ST

Thông số kỹ thuật

Đơn vị

Giá trị

1

Động cơ

Lít

2.0

2

Hộp số

Cấp số

3

Sốchỗ ngồi

Chỗ

7

Trọng lượng
tồn tải

Kg

2330

Trọng lượng
khơng tải

Kg

1755

T

4

Kích thước

Tự động 6 cấp/6AT

Dài x rộng x
cao toàn bộ

mm x mm x

Chiều dài cơ sở

mm

2750

Chiều rộng cơ
sở

mm

1540

Khoảng sáng
gầm xe

mm

178

mm

23

4735x1830x1795


Loại động cơ

1TR-FE, DOHC

Kiểu

4 xylanh thẳng hàng

Dung tích cơng
tác

cm3

1998

Đường kính
xylanh D

mm

86

Hành trình
piston S

mm

86

Tỉ số nén
5

Động cơ

6

Hệ thống treo

7

Hệ thống
phanh

10.4

Cơng suất tối
đa

Mã lực tại

Mơ men xoắn
tối đa

N.m tại

vịng/phút
vịng/phút

102(137)/5600
183/4000

Hệ thống nhiên
liệu

Hệ thống phun xăng
điện tửEFI

Tiêu chuẩn khí
thải

Euro 4

Cơ cấu phối khí

16 xu páp dẫn động
bằng xích, DOHC,
có VVT-i

Treo trước

Tay địn kép

Treo sau

Liên kết 4 điểm với
tay đòn bên

Phanh trước

Đĩa đặc

Phanh sau

Tang trống
24


8

Bán kính quay vịng tối thiểu

m

5,4

9

Dung tích bình xăng

lít

70

10

Vành và lốp xe

Vành xe

Vành đúc

Lốp xe

215/55R17

Hệ thống lái của ôtô Toyota Innova 2019 2.0V là hệ thống lái có trợ lực. Cấu
tạo của hệ thống lái bao gồm: vành tay lái, trục lái, các đăng truyền động, cơ cấu lái,
bộ trợ lực thuỷ lực và dẫn động lái. Trên ôtô Toyota Innova 2019 2.0V người ta
bố trí cơ cấu lái và bộ trợ lực lái riêng thành hai cụm.
Phương án bố trí này có ưu điểm:
- Kết kấu cơ cấu lái nhỏ gọn;
- Dễ bố trí bộ trợ lực lái;
- Tăng tính thống nhất sản phẩm;

- Giảm tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống lái.
+ Nhược điểm: Kết cấu kém cứng vững, chiều dài các đường ống lớn dẫn
đến tăng khả năng dao động các bánh xe dẫn hướng;
+ Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảm bớt lực điều khiển của người
lái, làm giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vơ lăng. Bộ trợ lực
cịn làm tăng tính an tồn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ. Vì lúc đó người lái
đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt;
+ Bơm trợ lực lái là loại bơm cánh gạt, được đặt trên thân động cơ và được
truyền động từ trục khuỷu động cơ thông qua dây đai;
+ Bộ trợ lực thuỷ lực có nhiệm vụ làm giảm nhẹ lực điều khiển của người
lái, làm giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng. Bộ trợ lực

25