NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE FORD RANGER 2011

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
VŨ VĂN HIỆU

---------------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGHÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE FORD RANGER 2011
CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

CBHD

: TS Nguyễn Anh Ngọc

Sinh viên

: Vũ Văn Hiệu

Mã số sinh viên : 2018600815

Hà Nội – 2022


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE FORD RANGER 2011

CBHD

: TS Nguyễn Anh Ngọc

Sinh viên

: Vũ Văn Hiệu

Mã số sinh viên : 2018600815

Hà Nội – 2022


BỘ CƠNG THƯƠNG

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNGĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆPHÀNỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Vũ Văn Hiệu
Lớp: 2018DHKTOT01

Mã SV: 2018600815
Ngành: CNKTƠTƠ

Khóa: 13

Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống hệ thống lái trên xe Ford Ranger 2011
Mục tiêu đề tài
- Nắm rõ hơn về cấu tạo, kết cấu và các ưu nhược điểm của hệ thống
lái.
- Tìm hiểu được các tính năng hoạt động của các chi tiết trong hệ
thống cũng như toàn bộ hệ thống lái của xe.
- Tìm ra được nguyên nhân hư hỏng thường gặp để đưa ra các biện
pháp khắc phục sửa chữa.
Kết quả dự kiến
1. Phần thuyết minh:
- Tổng quan hệ thống lái trên xe ô tô.
- Cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống lái xe ô tô Ford-Ranger
2011
- Những hư hỏng thường gặp trên hệ thống lái, nguyên nhân, cách
khắc phục sửa chữa
2. Phần bản vẽ:
- Bản vẽ A0: Bố trí chung hệ thống lái trên xe Ford Ranger
- Bản vẽ A0: Kết cấu cơ cấu lái – van phân phối
- Bản vẽ A0: Quy trình kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống lái
xe Ford Ranger
Thời gian thực hiện: từ: 21/3/2022 đến 22/05/2022
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TRƯỞNG KHOA

(Ký và ghi rõ họ tên)

TS. Nguyễn Anh Ngọc


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................

Hà Nội, Ngày .... Tháng .... Năm 2022


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................

Hà Nội, Ngày .... Tháng .... Năm 2022


i
LỜI CẢM ƠN
Ngay từ khi ra đời, ôtô đã chứng tỏ được tầm quan trọng của mình
trong cuộc sống của con người. Sản xuất ôtô trên thế giới ngày nay tăng vượt
bậc, ôtô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng
hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao
thơng tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ngay ở nước ta số ôtô
cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ xe trên
đường ngày càng cao. Từ đó đến nay ngành công nghiệp ôtô không ngừng
phát triển về số lượng cũng như chất lượng nhằm đáp ứng yêu cầu ngày một
cao và khắt khe hơn của người sử dụng. Ngành cơng nghiệp ơtơ đóng vai trị
rất quan trọng trong sự tăng trưởng của nền kinh tế ở các quốc gia, đặc biệt ở
một số nước phát triển đã chọn ngành công nghiệp ôtô là ngành mũi nhọn.
Với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Anh Ngọc cùng các thầy giáo
bộ môn ôtô em đã thực hiện đồ án này. Trong q trình làm đồ án, mặc dù có
nhiều cố gắng nhưng khơng khỏi có những chỗ cịn thiếu sót, em rất mong
được sự đóng góp chỉ bảo của thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ
môn để đồ án tốt nghiệp này hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Vũ Văn Hiệu

ii
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... i
MỤC LỤC ........................................................................................................ ii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................ iv
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................. vi
1.Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu đề tài ........................................................................... 1
3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn đề tài................................................................. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ .............. 3
1.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG LÁI. .......... 3
1.1.1. Công dụng ............................................................................................... 3
1.1.2. Phân loại .................................................................................................. 3
1.1.3. Yêu cầu đối với hệ thống lái. .................................................................. 4
1.2. VẤN ĐỀ VÒNG QUAY CỦA XE, DẪN HƯỚNG CỦA XE. ................ 5
1.2.1. Vấn đề quay vòng của xe. ....................................................................... 5
1.2.2. Vấn đề dẫn hướng của xe. ....................................................................... 6
1.3. CÁC GÓC ĐẶT BÁNH XE DẪN HƯỚNG. ............................................ 6
1.4. CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG LÁI. ........................................... 8
1.5. TRỢ LỰC LÁI. ........................................................................................ 10
1.5.1. Công dụng: ............................................................................................ 10
1.5.2. Phân loại: ............................................................................................... 11
1.5.3. Cấu tạo trợ lực lái thủy lực.................................................................... 11
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LÁI
XE Ô TÔ FORD-RANGER-2011 ................................................................ 16
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE FORD RANGER .................................... 16
2.2. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI XE FORD RANGER ........... 19
2.2.1. Vành tay lái và trục lái .......................................................................... 19

iii
2.2.2. Cơ cấu lái............................................................................................... 21
2.2.3. Hình thang lái ........................................................................................ 22
2.2.4. Trợ lực lái .............................................................................................. 23
2.3. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC TRỢ LỰC LÁI XE FORD RANGER......... 27
2.3.1. Trường hợp xe đi thẳng ......................................................................... 27
2.3.2. Trường hợp xe rẽ phải ........................................................................... 28
2.3.3. Trường hợp xe rẽ trái ............................................................................ 29
2.3.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động .................................................. 30
CHƯƠNG 3: NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP ĐỐI VỚI HỆ
THỐNG LÁI, NGUYÊN NHÂN, CÁCH KHẮC PHỤC .......................... 31
3.1. NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA HỆ THỐNG LÁI VÀ BIỆN
PHÁP KHẮC PHỤC....................................................................................... 31
3.2 BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI.............................................................. 34
3.2.1 Nội dung bảo dưỡng ............................................................................... 34
3.2.2. Một số nội dung bảo dưỡng, kiểm tra chính ......................................... 34
Kiểm tra, điều chỉnh độ chụm bánh xe ........................................................... 44
Bảo dưỡng bộ phận trợ lực lái ......................................................................... 45
3.3. THÁO LẮP HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE FORD RANGER .................. 48
3.3.1 Dụng cụ cần thiết trong quá trình tháo, lắp hệ thống lái:....................... 48
3.3.1. Dụng cụ đo: ........................................................................................... 48
3.3.1. Bôi trơn và keo làm kín ......................................................................... 48
KẾT LUẬN .................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 57


iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Hình 1.1: Góc nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng ..................................... 6
Hình 1.2: Góc nghiêng ngang α và khuynh hướng lăn tự do của bánh xe dẫn
hướng ................................................................................................................. 7
Hình 1.3: Độ chum của bánh xe dẫn hướng...................................................... 8
Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái ................................................................. 8
Hình 1.5: Sơ đồ quan hệ hình thang lái ........................................................... 10
Hình 1.6: Bố trí các bộ phận của trợ lực lái .................................................... 12
Hình 1.7: Cơ cấu lái trục vít-êcu bi thanh răng–cung răng có trợ lực kiểu van
xoay ................................................................................................................. 13
Hình 1.8: Sơ đồ mạc thủy lực hai cánh ........................................................... 14
Hình 2.1: Kiểu dáng bên ngồi của xe ............................................................ 17
Hình 2.2 Kích thước bao của xe Ford Ranger ................................................ 17
Hình 2.3: Bố trí trục lái loại điểm tựa dưới.................................................... 20
Hình 2.4. Cơ cấu lái bánh răng trụ- thanh răng............................................... 21
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí hình thang lái xe Ford Ranger ..................................... 23
Hình 2.6: Đặc điểm kết cấu của xi lanh lực .................................................... 24
Hình 2.7: Đặc điểm kết cấu bơm trợ lực ......................................................... 25
Hình 2.8: Đặc điểm kết cấu van phân phối ..................................................... 26
Hình 2.9: Nguyên lý hoạt động van phân phối ở vị trí trung gian .................. 28
Hình 2.10. Ngun lý hoạt động van phân phối quay vòng sang phải. .......... 28
Hình 2.11. Nguyên lý hoạt động van phân phối quay vịng sang trái. ............ 29
Hình 3.1: Kiểm tra hành trình tự do vành tay lái. .......................................... 35
Hình 3.2: Kiểm tra đầu thanh nối. ................................................................... 35
Hình 3.3: Hiệu chỉnh lệch tâm vơ lăng ........................................................... 36
Hình 3.4: Điều chỉnh góc quay vơ lăng. ......................................................... 37
Hình 3.5: Kiểm tra áp suất lốp. ....................................................................... 37
Hình 3.6: Kiểm tra góc quay bánh xe. ............................................................ 38
Hình 3.7: Góc Camber .................................................................................... 39
Hình 3.8: Camber âm ...................................................................................... 40
Hình 3.9: Camber bằng khơng và camber dương ........................................... 41

v
Hình 3.10: Góc Caster và khoảng Caster ........................................................ 42
Hình 3.11. Độ ổn định chạy thẳng và hồi vị bánh xe...................................... 43
Hình 3.12: Kiểm tra góc camber, caster và góc kingpin ................................. 44
Hình 3.13: Kiểm tra độ chụm.......................................................................... 45


vi
DANH MỤC HÌNH VẼ

Bảng 2.1. Bảng kích thước tiêu chuẩn của xe Ford Ranger............................ 17
Bảng 2.2. Bảng trang thiết bị chính của xe Ford Ranger ................................ 18
Bảng 3.1. Độ chụm tiêu chuẩn. ....................................................................... 44
Bảng 3.2. Tháo cơ cấu lái ................................................................................ 49
Bảng 3.3. Lắp cơ cấu lái .................................................................................. 51


1
1.Lý do chọn đề tài
Đất nước ta đang trong quá trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa rất mạnh
mẽ, ngành cơng nghiệp ơtơ Việt Nam mới ra đời cịn non trẻ khi mới chỉ dừng
lại ở quy mô lắp ráp, sửa chữa, chế tạo một số chi tiết nhỏ với tỷ lệ nội địa
hóa tăng dần theo thời gian nhưng tương lai hứa hẹn có nhiều khởi sắc. Hiện
nay các loại xe được khai thác sử dụng trong nước bao gồm nhập khẩu từ
nước ngoài và một phần lắp ráp trong nước, các loại xe này có các thơng số
kỹ thuật phù hợp với điều kiện địa hình và khí hậu Việt Nam. Do đặc thù khí
hậu nước ta là nhiệt đới gió mùa ẩm, địa hình nhiều đồi núi, độ ẩm cao nên
nhìn chung là điều kiện khai thác tương đối khắc nghiệt. Chính vì vậy việc

tìm hiểu, đánh giá và kiểm nghiệm các hệ thống, các cụm trên xe là việc hết
sức cần thiết để đảm bảo khai thác sử dụng xe có hiệu quả cao góp phần nâng
cao tuổi thọ xe cũng như tính kinh tế.
Hệ thống lái của ôtô là một hệ thống quan trọng dùng để thay đổi hướng
chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một quỹ đạo xác định nào
đó. Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng được sử dụng phổ biến trên các xe ôtô
du lịch và xe tải nhỏ, xe SUV và Ford Ranger cũng nằm trong số đó. Nó là
một cơ cấu cơ khí khá đơn giản. Một bánh răng được nối với một ống kim
loại, một thanh răng được gắn trên một ống kim loại, một thanh nối nối với
hai đầu mút của thanh răng
Để góp phần thực hiện công việc trên và cũng là đúc rút lại những kiến
thức sau 4 năm học tập trên ghế giảng đường “Đại học Công Nghiệp Hà Nội”
em đã được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:
"Nghiên cứu hệ thống lái trên xe Ford Ranger 2011"
2. Mục đích nghiên cứu đề tài
- Thấy rõ vai trò của hệ thống lái
- Nắm rõ hơn về cấu tạo, kết cấu và các ưu nhược điểm của hệ thống lái
- Tìm hiểu được các tính năng hoạt động của các chi tiết trong hệ thống cũng
như tồn bộ hệ thống.
- Tìm ra được các nguyên nhân hư hỏng thường gặp của hệ thống lái trên ơ tơ,
để từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục sửa chữa, nâng cao tính kinh tế và
tiện nghi sử dụng cũng như mức độ an toàn khi làm việc của hệ thống.


2
- Vẽ ra được sơ đồ bố trí chung của hệ thống cũng như kết cấu từng chi tiết
trong hệ thống đề tài nghiên cứu.
3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu
- Đề tài: “ Nghiên cứu hệ thống lái trên xe Ford Ranger 2011 “
Với đề tài như trên, nội dung đồ án được thể hiện qua các phần sau:

- Tổng quan hệ thống lái trên xe ô tô.
- Cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống lái xe ô tô Ford-Ranger 2011.
- Tìm các nguyên nhân hư hỏng thường gặp trên hệ thống lái.
- Hướng dẫn bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái xe ô tô Ford-Ranger 2011.
- Quy trình kiểm tra áp suất lốp xe ơ tơ.
4. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn đề tài
- Giúp cho sinh viên củng cố và bổ sung kiến thức trong việc tiếp cận với các
hệ thống trên xe ô tô và các hãng xe trên toàn thế giới.
- Hoàn thành đề tài sinh viên sẽ nắm vững kết cấu, cấu tạo và hiểu rõ nguyên
tắc hoạt động của hệ thống lái. Từ đó tạo cho các em có điều kiện đi sâu vào
việc thiết kế cải tiến hệ thống lái nhằm tăng hiệu quả khi sử dụng hệ thống.
- Đề tài “Nghiên cứu hệ thống lái trên xe Ford Ranger 2011” có thể là tài
liệu tham khảo bổ ích cho tất cả những ai muốn quan tâm, tìm hiểu hệ thống
lái trên ô tô và dành cho những ai chưa có dịp tiếp xúc với các hệ thống lái
trên ơ tô từ thực tế.


3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE Ô TÔ
1.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG LÁI.
1.1.1. Công dụng
Hệ thống lái là hệ thống điều khiển hướng chuyển động của ơ tơ nhờ quay
vịng các bánh xe dẫn hướng, với nhiệm vụ thay đổi hoặc giữ nguyên hướng
chuyển động theo ý muốn của người lái.
Hệ thống lái có ảnh hưởng rất lớn đến an tồn chuyển động của xe nhất là ở
tốc độ cao, do đó chúng khơng ngừng được hồn thiện theo thời gian.
Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện nhờ vô lăng
(vành lái), trục lái (truyền chuyển động quay từ vô lăng tới cơ cấu lái), cơ cấu
lái (tăng lực quay của vô lăng để truyền mô men lớn hơn tới các thanh dẫn
động lái), và 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 từng loại xe.
Để quay vịng được thì người lái cần phải tác dụng vào vô lăng một lực,
đồng thời để quay vịng được thì cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường
lên bánh xe.
Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng quay trên những đường trịn
đồng tâm với nhau, đó là tâm quay tức thời khi quay vịng.
1.1.2. Phân loại
Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ô tô:
a)

Phân loại theo phương pháp chuyển hướng.

+ Chuyển hướng hai bánh xe cầu trước.
+ Chuyển hướng tất cả các bánh xe.
b)

Phân loại hệ thống lái theo đặc tính truyền lực.

+ Hệ thống lái cơ khí.


4
+ Hệ thống lái cơ khí có trợ lực bằng thủy lực hoặc bằng khí nén.
c)

Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái.

+ Cơ cấu lái kiểu trục vit lõm –con lăn.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít – răng rẻ quạt và trục vít đai ốc.

+ Cơ cấu lái kiểu trục vít – thanh răng.
+ Cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng.
+ Cơ cấu lái kiểu bi tuần hồn.
d)

Phân loại theo bố trí vành lái.

+ Bố trí vành lái bên phải.
+ Bố trí vành lái bên trái.
e)

Phân loại theo kết cấu đòn dẫn động.

+ Dẫn động lái một cầu.
+ Dẫn động lái hai cầu.
1.1.3. Yêu cầu đối với hệ thống lái.
An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng ô tô là chỉ tiêu hàng đầu
trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện hiện nay. Một
trong các hệ thống quyết định đến tính tốn và ổn định chuyển động của ô tô
là hệ thống lái. Để đảm bảo tính êm dịu chuyển động, hệ thống lái cần đảm
bảo các yêu cầu sau.
+ Hệ thống lái phải đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và an tồn
+ Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng.
+ Đảm bảo khả năng quay vịng hẹp dễ dàng.
+ Đảm bảo lực lái thích hợp.
+ Hệ thống lái khơng được có độ dơ lớn.


5
+ Đảm bảo khả năng quay vòng bị động của xe.

+ Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe.
+ Đảm bảo tỷ lệ thuận giữa góc quay vơ lăng với góc quay bánh xe dẫn
hướng.
+ Khơng địi hỏi người lái xe một cường độ lao động quá lớn khi điều
khiển ơ tơ.
1.2. VẤN ĐỀ VỊNG QUAY CỦA XE, DẪN HƯỚNG CỦA XE.
1.2.1. Vấn đề quay vịng của xe.
Có nhiều phương pháp để quay vịng đối với ơ tơ. Cụ thể là:
- Quay vòng nhờ điều khiển các bánh xe dẫn hướng.
Tùy theo loại ô tô, số bánh xe dẫn hướng có thể từ 1 – 4 bánh. Thơng thường
đối với các loại xe du lịch, xe tải nhỏ, trung bình thì sử dụng hai bánh trước
dẫn hướng. Cịn đối với xe có tải trọng lớn, Xe con có tính năng thơng qua
cao thì sử dụng 4 bánh xe dẫn hướng.
- Quay vịng bằng cách bẻ gẫy thân xe.
Khơng có bánh xe dẫn hướng, khi quay vịng nhờ khớp nối giữa thân xe là
khớp động di chuyển, làm tâm quay vòng chuyển hướng.
- Quay vòng nhờ lực kéo trên các bánh chủ động khác nhau.
Quay vòng máy kéo loại bánh xích có hai loại:
Loại cơ cấu quay vịng với một dịng cơng suất đến các bánh chủ động
và loại có hai dịng cơng suất đến bánh chủ động.
Loại máy kéo bánh xích quay vịng nhờ lực kéo trên các bánh chủ động
khác nhau.


6
1.2.2. Vấn đề dẫn hướng của xe.
Dựa vào nhiều yếu tố như điều kiện khai thác kĩ thuật, thời tiết, khí hậu vv...
mà người ta thiết kế các xe có hệ thống lái khác nhau.
Xe có số cầu dẫn hướng từ 1 – 2 cầu.
Xe có một cấu dẫn hướng: thường sử dụng với các xe ô tô du lịch, ô tô

thường, ô tô có tải trọng nhỏ.
Xe có hai cầu dẫn hướng: Thường ứng dụng với các xe ô tơ tải cỡ trung
bình, cỡ lớn và có tính năng thơng qua cao.
1.3. CÁC GĨC ĐẶT BÁNH XE DẪN HƯỚNG.
Mặt phảng quay của bánh xe dẫn hướng của ô tô thường khơng nằm trong
mặt phẳng góc với mặt đường, mà được bố trí lệch ra phía ngồi một góc

,

gọi là góc nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng.

rb
x
c
Hình 1.1: Góc nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng
Góc này có tác dụng sau:
+ Tránh cho các bánh xe dẫn hướng nghiêng vào trong, do đó tác dụng của
tải trọng phần trước ô tô, khi các ổ đỡ của trụ quay đứng và vòng bi moay ơ
bánh xe dẫn hướng bị mòn.


7
+ Giảm cánh tay đòn a của phản lực tiếp tuyến đối với trụ quay, do đó giảm
được tải trọng của hệ thống truyền động lái và lực điều khiển vành lái của
người lái xe khi quay vịng ơ tơ.
Tuy nhiên khi đặt bánh xe dẫn hướng sẽ tồn tại một số vấn đề sau đây:
+ Làm tăng góc lệnh  của bánh xe khi phản lực ngang của đường có chiều
ngược lại với chiều nghiêng của bánh xe và làm tăng lực cản lăn.
+ Bánh xe có khuynh hướng lăn theo một cung trịn tâm O, trong khi nó bắt
buộc phải chuyển động tịnh tiến theo tốc độ của xe. Vì vậy ở khu vực tiếp xúc

của bánh xe và mặt đường sẽ xuất hiện hiện tượng trượt ngang của lốp.

Hình 1.2: Góc nghiêng ngang α và khuynh hướng lăn tự do của bánh xe
dẫn hướng
Để khắc phục tình trạng này, người ta còn đặt bánh xe dẫn hướng theo một
độ chụm.
Độ chụm: Được xác định bằng hiệu số khoảng cách A và B giữa phía
trước và phía sau của hai bánh xe dẫn hướng. Chọn đúng mối tương quan
giữa góc nghiêng ngang và độ chụm thì hiện tượng trượt ngang sẽ khơng cịn
tồn tại. Và tránh được sự mài mòn của lốp xe do hiện tượng này gây lên.


8

A

B
Hình 1.3: Độ chum của bánh xe dẫn hướng
1.4. CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG LÁI.

6

5

7

4
3
2

1

Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái
1: Vành lái, 2: Trục lái, 3: Cơ cấu lái, 4: Đòn quay đứng,
5: Thanh kéo dọc, 6: Địn quay ngang, 7: Hình thang lái
* Ngun lý làm việc: khi đánh lái, người lái tác động lên vành tay lái (1)
qua trục lái (2) dẫn đến cơ cấu lái (3). Chuyển động từ cơ cấu lái được đưa
đến bộ phận dẫn động lái thơng qua các địn quay đứng. Dẫn động lái gồm


9
thanh kéo dọc (5), địn quay bên (6) hình thang lái và các cam quay bên trái,
bên phải làm quay bánh xe ở hai bên.
a) Vành lái: Vành lái có dạng hình trịn, có các gân nan hoa bố trí quanh vành
trong của vành tay lái. Để quay vòng xe, người lái cần tác dụng một lực lên
vô lăng để tạo ra mơ mem quay vịng, khi đó hệ thống lái sẽ làm việc.
b) Trục lái: Có nhiệm vụ truyền mô men lái xuống cơ cấu lái. Trục lái gồm có
trục lái chính, có thể truyền chuyển động quay vơ lăng xuống cơ cấu lái. Đầu
phía trên của trục lái chính được gia cơng ren và lỗ lắp then hoa để lắp then
hoa lên đó và được giữ chặt bằng một đai ốc.
c) Cơ cấu lái: Là một giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động của người lái
đến các bánh xe dẫn hướng, chúng có chức năng giảm lực đánh lái bằng cách
tăng mô men đầu ra. Tỷ số giảm tốc được gọi là tỷ số truyền của cơ cấu lái và
thường bằng 21 – 25 đồi với xe tải.
d) Dẫn động lái: Bao gồm tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến trục
đứng của bánh xe. Vì vậy nó cần đảm bảo các chức năng sau:
+ Nhận chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng.
+ Đảm bảo quay vòng các bánh xe dẫn hướng sao cho không sẩy ra hiện
tượng trượt ở tất cả các bánh xe dẫn hướng, đồng thời tạo liên kết giữa các
bánh xe dẫn hướng.

+ Phần cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái được tạo bởi cấu trước, đòn
ngang và đòn dọc. Nhờ hình thang lái nên khi quay vơ lăng đi một góc, các
bánh xe dẫn động cũng sẽ quay đi một góc nhất định. Hình thang lái có thể bố
trí hoặc sau cầu dẫn hướng, tùy theo bố trí chung của từng xe.
* Quan hệ hình học Ackerman: Là quan hệ biểu thị góc quay của bánh xe
dẫn hướng quanh trục trụ đứng, với giả thiết tâm quay vòng của xe nằm trên
đường kéo dài của tâm trục cầu sau.


L

10

o
B
R

q

Hình 1.5: Sơ đồ quan hệ hình thang lái
- Để thỏa mãn điều kiện không bị trượt bánh xe sau thì tâm quay vịng phải
nằm trên đường kéo dài của tâm cầu sau, mặt khác các bánh xe dẫn hướng
phải quay theo các góc



(đối với bánh xe ngồi),  (đối với bánh xe

trong). Quan hệ hình học được xác định theo cơng thức:

cot g − cot g  =

B
L

Trong đó:
B: là khoảng cách của hai đường tâm trụ đứng trong mặt phẳng đi qua
tâm trục bánh xe và song song với mặt đường.
L: Là chiều dài cơ sở của xe.
1.5. TRỢ LỰC LÁI.
1.5.1. Công dụng:
- Giảm nhẹ sức lao động của người lái trong việc điều khiển hướng chuyển
động của xe ơ tơ, đặc biệt đối với những xe có tải trọng lớn có mơ men cản
quay vịng lớn.


11
- Trợ lực lái cịn có ý nghĩa nâng cao an tồn chuyển động khi có sự cố sẩy
ra ở các bánh xe (nổ lốp, áp suất lốp quá thấp…) và giảm tải trọng va đập
truyền lên vành lái, tăng tính tiện nghi và êm dịu trong điều khiển nên được
sử dụng nhiều trên các xe du lịch. Hệ thống lái có trợ lực có các loại: Thủy
lực, khí nén, điện, cơ khí. Loại trợ lực thủy lực với kết cấu nhỏ gọn được sử
dụng nhiều hơn cả.
- Lực lái có thể được giảm bằng nhiều cách khác nhau, có thể tăng tỷ số
truyền của cơ cấu lái. Tuy nhiên việc này dẫn đến số vòng quay trên vành lái
nhiều hơn, người lái phải quay vành lái nhiều dẫn đến phản ứng điều kiện khó
theo ý muốn với những đoạn đường vịng phức tạp. Vì vậy để thực hiện điều
khiển vành lái nhẹ nhàng, nhanh nhậy trong khi đó chỉ cần lực lái nhỏ, càn
phải có thiết bị trợ lực lái.
1.5.2. Phân loại:

Trợ lực lái có các loại sau:
+ Trợ lực khí nén với áp suất trợ lực 0,5 – 0,75 MPa.
+ Trợ lực thủy lực với áp suất trợ lực 5 – 12,5 MPa.
Hiện nay trên ô tô, trợ lực thủy lực kết cấu nhỏ gọn nhẹ nhàng được sử dụng
phổ thơng hơn, đặc biệt dễ dàng bố trí trên cơ cấu lái loại trục vít – êcu bi
thanh răng – cung răng hoặc trục răng – thanh răng.
1.5.3. Cấu tạo trợ lực lái thủy lực.
Các bộ phận cơ bản của hệ thống lái có trợ lực thủy lực:
Bộ trợ lực lái là một bộ phận điều khiển tự động bao gồm: nguồn năng
lượng, van phân phối và xi lanh lực.
- Theo cách bố trí các cụm mà có thể chia ra các loại được thể hiện như sau:


12

4

4

1
2

2

3

4

1
3

1

3
2

a)

4

b)

4

c)

3
1

1

3

2

d)

2

e)

Hình 1.6: Bố trí các bộ phận của trợ lực lái
1: Cơ cấu lái, 2: Xi lanh lực, 3: Van phân phối, 4: Nguồn năng lượng
a) Cơ cấu lái, van phân phối, xi lanh lực đặt chung.
b) Cơ cấu lái, van phân phối, đặt chung.
c) Van phân phối, xi lanh lực đặt chung.
d) Cơ cấu lái, xi lanh lực đặt chung.
e) Cơ cấu lái, van phân phối, xi lanh lực đặt chung.
- Theo cách dẫn động nguồn năng lượng:
+ Thiết bị thủy lực dùng công suất động cơ, được dẫn động bởi động cơ.
+ Thiết bị thủy lực dùng công suất mô tơ điện, mô tơ điện đặt riêng biệt để
dẫn động bơn thủy lực.


13
Hệ thống lái có trợ lực thường gặp trên các loại xe hiện đại có cơ cấu lái
loại trục vit – êcu bi thanh răng – cung răng. Bánh răng – thanh răng với van
phân phối có ba kiểu là: Kiểu van xoay, kiểu trượt và kiểu cánh.
* Kiểu van xoay: Đa số lắp trên hệ thống lái có cơ cấu lái thanh răng bánh
răng hoặc trục vit êcu bi thanh răng –cung răng.

Hình 1.7: Cơ cấu lái trục vít-êcu bi thanh răng–cung răng có trợ lực kiểu
van xoay
- Van điều khiển sẽ điều khiển việc đóng mở các đường dầu đến các khoang
của xilanh lực.
- Trục van điều khiển được nối với trục răng bởi thanh xoắn. Trục van điều
khiển nhận chuyển động từ trục lái.
- Van và trục răng nối với nhau qua chốt và quay cùng nhau.
+ Nguyên lý làm việc:
Khi quay vành lái, để khắc phục mơ men cản quay vịng sinh ra ở các bánh

xe. Thanh xoắn bị biến dạng do liên kết với thân van trong và thân van ngoài
qua liên kết chốt làm thân van trong và thân van ngoài quay tương đối với
nhau. Khi đó mở đường dầu từ bơm với áp suất cao đến một khoang nào đó
và mở đường dầu từ khoang đối diện qua van về bình chứa.


14
Việc đóng mở các đường dầu phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa mô men tác
động lên vành lái và mơ men cản quay vịng làm xoắn thanh xoắn với mức độ
khác nhau.
* Kiểu van cánh.
Van cánh có cấu tạo gồm 2 cánh: Trên mỗi cánh có 2 van, các cánh được
gắn liền với thanh xoắn. Đầu kia của thanh xoắn bắt với trục vít thơng qua
chốt.
Cánh số 1 (Cánh nhỏ nằm phía trong) có các van V1 V2 các van này đóng
vai trị điều khiển và dẫn hướng dịng dầu theo các hướng P-A-T hoặc P-B-T
phụ thuộc vào sự dịch chuyển vành lái.
Cánh số 2 (Cánh lớn phía ngồi) có các van V3 V4, các van này đóng vai trò
điều khiển áp suất dầu tại các điểm A, B (Các khoang xi lanh) phụ thuộc vào
lực lái.
T? bo m

P
V

C¸nh 1

1

V

2

A

B

V

3

C¸nh 2

V

4

T
T? bình ch? a

Hình 1.8: Sơ đồ mạc thủy lực hai cánh
Kết cấu trợ lực lái kiểu van cánh với cơ cấu lái kiểu trục vít – êcu bi thanh
răng – cung răng.