C8 thiet ke he thong lai part1

Chương 8
Thiết kế hệ thống lái
TS. Nguyễn Lê Duy Khải


Tel.: 0168.960.8039

ĐHBK TPHCM
- 2017 -

1


Nội dung
1. Chức năng, điều kiện làm việc
2. Yêu cầu
3. Chọn phương án thiết kế hệ thống lái
4. Thiết kế bố trí chung hệ thống lái
5. Thiết kế kỹ thuật hệ thống lái
6. Trợ lực lái
7. Góc đặt bánh xe

2


1.a. Chức năng hệ thống lái
+ Điều khiển các bánh xe dẫn hướng một cách chính xác.
+ Duy trì lực lái phù hợp.
+ Truyền được cảm giác đường tới người lái.
+ Hấp thụ phần lớn tải trọng đường truyền lên vành tay lái.
+ Bảo đảm hoạt động hệ thống treo.

3


1.b. Điều kiện làm việc
+ Hệ thống lái điều khiển hướng chuyển động của ơ tơ: thẳng + quay vịng.
+ Tải trọng lên hệ thống lái là moment cản quay vịng, Mcqv.
(Khi chuyển động thẳng, khơng có tải lên hệ thống lái).
+ Mcqv đạt giá trị max khi quay vòng ngặt (rqv min) và khi quay vòng tại chỗ
(va = 0).

4


2. Yêu cầu
a. Yêu cầu kỹ thuật:
•

Phải đạt được bán kính quay vịng nhỏ nhất cho phép của đường. Tối ưu
nhất là rqvmin = 0 (quay vịng tại chỗ).

•

Đảm bảo điều kiện về động học quay vòng đúng: Khi quay vịng thì tất cả
bánh xe phải lăn khơng trượt trên đường.

•

Ổn định chuyển động thẳng.

b. Yêu cầu đặc trưng:
Hệ thống lái hiện nay vẫn phải do con người điều khiển  HTL phải phù hợp khả
năng con người:
•

[Pvl], [rvl], [vl]

•

Độ chính xác khi điều khiển: đặc trưng bởi độ rơ của các chi tiết trong HTL.

c. Yêu cầu chung:
•

Kết cấu đơn giản, kích thước trọng lượng nhỏ;

•

Cơng nghệ chế tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng, …
5


3. Chọn phương án thiết kế
1. Chọn các cụm cơ bản:
•

Cơ cấu lái: dẫn động từ vành tay lái đến một bánh xe dẫn hướng.

•

Dẫn động lái: dẫn động từ một bánh xe dẫn hướng sang các bánh xe dẫn
hướng khác.

1. Vành lái;
2. Trục lái;
3. Trục vít;
4. Cung răng;
5. Đòn quay đứng;
6. Đòn kéo dọc;
7. Cam quay;
8, 9, 10. Hình thang lái;
11. Trục bánh xe

6


3. Chọn phương án thiết kế

Hệ thống lái trong hệ thống treo độc lập

7


3. Chọn phương án thiết kế
•

Hiện nay chỉ dùng cơ cấu hình thang lái để dẫn động lái. Hầu như các chi tiết
trong hệ thống lái khơng có phương án chọn thứ hai  thiết kế hệ thống lái
đơn giản.

•

Cơ cấu lái gồm:
 Cụm truyền động: Vành tay lái, các địn bên dưới.
 Hộp tay lái: Có tỷ số truyền lớn, thay đổi phương truyền động. Chỉ còn
hộp tay lái là có nhiều phương án để chọn.
 Có hai kiểu:
o Kiểu hộp:

trục vít – cung răng
trục vít – ecu – cung răng
trục vít – ecu bi – cung răng
trục vít - con lăn

o Kiểu thước:

trục vít – thanh răng
8


3. Chọn phương án thiết kế

Trục lái – Vành tay lái
9


3. Chọn phương án thiết kế

a

b

Trục lái
10


3. Chọn phương án thiết kế
Cơ cấu lái trục vít – cung răng đặt giữa
Hiệu suất thuận 0.5; hiệu suất nghịch 0.4

11


3. Chọn phương án thiết kế
Cơ cấu lái trục vít – cung răng đặt bên
Hiệu suất thuận 0.5; hiệu suất nghịch 0.4

Nhược điểm:
+ Hiệu suất thấp,
+ Trọng lượng và kích
thước tương đối lớn,
+ Điều chỉnh khó.

2 R0
i 
t
Ro : bán kính vịng trịn cơ sở của cung răng
t : bước của mối răng trục vít

12

3. Chọn phương án thiết kế
Cơ cấu lái trục vít – con lăn
Hiệu suất thuận 0.65; hiệu suất nghịch 0.5

2 r2
i 
tz1

r2 : bán kính vịng trịn ban đầu của trục vít
t : bước của trục vit
z1: số đường ren trục vít

13


3. Chọn phương án thiết kế
Cơ cấu lái trục vít – chốt quay
Hiệu suất thuận = nghịch = 0.7;

2 r2
i 
cos
t

 : góc quay của tay chuyển hướng
r2 : bán kính địn quay
 Ơ tơ tải và khách khơng cường hóa

14


3. Chọn phương án thiết kế
Cơ cấu lái trục vít – ê cu bi cung răng

15


3. Chọn phương án thiết kế

Cơ cấu lái trục vít – ê cu bi cung răng

16


3. Chọn phương án thiết kế

Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng

17


3. Chọn phương án thiết kế

Cơ cấu lái bánh răng –
thanh răng
18

3. Chọn phương án thiết kế

Đòn quay

19


3. Chọn phương án thiết kế

Đòn kéo

20


3. Chọn phương án thiết kế

Hình thang lái

21


3. Chọn phương án thiết kế

Sơ đồ các loại hình thang lái
22


3. Chọn phương án thiết kế
Cơ cấu lái

Tay khuỷu

Thanh ngang

Đòn kéo dọc
Tay pitman

Đầu thanh ngang

Hình thang lái kiểu phụ thuộc

23


3. Chọn phương án thiết kế

Hình thang lái kiểu độc lập

24


3. Chọn phương án thiết kế
Đầu thanh ngang

Cơ cấu lái

Đầu thanh răng

Cam quay

Thanh răng kết hợp làm hình thang lái
25