Khai thác kĩ thuật hệ thống lái trợ lực điện trên toyota wigo 2020

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THƠNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN Ơ TƠ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
ĐỀ TÀI:
KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN
TRÊN XE TOYOTA WIGO

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thanh Vương
Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Giảng viên hướng dẫn: Trần Ngọc Vũ

Thái Nguyên - 2023


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
.....................................................
Thái Nguyên, ngày….tháng.…năm 2023
Giáo viên hướng dẫn
Trần Ngọc Vũ

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

2

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

LỜI NĨI ĐẦU
Trên nền tảng của đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế đó là sự
thay da đổi thịt của q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước và sự hội nhập của
các nghành công nghiệp, kỹ thuật ô tô ở nước ta ngày càng được trú trọng và phát triển.
Thể hiện bởi các liên doanh lắp ráp ơ tơ giữa nước ta với nước ngồi ngày càng phát triển
rộng lớn trên hầu hết các tỉnh của cả nước như: Hyundai,Toyota, Ford, Kia, Mazda,

Honda, … Một vấn đề lớn đặt ra đó là sự hội nhập, tiếp thu những công nghệ kỹ thuật
tiên tiến của các nước có nền cơng nghiệp phát triển vào việc lắp ráp sản xuất cũng như
sử dụng bảo dưỡng trên xe ô tô.
Một trong những hệ thống đặc biệt quan trọng của ô tô là hệ thống lái. Để đảm bảo
an tồn khi ơ tơ chuyển động trên đường, người vận hành phải có kinh nghiệm xử lý 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. Mà hệ thống lái là một
bộ phận quan trọng đảm bảo tính năng đó. Việc quay vịng hay chuyển hướng của ơ tơ
khi gặp chướng ngại vật trên đường địi hỏi hệ thống lái làm việc thật chuẩn xác.
Ở các thế hệ ô tô đầu tiên, hệ thống lái không trợ lực khá đơn giản. Và tất nhiên đi
cùng với nó là vơ số các nhược điểm. Đây cũng chính là lí do hệ thống lái trợ lực điện ra
đời.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và được sự hướng dẫn tận tình của giáo
viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: " KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG
LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN TOYOTA WIGO 2020 "
.
Thái Nguyên, ngày

tháng năm 2023

Sinh viên thực hiện

Hoàng Thanh Vương

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

3

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN..........................................................................................2
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................................................3
MỤC LỤC.........................................................................................................................................4
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI...........................................................................................6
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống lái.............................................................................6

1.1.1 Công dụng của hệ thống lái ô tô....................................................6
1.1.2 Phân loại hệ thống lái ô tô..............................................................6
1.1.3 Yêu cầu của hệ thống lái ơ tơ.........................................................7
1.2 Ngun lí hoạt động, cấu tạo hệ thống lái................................................................................7

1.2.1 Hệ thống lái cơ khí.........................................................................7
1.2.2 Hệ thống lái trợ lực thủy lực (Hydraulic Power Steering System).9
1.2.3 Hệ thống lái trợ lực điện (Electric Power Steering).....................11
GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

4

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

1.2.4 Hệ thống lái trợ lực điện - thủy lực (EHPS)................................13
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN XE TOYOTA WIGO 2020.................................15
2.1 Giới thiệu ô tô TOYOTA WIGO 2020..................................................................................15

2.1.1 Thông số kỹ thuật.........................................................................15
2.1.2 Tính năng nổi bật của động cơ 3NR-VE......................................16
2.1.3 Tổng quan về hệ thống truyền lực...............................................18
2.2 Khái quát hệ thống lái trợ lực điện.........................................................................................23

2.2.1 Các phần tử cơ bản của trợ lực lái điện.......................................23
2.2.2 Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống trợ lực lái điện.....................25
2.3 Cấu tạo và nguyên lí làm việc hệ thống lái trợ lực điện.........................................................27

2.3.1 Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 1...............................................27
2.3.2 Hệ thống lái có trợ lực điện kiểu 2...............................................29
2.3.3 Các cảm biến trong hệ thống lái trợ lực điện...............................32
2.4. Hệ thống lái trợ lực điện trên xe Toyota Wigo 2020.............................................................38

2.4.1 Bố trí cơ cấu lái trên xe wigo 2020..............................................38
2.4.2 Đặc điểm kết cấu hệ thống lái trên xe Wigo 2020......................38
2.5 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái trên xe Toyota Wigo 2020............................................41

2.5.1. Thơng số đầu vào........................................................................41
2.5.2. Tính tốn kiểm nghiệm hình thang lái xe Toyota Wigo.............42
2.5.3. Tính tốn kiểm bền cho các chi tiết cơ bản của hệ thống lái......44
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN XE TOYOTA WIGO 2020....52
3.1. Cơ sở lý thuyết chẩn đoán, bảo dưỡng kỹ thuật....................................................................52

3.1.1. Cơ sở lý thuyết chẩn đoán kỹ thuật.............................................52

3.1.2. Cơ sở lý thuyết bảo dưỡng kỹ thuật............................................52
GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

5

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

3.2. Chẩn đốn kĩ thuật hệ thống lái trợ lực điện.........................................................................53

3.2.1. Chẩn đoán dựa vào hiện tượng hư hỏng.....................................53
3.2.2 Chẩn đoán dựa vào máy chẩn đốn.........................................54
3.3 Quy trình bảo dưỡng hệ thống lái trợ lực điện.......................................................................59

3.3.1. Các yêu cầu chung......................................................................59
3.3.2. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái.............................................59
3.3.3. Một số nội dung bảo dưỡng, sửa chữa chính..............................60
3.4 Đặc điểm khai thác kĩ thuật hệ thống lái................................................................................65

3.4.1. Yêu cầu trong quá trình sử dụng.................................................65
3.4.2 Qui trình tháo, lắp hệ thống lái....................................................66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................................................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................................76

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

6

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống lái
1.1.1 Công dụng của hệ thống lái ô tô.
Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ơtơ nhờ quay
vịng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển
động quay vịng của ơtơ khi cần thiết.
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 mômen 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).
1.1.2 Phân loại hệ thống lái ô tô
* Theo cách bố trí vành tay lái
- Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên trái;
- Hệ thống lái với vành tay lái bố trí bên phải.
* Theo số lượng cầu dẫn hướng
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
* Theo kết cấu của cơ cấu lái
- Cơ cấu lái loại trục vít- bánh vít;
- Cơ cấu lái loại trục vít- cung răng;

- Cơ cấu lái loại trục vít- con lăn;
- Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay;
- Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, ê cu, cung răng);
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ - thanh răng.
* Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của trợ lực
- Hệ thống lái có trợ lực thủy lực;
- Hệ thống lái có trợ lực khí nén;
- Hệ thống lái có trợ lực điện.
1.1.3 Yêu cầu của hệ thống lái ô tô
- Đảm bảo quay vòng ô tô thật ngoặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích
rất bé.
- Đảm bảo lực đặt lên vành tay lái bé.
- Đảm bảo động học quay vịng đúng trong đó các bánh xe của tất cả các cầu phải
lăn theo những vịng trịn đồng tâm.
GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

7

SVTH: HỒNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

- Đảm bảo ô tô chuyển động thẳng ổn định.
- Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe, đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn
hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng.
- Đảm bảo tính tùy động.
1.2 Nguyên lí hoạt động, cấu tạo hệ thống lái

1.2.1 Hệ thống lái cơ khí
1. 2.1.1Cấu tạo,đặc điểm của hệ thống lái cơ khí
Có 2 loại cơ cấu lái:
 Loại trục vít- thanh răng.
 Loại bi tuần hồn.
Các bánh răng trong cơ cấu lái khơng chỉ điều khiển các bánh trước mà chúng
còn là các bánh răng giảm tốc để giảm lực quay vô lăng bằng cách tăng mô men đầu ra.
Tỷ lệ giảm tốc được gọi là tỷ số truyền cơ cấu lái và thường dao động giữa 18
và 20:1. Tỷ lệ càng lớn khơng những giảm lực đánh lái mà cịn u cầu phải xoay vơ lăng
nhiều hơn khi xe quay vịng.
Hiện nay, hầu hết các loại xe sử dụng loại trục vít- thanh răng.

Hình 1.1 Cấu tạo chung của hệ thống lái cơ khí.
 Loại trục vít- thanh răng.
 Cấu tạo:
Trục vít tại đầu thấp hơn của trục lái chính ăn khớp với thanh răng. Khi vơ lăng
quay thì trục vít quay làm cho thanh răng chuyển động sang trái hoặc sang phải.
GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

8

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

Chuyển động của thanh răng được truyền tới các địn cam lái thơng qua các đầu
nối của thanh răng và các đầu nối của rôtuyn lái.

 Đặc điểm:
- Cấu tạo đơn giản và gọn nhẹ. Do hộp truyền động nhỏ nên thanh răng đóng vai
trị thanh dẫn động lái.
- Các răng ăn khớp trực tiếp nên độ nhạy của cơ cấu lái rất chắc chắn.
 Ít quay trượt và ít sức cản quay, và việc truyền mơ- men tốt hơn vì vậy lái nhẹ.
 Cụm cơ cấu lái hồn tồn kín nên khơng cần phải bảo dưỡng.
 Loại bi tuần hoàn.
Cấu tạo: Các rãnh hình xoắn ốc được cắt trên trục vít và đai ốc bi và các viên bi thép
chuyển động lăn trong rãnh trục vít và rãnh đai ốc. Cạnh của đai ốc bi có răng để ăn khớp
với răng trên trục rẻ quạt.
 Do bề mặt tiếp xúc lăn của các viên bi truyền chuyển động quay của trục lái chính nên
lực ma sát trượt của đai ốc rất nhỏ.
 Cấu tạo này có thể chịu được phụ tải lớn.
 Sức cản trượt nhỏ do ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt cũng nhỏ nhờ các viên bi.
 Góc hoạt động rộng.
1.2.1.2 Nguyên lý hoạt động.
Cơ cấu có 2 phần.Phần thứ nhất là một khối kim loại có một đường ren rỗng trong
đó. Bên ngồi khối kim loại này có một vài răng ăn khớp với một vành răng (có thể dịch
chuyển một cánh tay địn). Vành tay lái được nối với một trục có ren (giống như một cái
êcu lớn) và ăn khớp với các rãnh ren trên khối kim loại nhờ các viên bi tròn.
Khi xoay vành tay lái, êcu quay theo. Đáng lẽ khi vặn chiếc êcu này, nó phải đi sâu
vào trong khối kim loại đúng theo nguyên tắc ren nhưng nó đã bị giữ lại nên khối kim
loại phải di chuyển ngược lại. Điều này đã làm cho bánh răng ăn khớp với khối kim loại
này quay và dẫn đến di chuyển các cánh tay đòn làm các bánh xe chuyển hướng.
Chiếc êcu ăn khớp với khối kim loại nhờ các viên bi trịn. Các bi này có hai tác
dụng: một là nó giảm ma sát giữa các chi tiết. Thứ hai, nó làm giảm độ rơ của cơ cấu. Độ
rơ xuất hiện khi đổi chiều tay lái, nếu khơng có các viên bi, các răng sẽ rời nhau ra trong
chốc lát gây nên độ dơ của tay lái.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

9

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

1.2.2 Hệ thống lái trợ lực thủy lực (Hydraulic Power Steering System).
1.2.2.1 Cấu tạo hệ thống lái trợ thủy lực

Hình 1.2 Cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực.
1-Bơm trợ lực lái.
2-Cụm thân van.
3-Thước lái

4-Chụp cao

su.
5-Bình chứa dầu trợ lực. 6-Rơ tuyn lái ngồi. 7-Vơ lăng.
a. Bơm dầu trợ lực (1): Bơm trợ lực có nhiệm vụ bơm dầu thủy lực có áp suất
vào bên trong hệ thống để tạo ra sự hỗ trợ lực khi người lái tác dụng lên vô lăng thực
hiện việc chuyển hướng khi xe hoạt động. Bơm trợ lực thực chất là loại bơm bánh răng
trong, nó được dẫn động từ puly trục cơ thông qua dây đai do vậy cũng một phần làm
tiêu hao công suất của động cơ khi làm việc.
b. Cụm van chia dầu (2): Có cấu tạo gồm các cổng chia dầu được nối với thước lái,
trên thân van chia có 4 cổng bao gồm: cổng dẫn dầu vào từ bơm trợ lực (1), cổng xả dầu
về bình chứa (5) và 2 cổng chia sang 2 phía của thước lái. Dưới tác dụng từ mặt đường

(khi đánh lái) lên thanh xoắn (bên trong cụm van) sẽ thực hiện việc mở cửa van chia dầu
có áp suất cao hơn sang phía thước lái ứng với chiều chuyển hướng mong muốn, đường
ống dầu đầu còn lại của thước sẽ được xả dầu qua van và qua cổng hồi về bình trợ lực.
c. Hộp thước lái (3): Hộp thước lái bao gồm cơ cấu trục vít – thanh răng và xylanh
thủy thực. Cơ cấu trục vít – thanh răng có tác dụng biến chuyển động quay của vô lăng
(7) thông qua trục tay lái thành chuyển động tịnh tiến (sang hai bên) của thanh răng làm
cho bánh xe có thể chuyển hướng.
d. Vơ lăng (7): Vơ lăng hay cịn gọi là tay lái có tác dụng để điều hướng, khi người lái
muốn xe chuyển hướng sang trái thì quay vơ lăng theo chiều ngược kim đồng hồ và
ngược lại khi muốn chuyển hướng xe sang phải thì quay vơ lăng cùng chiều kim đồng hồ.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

10

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

1.2.2.2 Nguyên lý hoạt động.

Hình 1.3 Hoạt động của hệ thống khi đánh lái sang phải.
Khi đánh lái sang phải người lái tác dụng làm vô lăng (7) quay theo chiều kim
đồng hồ, trục vít sẽ làm cho thanh răng chuyển động từ trái qua phải (cơ cấu thanh răng
trục vít), dưới tác dụng của phản lực từ mặt đường lên bánh xe thông qua thanh răng làm
thanh xoắn điều khiển van chia mở đường dầu có áp lực từ bơm đến quan van và đường
ống dẫn dầu vào cổng 1 của hộp thước lái, dầu có áp lực sẽ tác dụng lên piston trợ lực

đẩy thanh răng theo chiều chuyển động từ trái sang phải có tác dụng trợ lực. Dầu trong
khoang còn lại của thước lái bị đẩy theo cổng 2, ống dẫn dầu, van chia và trở về bình
chứa.

Hình 1.4 Hoạt động của hệ thống khi đánh lái sang trái.
Khi đánh lái sang trái người lái tác dụng lên vô lăng (7) quay theo chiều ngược kim
đồng hồ, thanh răng được đẩy di chuyển từ phải sang trái, lực tác dụng từ mặt đường làm
thanh xoắn điều khiển mở cửa dầu có áp lực từ bơm qua van chia, đường ống dẫn vào
cổng số 2 của thước lái và trợ lực đẩy cho thanh răng di chuyển từ phải sang trái nhẹ
nhàng hơn. Dầu từ khoang còn lại của thước lái bị đẩy theo cổng 1 qua đường ống dẫn
dầu, van chia ra đường xả về bình chứa.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

11

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

1.2.3 Hệ thống lái trợ lực điện (Electric Power Steering)

Hình 1.5 Cấu tạo chung của hệ thống lái trợ lực điện.
Hệ thống điện EPS bố trí: giữa vành lái với hộp số truyền một bộ cảm biến 4
(góc quay và mơ men trên vành lái), giữa hộp số truyền và cơ cấu lái bố trí mơ mem cảm
biến cản bánh xe dẫn hướng đặt trên CCL.
Chương trình điều khiển mơ tơ DC bao hàm các trạng thái cụ thể của kết cấu

theo các tiêu chí: Tốc độ ơ tơ, đặc tính quay vịng tĩnh của ơ tơ, đặc tính quay vịng động
của ơ tô, các trạng thái nguy hiểm, mức độ trợ lực, giảm chấn của hệ thống, các chức
năng chẩn đoán và các thơng tin tổng qt chung của xe(CAN).

Hình 1.6 Hoạt động của hệ thống lái trợ điện.
1. Vô lăng (lực tay đánh lái);
3. Phản lực từ mặt đường lên lốp xe;
2. Mô tơ trợ lực điện;
1+2. Trợ lực khi đánh lái;
Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điện được dựa trên tín hiệu về cảm
biến mơ men nằm trong cụm trợ lực lái. Khi người lái tác dụng lên vô lăng thực hiện việc
chuyển hướng, dưới tác dụng của phản lực từ mặt đường qua bánh xe, thước lái tác dụng
GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

12

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

lên thanh xoắn nằm trong cụm trợ lực điện. Cảm biến mô men có tác dụng đo mơ men
đánh lái (độ biến dạng của thanh xoắn) từ đó gửi tín hiệu về hộp điều khiển. Căn cứ vào
tín hiệu của cảm biến mơ men hộp điều khiển đưa ra dòng điện điều khiển mô tơ trợ lực
đủ lớn để hỗ trợ việc xoay trục tay lái theo chiều của người lái điều khiển, vì vậy lực
đánh lái sẽ được hỗ trợ và trở lên nhẹ hơn rất nhiều.
1.2.4 Hệ thống lái trợ lực điện - thủy lực (EHPS).

Hình 1.7 Cấu tạo hệ thống lái trợ điện thủy lực.
Nhìn chung một hệ thống lái có trợ lực sử dụng lực động cơ để dẫn động bơm
trợ lực tạo áp suất thủy lực. EHPS là một hệ thống lái có trợ lực sử dụng mơ tơ để tạo áp
suất thủy lực và giảm lực cần thiết để điều khiển vô lăng. Do hệ thống này giảm phụ tải
trong động cơ, nên nó nâng cao tiết kiệm nhiên liệu. ECU kiểm sốt tốc độ quay mơ tơ
(lượng xả của bơm) theo các thông số như tốc độ xe và góc quay của vơ lăng.
Bảng 1. 1:Ưu nhược điểm của các hệ thống lái
Hệ
thống lái

Cơ khí

Ưu điểm

Nhược điểm

Đáp ứng hầu hết các yêu cầu của hệ
Khi quay xe người lái phải sử
thống lái.
dụng lực tương đối lớn tác dụng
lên vành lái để quay bánh dẫn
hướng gây ra sự mệt mỏi cho
người lái.

Trợ lực
+Truyền động được công suất cao và
+Mất mát trong đường ống dẫn
thủy lực lực lớn.
và rò rỉ bên trong các phần tử, làm
+Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh giảm hiệu suất và hạn chế phạm vi

và vơ cấp.
sử dụng.
GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

13

SVTH: HỒNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

+Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử
dẫn và bị dẫn khơng lệ thuộc nhau.
+Có khả năng giảm khối lượng và kích
thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao.
+Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động
cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu
nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà
không sợ bị va đập mạnh.
+Dễ biến đổi chuyển động quay của
động cơ thành chuyển động tịnh tiến của
cơ cấu chấp hành.
+Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.
+Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể
cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.
+Tự động hóa đơn giản, kể cả các thiết
bị phức tạp bằng cách dùng các phần tử
tiêu chuẩn hóa.

+Khó giữ được vận tốc khơng
đổi khi phụ tải thay đổi do tính
nén được của chất lỏng và tính đàn
hồi của đường ống dẫn.
+Khi mới khởi động, nhiệt độ
của hệ thống chưa ổn định, vận tốc
làm việc thay đổi do độ nhớt của
chất lỏng thay đổi.

+ Không cần dẫn động từ động cơ nên
động cơ không phải mất công suất lại cho
hệ thống trợ lực lái do vậy sẽ tiết kiệm
2%-3% nhiên liệu khi hoạt động.
Trợ lực
+ Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ.
điện
+Cho cảm giác lái thật hơn với người
lái.
+Không sử dụng môi chất nên đảm bảo
vệ sinh mơi trường.

Chi phí sửa chữa lớn (Khi hỏng
các chi tiết bên trong cụm trợ lực
thì thay tồn bộ cụm trợ lực để
đảm bảo an tồn khi lái xe, khơng
bị mất lái đột ngột)

+ Loại bỏ sự cần thiết cho máy bơm
thủy lực riêng và các loại ống, đơn giản

Trợ lực
hóa kiến trúc hệ thống lái, cải thiện an
điện
tồn và độ tin cậy cao.
thủy lực
+ Giảm trọng lượng, điện năng sử dụng
trên hệ thống.

+ Dễ rò rỉ dầu ở phớt thước lái.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

14

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN XE
TOYOTA WIGO 2020
2.1 Giới thiệu ô tô TOYOTA WIGO 2020
2.1.1 Thông số kỹ thuật

Hình 2.1 Thiết kế bên ngồi xe WIGO 1.2AT
Bảng 1.2 Thơng số kỹ thuật chính của xe
Dài x Rộng x Cao
3.660 x 1.600 x 1.520

mm
Chiều dài cơ sở
2455
mm
Khoảng sáng gầm xe
160
mm
Khơng tải
965
kg
Tồn tải
1290
kg
Loại động cơ
3NR-VE
Số lượng xy lanh
4 xy lanh thẳng hàng
Dung tích
1197
Cm3
Đường kính x hành trình
79.0 x 91.5
mm
Tỷ số nén
11.5 : 1
Cơ cấu phân phối khí
16 xu páp DOHC, dẫn động xích,
sử dụng VVT-i
Cơng suất cực đại
(65) / 86 / 6000

[kW / rpm]
Mô men xoắn cực đại
108 / 4200
[kW / rpm]
Hệ thống cung cấp nhiên
Phun xăng điện tử (EFI)
liệu
Hộp số
2 cấp, 2 AT
GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

15

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

Hệ thống phanh

ABS

2.1.2 Tính năng nổi bật của động cơ 3NR-VE

Hình 2.2 Động cơ 3NR-VE có trang bị VVT-i
Giới thiệu hệ thống nạp nhiên liệu điện tử VVT-i của Toyota
Hệ thống VVT-i là thiết kế phun xăng của hóng Toyota theo nguyên lý điện - thủy
lực. Cơ cấu này tối ưu hóa góc phối khí của trục cam nạp dựa trên chế độ làm việc của

động cơ phối hợp với cỏc thụng số điều khiển chủ động.
Hiệu suất làm việc của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động cung cấp nhiên
liệu. Hệ thống điện tử điều khiển van nạp biến thiên VVT-i (variable valve timing with
intelligence) được thiết kế với mục đích nâng cao mơ-men xoắn của động cơ, cắt giảm
tiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại. Các bộ phận của hệ thống gồm: Bộ xử lý trung tâm
ECU 32 bit; bơm và đường dẫn dầu; bộ điều khiển phối khí (VVT) với các van điện; các
cảm biến: VVT, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, vị trí trục khuỷu, nhiệt độ nước. Ngoài
ra, VVT-i thường được thiết kế đồng bộ với cơ cấu bướm ga điện tử ETCS-i, đầu phun
nhiên liệu 12 lỗ (loại bỏ sự hỗ trợ bằng khí) và bộ chia điện bằng điện tử cùng các bugi
đầu iridium.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

16

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

vị trí điều khiển
phối khớ của van
dầu trong VVT-i.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

17

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

Sơ đồ
cấu tạo
hệ
thống
ETCS-i.

Trong q trình hoạt động, các cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga và lưu
lượng khí nạp cung cấp các dữ liệu chính về ECU để tính tốn thơng số phối khí theo u
cầu chủ động. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ cung cấp dữ liệu hiệu chỉnh, cần
các đầu đo VVT và vị trí trục khuỷu thì cung cấp các thơng tin về tình trạng phối khí
thực tế. Trên cơ sở các yếu tố chủ động, hiệuchỉnh và thực tế, ECU sẽ tổng hợp được
lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt. Lệnh này được tính tốn trong vài phần nghìn giây và
quyết định đóng (mở) các van điện của hệ thống thủy lực. Áp lực dầu sẽ tác động thay
đổi vị trí bộ điều khiển phối khí, mở các xu-pap nạp đúng mức cần thiết vào thời điểm
thích hợp. Như vậy, thay cho hệ thống cam kiểu cũ với độ mở xu-páp không đổi, VVT-i
đó điều chỉnh vụ cấp hoạt động của các van nạp. Độ mở và thời điểm mở biến thiên theo
sự phối hợp các thơng số về lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga, tốc độ và nhiệt độ động
cơ.
Ngoài ra, cần một cảm biến đo nồng độ oxy dư đặt ở cụm gúp xả cho biết tỷ lệ %
nhiờn liệu được đốt. Thông tin từ đây được gửi về ECU và cũng được phối hợp xử lý khi
hiệu chỉnh chế độ nạp tối ưu nhằm tiết kiệm xăng và bảo vệ mơi trường.
Vị trí bướm ga được người lái quyết định 80% thông qua pê-đan gắn cảm biến góc
đạp chân ga, 20% cịn lại chịu sự chi phối của các cảm biến khỏc. Hệ thống bướm ga điện

tử ETCS-i hoạt động nhờ một mô-tơ cực nhạy điều khiển bằng xung điện. Cảm biến chân
ga gồm 2 đầu đo độc lập, phản ánh thao tác của lái xe đến bộ xử lý trung tâm thụng qua 2
luồng tin hiệu có đặc tính khác nhau. Để dự phịng, nếu 1 trong 2 chiếc bị hỏng thì bướm
ga vẫn cú khả năng mở ở mức giữa 25% và không tải, nếu cả 2 chiếc gặp sự cố xe vẫn có
thể chạy với chế độ không tải về xưởng sửa chữa.
2.1.3 Tổng quan về hệ thống truyền lực
Một điểm đáng chú ý của Toyota wigo về hệ thống truyền lực đó là việc bố trí
động cơ và hộp số, cầu chủ động theo kiểu FF. Theo kiểu này thì động cơ đặt nằm ngang
ở đằng trước và với cầu trước chủ động.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

18

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực
Hộp số:
Hộp số xe Wigo 1.2 AT là hộp số tự động vô cấp tự động điều chỉnh chế độ làm
việc để đạt hiệu suất cao nhất và mang lại sự thoải mái tiện nghi cho người sử dụng.

Hình 2.4 Hộp số tự động CVT
Hệ thống treo:
Hai cầu đều sử dụng hệ thống treo độc lập. Hệ thống treo trước kiểu Mcpherson
với thanh cân bằng làm tăng độ chắc chắn, độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe

dễ dàng và thoải mái hơn. Hệ thống treo sau kiểu đòn treo kép độc lập với thanh cân
bằng, tay đòn dưới được thiết kế dài hơn nhằm tăng độ chắc chắn và bám đường khi xe
rẽ, giảm thiểu tình trạng chúi đầu xe.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

19

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ GTVT

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP

Hình 2.5 Hệ thống treo Mcpherson với thanh cân bằng
Hệ thống phanh:
Xe được trang bị cơ cấu phanh đĩa cho bốn bánh làm cho cấu tạo hệ
thống đơn giản hơn và độ nhạy của phanh tốt. Mặt khác nó cịn được trang bị
hệ thống chống bó cứng phanh ABS , giúp bánh xe luôn quay và bám đường trong khi
phanh tránh hiện tượng trượt và nâng cao tính ổn định và hiệu quả phanh.

Hình 2.6 Hệ thống phanh ABS
Hơn nữa xe có bộ phận phân bố lực phanh điện tử EBD, bộ phận này có vai trị
khơng kém ABS trong việc hỗ trợ quá trình phanh. Bộ phận này sẽ phân bố lực phanh tới
các bánh xe để xe dừng một cách cân bằng nhất. Dưới đây là hệ thống BA là bộ trợ lực
phanh đi cùng EBD. Nếu phát hiện tài xế phanh gấp thì BA sẽ tự động giúp quá trình
phanh xảy ra nhanh hơn với lực phanh đủ mạnh.
Có thể nói rằng sự kết hợp giữa 3 cơng nghệ ABS , AB và EBD sẽ làm cho
quá trình phanh của xe được tối ưu hơn.

GVHD: TRẦN NGỌC VŨ

20

SVTH: HOÀNG THANH VƯƠNG