KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI XE DU LỊCH KIA CERATO

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................. 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI...................................................2
1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại...........................................................................2
1.1.1. Công dụng....................................................................................................2
1.1.2. Yêu cầu.........................................................................................................2
1.1.3. Phân loại.......................................................................................................3
1.2. Một số loại cơ cấu lái điển hình........................................................................3
1.2.1. Trục vít – cung rang....................................................................................4
1.2.2. Trục vít – con lăn.........................................................................................5
1.2.3. Trục vít – chốt quay....................................................................................6
1.2.4. Bánh răng – thanh rang..............................................................................7
1.2.5. Cơ cấu lái loại liên hợp................................................................................8
1.2.6. Trục vít - êcu bi - thanh răng - cung rang.................................................9
1.3. Bố trí chung hệ thống lái xe KIA CERATO..................................................10
1.4. Thơng số kỹ thuật của xe KIA CERATO......................................................12
CHƯƠNG 2: ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN XE KIACERATO
..................................................................................................................................... 13
2.1. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe KIA CERATO..........................................13
2.1.1. Cơ cấu lái...................................................................................................13
2.1.2. Dẫn động lái...............................................................................................14
2.1.3. Trợ lực lái...................................................................................................15
2.1.4. Tính tùy động hệ thống lái xe KIA CERATO.........................................18
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI XE KIA
CERATO.................................................................................................................... 23
3.1. Thông số đầu vào.............................................................................................23
3.2. Nội dung tính tốn...........................................................................................23
3.2.1. Tính tốn kiểm nghiệm hình thang lái xe KIA CERATO......................23
3.2.2.1 Xây dựng đường cong lý thuyết:.........................................................23
3.2.2.2 Xây dựng đường cong thực tế:............................................................24
3.2.2.4 Xác định mômen cản quay vòng taị chỗ:............................................28

3.2.3. Xác định chiều dài thanh răng:................................................................31
3.2.4. Tính tốn bộ truyền cơ cấu lái..................................................................31


3.2.4.1. Xác định bán kính vịng lăn của bánh rang......................................31
3.2.4.2 Xác định các thông số của bánh răng.................................................32
3.2.4.3 Xác định kích thước và thơng số của thanh răng:.............................33
3.2.4.4 Tính bền cơ cấu lái trục răng - thanh rang........................................34
3.2.5. Tính bền dẫn động lái...............................................................................38
3.2.5.1 Kiểm tra bền trục lái:..........................................................................38
3.2.5.2 Kiểm tra bền Rơ-tuyn..........................................................................39
3.2.6

Đặc tính động cơ điện............................................................................41

3.2.6.1 Đặc tính tự nhiên..................................................................................42
3.2.6.2 Đặc tính nhân tạo.................................................................................43
3.2.7

Đặc tính trợ lực điện..............................................................................45

3.2.7.1 Dạng đặc tính trợ lực lái......................................................................45
3.2.7.2 Tính trợ lực...........................................................................................48
CHƯƠNG 4: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN XE
KIA CERATO............................................................................................................51
4.1. Hướng dẫn........................................................................................................51
4.2. Các yêu cầu chung...........................................................................................52
4.3. Các chế độ bảo dưỡng hệ thống lái.................................................................52
4.3.1. Bảo dưỡng thường xuyên...........................................................................52
4.3.2. Bảo dưỡng 1 (sau 6500 Km).......................................................................52

4.3.3. Bảo dưỡng 2 (sau 12500 Km).....................................................................52
4.4. Bảo dưỡng sửa chữa........................................................................................52
4.4.1. Quy trình tháo lắp.....................................................................................52
4.4.2. Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lái............................................................66
4.5. Quy trình sử lý sự cố hệ thống EPS................................................................72
4.6.Chuẩn hóa cho cảm biến mơ men ...................................................................73
4.7. Khuyến nghị.....................................................................................................74
KẾT LUẬN................................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................77


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những
bước tiến vơ Ngành ơ tơ giữ một vị trí quan trọng trong sự phát triển của xã hội. Ơ tơ
được dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân ở nhiều lĩnh vực khác nhau như công
nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thơng vận tải, quốc phịng an ninh…
Trong những năm gần đây, nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những
bước tiến vơ Ngành ơ tơ giữ một vị trí quan trọng trong sự phát triển của xã hội. Ô tô
được dùng phổ biến trong nền kinh tế quốc dân ở nhiều lĩnh vực khác nhau như công
nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thơng vận tải, quốc phịng an ninh…
Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống lái. Hệ thống này có
chức năng điều khiển hướng chuyển động của ơ tơ, đảm bảo tính năng ổn định chuyển
động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Ngày nay các ô tô đều được
hồn thiện và có vận tốc cao. Do đó người ta không ngừng cải tiến hệ thống lái để
nâng cao tính năng của nó.
Xuất phát từ những u cầu và đặc điểm đó, em đã được giao thực hiện nhiệm
vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài “Khai thác kĩ thuật hệ thống lái ôtô du lịch”.
Tuy nhiên, với một đề tài khá rộng đề cập đến nhiều vấn đề địi hỏi phải có thời
gian dài nghiên cứu và thực nghiệm. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng với khả năng
và thời gian hạn chế nên bản đồ án của em khơng tránh khỏi sai sót cũng như cịn

nhiều vấn đè không được đề cập tới. Em mong các thầy và các bạn đồng nghiệp góp ý
để bản đồ án được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, Ngày...Tháng...Năm 2022
Sinh viên thực hiện

1


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Công dụng
- Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờ quay vòng
các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động
quay vòng của ôtô 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. Yêu cầu
An tồn chuyển động trong giao thơng vận tải bằng ôtô là chỉ tiêu hàng đầu trong
việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện này. Một trong các hệ thống
quyết định đến tính an tồn và ổn định chuyển động của ôtô là hệ thống lái. Để giảm
nhẹ lao động cho người lái cũng như tăng thêm độ an tồn cho ơtơ, ngày nay trên ơtơ
thường sử dụng cường hố lái. Để đảm bảo tính êm dịu chuyển động trên mọi loại
đường từ giải tốc độ thấp tới giải tốc độ cao, hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Đảm bảo được động học quay vịng: các bánh xe lăn khơng trượt.
Đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và an tồn. Các cơ cấu điều khiển bánh xe
dẫn hướng và quan hệ hình học của hệ thống lái phải đảm bảo không gây lên các dao
động và va đập trong hệ thống lái.Trục lái kết hợp với cơ cấu hấp thụ va đập, cơ cấu
này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có tai nạn. Trục lái được gắn lên

thân xe qua một giá đỡ dễ vỡ để trục lái đễ dàng tụt xuống khi có va đập.
Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng: các bánh xe dẫn hướng sau khi thực hiện quay
vịng cần có khả năng tự động quay về trạng thái chuyển động thẳng hoặc là để quay
bánh xe về trạng thái chuyển động thẳng chỉ cần đặt lực trên vành lái nhỏ hơn khi xe đi
đường vòng.’ Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng: Khi xe quay vòng trên
đường hẹp, đường gấp khúc, hệ thống lái có thể quay ngặt các bánh xe trước một cách
dễ dàng. Quay vòng ngặt là trạng thái quay vòng với thời gian quay vòng ngắn và bán
kính quay vịng nhỏ.
Đảm bảo lực lái thích hợp: Lực người lái đặt lên vành lái khi quay vòng phải nhỏ, lực
lái cần thiết sẽ lớn khi xe đứng yên và sẽ giảm khi tốc độ xe tăng. Vì vậy cần phải đảm
bảo lực lái nhỏ nhưng vẫn gây được cảm giác về trạng thái mặt đường.

2


Hệ thống lái khơng được có độ dơ lớn: Với xe có vận tốc lớn nhất trên 100Km/h, thì
độ dơ vành lái khơng vượt q 100, với xe có vận tốc lớn nhất từ 25 km/h đến 100km/
h thì độ dơ vành lái không vượt quá 200.
Đảm bảo khả năng an tồn bị động của xe, khơng gây tổn thương cho người lái khi xảy
ra tai nạn.
Đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hơn hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường
qua kết cấu lái lên vô lăng.
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 ôtô.
Độ tin cậy cao, dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sửa chữa.
1.1.3. Phân loại
• 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 phân loại

- 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

3


1.2. Một số loại cơ cấu lái điển hình
1.2.1. Trục vít – cung rang

Hình 1.1.Cơ cấu lái trục vít - cung rang
1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4- Vỏ
Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít – cung răng không đổi và được xác định theo
công thức. i𝜔 = 2𝜋𝑅𝑜/𝑡.𝑍1
Ro – Bán kính vịng lăn của cung răng
t – Bước trục vít
Z1 – Số mối ren trục vít
- Ưu điểm:
+ Cơ cấu lái trục vít cung răng có ưu điểm là giảm được trọng lượng và kích thước so

với loại trục vít bánh răng. Do ăn khớp trên toàn bộ chiều dài của cung răng nên áp
suất trên răng bé, giảm được ứng suất tiếp xúc và hao mịn.
+ Tuy nhiên loại này có nhược điểm là có hiệu suất thấp.
Trong đó:
+ r0 - bán kính vòng tròn cơ sở của cung răng.
+ t - bước trục vít.Tỷ số truyền của cơ cấu lái loại này có giá trị khơng đổi. Hiệu
suất thuận khoảng 0,5 cịn hiệu suất nghịch khoảng 0,4. Cơ cấu lái loại này có
thể dùng trên các loại ơtơ khác nhau.

4


1.2.2. Trục vít – con lăn

Hình 1.2. Cơ cấu lái trục vít con lăn
1. Trục (nối với trục lái); 2. Trục vít; 3. Con lăn; 4. Địn quay (địn dẫn động lái).
Nguyên lý làm việc:
Khi người điều khiển xoay vành tay lái qua lại, trục lái dẫn động trục vít xoay
làm cho con lăn (3) quay. Đòn quay đứng được lắp với trục quay của con lăn sẽ lắc
qua lại và làm các thanh đòn dẫn động lái dẫn động các bánh xe dẫn hướng quay theo
hướng mong muốn của người điểu khiển.
Ưu điểm:
+) Nhờ trục vít có dạng glơ-bơ-it cho nên tuy chiều dài trục vít khơng lớn nhưng sự
tiếp xúc các răng ăn khớp được lâu hơn và trên diện rộng hơn, nghĩa là giảm được áp
suất riêng và tăng độ chống mài mòn.
+) Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc được phân tán tùy theo cỡ ơtơ mà làm con
lăn có hai đến bốn vịng ren.
+) Mất mát do ma sát ít hơn nhờ thay được ma sát trượt bằng ma sát lăn.
+) Có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa các bánh răng. Đường trục của con lăn
nằm lệch với đường trục của trục vít một đoạn  = 5  7mm, điều này cho phép triệt

tiêu sự ăn mòn khi ăn khớp bằng cách điều chỉnh trong quá trình sử dụng.
Tỷ số truyền cơ cấu lái trục vít con lăn xác định tại vị trí trung gian xác định theo cơng
thức:
i(c)= 2.r2/t.z1
Trong đó:

+ r2 - bán kính vịng trịn ban đầu của hình glơ-bơ-it của trục vít.
5


+ t - bước của trục vít.
+ z1 - số đường ren của truc vít. Hiệu suất thuận th = 0,65,
Hiệu suất nghịch ng = 0,5.
1.2.3. Trục vít – chốt quay

Hình 1.3 Cơ cấu lái trục vít – chốt quay
1- Địn quay; 2- Chốt quay; 3 Trục vít; 4- Trục
Ngun lý làm việc:
Khi người điều khiển xoay vành tay lái qua lại, trục lái dẫn động trục vít xoay làm cho
chốt quay (2) quay. Đòn quay đứng được lắp với trục quay của chốt quay sẽ lắc qua lại
và làm các thanh đòn dẫn động lái dẫn động các bánh xe dẫn hướng quay theo hướng
mong muốn của người điểu khiển.
Cơ cấu lái loại này gồm hai loại:
- Cơ cấu lái trục vít và một chốt quay.
- Cơ cấu lái trục vít và hai chốt quay.
Ưu điểm:
Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay có thể thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho
trước. Tùy theo điều kiện cho trước khi chế tạo khi chế tạo trục vít ta có thể có loại cơ
cấu lái chốt quay với tỷ số truyền không đổi, tăng hoặc giảm khi quay vành lái ra khỏi
6

vị trí trung gian. Khi gắn chặt chốt hay ngẫng vào địn quay giữa ngỗng và trục vít hay
địn quay và trục vít phát sinh ma sát trượt. Để tăng hiệu suất của cơ cấu lái và giảm độ
mòn của trục vít và chốt quay thì chốt được đặt trong ổ bi.

Nếu bước của trục vít khơng đổi thì tỷ số truyền được xác định theo cơng thức:
Trong đó:
+ Ω - góc quay của địn quay đứng.
+ r2 - bán kính địn quay.
Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu lái này vào khoảng 0,7. Cơ cấu
lái này được dùng trước hết ở hệ thống lái khơng có cường hố nó được dùng chủ yếu
cho ơtơ tải và ôtô khách.
Loại cơ cấu lái trục vít chốt quay với một chốt quay ngày càng ít được sử dụng
vì áp suất riêng giữa chốt và trục vít lớn, chốt mịn nhanh, bản thân chốt có độ chịu
mài mịn kém. Để điều chỉnh khe hở giữa chốt và trục vít bằng cách dịch chuyển trục
quay đứng theo chiều trục, ngoài ra còn phải điều chỉnh khoảng hở của trục lái.
1.2.4. Bánh răng – thanh rang

Hình 1.4. Cơ cấu lái bánh răng- thanh rang
7


1- Êcu hãm; 2- Phớt che bụi; 3- Êcu điều chỉnh; 4- Ổ bi trên; 5- Trục bánh răng; 6- Ổ bi
dưới; 7- Ốc điều chỉnh; 8- Bạc tỳ thanh răng; 9- Lị xo tỳ; 10,17- Êcu khố; 11-Thanh
răng; 12- Vỏ cơ cấu lái; 13- Bạc vành khăn; 14- Đòn ngang bên; 15- Đai giữa; 16- Bọc
cao su; 18- Lò xo kẹp; 19- Khớp nối.
Nguyên lý làm việc :
Khi người điều khiển xoay vành tay lái qua lại, trục lái xoay làm cho bánh răng
xoay sẽ tác động lên thanh răng, làm cho thanh răng chạy qua lại, làm dẫn động hai

địn ngang của hình thang lái dịch chuyển làm cho các bánh xe dẫn hướng xoay theo
sự yêu cầu của người điều khiển.
Bánh răng có thể chế tạo bằng răng thẳng hoặc răng nghiêng. Để đảm bảo ăn khớp
không khe hở bánh răng được ép đến thanh răng bằng lị xo.
Ưu điểm :
+ Có tỷ số truyền nhỏ dẫn đến độ nhạy cao. Vì vậy được sử dụng trong các loại xe đua,
xe du lịch, xe thể thao ;
+ Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp;
+Sức cản trượt, cản lăn nhỏ và truyền mô men rất tốt nên tay lái nhẹ;
+ Hiệu suất cao;
+ Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo;
+ Hiệu suất thuận bằng hiệu suất nghịch : 0,9
Nhược điểm :
+ Lực điều khiển tăng;
+ Không sự dụng được với hệ thống treo phụ thuộc;
+ Tăng va đập từ mặt đường lên vô lăng.

8


1.2.5. Cơ cấu lái loại liên hợp
Loại cơ cấu lái này gần đây được sử dụng rộng rãi trên các loại ơtơ tải GMC,
khơng có cường hố thuỷ lực và trên ôtô ZIN - 130, ZIN - 131 với cường hoá thuỷ lực.
Cơ cấu lái loại liên hợp hay dùng nhất là loại trục vít - êcu - cung răng. Sự nối tiếp
giữa trục vít và êcu bằng dãy bi nằm theo rãnh của trục vít. Nhờ có dãy bi mà trục vít
ăn khớp với êcu theo kiểu ma sát lăn.

Hình 1.5. Cơ cấu loại loại liên hợp
Ưu điểm:
Tỷ số truyền của cơ cấu lái này có giá trị khơng đổi và được xác định theo cơng thức:

Trong đó:
+ r0 - bán kính ban đầu của cung răng.
+ t - bước của trục vít.
Hiệu suất thuận vào khoảng 0,7 hiệu suất nghịch vào khoảng 0,85. Do hiệu suất nghịch
cơ cấu lái loại liên hợp lớn cho nên khi lái trên đường mấp mơ sẽ nặng nhọc, nhưng nó
có khả năng làm cho ôtô chạy ổn định ở hướng thẳng khi vì một ngun nhân nào đó
làm bánh xe phải quay vịng.
Cơ cấu lái loại liên hợp có đặc điểm nổi bật là có khả năng làm việc dự trữ rất lớn, vì
vậy nó được dùng chủ yếu trên các loại ôtô cỡ lớn.

9


1.2.6. Trục vít - êcu bi - thanh răng - cung rang

Hình 1.6. Cơ cấu lái trục vít – êcu bi
1- Vỏ cơ cấu lái; 2- Ổ bi dưới; 3- Trục vít; 4- Ê cu bi; 5- Ổ bi trên; 6- Phớt; 7- Đai ốc
điều chỉnh; 8- Đai ốc hãm; 9- Cung răng; 10- Bi
Nguyên lý làm việc :
Khi người lái quay vô-lăng , dẫn động lái giúp cơ cấu lái hoạt động.
Khi trục lái quay làm cho trục vít quay, giúp ê-cu bi chạy lên xuống dọc theo
trục vít. Khi đó cung răn ăn khớp với răng ngồi của ê-cu bi sẽ lắc theo hình vịng
cung giúp trục quay đứng quay dẫn động ra tay quay đứng.
Biến chuyển động quay của hệ thống điều khiển thành chuyển động tịnh tiến
của địn điều khiển.
1.3. Bố trí chung hệ thống lái xe KIA CERATO

Hình 1.6. Vị trí của các bộ phận

10


1-EPS ECU. 2- Cảm biến mô men. 3- Động cơ điện D/C 4- Cơ cấu giảm tốc. 5- Bộ
chấp hành ABS và ECU ABS 6- ECU động cơ. 7- Đèn báo EPS 8- Rờ le.

Hình 1.7. Hệ thống lái trợ lực điện
1- Cơ cấu lái 2- Mô tơ điện 3- Hộp số truyền 4- Bộ cảm biến lái 5- Cảm biến tốc độ ô
tô 6- ECU 7- Đèn báo 8- Đường dẫn điện
- Vành lái (vô lăng): vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vịng của
người lái từ vành lái đến trục răng của cơ cấu lái.
- Cơ cấu lái: cơ cấu lái sử dụng trên xe KIA CERATO là cơ cấu lái bánh răng trụ và
thanh răng. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động
góc của địn quay đứng và khuyếch đại lực điều khiển trên vành tay lái.
- Dẫn động lái: dẫn động lái bao gồm trục lái, thanh ngang, trục rơ tuyn, cam quay. Nó
có nhiệm vụ biến chuyển động góc của địn quay đứng thành chuyển động góc của trục
bánh xe dẫn hướng.
- Hệ thống trợ lực lái: có nhiệm vụ làm giảm lực điều khiển trên vành tay lái để giảm
cường độ lao động cho người lái và để tăng tính an tồn của hệ thống điều khiển lái.
So với hệ thống lái không có trợ lực, cấu tạo chung của hệ thống lái có trợ lực gồm hai
phần chính: phần lái cơ khí có cấu tạo và nguyên lý giống với các hệ thống lái thông
thường, phần trợ lực của trợ lực lái điện gồm có các bộ phận chính sau:
Mơ tơ điện một chiều;Các cảm biến; Bộ điều khiển trung tâm (ECU);
* Mô tơ điện trợ lực lái: Mô tơ điện của trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều
nam châm vĩnh cửu, gắn với bộ truyền động của trợ lực lái. Có nhiệm vụ tạo ra mơ
men trợ lực dưới điều khiển của ECU, đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà
không làm quay vô lăng.

11

* Bộ điều khiển trung tâm (ECU): Có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến,
xử lý thơng tin để điều khiển mô tơ trợ lực lái. Thực hiện việc điều khiển dịng điện
cấp cho Mơ tơ theo qui luật xác định tạo ra lực trợ lực theo tốc độ xe và mô-men đặt
lên vành lái để đảm bảo lực lái thích hợp trong tồn dải tốc độ xe. Giảm thiểu sự biến
động của lực lái bằng cách bù dịng điện cấp cho Mơ tơ tương ứng với sự biến động
mơ-men xoắn đầu vào.
Bên cạnh đó trong ECU cịn được trang bị mạch tự chuẩn đốn. Nó sẽ theo dõi
sự sai lệch của các phần tử trong hệ thống và khi phát hiện bất kỳ sai lệch nào, nó sẽ
điều khiển các chức năng EPS phụ thuộc vào ảnh hưởng của sự sai lệch và cảnh báo
cho người lái xe. Ngồi ra, nó cịn lưu trữ các vị trí các sai lệch trong ECU.
* Các cảm biến: Bao gồm: cảm biến mô men lái, cảm biến tốc độ xe, cảm biến
tốc độ động cơ. Các cảm biến này có nhiệm vụ cấp tín hiệu mơ men lái, vận tốc
chuyển động xe và tốc độ trục khuỷu động cơ gửi về ECU EPS. Qua các tín hiệu đó
ECU sẽ điều chỉnh cung cấp điện áp phù hợp tới mô tơ trợ lực lái.
1.4. Thông số kỹ thuật của xe KIA CERATO

12


CHƯƠNG 2: ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN XE
KIACERATO
2.1. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe KIA CERATO
2.1.1. Cơ cấu lái
a. Vành tay lái. Chức năng: có chức năng tiếp nhận mô men quay từ người lái rồi
truyền cho trục lái.
Cấu tạo:

Hình: 2.18. Vành tay lái Hình: 2.19. Túi khí an tồn
Vành tay lái có cấu tạo tương đối giống nhau ở tất cả các loại ô tơ. Nó bao gồm

một vành hình trịn và một vài nan hoa được bố trí quanh vành trong của vành tay lái.
Ngồi chức năng chính là tạo mơ men lái, vành tay lái cịn là nơi bố trí một số bộ phận
khác của ơ tơ như: nút điều khiển cịi, túi khí an tồn..vv
Đa số các ơ tơ hiện nay được trang bị loại còi điện. Nút nhấn còi thường được
bố trí trên vành tay lái. Nút nhấn cịi hoạt động tương tự như một công tắc điện kiểu
thường mở. Khi lái xe nhấn nút cịi, mạch điện sẽ kín và làm cịi kêu.
Để đảm bảo độ an tồn cho người lái và hành khách trong trường hợp xe bị đâm
chính diện. Các ơ tơ hiện nay thường được trang bị hệ thống an toàn. Hai loại thiết bị
an toàn được sử dụng phổ biến hiện nay là dây an tồn và túi khí an tồn.
Nhiều cơng ty chế tạo ô tô chỉ trang bị túi khí cho các loại xe sang trọng, còn
các dòng xe thường chỉ được trang bị dây an tồn.
Túi khí an tồn có hình dáng tương tự cây nấm được làm bằng nilon phủ
neoprene, được xếp lại và đặc trong phần giữa của vành tay lái. Khi xe đâm thẳng vào
một xe khác hoặc vật thể cứng, túi khí sẽ phồng lên trong khoảnh khắc để hình thành
một chiếc đệm mềm giữa lái xe và vành tay lái. Túi khí an tồn chỉ được sử dụng một
lần. Sau khi hoạt động túi khí phải được thay mới.
b. Trụ lái
Chức năng:
Trụ lái là thành tố cấu thành hệ thống lái có chức năng chính là truyền mô men
lái từ vành tay lái đến hộp số lái. Một trụ lái đơn giản chỉ bao gồm trục lái và các bộ
phận bao che trục lái. Trụ lái của những ơ tơ hiện đại có cấu tạo phức tạp hơn nó cho
phép thay đổi độ nghiêng của vành tay lái hoặc cho phép trụ lái chùn ngắn lại khi
13


người lái va đập trong trường hợp xảy ra tai nạn để hạn chế tác hại đối với người lái.
Ngoài ra trụ lái còn là nơi lắp đặt nhiều bộ phận khác của ô tô như: công tắc điều khiển
hệ thống đèn, công tắc điều khiển gạt nước, hệ thống dây điện và các đầu nối điện. vv.
Cấu tạo :

Hình: 2.20. Trụ lái đã được tháo ra từ hệ thống
Trục lái là bộ phận đặt bên trong vỏ trụ lái có chức năng truyền chuyển động
quay của vành tay lái đến hộp số lái. Đầu trên của trục lái thường có ren và then hoa để
liên kết và cố định vành tay lái trên trục lái, đầu dưới của trục lái liên kết với trục đầu

vào của hộp số lái. Trục lái có thể chỉ gồm một đoạn trục hoặc gồm nhiều đoạn trục
liên kết với nhau và trục lái liên kết với trục đầu vào của hộp số bằng khớp nối kiểu
các đăng, khớp nối mềm, đôi khi bằng khớp nối kiểu chốt.
Hình: 2.21. Khớp nối mềm trên trục lái Hình: 2.22. Khớp nối kiểu chốt trên trục lái
2.1.2. Dẫn động lái
Chức năng:
Biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động ngang của dẫn động lái
Tăng lực tác động của người lái lên vành tay lái để thực hiện quay vòng xe nhẹ nhàng
hơn.

14


Cấu tạo:

Hình 2.23. Cấu tạo dẫn động lái
1- Trục vít 2- Thanh răng 3- Đòn nối khớp cầu
Thanh răng trượt trong các ống dẩn hướng. Để đảm bảo ăn khớp khơng khe hở, trục vít
được ép đến thanh răng bằng lị xo.
➢ Khớp nối rơ tuyn
Chức năng: là khớp nối mềm trong hệ thống giúp giảm chấn động và linh động trong
khi làm việc.
Cấu tạo:

Hình: 2.24. Kết cấu khớp rơ tuyn

1: Lo xo 2: Miếng đệm bát quả táo 3: Ốc vặn 4: Lo xo 5: Chốt cầu
2.1.3. Trợ lực lái
*) Cụm trợ lực điện loại sử dụng mô tơ gắn trên trục lái
+ Trục lái: Là trục bắt vào vành lái có nhiệm vụ nhận và truyền lực của người lái từ
vành lái xuống dưới.

15


+ Thanh xoắn: Nối giữa cá trục bằng chốt, có nhiệm vụ xác định đảm bảo cho các trục
chuyển động tương đối với nhau. Đồng thời là bộ phận tạo sự chuyển vị tương đối gây
ra sự lệch góc giữa các trục
+ Motor điện một chiều: Có nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển từ EPS ECU tạo ra
mơmen trợ lực vào trục 2 thơng qua trục vít – bánh vít để trợ lực cho người lái.

Hình 2.25. Kết cấu cụm trợ lực điện
*) Nguyên lý hoạt động của cụm trợ lực điện:
Việc thay đổi mômen tùy theo tốc độ giúp xác định được đặc tính động cơ trợ lực và
đồng thời xây dựng thuật toán điều khiển cho động cơ. Hình thể hiện sơ đồ điều khiển
motor điện của EPS. Ở đây sử dụng nguyên lý xung điều rộng để điều khiển tốc độ của
motor trợ lực. Để điều khiển được, người ta xây dựng mạch điều khiển điện tử. Bộ
điều khiển điện tử này có vai trị rất quan trọng trong quá trình làm việc của hệ thống
lái trợ lực điện. Nó tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến và các tín hiệu điều khiển,
sau đó tính tốn chính xác giá trị cần thiết điều khiển motor trợ lực cho người lái.
* Động cơ điện một chiều.
Cấu tạo:

16

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 lái 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 nếu
động cơ điện bị 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.
Bên trong động cơ cịn bố trí một ly hợp từ để thực hiện q trình ngắt hoặc kết nối
giữa trục chính của động cơ và trục vít.
* Hoạt động:
Khi nhận được tín hiệu điều khiển từ ECU EPS thì mơ tơ sẽ quay để thực hiện
quá trình trợ lực như: quay nhanh, quay chậm, quay trái, quay phải và dừng.
Trục thứ cấp được dẫn động bởi mô tơ thông qua cơ cấu trục vít bánh vít nên
khi mơ tơ quay làm cho trục thứ cấp quay theo. Trục thứ cấp sẽ truyền mô men của mô
tơ đến cơ cấu lái. Ở đây mô men sẽ được cơ cấu lái làm tăng lên và truyền đến bánh xe
dẫn hướng thông qua dẫn động lái.

17


* ECU trợ lực lái

Hình 2.27. ECU EPS
ECU EPS nhận tín hiệu từ các cảm biến, so sánh các tín hiệu mà nó nhận được, tính
tốn rồi đưa ra tín hiệu để điều khiển tốc độ và hướng quay của mơ tơ trợ lực D/C phù
hợp với tín hiệu mà ECU nhận được từ các cảm biến.
Trong trường hợp hệ thống có sự cố ECU EPS sẽ gửi tín hiệu tới rơle bật sáng đèn báo
EPS trên đồng hồ táp lô, đồng thời ECU EPS là nơi lưu mã hư hỏng để phục vụ cho
việc sửa chữa.
ECU ESP có nhiệm vụ điều khiển motor trợ lực cho người lái. Từ giá trị độ xoắn của

thanh lái và vận tốc xe sẽ định mức dòng điện cấp tới motor trợ lực lái. ECU EPS cịn
điều khiển bù qn tính: Đảm bảo motor hoạt động ngay khi người lái khởi hành và
xoay vơ lăng. Đảm bảo tính điều khiển trả lái, điều khiển hỗ trợ lực hồi về của các
bánh xe sau khi người lái đánh hết vô lăng sang một bên. Dự tính nhiệt độ motor dựa
trên cường độ dịng điện và điện áp đưa vào. Nếu nhiệt độ của motor hoặc ECU vượt
q giá trị cho phép thì nó sẻ giảm bớt cường độ dòng điện đánh tránh cho motor hoặc
ECU bị quá nhiệt.
2.1.4. Tính tùy động hệ thống lái xe KIA CERATO

Hình 2.28. Sơ đồ khối điều khiển trợ lực điện của EPS
+ Khi lực cản quay vòng nhỏ (chưa có trợ lực): Với mơmen cản ở mặt đường nhỏ hơn
44 Nm (hay lực tác động lên vành lái nhỏ hơn 20N) thì hệ thống làm việc như hệ
thống cơ khí đơn thuần khơng có trợ lực.
18