Đồ án tốt nghiệp thiết kế tính toán hệ thống lái cho xe crossover 7 chỗ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.08 MB, 95 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế tính tốn hệ thống lái
cho xe Crossover 7 chỗ
BÙI THÁI KHƠI

Khoa Cơ khí động lực
Lớp CKĐL-05-K62

Giảng viên hướng dẫn: TS. Hồng Thăng Bình
Chữ ký của GVHD

Giảng viên duyệt: PGS.TS. Dương Ngọc Khánh
Chữ ký của GVD

Bộ mơn: Ơ tơ và xe chuyên dụng
Viện: Cơ khí động lực

HÀ NỘI, THÁNG 07 NĂM 2022

c

TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Thiết kế tính tốn hệ thống lái cho xe crossover 7 chỗ
Sinh viên thực hiện: Bùi Thái Khôi
Mã số sinh viên: 20171452

Lớp: CKDL05-K62

Tất cả nội dung của đồ án, tồn bộ bao gồm có 4 chương với nội dung của mỗi
chương khác nhau nhưng giữa chúng có sự liên kết chặt chẽ và bổ sung cho nhau
để tạo thành một bản tổng thể hoàn chỉnh. Dưới đây là phần tóm tắt nội dung củatừng
chương và được trình bày theo trình tự như sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái: Nội dung của chương này chủ yếu
khái qt lên cơng dụng chính cũng như một số yêu cầu và các loại hệ thống lái
khác nhau sử dụng phổ biến trên ô tô. Bên cạnh đó cịn đề cập thêm một số kết cấu
của các bộ phận chính trong hệ thống lái như cơ cấu lái, dẫn động lái, cường hóa
lái,… thường được sử dụng nhất.
Chương 2: Tính tốn thiết kế hệ thống lái: Chương này đi vào tính tốn xác
định các thơng số chính như giá trị momen cản quay vòng, tỷ số truyền của hệ thống
lái và các thơng số hình học của dẫn động lái để làm cơ sở tính tốn kiểm nghiệm
bền các chi tiết chính cũng như các thơng số chính liên quan đến bộ trợ lực lái.
Chương 3: Thiết kế trợ lực lái: Nội dung phần này khái quát yêu cầu của trợ
lực và một số loại trợ lực điện thường gặp trên xe du lịch cỡ nhỏ. Ngoài ra phần này
cịn đi sâu vào tính tốn thiết kế các thơng số chính của bộ trợ lực như motor điện,
thanh xoắn, cơ cấu trục vít bánh vít để làm cơ sở xây dựng đặc tính của cường hóa
lái và tính tốn kiểm nghiệm bền các chi tiết của bộ trợ lực lái.
Chương 4: Tháo lắp bảo dưỡng và chẩn đoán hư hỏng hệ thống lái:
Chương cuối cùng này giới thiệu cách tháo lắp cơ cấu lái, bộ điều khiển điện tử
ECU của bộ trợ lực. Nội dung chính của chương này chủ yếu trình bày một số
nguyên nhân gây ra các hư hỏng thường gặp trong hệ thống lái và phương pháp khắc
phục chúng. Ngồi ra cịn giới thiệu một số phương thức bảo dưỡng hệ thống lái và
cách sửa chữa các chi tiết chính khi chúng bị hư hỏng.

c

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI ............................................. 2
I) Tổng quan ............................................................................................................. 2
1.1) Công dụng ...................................................................................................... 2
1.2) Yêu cầu .......................................................................................................... 2
1.3) Phân loại ........................................................................................................ 3
II) Quay vòng của xe ................................................................................................ 4
2.1) Các phương pháp quay vòng của xe .............................................................. 4
2.1.1) Thay đổi phương chuyển động của các bánh xe dẫn hướng ................... 4
2.1.2) Phương pháp quay vịng theo kiểu xe xích .............................................. 5
2.1.3) Phương pháp quay vòng các phần khác nhau của xe ............................. 6
2.1.4) Phương pháp quay vòng kết hợp cả ba phương pháp quay vòng trên ... 7
2.2) Các trạng thái quay vòng của xe .................................................................... 7
2.3) Các góc đặt bánh xe ....................................................................................... 9
2.3.1) Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber) .......................................... 10
2.3.2) Góc nghiêng dọc trụ đứng (Caster) ...................................................... 11
2.3.3) Góc nghiêng ngang trụ đứng (Kingpin) ................................................ 12
2.3.4) Độ chụm và độ mở (Góc dỗng) (Toe in/out) ....................................... 14
2.3.5) Bán kính quay vòng ............................................................................... 15
III) Kết cấu chung của hệ thống lái ........................................................................ 17
3.1) Vành lái (Vô lăng) ....................................................................................... 17
3.2) Trục lái ......................................................................................................... 17
3.3) Cơ cấu lái ..................................................................................................... 18
3.3.1) Tỷ số truyền cơ cấu lái .......................................................................... 18
3.3.2) Hiệu suất cơ cấu lái............................................................................... 19

c

3.3.3) Các yêu cầu của cơ cấu lái ................................................................... 19

3.3.4) Các dạng cơ cấu lái thông dụng ........................................................... 20
3.4) Dẫn động lái ................................................................................................. 24
IV) Trợ lực lái ......................................................................................................... 27
4.1) Hệ thống lái trợ lực thủy lực ........................................................................ 28
4.1.1) Nguyên lý làm việc ................................................................................ 28
4.1.2) Ưu nhược điểm và hạn chế của trợ lực thủy lực ................................... 29
4.2) Hệ thống lái trợ lực điện điều khiển điện .................................................... 30
4.2.1) Đặc điểm của hệ thống lái trợ lực điện ................................................. 30
4.2.2) Nguyên lý làm việc của hệ thống trợ lực lái điện .................................. 31
4.2.3) Ưu nhược điểm của hệ thống lái trợ lực điện ....................................... 32
CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI ............................. 33
I) Thông số thiết kế................................................................................................. 33
1.1) Tên đề tài ..................................................................................................... 33
1.2) Các số liệu ban đầu ...................................................................................... 33
II) Chọn phương án thiết kế ................................................................................... 33
2.1) Chọn phương án dẫn động lái ...................................................................... 33
2.2) Chọn phương án cơ cấu lái .......................................................................... 34
III) Thiết kế hệ thống lái ......................................................................................... 35
3.1) Tính momen cản quay vịng ........................................................................ 35
3.1.1) Momen cản lăn M1 ................................................................................ 35
3.1.2) Momen cản M2 (do ma sát giữa bánh xe và mặt đường) ...................... 36
3.1.3) Momen ổn định M3 ................................................................................ 37
3.2) Tỷ số truyền của hệ thống lái ....................................................................... 38
3.2.1) Tỷ số truyền của dẫn động lái id ............................................................ 38
3.2.2) Tỷ số truyền của cơ cấu lái ic ................................................................ 38
3.2.3) Xác định lực tác động lớn nhất ở vành tay lái ...................................... 38

c

3.3) Tính các thơng số hình học của dẫn động lái .............................................. 39
3.3.1) Tính động học hình thang lái ................................................................ 39
3.3.2) Xây dựng đường đặc tính lý thuyết........................................................ 42
3.3.3) Xây dựng đường đặc tính thực tế .......................................................... 43
3.4) Kiểm tra các thơng số hình học của cơ cấu lái ............................................ 46
3.5) Tính bền cơ cấu lái bánh răng - thanh răng ................................................. 49
3.6) Tính bền trục lái ........................................................................................... 52
3.7) Tính bền địn kéo ngang .............................................................................. 53
3.8) Tính bền địn bên hình thang lái .................................................................. 55
3.9) Tính bền thanh nối bên của dẫn động lái ..................................................... 56
3.10) Tính bền khớp cầu (rotuyl) ........................................................................ 56
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRỢ LỰC LÁI ....................................................... 58
I) Yêu cầu chọn trợ lực ........................................................................................... 58
II) Lựa chọn phương án bố trí trợ lực lái................................................................ 58
2.1) Phương án 1: Motor và cơ cấu giảm tốc đặt vào cột lái (EPSc) .................. 59
2.2) Phương án 2: Motor và cơ cấu giảm tốc đặt vào bánh răng (EPSp) ........... 59
2.3) Phương án 3: Cơ cấu giảm tốc đặt vào thanh răng kép (EPSdp/EPSapa) ... 60
2.4) Phương án 4: Motor và cơ cấu lái đặt cùng tâm thanh răng kép (EPSrc) ... 60
III) Tính tốn trợ lực ............................................................................................... 61
3.1) Xây dựng đặc tính cường hóa lái ................................................................. 61
3.2) Tính tốn thanh xoắn ................................................................................... 63
3.3) Tính chọn motor điện trợ lực ....................................................................... 64
3.4) Tính tốn điều khiển motor điện.................................................................. 64
3.5) Tính tốn và kiểm bền trục vít – bánh vít .................................................... 66
3.5.1) Số liệu thiết kế ....................................................................................... 66
3.5.2) Tính tốn................................................................................................ 66
3.5.3) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc và độ bền uốn ......................................... 68

c

CHƯƠNG IV: THÁO LẮP BẢO DƯỠNG VÀ CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG HỆ
THỐNG LÁI ......................................................................................................... 71
I) Tháo cơ cấu lái .................................................................................................... 71
II) Lắp cơ cấu lái .................................................................................................... 71
III) Tháo lắp bộ điều khiển điện tử ECU của bộ trợ lực ........................................ 72
3.1) Tháo ............................................................................................................. 72
3.2) Lắp ............................................................................................................... 73
IV) Chẩn đoán những hư hỏng của hệ thống lái và cách khắc phục ...................... 74
V) Bảo dưỡng hệ thống lái ..................................................................................... 83
5.1) Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái .................................................................. 83
5.2) Sửa chữa các chi tiết trong hệ thống lái ....................................................... 83
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 86

c

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Quay vịng bằng hai bánh dẫn hướng phía trước. .................................... 5
Hình 1.2: Quay vịng bằng hai bánh dẫn hướng phía trước và hai bánh dẫn hướng
phía sau. .................................................................................................................... 5
Hình 1.3: Trạng thái xe bánh xích quay vịng chậm sang phải. ............................... 6
Hình 1.4: Quay vịng của ô tô theo kiểu quay vòng các phần khác nhau của xe. .... 7
Hình 1.5: Trạng thái quay vịng thiếu....................................................................... 8
Hình 1.6: Trạng thái quay vịng thừa........................................................................ 8
Hình 1.7: Góc Camber ............................................................................................ 10
Hình 1.8: Caster và khoảng Caster ......................................................................... 11

Hình 1.9: Góc Kingpin ........................................................................................... 13
Hình 1.10: Độ chụm bánh xe.................................................................................. 14
Hình 1.11: Lực cản lăn Pf ....................................................................................... 15
Hình 1.12: Sự trượt bên khi quay vịng .................................................................. 16
Hình 1.13: Sơ đồ quay vịng ................................................................................... 16
Hình 1.14: Giản đồ thể hiện quan hệ giữa tỷ số truyền của cơ cấu lái và góc quay
của vành tay lái ....................................................................................................... 18
Hình 1.15: Cơ cấu lái kiểu bánh răng – thanh răng ................................................ 21
Hình 1.16: Cơ cấu lái trục vít – con lăn ................................................................. 22
Hình 1.17: Cơ cấu lái trục vít – ê cu bi – thanh răng – cung răng ......................... 23
Hình 1.18: Quan hệ hình học của ACKERMAN ................................................... 25
Hình 1.19: Cơ cấu 4 khâu khi có dầm cầu liền ...................................................... 26
Hình 1.20: Cơ cấu đòn ngang nối liên kết với hệ thống treo độc lập ..................... 26
Hình 1.21: Bố trí 2 cầu trước dẫn hướng................................................................ 27
Hình 1.22: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái có trợ lực ............................................... 27
Hình 1.23: Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái trợ lực thủy lực .......................................... 28

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

Hình 1.24: Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống lái trợ lực dầu ........................ 28
Hình 1.25: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện ............................................................. 30
Hình 1.26: Motor và bộ truyền trục vít – bánh vít ................................................. 31
Hình 1.27: Sơ đồ tín hiệu vào ra của hệ thống trợ lực điện.................................... 31
Hình 2.1: Sơ đồ dẫn động lái .................................................................................. 34
Hình 2.2: Sơ đồ chung của hệ thống lái thiết kế .................................................... 34
Hình 2.3: Sơ đồ trụ đứng nghiêng trong mặt phẳng ngang .................................... 35

Hình 2.4: Sơ đồ lực ngang tác dụng lên bánh xe khi xe quay vòng ....................... 36
Hình 2.5: Sơ đồ động học khi xe quay vịng .......................................................... 39
Hình 2.6: Sơ đồ dẫn động lái khi xe đi thẳng ......................................................... 40
Hình 2.7: Sơ đồ dẫn động khi xe quay vịng .......................................................... 41
Hình 2.8: Đồ thị đường đặc tính lý thuyết.............................................................. 43
Hình 2.9: Đồ thị đặc tính hình thang lái thực tế ở các góc θ khác nhau ................ 45
Hình 2.10: Sơ đồ phân bố lực phanh ..................................................................... 54
Hình 2.11: Khớp cầu .............................................................................................. 56
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý trợ lực EPSc ................................................................ 59
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý trợ lực EPSp ................................................................ 59
Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý trợ lực EPSdp/EPSapa................................................. 60
Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý trợ lực EPSrc ............................................................... 60
Hình 3.5: Đường đặc tính cường hóa khi v = 0 (km/h) .......................................... 62
Hình 3.6: Đặc tính điều khiển motor điện .............................................................. 65

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Bảng thơng số các góc quay của bánh xe . Error! Bookmark not defined.
Bảng 2: Dòng điện cực đại cho motor ở các vận tốc khác nhauError! Bookmark
not defined.

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

LỜI NĨI ĐẦU
Ơ tơ là phương tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân, được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực dân sự cũng như quốc phịng vì
nó có những ưu điểm như thông dụng, đơn giản, dễ sử dụng và có tính cơ động cao.
Những năm gần đây, lượng xe du lịch có xu hướng tăng lên, đặc biệt là các
loại xe 7 chỗ với ưu điểm về khả năng cơ động, tính kinh tế và thích hợp với nhiều
mục đích sử dụng khác nhau.
Với ơtơ nói chung và xe du lịch nói riêng, an tồn chuyển động là chỉ tiêu hàng
đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng của phương tiện. Một trong
các hệ thống quyết định đến tính an tồn và ổn định chuyển động là hệ thống lái đặc
biệt là ở tốc độ cao. Để đảm bảo tính tiện nghi, an tồn cho người sử dụng thì việc
thiết kế một hệ thống lái đảm bảo đầy đủ các yêu cầu đặt ra là một điều rất cần thiết
trong xã hội hiện đại. Một hệ thống lái phải đảm bảo tính quay vòng đúng của các
bánh xe dẫn hướng, điều khiển dễ dàng, dễ chăm sóc sửa chữa, bảo dưỡng và phù
hợp với phần lớn đối tượng sử dụng. Chính vì vậy việc tính tốn và cải tiến về thiết
kế chế tạo cũng như sử dụng hệ thống lái ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ hơn.
Qua tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với yêu cầu nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp
em được giao nhiệm vụ: “Thiết kế tính tốn hệ thống lái cho xe Crossover 7
chỗ”. Sau hơn bốn tháng, được sự hướng dẫn tận tình của thầy Hồng Thăng Bình
và sự giúp đỡ của các bạn cùng nhóm, em đã cơ bản hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện, chắc chắn em khơng tránh khỏi những thiếu sót. Do đó,
em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

BÙI THÁI KHÔI

1

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
I) Tổng quan
1.1) Công dụng
Hệ thống lái thuộc 7 hệ thống cơ bản và đóng vai trị quan trọng nhất trong cấu
tạo ơ tơ. Khi muốn giữ ô tô chuyển động theo quỹ đạo nhất định hoặc thay đổi
phương hướng người ta cần phải dùng đến hệ thống này. Ví dụ như quay vịng phải,
đi thẳng, quay vịng trái… Hệ thống này có cấu tạo vô cùng phức tạp với nhiều cụm
cơ cấu, bộ phận và chức năng khác nhau nhưng lại có sự hỗ trợ với nhau.
1.2) Yêu cầu
Một trong các hệ thống quyết định đến tính an tồn và ổn định chuyển động
của ơ tơ là hệ thống lái. Theo đó hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:
 Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái.
 Đảm bảo tính năng vận hành cao của ơ tơ có nghĩa là khả năng quay vòng
nhanh và ngặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé.
 Đảm bảo được động học quay vòng đúng để các bánh xe khơng bị trượt lết
khi quay vịng.
 Hệ thống trợ lực phải có tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ giữa
sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của bánh xe dẫn hướng.
 Tránh va đập truyền ngược từ bánh xe lên vành lái
 Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống treo trước
không ảnh hưởng đến động học cơ cấu lái.

 Giữ chuyển động thẳng ổn định.
 Hệ thống lái phải bố trí thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa.
2

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

1.3) Phân loại
 Phân loại theo phương pháp quay vòng của ô tô:
 Thay đổi phương chuyển động của các bánh xe dẫn hướng.
 Đổi hướng momen kéo ở các bánh xe chủ động.
 Phương pháp quay vòng các phần khác nhau của ô tô.
 Kết hợp thay đổi phương chuyển động của các bánh xe dẫn hướng và đổi
hướng momen kéo ở các bánh xe chủ động.
 Phân loại theo số lượng bánh xe dẫn hướng:
 Hệ thống lái 2 bánh dẫn hướng ở cầu phía trước.
 Hệ thống lái 2 bánh dẫn hướng ở cầu phía sau.
 Hệ thống lái 4 bánh.
 Phân loại theo đặc điểm cấu tạo của cơ cấu lái:
 Hệ thống lái với cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng.
 Hệ thống lái với cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn.
 Hệ thống lái với cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng.
 Hệ thống lái với cơ cấu lái kiểu trục vít địn quay.
 Hệ thống lái với cơ cấu lái kiểu trục vít cung răng.
 Hệ thống lái với cơ cấu lái kiểu trục vít bánh vít.
 Hệ thống lái với cơ cấu lái kiểu trục vít vơ tận.
 Phân loại theo kiểu dẫn động lái:

 Dẫn động lái kiểu 4 khâu với hệ thống treo phụ thuộc (dầm cầu liền).
 Cơ cấu dẫn động lái kiểu đòn ngang liên kết trên hệ thống treo độc lập.
 Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng đòn quay.
 Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng bánh răng thanh răng.
3

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

 Phân loại theo vị trí bố trí vành tay lái:
 Hệ thống lái với vành tay lái ở bên trái của ô tô.
 Hệ thống lái với vành tay lái ở bên phải của ô tô.
 Phân loại theo nguyên tắc hoạt động của bộ trợ lực:
 Hệ thống lái cơ khí (khơng có trợ lực).
 Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực.
 Hệ thống lái trợ lực điện thuỷ lực.
 Hệ thống lái trợ lực cơ khí.
 Hệ thống lái trợ lực khí nén.
 Hệ thống lái trợ lực điện.

II) Quay vòng của xe
2.1) Các phương pháp quay vòng của xe
2.1.1) Thay đổi phương chuyển động của các bánh xe dẫn hướng
Phương pháp quay vòng bằng cách thay đổi phương chuyển động của các bánh
xe dẫn hướng là phương pháp được sử dụng phổ biến hơn cả. Ở phương pháp này
bánh xe dẫn hướng được quay quanh trụ đứng sao cho đường kéo dài của các trục
bánh xe cắt nhau tại một điểm. Điểm này gọi là gọi là tâm quay vịng tức thời của

ơ tơ. Phần lớn các cơ cấu dẫn động lái cơ khí được thiết kế khơng thể đảm bảo góc
quay của các bánh xe một cách chính xác mà chỉ cho giá trị gần đúng, khi bán kính
quay vịng nhỏ nhất càng nhỏ thì tính linh hoạt của xe càng cao. Để cải thiện tính
linh hoạt của xe người ta thiết kế cho cả các bánh xe phía trước và bánh xe phía sau
đều dẫn hướng.

4

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

Hình 1.1: Quay vịng bằng hai bánh dẫn hướng phía trước.

Hình 1.2: Quay vịng bằng hai bánh dẫn hướng phía trước
và hai bánh dẫn hướng phía sau.
Với cùng một góc quay như nhau thì xe bố trí theo sơ đồ (Hình 1.2) sẽ có bán
kính quay vịng Rqv nhỏ hơn và tính linh hoạt của xe cao hơn so với xe bố trí theo
(Hình 1.1)
Trên ơ tơ số lượng cầu dẫn hướng càng tăng thì tính linh hoạt của xe càng tốt
và càng giảm đi sự mài mòn lốp. Tuy nhiên tăng số lượng cầu dẫn hướng sẽ làm cho
kết cấu dẫn động điều khiển phức tạp lên, đặc biệt khi sử dụng cầu sau là cầu dẫn
hướng. Do đó số lượng bánh xe dẫn hướng cần được chọn cho thích hợp để vừa đảm
bảo tính linh hoạt vừa ít ảnh hưởng đến các yêu cầu khác của xe.
2.1.2) Phương pháp quay vịng theo kiểu xe xích
Ở phương pháp này người ta bố trí hệ thống truyền lực truyền những momen
quay có trị số khác nhau tới các bánh xe dẫn hướng chủ động bên phải và bên trái
đồng thời sử dụng thêm các phanh hãm để hãm các bánh xe dẫn hướng phía bên

trong so với tâm quay khi cần quay vòng. Như vậy ở phương pháp quay vòng này
5

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

để tạo ra bán kính quay vịng thì các bánh xe phía trong và phía ngồi sẽ được dẫn
động với các momen khác nhau. Điều này làm cho xe có tính linh hoạt rất cao và xe
có thể quay vịng quanh một điểm khơng mấy khó khăn.
Tuy nhiên để thực hiện được những điều này thì kết cấu của bộ phận dẫn động
lái và bộ phận truyền lực hết sức phức tạp do đó khuyết điểm lớn nhất của phương
pháp quay vòng này là năng lượng cần thiết phải tạo ra khi quay vòng là rất lớn và
sự mài mòn các chi tiết cũng rất lớn

Hình 1.3: Trạng thái xe bánh xích quay vịng chậm sang phải.
2.1.3) Phương pháp quay vòng các phần khác nhau của xe
Quay một phần của khung xe hoặc của của dầm cầu. Biện pháp này làm bánh
xe phía ngồi quay quanh tâm quay với bán kính lớn hơn bán kính quay của bánh
xe phía trong nhưng hai bánh vẫn song song với nhau. Điều này thực hiện được nhờ
khớp nối bản lề ở một phần của khung xe hoặc của dầm cầu. Xe quay vòng bằng
cách gập lại quanh khớp nối. Trong trường hợp này lực ngang tác dụng lên bánh xe
là nhỏ nhất.

6

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

Hình 1.4: Quay vịng của ơ tơ theo kiểu quay vòng các phần khác nhau của xe.
2.1.4) Phương pháp quay vòng kết hợp cả ba phương pháp quay vòng trên
Đây là phương pháp quay vịng có kết cấu các bộ phận hết sức phức tạp. Tuy
nhiên ơ tơ có kết cấu kiểu này có tính linh hoạt rất cao.
Biện pháp quay vòng này thường được sử dụng trên các xe chuyên dụng, các
loại máy kéo bánh xe có khung rời.
2.2) Các trạng thái quay vòng của xe
Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là q trình
phức tạp. Khi xe chuyển động trên đường vịng với tốc độ thấp thì ứng với mỗi vị
trí góc quay của vành tay lái nhất định vl xe sẽ quay vịng với một bán kính quay
vịng R0 tương ứng. Đây có thể coi là trạng thái quay vịng tĩnh (quay vòng đủ).
Trong thực tế xe thường chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy q trình quay vịng
là động, trạng thái quay vịng đủ ít xảy ra mà thường gặp là trạng thái quay vòng
thiếu và quay vòng thừa xảy ra trên cơ sở của việc thay đổi tốc độ chuyển động, sự
đàn hồi của lốp và hệ thống treo.
Khi quay vòng thiếu, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R0 người lái
phải tăng góc quay vành lái một lượng vl. Khi quay vòng thừa, để thực hiện quay
vịng xe theo bán kính R0 người lái phải giảm góc quay vành lái một lượng vl.
7

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

Ro

Rqv

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

Trạng thái quay vòng
thiêu: Rqv>Ro

O
O1

Hỡnh 1.5: Trng thỏi quay vũng thiếu
Quay vòng thừa và quay vòng thiếu là những trạng thái quay vịng nguy hiểm,
làm mất tính ổn định và tính điều khiển của xe vì chúng gia tăng lực ly tâm (vận tốc
quay vòng của xe tăng kéo theo lực ly tâm khi quay vòng tăng). Ở những trạng thái
này yêu cầu người lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt. Vấn đề chất tải, độ đàn hồi của
lốp cũng có ảnh hưởng tới tính năng quay vịng và tính an tồn chuyển động của xe,

Rqv

Ro

đặc biệt là những xe cú vn tc ln.

Trạng thái quay vòng
thừa: Rqv
O1
O

Hỡnh 1.6: Trạng thái quay vòng thừa

8

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

2.3) Các góc đặt bánh xe
Việc bố trí các bánh xe dẫn hướng liên quan trực tiếp tới tính điều khiển xe,
tính ổn định chuyển động của. Các yêu cầu chính của việc bố trí là điều khiển chuyển
động nhẹ nhàng, chính xác đảm bảo ổn định khi đi thẳng cũng như khi quay vịng,
kể cả khi có sự cố ở các hệ thống khác. Đối với xe du lịch yêu cầu này ngày càng
được quan tâm và được nâng cao hơn vì vận tốc của xe khơng ngừng được nâng lên.
Ơ tơ có thể chuyển động mọi hướng bằng sự tác động của người lái quanh vô
lăng. Tuy nhiên, nếu ô tô ở trạng thái đi thẳng mà người lái vẫn phải tác động liên tục
lên vô lăng để giữ xe ở trạng thái chạy thẳng, hay người lái phải tác dụng một lực lớn
để quay vịng xe thì sẽ gây sự mệt mỏi và căng thẳng về cả cơ bắp lẫn tinh thần khi điều
khiển xe. Vì vậy để khắc phục được các vấn đề nêu trên thì các bánh xe được lắp vào
thân xe với các góc nhất định tuỳ theo yêu cầu nhất định đối với từng loại xe và tính
năng sử dụng của từng loại. Những góc này được gọi chung là góc đặt bánh xe.
Việc điều khiển xe sẽ trở lên dễ dàng hơn nếu các bánh xe được đặt theo một
góc chính xác theo yêu cầu thiết kế. Nếu như các góc đặt bánh xe khơng đúng thì
có thể dẫn đến các hiện tượng sau:
 Khó lái.
 Tính ổn định lái kém.
 Trả lái trên đường vòng kém.
 Tuổi thọ lốp giảm (mòn nhanh).
Góc đặt bánh xe gồm các yếu tố sau:

 Góc nghiêng ngang của bánh xe (Góc Camber)
 Góc nghiêng dọc của trụ đứng (Góc Caster và khoảng Caster)
 Góc nghiêng ngang trụ đứng (Góc Kingpin)
 Góc dỗng (Độ chụm và độ mở)
 Bán kính quay vịng (Góc bánh xe, bán kính quay vịng).
9

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

2.3.1) Góc nghiêng ngang của bánh xe (Camber)
Góc tạo bởi đường tâm của bánh xe dẫn hướng ở vị trí thẳng đứng với đường
tâm của bánh xe ở vị trí nghiêng được gọi là góc camber, đo bằng độ. Khi bánh xe
dẫn hướng nghiêng ra ngồi thì gọi là góc “camber dương”, và ngược lại gọi là góc
“camber âm”. Bánh xe khơng nghiêng thì camber bằng khơng (bánh xe thẳng đứng).

Hình 1.7: Góc Camber
 Chức năng của góc Camber:
Những năm về trước bánh xe được đặt với góc camber dương để cải thiện độ
bền của cầu trước và để các lốp tiếp xúc vng góc với mặt đường (do trọng lượng
của xe) nhằm ngăn ngừa sự mịn khơng đều của lốp trên đường, do có phần giữa
cao hơn hai mép.
Ở những xe hiện nay, hệ thống treo và cầu xe cứng vững hơn những xe trước
kia và mặt đường thì phẳng, vì vậy ít cần camber dương, kết quả là các bánh xe
được điều chỉnh đến camber gần bằng 0 (ở một số xe camber bằng 0). Khi góc
camber bằng 0 hoặc gần bằng 0 có ưu điểm là khi đi trên đường vịng bánh xe nằm
trong vùng có khả năng truyền lực dọc và lực bên tốt nhất.

10

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

Góc camber ngăn ngừa khả năng bánh xe bị nghiêng theo chiều ngược lại dưới
tác động của trọng lượng xe do các khe hở và sự biến dạng trong các chi tiết của
trục trước và hệ thống treo trước. Đồng thời giảm cánh tay đòn của phản lực tiếp
tuyến với trục trụ đứng, để làm giảm momen tác dụng lên dẫn động lái và giảm lực
lên vành tay lái. Khi chuyển động trên đường vòng, do tác dụng của lực ly tâm thân
xe nghiêng theo hướng quay vòng, các bánh xe ngoài nghiêng vào trong, các bánh
xe trong nghiêng ra ngoài so với thân xe. Để các bánh xe lăn gần vng góc với mặt
đường để tiếp nhận lực bên tốt hơn, trên xe có tốc độ cao, hệ treo độc lập thì góc
camber thường âm.
2.3.2) Góc nghiêng dọc trụ đứng (Caster)
Góc nghiêng dọc của trụ đứng là sự nghiêng về phía trước hoặc phía sau của
trụ đứng. Nó được đo bằng độ và được xác định bằng góc giữa trụ xoay đứng và
phương thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe. Nếu trụ xoay đứng nghiêng về phía sau thì
gọi là caster dương, nghiêng về phía trước thì gọi là caster âm.
Khoảng cách từ giao điểm của đường tâm trục đứng với mặt đất đến đường tâm
vùng tiếp xúc giữa lốp và mặt đường được gọi là khoảng caster.
Góc caster và khoảng caster được thể hiện ở hình sau:

Hình 1.8: Caster và khoảng Caster

11

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

 Chức năng của góc caster:
Hồi vị bánh xe do khoảng Caster: Dưới tác dụng của lực ly tâm khi bánh xe
vào đường vịng hoặc lực do gió bên hoặc thành phần của trọng lượng xe khi xe đi
vào đường nghiêng, ở khu vực tiếp xúc của bánh xe với mặt đường sẽ xuất hiện các
phản lực bên Yb.
Khi trụ quay đứng được đặt nghiêng về phía sau một góc nào đó so với chiều
tiến của xe (caster dương) thì phản lực bên Yb của đường sẽ tạo với tâm tiếp xúc
một momen ổn định, momen đó được xác định bằng cơng thức sau:
M = Yb.c

(1.1)

Momen này có xu hướng làm bánh xe trở lại vị trí trung gian ban đầu khi nó
bị lệch khỏi vị trí này. Nhưng khi quay vòng người lái phải tạo ra một lực để khắc
phục momen này. Vì vậy, góc caster thường khơng lớn. Momen này phụ thuộc vào
góc quay vịng của bánh xe dẫn hướng. Đối với các xe hiện đại thì trị số của góc
caster bằng khoảng từ 00 đến 30.
Tính ổn định chạy thẳng: Nếu bánh xe có khoảng caster thì giao điểm giữa
đường tâm trục xoay đứng với mặt đường sẽ nằm phía trước điểm tiếp xúc giữa lốp
xe với mặt đường. Vì lốp xe được kéo về phía trước nên lực kéo này sẽ lấn át các
lực có xu hướng làm cho bánh xe mất ổn định, giữ cho bánh xe chạy ổn định trên
đường thẳng.
2.3.3) Góc nghiêng ngang trụ đứng (Kingpin)

Góc nghiêng ngang của trụ đứng được xác định trên mặt cắt ngang của xe. Góc
kingpin được tạo nên bởi hình chiếu của đường tâm trụ đứng trên mặt cắt ngang đó
và phương thẳng đứng.

12

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

Hình 1.9: Góc Kingpin
 Chức năng của góc kingpin:
Giảm lực đánh lái: Khi bánh xe quay sang phải hoặc quay quanh trụ đứng
với khoảng lệch tâm là bán kính r0, r0 là bán kính quay của bánh xe quay quanh
trụ đứng, nó là khoảng cách đo trên bề mặt của đường cong mặt phẳng nằm
ngang của bánh xe giữa đường kéo dài đường tâm trụ quay đứng với tâm của
vết tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Nếu r0 lớn sẽ sinh ra momen lớn quanh
trụ quay đứng do sự cản lăn của lốp, vì vậy làm tăng lực đánh lái. Do vậy giá
trị của r0 có thể được giảm để giảm lực đánh lái, phương pháp để giảm r0 là tạo
camber dương và làm nghiêng trụ quay đứng tức là tạo góc kingpin.
Giảm sự đẩy ngược và kéo lệch sang một phía: Nếu khoảng cách lệch r0
quá lớn, phản lực tác dụng lên các bánh xe khi chuyển động thẳng hay khi
phanh sẽ sinh ra một momen quay quanh trụ đứng, do vậy sẽ làm các bánh xe
bị kéo sang một phía có phản lực lớn hơn. Các va đập từ mặt đường tác dụng
lên các bánh xe làm cho vô lăng dao động mạnh và bị đẩy ngược. Momen này
tỷ lệ với độ lớn của khoảng lệch. Khi khoảng lệch gần bằng 0, momen nhỏ hơn
sẽ sinh ra quanh trục xoay đứng khi tác dụng lực lên bánh xe và vơ lăng sẽ chịu
ảnh hưởng ít hơn bởi lực phanh hay va đập từ mặt đường.

13

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

Cải thiện tính ổn định khi chạy thẳng: Góc kingpin sẽ làm cho các bánh
xe tự động trả về vị trí chạy thẳng sau khi quay vịng. Vấn đề trở về vị trí thẳng
sau khi quay vịng là do có momen phản lực (gọi là momen ngược) tác dụng
từ mặt đường lên bánh xe. Giá trị của momen ngược phụ thuộc vào độ lớn của
góc kingpin.
2.3.4) Độ chụm và độ mở (Góc dỗng) (Toe in/out)
Khi phía trước của các bánh xe gần nhau hơn phía sau (khi nhìn từ trên
xuống) thì gọi là “độ chụm”, sự bố trí ngược lại gọi là “độ mở”.
Thông thường độ chụm được biểu diễn bằng khoảng cách B - A. Kích
thước B, A được đo ở mép ngoài của vành lốp ở trạng thái không tải khi xe đi
thẳng. Độ chụm là dương nếu B - A > 0, là âm nếu B - A < 0.
Độ chụm có ảnh hưởng lớn tới sự mài mòn của lốp và ổn định của vành
tay lái. Sự mài mòn lốp xảy ra là nhỏ nhất trong trường hợp hai bánh xe lăn
phẳng hồn tồn.

Hình 1.10: Độ chụm bánh xe

14

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

Hình 1.12: Sự trượt bên khi quay vịng
Để đạt được góc lái chính xác của bánh dẫn hướng bên phải và bên trái
thì các thanh dẫn động lái thực hiện chức năng này cũng đồng thời đạt được
bán kính quay vòng mong muốn.
Sự quay vòng của xe kèm theo lực ly tâm, lực này có xu hướng bắt xe quay
với bán kính lớn hơn bán kính dự định của người lái trừ khi xe có thể sinh ra một
lực ngược lại đủ lớn để cân bằng với lực ly tâm. Lực này là lực hướng tâm. Lực
hướng tâm sinh ra bởi sự biến dạng và sự trượt bên của lốp do ma sát giữa lốp và
mặt đường, lực này là lực quay vòng và làm ổn định xe khi quay vịng.

Hình 1.13: Sơ đồ quay vịng

16

c
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

Đồ án tốt nghiệp thiết kế tính toán hệ thống lái cho xe crossover 7 chỗ

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về