Tktt_Hệ Thống Lái _ Hyundai Hd72_Trần Đình Nam.docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ
-------------------------

Đồ án tốt nghiệp
Tên đề tài: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở ơ tơ tải
Hyundai HD72
Sinh viên

:

Trần Đình Nam

Mã sinh viên

:

191304266

Lớp

:

Cơ khí ơ tơ 4

Hệ

:

Chính quy

Khóa

:

K60

Giảng viên hướng dẫn :

PGS. TS Vũ Tuấn Đạt

Hà Nội - 2024


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH.......................................................................................................................2
DANH MỤC BẢNG......................................................................................................................4
LỜI NĨI ĐẦU................................................................................................................................5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ơ TƠ.............................................6
1.1. Cơng dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống lái...........................................................6
1.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên ô tô................................................7
1.3. Giới thiệu ô tô Hyundai HD72.........................................................................................22
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ơ TƠ TẢI HYUNDAI
HD72.............................................................................................................................................25
2.1. Sơ đồ bố trí chung và nguyên lý làm việc.......................................................................25
2.2. Cơ cấu lái...........................................................................................................................25
2.3. Trợ lực lái ô tô Hyundai HD72........................................................................................26
2.4. Dẫn động và điều khiển hệ thống lái ơ tơ Hyundai HD72.............................................29
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ THỐNG LÁI TRÊN CƠ SỞ XE HYUNDAI
HD72.............................................................................................................................................32

3.1. Lựa chọn phương án thiết kế...........................................................................................32
3.2. Tính tốn các thơng số cần thiết......................................................................................33
3.3. Tính tốn thiết kế cơ cấu lái.............................................................................................37
3.4. Tính tốn thiết kế dẫn động lái........................................................................................44
3.5. Tính tốn thiết kế trợ lực lái............................................................................................55
KẾT LUẬN...................................................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................................62

1


DANH MỤC HÌNH
Hình
1.1.
Sơ
đồ
kết
cấu
giản…………………………………………………...7

hệ

Hình
1.2.
Sơ
đồ
cơ
cấu
răng……………………………………………......8

thống

lái

lái

bánh

Hình
1.3.
Sơ
đồ
cơ
cấu
lăn………………………………………………………..9

lái

đơn

răng

trục

thanh

vít

con

Hình 1.4. Sơ đồ cơ cấu lái ecubi thanh răng cung răng………………………………….
….....10
Hình
1.5.
Sơ
đồ
cơ
cấu
lái
………………………………………………...10

trục

vít

–

cung

răng.

Hình 1.6. Sơ đồ hóa cơ cấu lái trục vít – chốt quay.……………………………………………
11
Hình
1.7.
Địn
kéo
ngang
………………………………………...12
Hình 1.8. Cơ cấu địn

lập……………………...12

kéo

với

hệ

ngang

nối

Hình
1.9.
Bố
trí
dẫn
động
…………………………………….....13

lái

thống

liên

kiết

hai

với

cầu

treo
hệ

phụ
thống

trước

dẫn

thuộc.
treo

độc

hướng.

Hình 1.10. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thủy lực.…………………………………………………
14
Hình
1.11.
Sơ
đồ
hệ
thống
……………………………………………………...15

Hình
1.12.
Sơ
đồ
cơ
cấu
lái
lực……………………………………...16
Hình 1.13. Sơ đồ van
biệt……………………….17

phân

phối,

bố
xi

lanh

lái
trí
trợ

trợ

cùng

1

lực

và

lực
cụm
cơ

cấu

điện.
với

trợ

lái

tách

Hình 1.14. Sơ đồ bố trí xi lanh trợ lực và van phân phối liền nhau, cơ cấu lái tách biệt...
……17
Hình 1.15. Sơ đồ bố trí bộ phận phân phối liền với cơ cấu lái, xi lanh trợ lực tách biệt ...
…….18
Hình 1.16. Sơ đồ bố trí cơ cấu lái – trợ lực liền với đòn kéo ngang...
………………………….18
Hình
1.17.
Góc
……………………………………………………………………...19
2

CAMBER.


Hình
1.18.
Caster
và
…………………………………………………………..19

khoảng

Caster..

Hình
1.19.
Kingpin………………………………………………………………………....20

Góc

Hình
1.20.
chụm……………………………………………………………………………..21

Độ

Hình
1.21.
Lực
cản

lăn
và
nó……………………………………………………..21

vị

trí

đặt

của

Hình 1.22. Ơ tơ Hyundai HD72 thùng lửng……………………………………………………
22
Hình
1.23.
Tuyến
hình
ơ
tấn…………………………………………….22
Hình
2.1.
Sơ
đồ
bố
trí
HD72………………………………...25

tơ

chung

hệ

Hyundai
thống

lái

HD72
ơ

tơ

3,5
Hyundai

Hình 2.2. Cơ cấu lái trục vít – ê cu bi – thanh răng – cung răng………………………………
26
Hình
2.3.
Bơm
……………………………………………….26

cánh

gạt.………………………..

Hình
2.4.

Khi
xe
quay
trái……………………………………………………………….27
Hình
2.5.
Khi
xe
quay
…………………………………………………………….28

về

Hình
2.6.
Khi
xe
……………………………………………………………………....28
Hình
2.7.
Dẫn
động
hình
………………………………………...29

thang

lái

trên

về

bên

bên

phải..

đi

thẳng..

dầm

cầu

liền..

Hình 2.8. Vơ lăng của ơ tơ Hyundai HD72..……………………………………………………
30
Hình 2.9. Các địn dẫn động trên ơ tơ Hyudai HD72..…………………………………………
30
Hình 2.10. Rotuyn lái ngồi..…………………………………………………………………...31
Hình
3.1.
Sơ
đồ
quay
…………………………………………………………...33

Hình 3.2. Sơ đồ tính tốn
…………………………...34

mơ

men

3

cản

tại

vịng
các

bánh

bánh
xe

dẫn

xe...
hướng..


Hình
3.3.
Các

thơng
số
của
…………………………………………………..38
Hình
3.4.
Sơ
đồ
bộ
truyền
…………………………………………….41

trục

vít

thanh

–

ê

răng

cu

cung

bi..
răng...

Hình 3.5. Sơ đồ xác định các kích thước của hình thang lái...…………………………………
46
Hình 3.6. Sơ đồ quay vịng của hình thang lái...……………………………………..…………
46
Hình 3.7. Đồ thị đường đặc tính lý thuyết và thực tế..…………………………………………
48
Hình
3.8.
Cấu
tạo
địn
……………………………………………………………..50
Hình
3.9.Tiết
diện
các
……………………………………………………………...52
Hình
3.10.
Sơ
đồ
tính
…………………………………………………………....53

tốn

Hình
3.11.
Sơ

đồ
lực
tác
………………………………………...54

bán

dụng

Hình
3.12.
Đồ
thị
đặc
…………………………………………………………..57

4

và

tính

quay

đứng..

thanh

kéo..

địn
kính
trợ

khớp

bên..
cầu..
lực…..


DANH MỤC BẢNG
Bảng
1-1:
Thơng
số
kỹ
…………………………………………….23

thuật

ơ

tơ

Hyundai

HD72..

Bảng 2-1: Góc đặt bánh xe ơ tơ Hyundai HD72..………………………………………………

31
Bảng 3-1: Thơng số kỹ thuật được chọn..………………………………………………………
32
Bảng
3-2:
Thơng
số
của
…………………………………………….45

đường

Bảng
3-3:
Mối
quan
hệ
thực
………………………………………………………..47

đặc

tính
tế

của

lý

thuyết..

α,

β.

Bảng 3-4: Bảng hệ số α.…………………………………………………………………………
51

5


LỜI NĨI ĐẦU
Như chúng ta đã biết, ơ tơ với đặc điểm có tính cơ động và linh hoạt cao đã trở
thành phương tiện rất cần thiết trong nghành giao thông vận tải. Ngày nay, ô tô là một
thành viên khơng thể thiếu của xã hội. Ơ tơ đã đóng góp một vai trị chính trong sự phát
triển cơng nghiệp và kinh tế. Đồng thời, nó cịn là phương tiện nâng cao tiện nghi đời
sống và hỗ trợ giao lưu, phát triển văn hóa xã hội.
Hệ thống lái là một hệ thống quan trọng của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển
động của ô tô hoặc giữ cho ô tơ chuyển động xác định theo một hướng nào đó. Một hệ
thống lái hoàn thiện về kết cấu, điều khiển dễ dàng sẽ giúp ta điều khiển xe dễ dàng, thoải
mái đảm bảo an tồn của xe trong q trình vận hành khai thác. Đồng thời nó cịn nâng
cao tính tiện nghi, hiện đại của xe. Do vậy, ở ĐATN của mình, em đã chọn thực hiện đề
tài: “Thiết kế tính tốn hệ thống lái trên cơ sở ơ tơ tải Hyundai HD72”
Được sự hướng dẫn tận tình và xuyên suốt của thầy giáo: PGS.TS Vũ Tuấn Đạt,
sự giúp đỡ của các thầy cơ trong bộ mơn cơ khí ơ tơ, cùng sự nỗ lực của bản thân, em đã
hồn thành được đề tài của mình. Tuy nhiên, do kiến thức, kinh nghiệm, thời gian và điều
kiện có hạn, nên đề tài của em cịn rất nhiều sai xót và cịn nhiều vấn đề chưa giải quyết
triệt để. Vì vậy, em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cơ để em có thể hồn
thành tốt hơn nữa đề tài của mình.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và chúc sức khỏe đến thầy giáo
hướng dẫn PGS.TS Vũ Tuấn Đạt, các thầy cô giáo bộ mơn cơ khí ơ tơ và các bạn bè đã

giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này.
Sinh viên thực hiện
Nam
Trần Đình Nam

6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TƠ
1.1. Cơng dụng, phân loại và u cầu của hệ thống lái
1.1.1. Công dụng của hệ thống lái
Hệ thống lái giữ vai trị điều khiển hướng chuyển động của ơ tơ (thay đổi hay duy
trì) theo tác động của người lái. Hệ thống lái tham gia cùng các hệ thống điều khiển khác
thực hiện điều khiển ơ tơ và đóng góp vai trị quan trọng trong việc đảm bảo an tồn giao
thơng khi ơ tơ chuyển động.
1.1.2. Phân loại hệ thống lái
Hệ thống lái trên ơ tơ có thể được phân thành nhiều loại tùy vào cấu tạo, vị trí đặt
trục dẫn hưỡng hoặc về khả năng trợ lực
* Phân loại theo cách bố trí vành tay lái
 Loại vành tay lái đặt bên trái (dùng cho các nước có luật giao thông qui định chiều
chuyển động là bên phải, đại đa số các nước có luật giao thơng đi bên phải)
 Loại vành tay lái đặt bên phải (dùng cho các nước có luật giao thơng qui định
chiều chuyển động là bên trái, có rất ít nước thí dụ: Anh, Thụy Điển, Nhật…)
* Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái






Loại trục vít – con lăn
Loại trục vít – cung răng
Loại bánh răng – thanh răng
Loại trục vít – chốt quay
Loại liên hợp (trục vít – ê cu – cung răng)
* Phân loại theo số bánh dẫn hướng

 Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở cầu trước
 Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở cầu sau
 Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu
* Phân loại theo dẫn động lái
 Dẫn động lái loại cơ khí
 Dẫn động lái loại thủy lực
 Dẫn động lái loại điện
* Phân loại theo nguyên lý làm việc của bộ phận trợ lực lái
 Trợ lực lái thủy lực
 Trợ lực lái loại khí (khí nén hoặc chân khơng)
7


 Trợ lực lái cơ khí
 Trợ lực lái dùng điện
1.1.3. Yêu cầu của hệ thống lái
Một trong các hệ thống quyết định đến tính an tồn và ổn định chuyển động của
ơtơ 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 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 lái phải có tính chất tùy 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.
1.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên ô tô
Cùng với sự ra đời của các mẫu mã ô tô khác nhau thì hệ thống lái cũng vơ cùng
phong phú, đa dạng. Điều này không chỉ thể hiện về kết cấu mà còn ở nguyên lý hoạt
động. Tuy nhiên, về cơ bản thì hầu hết các hệ thống lái đều bao gồm 4 bộ phận chính:
Vành lái, trục lái, cơ cấu lái, dẫn động lái.
Dưới đây là sơ đồ hệ thống lái đơn giản:

1. Vành lái, 2. Trục lái, 3. Cơ cấu lái, 4. Khung xe, 5. Các đòn dẫn động lái
Hình 1.1. Sơ đồ kết cấu hệ thống lái đơn giản

1.2.1. Vành lái
Vành tay lái là bộ phận đặt trên buồng lái có nhiệm vụ tiếp nhận mơ men quay của
người lái và truyền cho trục lái. Vành tay lái có cấu tạo tương đối giống nhau trên các
8


loại xe ơ tơ, nó bao gồm một vành hình trịn lõi bằng thép bên ngồi được bọc bằng vật
liệu nhựa hoạc da, được lắp ghép với trục lái bằng then hoa, ren và đai ốc. Bên trong
vành lái thông thường có bố trí ba nan hoa.
1.2.2. Trục lái
Trục lái có nhiệm vụ truyền mơ men lái xuống cơ cấu lái. Trục lái gồm có trục lái
chính có thể chuyển động truyền chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái và ống

truc lái để cố định trục lái vào thân xe. Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp thụ va đập.
Cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có va đập mạnh hoặc khi tai
nạn xảy ra. Ngoài cơ cấu hấp thụ va đập ở trục lái chính cịn có thể có thêm một số cơ
cấu điều khiển như: cơ cấu khoá lái để khoá cứng trục lái, cơ cấu nghiêng trục lái để có
thể điều chỉnh vị trí vơ lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với người lái, hệ thống
trượt trục lái để có thể điều chỉnh được chiều dài của trục lái và đạt được vị trí ngồi lái tốt
nhất cho người lái.
1.2.3. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái là bộ phận cơ bản trong hệ thống lái, nó có nhiệm vụ biến chuyển động
quay vịng của trục lái thành chuyển động góc của địn quay đứng và đảm bảo tỉ số truyền
theo yêu cầu.
Về bản chất, cơ cấu lái là hộp giảm tốc và có nhiệm vụ tăng mômen truyền từ vô
lăng tới các bánh xe dẫn hướng. Các thông số đặc trưng cho cơ cấu lái gồm tỷ số truyền,
hiệu suất thuận, hiệu suất nghịch.
1.2.3.1. Cơ cấu lái bánh răng thanh răng

Hình 1.2. Sơ đồ cơ cấu lái bánh răng thanh răng

* Ưu điểm:
 Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ. Do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng tác dụng
như thanh dẫn động lái nên khơng cần các địn kéo ngang như các cơ cấu lái khác.
 Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp, tự động triệt tiêu khe hở tại
chỗ ăn khớp.
9


 Sức cản trượt, cản lăn nhỏ và truyền mô men rất tốt nên tay lái nhẹ.
* Nhược điểm:
 Kích thước chiều dài cơ cấu lớn.
 Thanh răng chế tạo từ thép chất lượng cao, kích thước nhỏ tuy nhiên dễ bị cong

trong quá trình sử dụng.
* Phạm vi ứng dụng:
 Sử dụng trên các loại ô tô con
1.2.3.2. Cơ cấu lái trục vít con lăn

Hình 1.3. Sơ đồ cơ cấu lái trục vít con lăn

* Ưu điểm:
 Có tỷ số truyền thay đổi
 Nhờ trục vít có dạng glo bơ ít cho nên tuy chiều dài trục vít khơng lớn nhưng sự
tiếp xúc các răng ăn khớp được lâu hơn và trên tiết 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 ơ tơ mà làm con
lăn có 2 – 4 vịng ren.
 Có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa các bánh răng.
* Nhược điểm:
 Trong quá trình sử dụng, độ rơ do ăn khớp giữa ren trục vít và răng con lăn sẽ tăng
dần lên do mòn, do vậy độ rơ cơ cấu lái sẽ ngày càng lớn. Khi độ rơ quá lớn hiệu
quả điều khiển của cơ cấu lái sẽ kém, dẫn đến giảm độ nhạy của hệ thống lái.
* Phạm vi ứng dụng:
 Dùng trên phần lớn các ô tô Liên Xô loại có trải trọng bé và tải trọng trung bình.
1.2.3.3. Cơ cấu lái trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng

10


Hình 1.4. Sơ đồ cơ cấu lái ecubi thanh răng cung răng

* Ưu điểm:
 Ma sát giữa trục vít và ê cu là ma sát lăn thông qua các viên bi, bởi vậy hiệu suất

truyền lực cao, giảm được sự mòn trong cơ cấu lái.
 Răng của thanh răng và răng của bánh răng rẻ quạt có tiết diện thay đổi, cho phép
điều chỉnh được khe hở giữa chúng khi bị mòn.
 Dễ dàng kết hợp với trợ lực lái thủy lực.
* Nhược điểm:
 Khi tăng tỉ số truyền của cơ cấu lái sẽ làm giảm độ nhạy của hệ thống lái.
* Phạm vi ứng dụng:
 Thường được sử dụng trên ô tô tải và ô tô bus.
1.2.3.4. Cơ cấu lái trục vít – cung răng

Hình 1.5. Sơ đồ cơ cấu lái trục vít – cung răng

* Ưu điểm:
 Có khả năng tạo tỉ số truyền lớn.
 Giảm được trọng lượng và kích thước so với loại trục vít – bánh răng.
* Nhược điểm:
 Do toàn bộ chiều dài của cung răng đều truyền tải trọng nên độ cứng vững không
tốt
 Hiệu suất thấp
11


* Phạm vi ứng dụng:
 Sử dụng trên các ô tơ tải cỡ lớn.
1.2.3.5. Cơ cấu lái trục vít – chốt quay

Hình 1.6. Sơ đồ hóa cơ cấu lái trục vít – chốt quay

* Ưu điểm:
 Có thể thay đổi tỉ số truyền.

 Khe hở giữa chốt ren vít có thể được điều chỉnh bằng cách dịch chuyển ngõng
quay theo chiều dọc đò quay đứng.
* Nhược điểm:
 Áp suất lớn tại vết tiếp xúc làm chốt mòn nhanh.
* Phạm vi ứng dụng:
 Sử dụng trên hệ thống lái không cường hóa, trên ơ tơ tải và ơ tơ khách.
1.2.4. Dẫn động lái
Dẫn động lái gồm những chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái đến ngõng quay của bánh
xe. Dẫn động lái phải đảm bảo các chức năng sau:
 Nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng.
 Đảm bảo quay vòng của các bánh xe dẫn hướng sao cho không xảy ra hiện tượng
trượt bên lớn ở tất cả các bánh xe, đồng thời tạo liên kết giữa các bánh xe dẫn
hướng.
 Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái tạo bởi cầu trước, đòn kéo ngang
và đòn kéo bên. Nhờ hình thang lái nên khi quay vơ lăng một góc thì các bánh xe
dẫn hướng sẽ quay đi một góc nhất định. Hình thang lái có thể bố trí trước hoặc
sau cầu dẫn hướng tùy theo bố trí chung.
1.2.4.1. Bố trí dẫn động lái trên hệ thống treo phụ thuộc

12


Đối với dầm cầu liền, hệ thống treo phụ thuộc thì cấu tạo của hình thanh lái Đantơ
như sau: Dầm cầu đứng đóng vai trị là một khâu cố định, hai đòn bên dẫn động các bánh
xe, đòn ngang liên kết với các đòn bên bằng những khớp cầu (rotuyl lái). Các đòn bên
quay quanh đường tâm trụ đứng.
Phương pháp bố trí được trình bày như hình dưới đây:

a, Địn kéo ngang khi có dầm cầu liền
b, Địn kéo ngang nằm trước dầm cầu

Hình 1.7. Địn kéo ngang với hệ thống treo phụ thuộc

1.2.4.2. Bố trí dẫn động lái trên hệ thống treo độc lập
Trên hệ thống treo độc lập, số lượng các đòn và khớp tăng lên nhằm đảm bảo các
bánh xe dịch chuyển độc lập với nhau. Số lượng các đòn tăng lên tuỳ thuộc vào kết cấu
của cơ cấu lái, vị trí bố trí cơ cấu lái, dẫn động lái và hệ thống treo…nhưng vẫn đảm bảo
quan hệ hình học ACKERMAN, tức gần đúng với hình thang lái Đantơ. Hai phương
pháp bố trí dẫn động lái điển hình ở hệ thống treo độc lập được trình bày theo hình dưới
đây:

a, Địn ngang nối nằm sau dầm cầu
b, Địn ngang nối nằm trước dầm cầu
Hình 1.8. Cơ cấu đòn kéo ngang nối liên kiết với hệ thống treo độc lập

1.2.4.3. Bố trí dẫn động lái trên xe tải hạng nặng

13


Trên xe tải thông dụng là hệ thống treo phụ thuộc, do vậy sử dụng hình thang lái
Đantơ. Trên một số xe tải hạng nặng, xe siêu trường, xe siêu trọng dẫn động lái hai cầu
trước tức 4 bánh dẫn hướng và hai hình thang lái 4 khâu Đantơ (như xe Huyndai 18 tấn).

Hình 1.9. Bố trí dẫn động lái hai cầu trước dẫn hướng

1.2.5. Trợ lực lái
1.2.5.1. Công dụng của trợ lực lái
Trợ lực của hệ thống lái có tác dụng giảm nhẹ cường độ lao động của người lái.
Trên xe có tốc độ cao, trợ lực lái cịn nâng cao tính an tồn chuyển động khi xe có sự cố
ở bánh xe và giảm va đập truyền từ bánh xe lên vành tay lái. Ngoài ra để cải thiện tính

êm dịu chuyển động, phần lớn các xe hiện đại đều dùng lốp bản rộng, áp suất thấp để
tăng diện tích tiếp xúc với mặt đường. Kết quả là cần một lực lái lớn hơn. Vì vậy để giữ
cho hệ thống lái nhanh nhạy trong khi chỉ cần lực lái nhỏ, phải có một vài loại thiết bị trợ
giúp hệ thống lái gọi là trợ lực lái.
* Trợ lực lái phải đảm bảo các yêu cầu sau: Khi bộ phận trợ lực lái hỏng, hệ thống
lái vẫn làm việc được. Lúc này lực người lái cần sinh ra để điều khiển vô lăng lớn hơn,
tuy vậy người lái vẫn có thể đưa xe về nơi sửa chữa được.
Phải đảm bảo cảm giác cho người lái khi lái xe:
 Bộ cường hóa chỉ bắt đầu hoạt động khi lực tác dụng lên vô lăng đạt được một giá
trị nhất định (khoảng 20N).
 Lực trên vô lăng tỷ lệ thuận với lực cản quay vịng.
 Để lái thuận tiện trung bình lực trên vô lăng khoảng 40 – 70 N, cực đại khoảng
100 – 150 N.
1.2.5.2. Hệ thống lái trợ lực thủy lực
* Nguyên lý làm việc: Sử dụng dầu thủy lực để tác động lên xy lanh lực tạo công
suất để điều khiển bánh xe.
14


Các bộ phận chính của hệ thống gồm: bơm dầu, van phân phối, xi-lanh trợ lực và
hộp cơ cấu lái. Tùy vào bố trí của van phân phối sẽ có 3 loại trợ lực dầu chính:
 van phân phối và xi-lanh kết hợp trong cơ cấu lái.
 van phân phối và xi-lanh kết hợp trong đòn kéo.
 van phân phối và xi-lanh bố trí riêng biệt.

Hình 1.10. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thủy lực

* Ưu điểm:
 Chi phí sản xuất thấp, phí bảo dưỡng rẻ. Do đã xuất hiện và được kiểm chứng từ
rất lâu trên mọi thị trường về các kết cấu có cơ khí có độ tin cậy cao, tuổi thọ cao

và rất ít khi bị hư hỏng.
 Đơn giản trong kết cấu.
 Tính ổn định: Trợ lực lái thủy lực có tốc độ trả lái vô lăng về trung tâm nhanh, vậy
nên việc giữ xe đi trên một đường thẳng sẽ trở nên dễ dàng hơn.
 Cảm giác lái chân thực: hệ thống này có kết cấu hồn tồn bằng cơ khí nên phản
ứng với mặt đường vơ cùng chân thực. Tài xế có thể cảm nhận được lực dội ngược
lên vơ-lăng. Chính bởi vì điều này nên những ai đam mê Off-road vô cùng thích
hệ thống lái thủy lực.
* Nhược điểm:
 Có cảm giác nặng tay lái ở dải tốc độ thấp và nhẹ khi di chuyển ở tốc độ cao. Do
phụ thuộc vào vịng tua máy động cơ để bơm có thể tạo ra áp suất dầu, ở dải tốc
độ thấp thì áp suất sẽ thấp, đồng nghĩa với việc trợ lực yếu và ngược lại.
 Phải kiểm tra dầu trợ lực lái: Đối với xe sử dụng hệ thống trợ lực thủy lực, chủ xe
cần phải quan tâm tới điều này nhiều hơn.
 Độ chính xác chưa cao: Hiện nay, mọi thứ đều đi theo hướng điện tử hóa để có
được độ chính xác cao nhất.
1.2.5.3. Hệ thống lái trợ lực điện

15


Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện được thể hiện như hình dưới:

Trong đó: 1. Cơ cấu lái; 2. Mô tơ điện DC; 3. Hộp giảm tốc; 4. Bộ cảm biến lái; 5. Cảm biến
tốc độ ô tô; 6. Bộ kiểm soát tốc độ; 7. Đèn báo EPS; 8. Đường dẫn điện
Hình 1.11. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện

* Nguyên lý làm việc: Hệ thống điện EPS sử dụng một bộ gồm hai cảm biến (4)
đặt giữa vành lái với hộp giảm tốc. Cảm biến xác định góc quay trên vành lái, cảm biến
xác định mơmen cản quay vòng của bánh xe dẫn hướng.

* Ưu điểm:
 Nhà sản xuất kết hợp hệ thống lái với hệ thống cảm biến giúp dễ dàng điều chỉnh
áp lực vô lăng. Một điều dễ nhận biết đó là những cảm giác lái an toàn khi di
chuyển với tốc độ cao: Khi di chuyển ở tốc độ cao, vô lăng sẽ trở nên nặng hơn.
Ngoài ra, lợi thế của hệ thống trợ lực lái điện cịn có:
 Tiết kiệm nhiên liệu hơn khoảng 2 – 3%. Thay vì phải dùng bơm dầu để trích cơng
suất từ động cơ, thì motor điện chỉ cần lấy năng lượng từ máy phát và ắc-quy.
Ngoài ra, motor chỉ chạy khi cần trợ lực.
 Tính cơng nghệ hiện đại: Với việc tích hợp điện tử, thì hệ thống lái hoàn toàn
được kết nối với hệ thống phanh, treo bằng mạng giao tiếp giữa các ECU. Từ đó
chiếc xe sẽ phục vụ bạn một cách tốt nhất và an tồn nhất.
 Thân thiện với mơi trường
* Nhược điểm:
 Có cấu tạo phức tạp: Hệ thống trợ lực điện được cấu tạo nhiều chi tiết hơn trợ lực
lái thủy lực.
 Độ tin cậy khơng cao: Vì nó liên quan tới cảm biến, motor, tất cả đều là thiết bị
điện nên bị đánh giá độ tin tưởng không cao. Tuy nhiên, thế khơng có nghĩa là nó
hay hư hỏng. Ở đây là đánh giá về độ tin tưởng.
 Mất cảm giác lái: Khi xe di chuyển chậm thì cảm giác đánh lái là rất nhẹ. Điều này
khó khắc phục được hồn tồn do giới hạn tối thiểu cơng suất của motor. Nếu khi
16


di chuyển vào những đoạn được xấu thì sẽ khiến người lái không thể cảm nhận
được bề mặt đường để điều khiển.
 Chi phí sản xuất và bảo dưỡng cao hơn: Hệ thống trợ lực điện ít khi phải kiểm tra.
Tuy nhiên, nếu hư hỏng phần cứng thì đa số đều phải thay mới tồn bộ nên chi phí
cho mỗi lần sửa chữa sẽ cao hơn.
1.2.5.4. Một số phương án bố trí trợ lực lái
a, Bố trí trợ lực lái trong cụm đồng thời với cơ cấu lái

* Phạm vi ứng dụng: Dùng trên ô tô ZIL 130, ZIL 131, KAMAZ
* Ưu điểm: Nhỏ gọn, ít ống dẫn, độ nhạy cao
* Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, các chi tiết dẫn động lái chịu tải lớn

1. Cơ cấu lái, 2. Van phân phối, 3. Xi lanh lực
Hình 1.12. Sơ đồ cơ cấu lái bố trí cùng 1 cụm với trợ lực

b, Bố trí van phân phối, xi lanh trợ lực, cơ cấu lái tách biệt
* Phạm vi ứng dụng: Sử dụng trên ô tô GAZ 66
* Ưu điểm: Giảm tải trọng cho đa số các chi tiết của hệ thống lái
* Nhược điểm: Số lượng các khâu liên kết tăng lên, tăng chiều dài các ống dẫn,
giảm độ nhạy hệ thống lái

17


1. Cơ cấu lái, 2. Van phân phối, 3. Xi lanh lực
Hình 1.13. Sơ đồ van phân phối, xi lanh trợ lực và cơ cấu lái tách biệt

c, Bố trí xi lanh trợ lực và van phân phối liền nhau, tách biệt với cơ cấu lái
* Phạm vi ứng dụng: Sử dụng trên ô tô MAZ 500, KRAZ 225B, MAZ 525
* Ưu điểm: Giảm chiều dài đường ống dẫn đảm bảo an tồn cho hệ thống lái khi ơ
tơ đi trên đường xấu

1. Cơ cấu lái, 2. Van phân phối, 3. Xi lanh lực
Hình 1.14. Sơ đồ bố trí xi lanh trợ lực và van phân phối liền nhau, cơ cấu lái tách biệt

d, Bố trí bộ phận phân phối liền với cơ cấu lái, tách biệt với xi lanh trợ lực
* Phạm vi ứng dụng: Sử dụng trên ô tô URAL 375
* Ưu điểm: Tổng hợp các ưu điểm của các sơ đồ trên

18


1. Cơ cấu lái, 2. Van phân phối, 3. Xi lanh lực
Hình 1.15. Sơ đồ bố trí bộ phận phân phối liền với cơ cấu lái, xi lanh trợ lực tách biệt

e, Bố trí cơ cấu lái – trợ lực liền với đòn kéo ngang
* Phạm vi ứng dụng: Sở dụng hầu hết trên các xe con của Nhật
* Ưu điểm: Tăng độ nhạy, ít khâu khớp, gọn

1. Cơ cấu lái, 2. Van phân phối, 3. Xi lanh lực
Hình 1.16. Sơ đồ bố trí cơ cấu lái – trợ lực liền với địn kéo ngang

1.2.6. Các góc đặt bánh xe
Để tránh trường hợp người lái vẫn phải tác động liên tục lên vô lăng để giữ xe ở
trạng thái chạy thẳng, hoặc người lái phải tác dụng một lực lớn để quay vòng xe, các
bánh xe được lắp vào thân xe với các góc nhất. Những góc này được gọi chung là góc đặt
bánh xe. Nếu 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.
19