Tttk_Hệ Thống Lái Trên Ô Tô Hyundai Hd72_Trần Đình Nam_Tm.pdf

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 NÓI 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 ......................................................................................... 21
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI TRÊN Ô TÔ 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 ô tô 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 hệ thống lái đơn giản…………………………………………………...7
Hình 1.2. Sơ đồ cơ cấu lái bánh răng thanh răng……………………………………………......8
Hình 1.3. Sơ đồ cơ cấu lái trục vít con lăn………………………………………………………..9
Hình 1.4. Sơ đồ cơ cấu lái ecubi thanh răng cung răng………………………………….….....10
Hình 1.5. Sơ đồ cơ cấu lái trục vít – cung răng.………………………………………………...10
Hình 1.6. Sơ đồ hóa cơ cấu lái trục vít – chốt quay.……………………………………………11
Hình 1.7. Địn kéo ngang với hệ thống treo phụ thuộc.………………………………………...12
Hình 1.8. Cơ cấu đòn kéo ngang nối liên kiết với hệ thống treo độc lập……………………...12
Hình 1.9. Bố trí dẫn động lái hai cầu trước dẫn hướng.…………………………………….....13
Hình 1.10. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thủy lực.…………………………………………………14
Hình 1.11. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực điện.……………………………………………………...15
Hình 1.12. Sơ đồ cơ cấu lái bố trí cùng 1 cụm với trợ lực……………………………………...16
Hình 1.13. Sơ đồ van phân phối, xi lanh trợ lực và cơ cấu lái tách biệt……………………….17
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 địn kéo ngang...………………………….18
Hình 1.17. Góc CAMBER.……………………………………………………………………...19
Hình 1.18. Caster và khoảng Caster..…………………………………………………………..19

Hình 1.19. Góc Kingpin………………………………………………………………………....20
Hình 1.20. Độ chụm……………………………………………………………………………..21
Hình 1.21. Lực cản lăn và vị trí đặt của nó……………………………………………………..21
Hình 1.22. Ơ tơ Hyundai HD72 thùng lửng……………………………………………………22
Hình 1.23. Tuyến hình ơ tơ Hyundai HD72 3,5 tấn…………………………………………….22
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái ơ tơ Hyundai HD72………………………………...25
Hình 2.2. Cơ cấu lái trục vít – ê cu bi – thanh răng – cung răng………………………………26
Hình 2.3. Bơm cánh gạt.………………………..……………………………………………….26
Hình 2.4. Khi xe quay về bên trái……………………………………………………………….27
Hình 2.5. Khi xe quay về bên phải..…………………………………………………………….28
Hình 2.6. Khi xe đi thẳng..……………………………………………………………………....28
2


Hình 2.7. Dẫn động hình thang lái trên dầm cầu liền..………………………………………...29
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 vịng bánh xe...…………………………………………………………...33
Hình 3.2. Sơ đồ tính tốn mơ men cản tại các bánh xe dẫn hướng..…………………………...34
Hình 3.3. Các thơng số của trục vít – ê cu bi..…………………………………………………..38
Hình 3.4. Sơ đồ bộ truyền thanh răng cung răng...…………………………………………….41
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 quay đứng..……………………………………………………………..50
Hình 3.9.Tiết diện các thanh kéo..……………………………………………………………...52
Hình 3.10. Sơ đồ tính tốn địn bên..…………………………………………………………....53
Hình 3.11. Sơ đồ lực tác dụng và bán kính khớp cầu..………………………………………...54
Hình 3.12. Đồ thị đặc tính trợ lực…..…………………………………………………………..57

3


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1: Thông số kỹ thuật ô tô Hyundai HD72..…………………………………………….23
Bảng 2-1: Góc đặt bánh xe ơ tơ Hyundai HD72..………………………………………………31
Bảng 3-1: Thông số kỹ thuật được chọn..………………………………………………………32
Bảng 3-2: Thông số của đường đặc tính lý thuyết..…………………………………………….45
Bảng 3-3: Mối quan hệ thực tế của α, β.………………………………………………………..47
Bảng 3-4: Bảng hệ số α.…………………………………………………………………………51

4


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 tô, 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

5


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 không)
6


 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

7


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 loại
xe ô tô, nó bao gồm một vành hình trịn lõi bằng thép bên ngoài 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
thơng thường có bố trí ba nan hoa.
1.2.2. Trục lái
Trục lái có nhiệm vụ truyền mô 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 vòng 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 mơmen 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 không cần các đòn kéo ngang như các cơ cấu lái khác.
8


 Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp, tự động triệt tiêu khe hở tại
chỗ ăn khớp.
 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 ô tô 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 Xơ loại có trải trọng bé và tải trọng trung bình.
9


1.2.3.3. Cơ cấu lái trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng

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 tơ 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:

10


 Do toàn bộ chiều dài của cung răng đều truyền tải trọng nên độ cứng vững không
tốt
 Hiệu suất thấp
* 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.
11


1.2.4.1. Bố trí dẫn động lái trên hệ thống treo phụ thuộc
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

12


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.
13


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
14


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
15


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

16


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

17


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.
18




Tuổi thọ lốp giảm (mịn nhanh).

a, 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, và đo bằng độ. 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 mômen tác

dụng lên dẫn động lái và giảm lực lên vành tay lái.
Góc Camber được thể hiện như hình 1.17:

Hình 1.17. Góc CAMBER

Khi chuyển động trên đường vịng, do tác dụng của lực ly tâm thân xe nghiêng theo
hướng quay vịng, các bánh xe ngồi 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.
b, Góc nghiêng dọc của trụ đứng và chế độ dọc (Caster và khoảng Caster)
Góc nghiêng dọc của trụ đứng đo bằng độ, xác định bằng góc giữa trụ xoay đứng
và phương thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe. 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 được thể hiện như hình 1.18:

Hình 1.18. Caster và khoảng Caster.

Hồi vị bánh xe do khoảng Caster: Dưới tác dụng của lực ly tâm khi bánh xe vào
đường vòng hoặc lực do gió bên hoặc thành phần của trọng lượng xe khi xe đi vào đường
19


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 mơ men ổn định,
mơ men đó được xác định bằng cơng thức sau:
M=Yb.c
Mơmen 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 mơ men
này. Vì vậy, góc Caster thường khơng lớn. Mơmen 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.
c, 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. Góc Kingpin được thể hiện như hình 1.19:

Hình 1.19. Góc Kingpin

* Tác dụng:
 Giảm lực đánh lái: Khi bánh xe quay quanh trụ đứng với khoảng lệch tâm là bán
kính quay của bánh xe quay quanh trụ đứng r0. Nếu r0 lớn sẽ sinh ra mô men 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 (tạo góc KingPin) .
 Cải thiện tính ổn định khi chạy thẳng: Góc KingPin sẽ làm cho các bánh xe tự động
quay về vị trí chạy thẳng sau khi quay vịng do có mơmen phản lực (gọi là mômen
ngược) tác dụng từ mặt đường lên bánh xe. Giá trị của mômen ngược phụ thuộc vào
độ lớn của góc KingPin.
d, Độ chụm và độ mở (góc dỗng).

20


Khi nhìn từ trên xuống, nếu phía trước của các bánh xe gần nhau hơn phía sau thì
gọi là độ chụm. Nếu bố trí ngược lại là độ mở. 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 khơng tải khi xe đi
thẳng. Độ chụm có ảnh hưởng lớn tới sự mài mòn của lốp và ổn định của vành lái.

Hình 1.20. Độ chụm

Quá trình lăn của bánh xe gắn liền với sự xuất hiện lực cản lăn Pf ngược chiều
chuyển động đặt tại chỗ tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Lực Pf này đặt cách trụ quay
đứng một đoạn R0 và tạo nên một mômen quay với tâm trụ quay đứng. Mômen này tác
dụng vào hai bánh xe và ép hai bánh xe về phía sau. Để lăn phẳng thì các bánh xe đặt với
độ chụm = B-A dương.
Với góc như thế thì tạo lên sự ổn định chuyển động thẳng của xe tức là ổn định
vành tay lái.

Hình 1.21. Lực cản lăn và vị trí đặt của nó.

Ở cầu dẫn hướng, lực kéo cùng chiều với chiều chuyển động sẽ ép bánh xe về phía
trước. Bởi vậy góc giảm. Trong trường hợp này, để giảm ảnh hưởng của lực cản lăn và lực
phanh và đồng thời giảm tốc độ động cơ đột ngột (phanh bằng động cơ), thì bố trí các bánh
xe với góc đặt có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng không.
1.3. Giới thiệu ô tô Hyundai HD72
1.3.1. Giới thiệu chung về ô tô tải Hyundai HD72

21


Xe tải Hyundai HD72 3,5 tấn là loại xe thương mại cỡ vừa, được trang bị hệ thống
an toàn nhất định, độ bền và độ tin cậy được đảm bảo thông qua sự kiểm tra nghiêm ngặt
tại nhà máy Hyundai Hàn Quốc. Dưới đây là hình ảnh thực tế của ơ tơ Hyundai HD72.

Hình 1.22. Ơ tơ Hyundai HD72 thùng lửng

Dưới đây là tuyến hình của ơ tơ Hyudai HD72

Hình 1.23. Tuyến hình ơ tơ Hyundai HD72 3,5 tấn

1.3.2. Thơng số kỹ thuật ô tô Hyundai HD72
Thông số kỹ thuật của ô tô tải Hyundai được thể hiện như bảng dưới:
Bảng 1-1: Thông số kỹ thuật ô tô Hyundai HD72
22


Động cơ

D4DB

Loại

Diesel, 4 kỳ, làm mát bằng nước

Công suất động cơ

130Ps (96Kw)/2900 rpm

Mô men xoắn lớn nhất

272N.m/1800 rpm

Số xy lanh

4

Dung tích xy lanh

3.907 cm3

Hệ thống phun nhiên liệu

Phun nhiên liệu trực tiếp

Hệ thống tăng áp

Turbo Charge Intercooler (TCI)

Dung tích thùng nhiên liệu

100 lít

Tiêu chuẩn khí thải

Euro II

Kích thước tổng thể (D x R x C)

6740 x 2170 x 2290 mm

Chiều dài cơ sở

3735 mm

Khoảng cách 2 tâm bánh xe trước

1650 mm

Khoảng sáng gầm xe

235 mm

Trọng lượng bản thân

3365 kg

Tải trọng cho phép

3400 kg

Trọng lượng toàn bộ

6960 kg

Trọng lượng phân bố lên cầu trước

2088 kg

Số chỗ ngồi

3 chỗ

Tên hộp số

M035S5

Loại hộp số

5 số tiến, 1 số lùi

Ly hợp

Ly hợp ma sát khô, dẫn động thủy lực, trợ lực
chân không

Hệ thống lái

Trục vít ê cu bi, trợ lực thủy lực

Hệ thống treo ( trước và sau)

Phụ thuộc, lá nhíp, giảm chấn thủy lực

Công thức bánh xe

4x2R

Thông số lốp

7.50R16

Máy phát điện

MF 90Ah

Ắc quy

12V – 90Ah (2 bình)

23


Hệ thống phanh (trước sau)

Phanh tang trống, dẫn động thủy lực 2 dịng, trợ
lực chân khơng

Bán kính quay vịng nhỏ nhất

7.3 m

Khả năng vượt dốc lớn nhất

37%

24