Tính toán thiết kế hệ thống lái dựa trên xe cơ sở Hyundai Grand i10”.

MỤC LỤC

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI...........................................................4
1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống lái.................................................................4
1.1.1. Công dụng................................................................................................................ 4
1.1.2. Yêu cầu.................................................................................................................... 4
1.1.3. Phân loại................................................................................................................... 5
1.2. Kết cấu chung hệ thống lái..........................................................................................6
1.2.1. Kết cấu các dạng cơ cấu lái......................................................................................6
1.2.2. Kết cấu các dạng dẫn động lái (trợ lực)..................................................................12
1.3. Phân tích lựa chọn phương án...................................................................................17
1.3.1. Giới thiệu xe tham khảo - ô tô Hyundai Grand i10................................................17
1.3.2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế...................................................................28
1.4. Mục tiêu phương pháp nội dung nghiên cứu............................................................34
1.4.1. Mục tiêu.................................................................................................................34
1.4.2. Phương pháp..........................................................................................................34
1.4.3. Nội dung................................................................................................................. 34
Chương 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI.............................................35
2.1. Tính tốn thiết kế các thơng số cơ bản.....................................................................35
2.1.1. Bảng thông số.........................................................................................................35
2.1.2. Xây dựng đường cong lý thuyết:............................................................................35
2.1.3. Xây dựng đường cong thực tế:...............................................................................36
2.1.4. Xác định mơmen cản quay vịng...........................................................................40
2.1.5. Xác định chiều dài thanh răng:..............................................................................44
2.1.6. Tính tốn bộ truyền cơ cấu lái...............................................................................44
2.2.Thiết kế cơ cấu lái (kiểm nghiệm)..............................................................................48
2.2.1. Tính bền cơ cấu lái trục răng - thanh răng:.............................................................48
2.2.2. Tính bền dẫn động lái.............................................................................................51
2.3. Thiết kế dẫn động lái.................................................................................................55
2.3.1. Xây dựng đặc tính cường hố lái:...........................................................................55
2.3.2 Tính tốn thanh xoắn...............................................................................................57

2.3.3 Tính chọn motor điện trợ lực...................................................................................58

1

2.3.4 Tính tốn điều khiển motor điện.............................................................................58
2.3.5 Tính tốn và kiểm bền trục vít - bánh vít.................................................................60
Chương 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI...........................................66
3.1. Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống lái................................................66
3.2. Kiểm tra chẩn đoán...................................................................................................69
3.3. Bảo dưỡng và sửa chữa các hư hỏng trên hệ thống lái..............................................70
3.3.2. Quy trình lắp hệ thống lái.......................................................................................77
3.3.3. Bảo dưỡng hệ thống lái..........................................................................................77
KẾT LUẬN..................................................................................................................... 80
Tài liệu tham khảo.........................................................................................................83

2

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong những bước đầu hình thành và phát triển nên
mới chỉ dừng lại ở việc nhập khẩu tổng thành, lắp ráp các mẫu xe sẵn có, chế tạo một số
chi tiết đơn giản và sửa chữa. Do đó, một vấn đề lớn đặt ra trong giai đoạn này là tìm
hiểu và nắm vững kết cấu của từng cụm hệ thống trên các xe hiện đại, phục vụ quá trình
khai thác sử dụng đạt hiệu quả cao nhất, từ đó có thể từng bước làm chủ công nghệ.Xuất
phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, em đã thực hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề
tài: “Tính tốn thiết kế hệ thống lái dựa trên xe cơ sở Hyundai Grand i10”.

Với đề tài như trên, phần đầu của đồ án sẽ giới thiệu sơ lược về ơ tơ du lịch, trình
bày cơng dụng, bố trí chung, yêu cầu và cách phân loại hệ thống lái, xác định loại hệ
thống lái thường được sử dụng trên ô tô du lịch. Phần tiếp theo đi sâu nghiên cứu, phân

tích kết cấu của hệ thống lái ơ tơ du lịch và các phần tử trong hệ thống. Để phục vụ tốt
hơn cho q trình khai thác, phần tính tốn sẽ tiến hành kiểm nghiệm đối với một hệ
thống lái trên ô tô du lịch cụ thể, nhằm làm quen với mơ hình tính tốn kiểm nghiệm.
Trên cơ sở đó, phần cuối của đồ án sẽ đưa ra các hướng dẫn trong quá trình khai thác, sử
dụng đối với hệ thống lái ô tô du lịch

Được sự hướng dẫn của thầy giáo Tạ Tuấn Hưng, cùng với sự cố gắng của bản
thân, em đã hồn thành nhiệm vụ của đồ án này. Vì thời gian và kiến thức có hạn chế nên
trong đồ án tốt nghiệp này cịn mắc một số thiếu sót nhất định. Vì vậy em mong muốn
nhận được những ý kiến đóng góp của các Thầy trong bộ mơn để đề tài được hoàn thiện
hơn.

Vĩnh Yên, ngày…tháng… năm 2020

Sinh viên

Đỗ Quang Vinh

3

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI

1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống lái
Để đảm bảo an tồn khi ơtơ chuyển động trên đường, người vận hành phải có kinh

nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác điều khiển. Mặt khác, để thuận tiện cho người
vận hành thực hiện các thao tác đó, địi hỏi ơtơ phải đảm bảo tính năng an tồn cao. Mà
hệ thống lái là một bộ phận quan trọng đảm bảo tính năng đó. Việc quay vịng hay
chuyển hướng của ơtơ khi gặp các chướng ngại vật trên đường đòi hỏi hệ thống lái làm
việc thật chuẩn xác.

1.1.1. Công dụng

Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để giữ cho ôtô chuyển động theo một
hướng xác định nào đó và để thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ
động của xe.
Hệ thống lái bao gồm các bộ phận chính sau:
- Cơ cấu lái, vơ lăng và trục lái: Dùng để tăng và truyền mômen do người lái tác dụng lên
vô lăng đến dẫn động lái;
- Dẫn động lái: Dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và
để đảm bảo động học quay vòng đúng;
- Trợ lực lái: Dùng để giảm nhẹ lực quay vòng của người lái bằng nguồn năng lượng từ
bên ngoài.
1.1.2. Yêu cầu

Hệ thống lái phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định:
+ Hành trình tự do của vơ lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vô lăng ở vị trí trung
gian tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ (khơng lớn hơn 150 khi có trợ lực và
khơng lớn hơn 50 khi khơng có trợ lực);
+ Các bánh dẫn hướng phải có tính ổn định tốt;
+ Khơng có hiện tượng tự dao động các bánh dẫn hướng trong mọi điều kiện làm việc và
mọi chế độ chuyển động.
- Đảm bảo tính cơ động cao: tức xe có thể quay vòng thật ngoặt, trong một khoảng thời
gian ngắn, trên một diện tích bé;

4

- Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe khơng bị trượt lê gây mịn lốp, tiêu
hao cơng suất vơ ích và giảm tính ổn định của xe;
- Giảm được các va đập từ đường lên vô lăng khi chạy trên đường xấu hoặc gặp chướng

ngại vật;
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện: Lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên vô lăng
(Plmax) được quy định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn ngành:
+ Đối với xe du lịch và tải trọng nhỏ: Plvmax không được lớn hơn 150 200 N;
+ Đối với xe tải và khách không được lớn hơn 500 N.
- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và mô men quay các bánh xe dẫn hướng
(để đảm bảo cảm giác đường) cũng như sự tương ứng động học giữa góc quay của vơ
lăng và của bánh xe dẫn hướng.
1.1.3. Phân loại
*Theo vị trí bố trí vơ lăng
- Vơ lăng bố trí bên trái: (tính theo chiều chuyển động) dùng cho những nước xã hội chủ
nghĩa trước đây, Pháp, Mỹ...
- Vơ lăng bố trí bên phải: Dùng cho các nước thừa nhận luật đi đường bên trái như: Anh,
Thuỵ Điển...
Sở dĩ được bố trí như vậy là để đảm bảo tầm quan sát của người lái, đặt biệt là khi vượt
xe.
* Theo số lượngbánh xe dẫn hướng
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau;
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
* Theo kết cấu cơ cấu lái
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - cung răng;
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - con lăn;
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - chốt quay;
- Cơ cấu lái kiểu liên hơp (trục vít - ê cu - cung răng);
- Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng.
* Theo kết cấu và nguyên lí làm việc của bộ trợ lực

5

- Trợ lực thuỷ lực;

- Trợ lực khí (khí nén hoặc chân khơng);

- Trợ lực điện;

- Trợ lực cơ khí.

1.2. Kết cấu chung hệ thống lái
1.2.1. Kết cấu các dạng cơ cấu lái
a.Cơ cấu lái với cơ cấu trục vít - cung răng

Loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc bền vững. Tuy vậy có nhược
điểm là hiệu suất thấp, điều chỉnh khe hở ăn khớp phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt
phẳng đi qua trục trục vít.

Cung răng có thể là cung răng thường đặt ở mặt phẳng đi qua trục trục vít (hình
1.1). Cung răng đặt bên có ưu điểm là đường tiếp xúc giữa răng cung răng và răng trục
vít khi trục vít quay dịch chuyển trên toàn bộ chiều dài răng của cung răng nên ứng suất
tiếp xúc và mức độ mài mòn giảm, do đó tuổi thọ và khả năng tải tăng. Cơ cấu lái loại
này thích hợp cho các xe tải cỡ lớn. Trục vít có thể có dạng trụ trịn hay lõm. Khi trục vít
có dạng lõm thì số răng ăn khớp tăng nên giảm được ứng suất tiếp xúc và mài mịn.

Ngồi ra cịn cho phép tăng góc quay của cung răng mà khơng cần tăng chiều dài
của trục vít.

2
1

A-A

3

A 4

Hình 1.1. Cơ cấu trục vít - cung răng

1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4-Vỏ.

Tỷ số truyền cơ cấu lái trục vít - cung răng khơng đổi và xác định theo công thức:

6

i 2 R0 (1.1)
tZt

Trong đó:

R0 - Bán kính vịng lăn của cung răng;

t - Bước trục vít;

Zt - Số mối ren trục vít.

Góc nâng của đường ren vít thường từ 8 ÷ 120. Khe hở ăn khớp khi quay địn quay đứng
từ vị trí trung gian đến các vị trí biên thay đổi từ 0,03 ÷ 0,05 mm. Sự thay đổi khe hở này
được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vịng trịn cơ sở của cung răng có bán kính khác
nhau.

b. Cơ cấu lái với cơ cấu trục vít - con lăn

Hình 1.2. Cơ cấu lái trục vít glơbơít - con lăn hai vành
1-T rục đòn quay đứng; 2- Đệm điều chỉnh; 3- Nắp trên; 4- Vít điều chỉnh;

5- Trục vít; 6- Đệm điều chỉnh; 7- Con lăn; 8- Trục con lăn.

7

Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn (hình 1.2) được sử dụng rộng rãi trên các loại ô tơ do có
ưu điểm:

- Kết cấu gọn nhẹ;

- Hiệu suất cao do thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn;

- Hiệu suất thuận: ηt = 0,7t = 0,77 - 0,82;

- Hiệu suất nghịch: ηt = 0,7n = 0,6;

- Điều chỉnh khe hở ăn khớp đơn giản và có thể thực hiện nhiều lần.

Để có thể điều chỉnh khe hở ăn khớp, đường trục của con lăn được bố trí lệch với
đường trục của trục vít một khoảng 5-7 mm. Khi dịch chuyển con lăn dọc theo trục quay
của đòn quay đứng thì khoảng cách trục giữa con lăn và trục vít sẽ thay đổi. Do đó khe
hở ăn khớp cũng thay đổi.

Sự thay đổi khe hở ăn khớp từ vị trí giữa đến vị trí biên được thực hiện bằng cách dịch
chuyển trục quay O2 của đòn quay đứng ra khỏi tâm mặt trụ chia của trục vít O1 một
lượng x =2,5-5 mm.

Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít - con lăn được xác định theo công thức sau:

i 2 Rk 2 R0 Rk i0 Rk 1.2
tZt tZt R0 R0

Trong đó:

t - Bước của mối răng trục vít;

Zt - Số đường ren trục vít;

Rk - Bán kính vịng (tiếp xúc) giữa con lăn và trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp xúc đến
tâm đường quay đứng);

R0 - Bán kính vịng chia của bánh răng cắt trục vít;

i0 - Tỷ số truyền giửa bánh răng cắt và trục vít.

Theo cơng thức trên ta thấy iω thay đổi theo góc quay trục vít. Tuy vậy sự thay đổi này

khơng lớn khoảng từ 5-7% (từ vị trí giữa ra vị trí biên). Nên có thể coi như i = const.

8

c. Cơ cấu lái với cơ cấu trục vít - chốt quay

Hình 1.3. Cơ cấu lái trục vít - chốt quay
1- chốt quay; 2- Trục vít; 3- Địn quay.
Ưu điểm: có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi, theo quy luật bất kỳ nhờ cách
chế tạo bước răng trục vít khác nhau.

Nếu bước răng trục vít khơng đổi thì tỷ số truyền được xác định theo công thức:
i 2 R t cos (1.3)
Trong đó:
 - Góc quay của địn quay đứng;
R - Bán kính địn dặt chốt.
Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu loại này vào khoảng 0,7. Cơ cấu lái
này dùng nhiều ở hệ thống lái khơng có cường hố và chủ yếu trên các ơtơ tải và khách.
Tuy vậy do chế tạo phức tạp và tuổi thọ khơng cao nên hiện nay ít sử dụng.
d. Cơ cấu lái với cơ cấu liên hợp
Êcu 20 lắp lên trục vít qua các viên bi nằm theo rãnh ren của trục vít cho phép
thay đổi ma sát trượt thành ma sát lăn. Phần dưới của êcu bi có cắt các răng tạo thành
thanh răng ăn khớp với cung răng trên trục (2).

9

Hình 1.4. Cơ cấu lái liên hợp trục vít - êcu bi - thanh răng - cung rang

1- Đai ốc hãm đòn quay đứng 2- Trục tròn quay đứng 3- Vòng chặn dầu
4,6- Ổ bi kim 5- Vỏ cơ cấu lái 7- Vỏ cơ cấu lái
8- Đai ốc điều chỉnh 9- Vít điều chỉnh ăn khớp 10-Đai ốc hãm
11-Vịng làm kín 12-Mặt bích bên cơ cấu lái; 13-Đai ốc tháo dầu
14-Vịng làm kín; 15-Chốt định vị; 16-Tấm chặn

10

17-Đai ốc điều chỉnh độ rơ 18-Nắp dưới cơ cấu lái 19-Ổ đỡ chặn

của ổ

20-Êcu 21-Ống dẫn hướng bi 22-Bi

23-Vít đậy lỗ rót dầu; 24-Ổ đỡ chặn 25-Vòng chặn dầu

26-Then bán nguyệt 27-Cung răng.

Tỷ số truyền động học của cơ cấu lái loại này không đổi và xác định theo công thức:

i 2 R 2 t (1.4)
Trong đó: R 2 - Bán kính chia cung răng;
t - Bước răng trục vít.
+ Ưu điểm:

- Hiệu suất cao: hiệu suất thuận t = 0,7 - 0,85, hiệu suất nghịch n = 0,85;
- Khi sử dụng với cường hố thì nhựơc điểm hiệu suất nghịch lớn khơng quan trọng;
- Có độ bền cao vì vậy thường được sử dụng trên các xe cỡ lớn.

e. Cơ cấu lái với cơ cấu bánh răng - thanh răng

Hình 1.5. Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

1- Lỗ ren; 2- Bánh răng 3- Thanh răng

4- Bulông hãm 5- Đai ốc điều chỉnh khe hở 6- Lị xo

7- Dẫn hướng thanh răng

Bánh răng có thể răng thẳng hay răng nghiêng. Thanh răng trượt trong các ống dẩn

hướng. Để đảm bảo ăn khớp không khe hở, bánh răng được ép đến thanh răng bằng lò xo.

Ưu điểm:

11

- Có tỷ số truyền nhỏ, iω nhỏ dẫn đến độ nhạy cao. Vì vậy được sử dụng rộng rãi trên các
xe du lịch, thể thao;
- Hiệu suất cao;
- Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo.
Nhược điểm:
- Lực điều khiển tăng (do iω nhỏ);
- Không sử dụng được với hệ thống treo trước loại phụ thuộc;
- Tăng va đập từ mặt đường lên vô lăng.
1.2.2. Kết cấu các dạng dẫn động lái (trợ lực)
a.Hệ thống lái có trợ lực thủy lực

Hình 1.6. Hệ thống lái trợ lực thủy lực

1- Bình chứa 2- Bơm trợ lực lái 3- Van điều khiển
4- Hộp cơ cấu lái 5- Xi lanh trợ lái

Các bộ phận chính của hệ thống lái có trợ lực gồm: bơm, van điều khiển, xilanh trợ
lực, hộp cơ cấu lái (bót lái).Hệ thống lái sử dụng công suất động cơ để dẫn động cho bơm
trợ lực tạo ra áp suất. Khi xoay vô lăng sẽ chuyển mạch một đường dẫn dầu tại van điều

12

khiển. Nhờ áp suất dầu này mà píttơng trong xilanh trợ lực được đẩy đi và làm quay bánh
xe dẫn hướng.

Do vậy, nhờ áp suất dầu thuỷ lực mà lực đánh lái vô lăng sẽ giảm đi và không phải

quay tay lái quá nhiều. Do yêu cầu của hệ thống phải tuyệt đối kín nên bạn cần định kỳ
kiểm tra sự rò rỉ dầu để đảm bảo rằng hệ thống lái làm việc hiệu quả và an toàn.

* Các chi tiết chính của hệ thống
-Bơm trợ lực lái
Hầu hết sử dụng loại bơm cánh gạt để làm bơm trợ lực vì loại này có ưu điểm kết
cấu đơn giản, gọn nhẹ, phù hợp với hệ thống thuỷ lực yêu cầu áp suất không lớn.
Bơm được dẫn động nhờ trục khuỷu của động cơ qua puly lắp ở đầu bơm để đưa
dầu nén vào hộp cơ cầu lái.Lưu lượng của bơm tỷ lệ với tốc độ động cơ nhưng nhờ van
điều chỉnh lưu lượng đưa dầu thừa trở lại đầu hút của động cơ mà dầu vào hộp cơ cấu
không đổi, ổn định được lực đánh lái. Những loại bơm dẫn động nhờ trục khuỷu thường
làm tăng phụ tải của động cơ dó đó hao tốn nhiên liệu.

Hình 1.7. Bơm trợ lực lái

Chính vì vậy, các nhà sản xuất đã chế tạo loại trợ lái thuỷ lực – điện EHPS
(electro-hydraulic power steering) sử dụng mô tơ điện để tạo áp suất thuỷ lực, giảm lực
cần thiết để điều khiển vô lăng, tiết kiệm nhiên liệu do giảm phụ tải động cơ. Một ECU
kiểm sốt tốc độ quay mơ tơ (lượng xả của bơm) theo các thông số như tốc độ xe và góc
quay của vơ lăng nhờ đó hệ thống hoạt động hiệu quả hơn.
+Hoạt động của bơm:

13

Trục bơm quay dẫn động cho rô to quay trong stato bơm (hay còn gọi là vòng cam) được
gắn chắc với vỏ bơm.Trên rơ to có các rãnh để gắn các cánh bơm. Do chu vi vịng ngồi
của rơ to hình trịn nhưng mặt trong của vịng cam hình ơ van nên tồn tại một khe hở giữa
rô to và vòng cam.

Cánh bơm sẽ ngăn cách khe hở này để tạo thành các buồng chứa dầu. Cánh bơm

bị giữ sát vào bề mặt trong của vòng cam bằng lực ly tâm và áp suất dầu tác động sau
cánh bơm nên hình thành một phớt dầu ngăn rò rỉ áp suất giữa cánh gạt và vòng cam khi
bơm tạo áp suất dầu. Khi rơ to quay thì dung tích buồng dầu tăng giảm liên tục. Hay nói
cách khác, dung tích của buồng dầu tăng tại cổng hút, do vậy dầu từ bình chứa sẽ được
hút vào buồng dầu từ cổng hút. Ở cổng xả áp suất giảm do trước đó dầu được hút vào
buồng này và bị ép qua cổng xả. Chu kỳ hút xả diễn ra trong mỗi vòng quay của trục rơ
to. Do có 02 cổng hút và 02 cổng xả nên dầu sẽ hút và xả 02 lần trong trong một chu kỳ
quay của rô to.
- Van xoay:

Hình 1.8. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của van xoay

1- Van quay 2- Trục van điều khiển 3- Lỗ X

4- Lỗ X’ 5- Lỗ Y 6- Lỗ Y’

7- Từ bơm vào buồng xy lanh 8- Từ bình xy lanh vào buồng chứa

Chuyển động quay của trục van điều khiển kiểu van quay tạo nên một giới hạn trong

mạch thuỷ lực. Khi vô lăng quay sang phải áp suất bị hạn chế tại các lỗ X và Y. Khi vô

lăng quay sang trái trục van điều khiển tạo giới hạn tại X' và Y'. Khi vơ lăng xoay thì trục

lái quay, làm xoay trục vít qua thanh xoắn. Ngược lại với trục vít, vì thanh xoắn xoắn tỷ

lệ với lực bề mặt đường, trục van điều khiển chỉ quay theo mức độ xoắn và chuyển động

sang trái hoặc sang phải.

14

Do vậy tạo các lỗ X và Y (hoặc X' và Y') và tạo sự chênh lệch áp suất thuỷ lực giữa
các buồng xi lanh trái và phải. Bằng cách này, tốc độ quay của trục van điều khiển trực
tiếp làm thay đổi đường đi của dầu và điều chỉnh áp suất dầu.Dầu từ bơm trợ lực lái sẽ
vào vịng ngồi của van quay và dầu chảy về bình chứa qua khoảng giữa thanh xoắn và
trục van điều khiển.
+ Nguyên lý làm việc:

Khi xe quay vòng sang trái, thân van trong xoay sang trái mở đường dầu đi từ
bơm tới vào khoang I của xylanh và mở đường dầu ở khoang II thông với đường dầu hồi
về bình chứa, làm cho thanh răng dịch về bên trái đẩy bánh xe quay sang trái, thực hiện
quay vòng sang trái.

Khi dừng quay vành tay lái ở một vị trí nào đó, thân van trong đứng yên, nhưng
dầu vẫn tiếp tục đi vào khoang I, đẩy bánh răng ngược chiều làm thanh xoắn trả lại, các
cửa van mở ở một trạng thái nhất định, tạo nên sự chênh áp suất ổn định giữa hai khoang
I và II ở một giá trị nhất định đảm bảo ô tô không quay tiếp.

Khi xe quay vòng sang phải. Thân van trong xoay sang phải mở đường dầu đi từ
bơm tới vào khoang II của xylanh và mở đường dầu ở khoang I thông với đường dầu hồi
về bình chứa, làm cho thanh răng dịch về bên phải đẩy bánh xe quay sang phải, thực hiện
quay vòng sang phải.

Khi dừng quay vành tay lái ở một vị trí nào đó, thân van trong đứng n, nhưng
dầu vẫn tiếp tục đi vào buồng II, đẩy bánh răng ngược chiều làm thanh xoắn trả lại, các
cửa van mở ở một trạng thái nhất định, tạo nên sự chênh áp suất ổn định giữa hai khoang
I và II ở một giá trị nhất định đảm bảo ô tô không quay tiếp.

Độ rơ kết cấu của hệ thống lái phụ thuộc nhiều vào độ rơ của cơ cấu lái.Sự gài trợ

lực phụ thuộc vào độ cứng của thanh xoắn đàn hồi.Khả năng trợ lực của hệ thống lái thực
hiện nhờ quá trình biến dạng thanh xoắn, mở thông các đường dầu, do vậy kết cấu này
cho phép tạo nên khe hở nhỏ bằng cách gia cơng chính xác các miệng rãnh đường dầu
của thân van trong và thân van ngoài của van phân phối và khả năng biến dạng thanh
xoắn.Thanh xoắn càng nhỏ khả năng trợ lực càng sớm. Thanh xoắn được cố định đầu trên
với trục van điều khiển và đầu dưới với bánh răng bởi chốt cố định.

15

Thanh xoắn đàn hồi cho phép xoay 70 từ vị trí trung gian về mỗi phía, tạo nên sự
quay tương đối giữa thân van trong và thân van ngồi, đủ đóng mở tối đa đường dầu.

Kết cấu van xoay cho phép khả năng tạo nên góc mở thơng các đường dầu bé, do
vậy độ nhạy của cơ cấu cao.

b. Hệ thống lái trợ lực điện

1- Cơ cấu lái Hình 1.9. Hệ thống lái trợ lực điện 3- Hộp số truyền
4- Bộ cảm biến lái 6- ECU
7- Đèn báo 2- Mô tơ điện
5- Cảm biến tốc độ ô tô
8- Đường dẫn điện

Các phần tử chính của trợ lực lái điện gồm có: Mơ tơ điện một chiều; Các cảm biến;
Bộ điều khiển trung tâm (ECU);

* Mô tơ điện trợ lực lái: Mô tơ điện của trợ lực lái là một mô tơ điện một chiều
nam châm vĩnh cửu, gắn với bộ truyền động của trợ lực lái. Có nhiệm vụ tạo ra mô men
trợ lực dưới điều khiển của ECU, đưa ra được mô men xoắn và lực xoắn mà không làm
quay vô lăng.

* Bộ điều khiển trung tâm (ECU): Có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý
thông tin để điều khiển mô tơ trợ lực lái. Thực hiện việc điều khiển dịng điện cấp cho
Mơ tơ theo qui luật xác định tạo ra lực trợ lực theo tốc độ xe và mơ-men đặt lên vành lái
để đảm bảo lực lái thích hợp trong toàn dải tốc độ xe. Giảm thiểu sự biến động của lực lái
bằng cách bù dòng điện cấp cho Mô tơ tương ứng với sự biến động mô-men xoắn đầu
vào.

16

Bên cạnh đó trong ECU cịn được trang bị mạch tự chuẩn đốn. Nó sẽ theo dõi sự
sai lệch của các phần tử trong hệ thống và khi phát hiện bất kỳ sai lệch nào, nó sẽ điều
khiển các chức năng EPS phụ thuộc vào ảnh hưởng của sự sai lệch và cảnh báo cho
người lái xe. Ngồi ra, nó cịn lưu trữ các vị trí các sai lệch trong ECU.

* Các cảm biến: Bao gồm: cảm biến mô men lái, cảm biến tốc độ xe, cảm biến tốc
độ động cơ. Các cảm biến này có nhiệm vụ cấp tín hiệu mơ men lái, vận tốc chuyển động
xe và tốc độ trục khuỷu động cơ gửi về ECU EPS. Qua các tín hiệu đó ECU sẽ điều chỉnh
cung cấp điện áp phù hợp tới mô tơ trợ lực lái.

1.3. Phân tích lựa chọn phương án
1.3.1. Giới thiệu xe tham khảo - ô tô Hyundai Grand i10
a. Sơ đồ tổng thể ô tô Hyundai Grand i10

Hình 1.0. Các thơng số lích thước xe

Bảng 1-1: Bảng thông số kỹ thuật cơ bản xe Hyundai Grand i10

TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị

17

1 Trọng lượng bản thân xe G0 N 8500
N 13500
2 Trọng lượng toàn bộ Gt N 7400
N 6100
3 Trọng lượng cầu trước G1 mm 1480
mm 1595
4 Trọng lượng cầu sau G2 mm 3495
mm 2370
5 Chiều cao toàn bộ Ha mm 152
Người
6 Chiều rộng tổng thể Ba 4
mm
7 Chiều dài tổng thể La 1479
mm 1493
8 Chiều dài cơ sở L

9 Khoảng sáng gầm xe -

10 Số chỗ ngồi (kể cả người lái) -

Vết bánh xe
Trước

11 Sau -
-

Bảng 1-2: Thông số động cơ Hyundai Grand i10

Loại xe Hyundai Grand i10
Động cơ Kappa 1.25 MPI
Số xy lanh và bố trí 4 máy thẳng hang (1-3-4-2)
Cơ cấu xu páp 16 xupap DOHC, dẫn động xích
Dung tích xy lanh [cm3]
Đường kính xy lanh x Hành trình 2,405

piston [mm] 87,5 x 100
Tỉ số nén
Công suất cực đại [KW] 9,6
Mômem cực đại [N.m] 87(tại 6000 vòng/ phút)
120 (tại 4000 vòng/ phút)
Vận tốc cực đại [km/h] 160

18

b. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực của ôtô Hyundai Grand i10 được bố trí theo kiểu FF (động cơ

nằm ngang đặt ở đằng trước, cầu trước chủ động). Ơ tơ Huyndai Grand i10
có cầu trước chủ động dẫn hướng.

Hình 1.10.Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ô tô Huyndai Grand i10
1 - Động cơ; 2 - Bán trục; 3 - Hộp số.
c. Hệ thống phanh

Ôtô Hyundai Grand i10 sử dụng phanh đĩa cho bánh trước, phanh sau là phanh
tang trống.

Hình 1.11. Sơ đồ hệ thống phanh chính

1- Đĩa phanh 2- Vịng răng 3- Xilanh chính
4- Bầu trợ lực 5- Công tắc 6,12- Các cảm biến
7,11- Dịng phanh 8- Bộ thuỷ lực + máy tính 9- Đèn báo ABS
10-Đèn báo phanh

19

d. Hệ thống treo
* Hệ thống treo phía trước

Hệ thống treo trước kiểu Macpherson với thanh cân bằng làm tăng độ chắc chắn,
độ êm và độ bám đường, giúp điều khiển xe dễ dàng và thoải mái hơn.

Hình 1.12. Cấu tạo hệ thống treo trước
1- Lò xo; 2- Bộ giảm chấn ống; 3 - Thanh nối của bộ cân bằng ngang.
* Hệ thống treo phía sau
Sử dụng thanh xoắn kết hợp ống giảm chấn đã được cải tiến và nâng cấp giúp
tăng độ chắc chắn và ổn định cho xe.

Hình 1.13. Cấu tạo hệ thống treo sau
20