Các bộ phận cơ bản của một hệ thống lái ô tô docx

Các bộ phận cơ bản của một hệ thống lái ô tô ( Phần 2/2 )
Trong phần 1 chúng ta đã tìm hiểu về vành lái và trục lái . Chúng ta tiếp tục tìm
hiểu 2 bộ phận cơ bản còn lại của hệ thống lái đó là cơ cấu lái (hộp số lái) và dẫn
động lái.
Cơ cấu lái
Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động thẳng
dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng.
Cơ cấu lái sử dụng trên các xe ô tô hiện nay rất đa dạng tuy nhiên để đảm bảo thực
hiện tốt được chức năng trên thì chúng phải đảm bảo được các yêu cầu sau:
+ Tỉ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ô tô.
+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thị cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh.
+ Hiệu suất truyển động thuận và nghịch sai lệch không lớn.
+ Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ.
Hiện nay cơ cấu lái sử dụng trên các loại ô tô được chia làm các loại như sau:
1) Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng.
· Thanh răng liên kết với đòn ngang qua ổ bắt bu lông.
· Thanh răng liên kết với đòn ngang bên ở hai đầu thanh răng.
2) Cơ cấu lái kiểu trục vít.
· Trục vít bánh vít.
· Trục vít cung răng.
· Trục vít con lăn.
· Trục vít ê cu bi.
· Trục vít đòn quay.
1. Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng.
Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng có kết cấu đơn giản nên được sử dụng khá rộng
rãi trên các loại xe ô tô hiện nay. Nó bao gồm một bánh răng nghiêng thông thường
được chế tạo liền với trục lái và ăn khớp với một thanh răng nghiêng, hai đầu của thanh
răng có thể liên kết với trực tiếp với các đòn dẫn động lái bằng khớp trụ hoặc thông qua
hai thanh dẫn động khác bằng được bắt bu lông.
Cơ cấu lái kiểu này có kết cấu gọn tuy nhiên tỉ số truyền nhỏ thích hợp bố trí trên các
loại xe nho. Độ dơ tay lái nhỏ do được dẫn động trực tiếp hơn so với các loại cơ cấu lái

khác.
Trong cơ cấu lái kiểu này bánh răng có cấu tạo răng nghiêng, đầu dưới lắp ổ thanh lăn
kim, đầu trên lắp ổ lăn cầu. Thanh răng nằm dưới bánh răng có cấu tạo răng nghiêng,
phần gia công thanh răng nằm ở phía trong phần còn lại có tiết diện cầu.
Thanh răng chuyển động tịnh tiến qua lại trên bạc trượt (13) và nửa bạc trượt (8), nửa
bạc trượt có lò xo trụ tỳ chặt để khắc phục khe hở giữa bánh răng và thanh răng thông
qua êcu điều chỉnh (10). Bộ truyền cơ cấu lái được bôi trơn bằng mỡ, vỏ cơ cấu lái
được bắt với thân xe bằng hai ụ cao su đặt ở hai đầu cơ cấu lái.
H.17. Cấu tạo cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng.
1 - Êcu hãm. 6 - Ổ bi dưới. 11 - Thanh răng. 16 - Bọc cao su.
2 - Phớt che bụi. 7 - Ốc điều chỉn. 12 - Vỏ cơ cấu lái. 18 - Lò xo kẹp.
3 - Êcu điều chỉnh. 8 - Bạc tỳ thanh răng. 13 - Bạc vành khăn. 19 - Khớp nối.
4 - Ổ bi trên. 9 - Lò xo tỳ. 14 - Đòn ngang bên.
5 - Trục bánh răng. 10,17 - Êcu khoá. 15 - Đai giữa.
Tỉ số truyền động của cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng được xác định bằng
công thức sau:
Dvl: Đường kính của vành lái.
Dcl: Đường kính vòng chia của bánh răng.
Tỉ số truyền này không thay đổi trong quá trình thanh răng chuyển động tịnh tiến qua
lại.
Điều bất lợi trong cơ cấu này là tỉ số truyền thuận và nghịch bằng nhău do đó ít hạn chế
được các dao động từ bánh xe truyền lên vành lái.
H.18 Sơ đồ lắp đặt cơ cấu lái bánh răng thanh răng trên ô tô.
2. Cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn.
Kiểu cơ cấu lái này sử dụng cặp ăn khớp trục vít, con lăn để thực hiện quá trình điều
khiển xe chuyển hướng hay quay vòng.
Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu tạo được thể hiện trên hình 19, bao gồm trục vít lõm (3)
được ghép căng với trục chủ động (trục lái) (1) và quay trên hai ổ đỡ cầu. Con lăn (7)
quay trên trục (6) và ăn khớp với trục vít lõm. Giữa con lăn và trục (6) có ổ bi kim, trục
(6) được gá trên nạng (8) đây cũng là trục bị động, trục bị động quay trên bạc tựa dài

(9) và được cố định theo phương dọc trục bằng các đai ốc. Đầu ngoài của trục bị động
(8) có lắp đòn quay đứng (14) và được hãm chặt bằng đệm vênh và êcu.
H.19. Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn.
1- Trục chủ động. 4 - Đệm điều chỉnh. 7 - Con lăn. 11 - Ốc đổ dầu.
2 - Vỏ cơ cấu lái. 5 - Nắp dưới. 8, 10 - Trục bị động. 12 - Nắp.
3, 13 - Trục vít lõm. 6 - Trục con lăn. 9 - Bạc trục bị động. 14 - Đòn quay.
Khi trục chủ động (1) quay làm trục vít lõm (3) quay theo. Do trục vít lõm (3) ăn khớp
với con lăn (7) nên làm nó quay theo làm toàn bộ nạng (8) quay về hai phía tuỳ theo
chiều quay của trục lái (1). Trục bị động (8) quay làm làm đòn quay đứng (14) quay theo
và tác động vào cơ cấu dẫn động lái.
H.20. Hình vẽ phối cảnh các chi tiết tháo rời của cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn.
Ưu điểm của cơ cấu này là có kết cấu gọn, bền và có khả năng chống mòn cao, hiệu
suất lớn. Có thể điều chỉnh khe hở giữa trục vít và con lăn nhiều lần. Cơ cấu lái này
thường được sử dụng trên các loại xe có tải trọng trung bình.
3 Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng.
H.21.Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng.
1 - Đòn quay đứng. 5 - Êcu khoá. 9 - Bi.
2 - Trục và cung răng. 6 - Trục bị động. 10 - Trục vít.
3 - Vỏ cơ cấu lái. 7 - Ổ bi của trục vít. 11 - Ổ bi trục vít.
4 - Ốc điều chỉnh. 8 - Êcu. 12 - Ổ thanh lăn kim.
Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng được thể hiện trên hình
1.32. Trục vít (10) được nối với trục lái qua khớp các đăng. Êcu (8) ôm ngoài trục vít và
ăn khớp với trục vít thông qua các viên bi (9), một bên phía ngoài êcu dược gia công
răng tạo thành một thanh răng. Cung răng (2) ăn khớp với thanh răng, trục cung răng
có liên kết cứng với đòn quay đứng (1).
Cung răng (2) gia công liền trục được gia công răng thẳng, côn nhờ vậy có thể điều
chỉnh khe hở giữa cung răng và thanh răng. Đầu ngoài của trục bọ động (6) có then
tam giác dạng côn để lắp với đòn quay đứng dẫn động lái.
Trục vít đóng vai trò chủ động, khi trục vít quay làm các viên bi ăn khớp trong rãnh
chuyển động làm cho êcu thanh răng chuyển động lên xuống, các viên bi này chuyển

động trong vòng kín của các rãnh dẫn bi, các rãnh này được tạo lên nhờ một nữa rãnh
nằm trên trục vít và một nửa nằm trên êcu. Êcu thanh răng chuyển động lên xuống làm
cho cung răng (2) và đòn quay đứng (1) quay và truyền chuyển động điều khiển đến cơ
cấu dẫn động lái.
Toàn bộ cơ cấu này được bôi trơn bằng dầu nên độ bền cao. Cơ cấu lái này thường sử
dụng trên các loại xe lớn có thể có trợ lực hoặc không có trợ lực.
H.22. Bố trí hệ thống lái với cơ cấu lái
kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng.
1 - đòn quay ngang. 4 - Đòn bên hình thang lái.
2 - Thanh kéo dọc. 5 - Thanh kéo ngang.
3 - Đòn quay đứng.
4. Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt khớp.
Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt khớp thực hiện quá trình truyền động lái thông qua sự ăn
khớp của chốt khớp và trục vít. Các chi tiết tháo rời của cơ cấu này được thể hiện trên
hình (H.20).
H.23. Hình vẽ phối cảnh các chi tiết lắp ráp cơ cấu lái trục vít đòn quay.
1 - Trục đòn quay đứng. 4 - Đòn quay đứng. 7 - Shims điều chỉnh.
2 - Chốt khớp. 5 - Vòng bi.
3 - Trục lái. 6 - Trục vít.
Trục đòn quay đứng (1) được lắp ghép vuông góc với trục vít (6), trục đòn (1) có ghép
cứng đòn quay có chốt (2), chốt này luông ăn khớp vào rãnh của trục vít (6). Hai đầu
của trục vít quay trên vòng bi (5), độ rơ lỏng của cơ cấu được điểu chỉnh bằng shims
(7).
Cơ cấu này hoạt động như sau.
Khi trục vít (3) quay làm cho trục vít (6) quay theo, chốt khớp ăn khớp với trục vít sẽ
chuyển động qua lại tuỳ thuộc vào chiều quay của vành lái làm, cho trục đòn quay đứng
(1) quay và làm cho đòn quay (4) quay theo và tác động đến cơ cấu dẫn động lái.
Hộp cơ cấu lái chứa dầu bôi trơn cho hệ thống nhờ vầy giảm thiểu được hao mòn, tăng
độ bền cho cơ cấu lái.
Trong cơ cấu lái này tuỳ theo cách chế tạo trục vít ta có cơ cấu lái với tỉ số truyền

không đổi và cơ cấu lái có tỉ số truyền thay đổi khi quay vành tay lái ra khỏi vị trí trung
gian.
Cơ cấu dẫn động lái
Cơ cấu dẫn động lái có chức năng truyền chuyển động điều khiển từ hộp cơ cấu lái đến
hai ngõng quay của hai bánh xe.
Bảo đảm mối quan hệ cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng có động học
đúng khi thực hiện quay vòng.
Mối quan hệ cần thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo bằng kết
cấu của hình thang lái.
H.24 Một số dạng bố trí đòn dẫn động lái.
Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các thanh dẫn động và các khớp liên kết. Tuỳ theo cấu
trúc khung gầm của từng xe người ta bố trí các loại cơ cấu dẫn động lái khác nhau.
Sau đây xin giới thiệu một số cơ cấu dẫn động lái thông dụng.
Các đòn dẫn động lái phải có độ cứng thích hợp, trị số độ cứng này phải được xác định
trong trong quá trình thiết kế hệ thống lái đảm bảo cho các đòn không bị cong hay dãn
trong quá trình làm việc.
Nếu các đòn bị cong hay dãn trong quá trình làm việc sẽ làm thay đổi mối tương quan
về góc quay của các bánh xe dẫn hướng điều này làm tăng sự mòn lốp và làm giảm
tuổi thọ của các chi tiết khác trong hệ thống lái.
Một số đòn dẫn động lái có thêm cơ cấu cho phép thay đổi độ dài của đòn để phù hợp
khi các chi tiết bị mòn trong quá trình làm việc.
H.25 Kết cấu một số dạng đòn dẫn động và khớp liên kết
trong cơ cấu dần động lái.
Hết