Các bộ phận cơ bản của một hệ thống lái ô tô (Phần 1) pptx

Các bộ phận cơ bản của một hệ thống lái ô tô (Phần 1)

Hệ thống lái của các loại ô tô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về nguyên lý
cũng như về kết cấu,tuy nhiên về cơ bản chúng đều có 4 bộ phận chính sau đây:
Vành lái, trục lái, cơ cấu lái (hộp số lái), dẫn động lái.



Mặc dù hệ thống lái của các loại ô tô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về
nguyên lý cũng như về kết cấu, từ hệ thống lái của xe con, xe tải, hệ thống lái trên
các loại xe có hệ thống treo độc lập đến các xe có hệ thống treo phụ thuộc tuy
nhiên về cơ bản chúng đều có 4 bộ phận chính sau đây: Vành lái, trục lái, cơ cấu
lái (hộp số lái), dẫn động lái.

H.1. Sơ đồ kết cấu một hệ thống lái đơn giản.
1 - Vành tay lái. 4 - Khung xe.
2 - Trục lái. 5 - Các cơ cấu dẫn động lái.
3 - Hộp số lái.

H.2. Cách bố trí hệ thống lái trên xe.
1. Vành tay lái
Vành tay lái (Volant) là bộ phận đặt trên buồng lái có nhiệm vụ tiếp nhận mô 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 tròn 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 thông thường có bố trí ba nan hoa. Ngoài chức năng
chính như trên vành tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận bắt buộc phải có khác
của ô tô như công tắc còi, công tắc signal, túi khí bảo vệ người lái khi xẩy ra sự cố
như tai nạn…v…v…
Mặc dù trên hầu hết các hệ thống lái ngày nay đều được trang bị bộ trợ lực lái
nhưng vành lái cũng cần phải đủ vững chắc để có thể truyền được mô men yêu cầu

lớn nhất kể cả khi bộ trợ lực bị hư hỏng. Ngoài ra vành lái cũng cân phải đảm bảo
tính thẩm mỹ


H.1. Vành tay lái.


H. 2. Cấu tạo củai vành tay lái
1 – Xương bằng thép, 2 – Vỏ bọc bằng cao su.
2. Trục lái
Trục lái bao gồm trục lái chính làm nhiệm vụ truyền mô men quay từ vành lái đến
hộp số lái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái vào thân xe. Đầu trên của trục lái
chính được làm thon và sẻ răng cưa và vành lái được siết chặt vào trục lái bằng đai
ốc. Đầu dưới của trục lái chính nối với cơ cấu lái bằng khớp nối mềm hoặc khớp
các đăng để giảm thiểu việc truyền chấn động từ mặt đường lên vành tay lái.
Ngoài chức năng truyền mô men quay từ vành lái xuống hộp số lái trục lái còn là
nơi lắp đặt nhiều bộ phận khác của ô tô như: Cần điều khiển hệ thống đèn, cần
điều khiển hệ thống gạt nước, cơ cấu nghiêng tay lái, cơ cấu hấp thụ va đập, cơ
cấu khoá tay lái, cơ cấu trượt tay lái…. Các cơ cấu này giúp cho người điều khiển
thoải mái khi di chuyển ra vào ghế lái và có thể điều chỉnh vị trí tay lái cho phù
hợp với khổ người .
Trục lái cần phải đảm bảo đủ cứng để truyền mô men điều khiển nhưng lại phải
đảm bảo giảm rung động trong hệ thống lái, không gây rung, ồn trong buồng điều
khiển cơ cấu điều khiển hệ thống lái cần có kết cấu gọn, bố trí hợp lí, đồng thời có
khả năng đàn hồi tốt theo phương dọc xe để hạn chế tổn thương có thể xẩy ra khi
gặp tai nạn. Hiện nay kết cấu trục lái rất đa dạng, đa số các xe sử dụng loại trục
gẫy được cấu tạo từ các trục có các khớp các đăng nối trục.[8]

H. 1 Cấu tạo một trục lái.
1 - Vành lái. 4 - Vỏ trục lái. 6 - Trục các đăng.

2 - Cụm công tắc gạt mưa. 5 - Khớp các đăng. 7 - Khớp cao su.
3 - Cụm khóa điện.
Kết cấu một số kiểu trục lái.


H.2 . Kết cấu trục lái.
1 - Khớp các đăng. 3 - Trục lái chính.
2 - Trục trung gian có khớp nối dài. 4 - Vỏ trục lái.
5 -Vỏ cao su chắn bụi.
Trên trục trung gian có lắp khớp then để giảm thiểu những rung động dọc trục
truyền lên vành lái. Trên các loại xe có hệ thống treo phụ thuộc cơ cấu lái được lắp
cố định trên trên dầm cầu, khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng dầm
cầu sẽ rung động làm cho khoảng cách từ cơ cấu lái tới vành lái bị thay đổi, khớp
then sẽ khắc phục được những thay đổi này đảm bảo cho quá trình truyền mô men
từ vành lái xuống cơ cấu lái một cách liên tục.

Ngoài ra trong trường hợp cần thiết như xẩy ra va chạm trên đường trục lái có thể
co ngắn lại làm giảm thương tích mà vành lái gây ra cho người lái. Trên hình (2)
giới thiệu kết cấu của một khớp then với biện dạng then hình thang. Then ngoài
của nạng bị động ăn khớp với then trong của nạng chủ động, khi cơ cấu lái dịch
chuyển nạng bị động sẽ dịch chuyển lên trên bảo đảm cho trục lái chính không bị
ảnh hưởng.


H.3. Kết cấu của khớp then trên trục trung gian.
1 - Nạng chủ động. 3 - Then ngoài.
2 - Then trong. 4 - Nạng bị động.
Góc nghiêng giữa các trục dẫn động lái nằm trong khoảng (10o ÷ 20o). Trong
truyền động lái sử dụng loại các đăng kép bao gồm hai các đăng đơn như trên hình
(H.1). Các đăng đơn có cấu tạo khá đơn giản bao gồm hai nạng liên kết với nhau

bằng một trục chữ thập, sử dụng bạc lót hay ổ bi kim bôi trơn bằng mỡ, nhờ trục
các đăng có thể thiết kế trục lái có hình dàng phù hợp với không gian và các bộ
phận xung quanh.

Ngoài khớp các đăng trục lái của một số loại xe ngày nay có sử dụng loại khớp
mềm. Khớp nối mềm được làm bằng vật liệu cao xu nhờ đó đường tâm của trục lái
và trục đầu vào cơ cấu lái có lệch nhau một góc nhất định. Cao xu trong khớp có
chức năng hấp thụ một phần rung động và giữ cho vành lái ít bị rung.


H.4. Cấu tạo trục chữ thập.

H.5. Hình vẽ phối cảnh khớp các đăng sử dụng trong truyền động lái.
1 - Trục chủ động. 3 - Bac lót.
2 - Trục chữ thập. 4 - Trục bị động.
1) Cơ cấu hấp thụ va đập.

Trong trục lái có một cơ cấu hấp thụ va đập cơ cấu này sẽ hấp thụ lực tác động lên
người lái khi xe bị tai nạn. Khi xe bị đâm cơ cấu này giúp người lái tránh được
thương tích do trục lái chính gây ra bằng cách gẫy tại thời điểm bị đâm và giảm va
đập thứ cấp tác động lên cơ thể người lái khi cơ thể người lái bị xô vào vành lái do
quán tính.

Trục lái hấp thụ va đập bao gồm các kiểu sau.

+ Kiểu giá đỡ uốn cong.

+ Kiểu bi.

+ Kiểu cao su.

+ Kiểu ăn khớp.

+ Kiểu ống xếp.

Trong các kiểu hấp thụ va đập này kiểu giá đỡ uốn cong có kết cấu khá đơn giản
và đảm bảo được tính an toàn cho người lái.


H.6. Cấu tạo và cách bố trí cơ cấu hấp thụ va đập kiểu giá đỡ uốn cong.
Cơ cấu hấp thụ va đập này bao gồm một giá đỡ phía dưới, giá đỡ dễ vỡ, trục trung
gian và tấm hấp thụ va đập. Trục lái được lắp với thanh tăng cứng bảng điều khiển
thông qua giá đỡ phía dưới và giá đỡ dễ vỡ. Trục lái được nối với cơ cấu lái thông
qua trục trung gian và khớp các đăng.

Cơ cấu hấp thụ va đập này hoạt động như sau:

Khi hộp cơ cấu lái chuyển dịch tức là khi xẩy ra va đập thì trục trung gian co lại do
đó làm giảm khả năng trục lái và vành lái nhô lên trong buồng lái. Khi một lực va
đập được chuyền vào vành lái trong sự cố đâm xe thì cơ cấu hấp thụ va đập và túi
khí giúp hấp thụ va đập của người lái. Trong khi đó giá đỡ dễ vỡ và giá đỡ phía
dưới tách ra làm cho toàn bộ trục lái đổ về phía trước. Lúc này tấm hấp thụ va đập
bị biến dạng để hấp thụ tác động của va đập thứ cấp.


H.7. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu chống va đập.
2) Cơ cấu khoá tay lái.


H. 8. Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu khoá tay lái loại ấn.

Trên hình (H.5) trình bầy sơ đồ cấu tạo của cơ cấu khoá tay lái kiểu ổ khoá ấn.
Đây là cơ cấu vô hiệu hoá vành lái để chống trộm bằng cách khoá trục lái chính
vào ống trục lái khi rút chìa khoá điện ra.

Trên ổ khoá có 3 vị trí của chìa khoá điện là ON, ACC, LOCK.

Khi chìa khoá điện ở vị trí ACC hay ON thì cữ chặn khoá và thanh khoá bị cam
của trục cam đẩy sang phải, cần nhả khoá sẽ tụt vào rãnh trong cữ chặn khoá và
thanh khoá dịch chuyển sang chái do vậy ngăn việc khoá vành lái.


H.9. Vị trí chìa khoá tại ACC hoặc ON.
Khi chìa khoá điện chuyển từ ON sang ACC (tức là tắt động cơ) thì cần nhả khoá
sẽ đập vào mép trái của rãnh trong cữ chặn khoá thì cần nhả khoá sẽ đập vào mép
trong của cữ chặn khoá ngăn cữ chặn khoá và thanh khoa dịch chuyển sang trái và
do đó ngăn việc khoá vành lái.


H.10. Vị trí chìa khoá chuyển từ ON sang ACC.
Tại vị trí ACC chừng nào chìa khóa điện không bị ấn vào trong thì tấm đẩy sẽ bị lò
xo phản hồi của rô to ổ khoá đẩy ra ngoài. Do đó tấm chặn nhô ra ngoài và chạm
vào thân khóa ngăn rô to và chìa khoá điện xoay về phía khoá.



H.11. Vị trí chìa khoá tại ACC.

Khi ta ấn chìa khoá vao trong tại vị trí ACC ro to và tấm đẩy cũng bị đẩy vào
trong. Phần trên của tấm chặn sẽ nhô lên vách chéo của rãnh trong tấm đẩy và
phần thấp hơn của tấm đẩy chuyển động vào trong trục cam. Khi đó chìa khoá

điện, tấm đẩy và trục cam sẽ tự do xoay theo một khối thống nhất từ vị trí ACC tới
vị trí LOCK



H. 12. Trạng thái khi ấn chìa khoá vào trong.
Tuy nhiên do đầu của cần nhả khoá vẫn bị chìa khoá giữ xuống nên cữ chặn khoá
và thanh khoá không thể dịch chuyển sang trái. Cho tới khi rút chìa khoá điện ra
khỏi ổ khoá cần nhả khoá tách ra khỏi cữ chặn khoá và thanh khoá chui vào rãnh
trục lái chính và khoá trục lái chính lại.


H.13. Trạng thái khoá vành lái.
3) Cơ cấu trượt, nghiêng tay lái điều khiển điện.

Cơ cấu điều khiển điện cho phép trượt và nghiêng tay lái. Cơ cấu này cho phép
người lái lựa chọn vị trí vành lái để thích hợp với vị trí ngồi của người lái xe. Điều
này rất quan trọng vì trong quá trình lái xe thời gian dài người lái sẽ rất mệt mỏi,
một cơ cấu lái tạo cho người lái sự thoải mái sẽ làm giảm bớt sự mệt mỏi và làm
giảm nguy cơ xẩy ra tai nạn trên đường.


H.14. Cơ cấu nghiêng, trượt tay lái.
Cụm cơ cấu này bao gồm động cơ điện, trục vít nghiêng, bánh vít nghiêng và
thanh trượt.


H.15 Cấu tạo cơ cấu trượt tay lái.

H.16. Cấu tạo cơ cấu nghiêng tay lái