Bài tiểu luận hệ thống lái ô tô

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG

BÀI TIỂU LUẬN
HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ
TP.Hồ Chí Minh
Ngày 11 – 2 -2014
Họ tên: Đỗ Minh
Tân
Lớp: 13CĐÔ3
2 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
LỜI NÓI ĐẦU

4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI.

1.1. Nhiệm vụ yêu cầu và phân loại

1.1.1. Nhiệm vụ

5
1.1.2. Yêu cầu của hệ thống lái

6
1.1.3. Phân loại hệ thống lái

7
1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của hệ thống lái

8
1.2.1. Cấu tạo

1.2.2. Nguyên lý hoạt động

9
1.3. Các bộ phận chính của hệ thống lái

9
1.3.1. Trục lái

9
1.3.2. Cơ cấu lái

10
1.3.2.1. Chức năng

10
1.3.2.2. Một số cơ cấu lái thường dùng

1
1.3.3. Dẫn động lái

15
1.4. Các thông số cơ bản của hệ thống lái

18
1.4.1. Tỉ số truyền của hệ thống lái

19
CHƯƠNG II: MỘT SỐ HỆ THỐNG LÁI THÔNG DỤNG

20
2.1. Hệ thống lái cơ khí thông thường không trợ lực.

20
2.1.1. Hệ thống lái loại trục vít – bánh vít

20
Cấu tạo:

20
Nguyên lý làm việc :

21
2.1.2. Hệ thống lái loại thanh răng – bánh răng

21
Cấu tạo:

21
3 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Nguyên lý hoạt động:

21
2.1.3. Đánh giá về hệ thống lái cơ học loại thường ( không có trợ
lực)

21
2.2. Hệ thống lái có trợ lực (không có điều khiển điện tử)

22

2.2.1. Khái quát hệ thống lái trợ lực

23
2.2.2. Bộ trợ lực lái loại khí

24
Cấu tạo :

24
Nguyên lý hoạt động:

24
2.2.3. Hệ thống lái trợ lực thủy lực loại bánh răng xoắn - thanh
răng

24
2.2.3.1. S

ơ đồ hệ thống lái

trợ lực

thủy lực

25
2.2.3.2. Bộ trợ lực thủy lực

27
2.2.3.3. Bơm trợ lực lái

29
2.2.4. Đánh giá về hệ thống lái trợ lực không dùng điều khiển điện
tử .

29
2.3. Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử

30
2.3.1. Khái niệm

30
2.3.2. Một số bộ phận của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử

30
2.3.3. Sơ đồ và cấu tạo bộ trợ lực lái điều khiển điện tử.

31
2.3.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điều khiển
điện tử

33
2.3.5. Những ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử

35
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là một phương tiện giao thông đang dần dần phổ biến ở nước
ta. Nó giữ vai trò quan trọng trong mạng lưới giao thông đường bộ.
4 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Từ khi ra đời cho đến nay, ngành công nghiệp ô tô đã trải qua nhiều
giai đoạn phát triển cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật.

Với sự tăng trưởng tốc độ và mật độ chuyển động của ô tô ngày
nay đòi hỏi ô tô phải đảm bảo tính điều khiển ở mức độ cao. Nhằm
đảm bảo tính an toàn khi chuyển động của xe, hạn chế tối đa tai nạn
giao thông xảy ra.
Hệ thống lái là một trong những hệ thống hết sức quan trong trên
ô tô. Nó quyết định tới tính điều khiển và quỹ đạo chuyển động của ô
tô.
Đề tài“ Nghiên cứu, phân tích và đánh giá động lực học hệ thống
lái ô tô” Với mục đích xem xét, đánh giá động lực học ô tô khi quay
vòng. Từ đó đưa ra những lời khuyên để đảm bảo quỹ đạo chuyển
động và ổn định cho xe khi chuyển hướng.
Nội dung đề tài:
Chương I: Tổng quan về hệ thống lái
Trình bày về nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu, cấu tạo, nguyên lý
hoạt động chung của một hệ thống lái. Đưa ra một số bộ phận chính
và các thông số cơ bản của hệ thống lái.
Chương II: Một số hệ thống lái thông dụng
Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động một số hệ thống lái cũng
như từng bộ phận của hệ thống lái đó. Hệ thống lái thuần túy cơ khí,
hệ thống lái có trợ lực và hệ thống lái trợ lực có điều khiển.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI.
1.1. Nhiệm vụ yêu cầu và phân loại
1.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống lái dùng để giữ đúng hướng chuyển động hoặc thay đổi
hướng chuyển động của ô tô khi cần thiết. Có thể thay đổi hướng
chuyển động bằng cách:
+ Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng (hình1-1(a))
+ Thay đổi mô men xoắn ở bánh sau chủ động (hình1-1(b))
+ Kết hợp đồng thời cả hai phương pháp trên.
5 Sinh viên: Đỗ Minh Tân

Phương pháp quay các bánh xe dẫn hướng để quay vòng xe cơ
giới được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Phương pháp thay đổi
hướng momen ở các bánh xe chủ động thường áp dụng cho các loại xe
cơ giới bánh xích. Đối với xe bánh xích, có thể kết hợp việc truyền
momen khác nhau đến các bánh chủ động ở hai bên của xe với việc
hãm các bánh xe phía gần tâm quay vòng để quay vòng trên diện tích
rất nhỏ, thậm chí có thể quay vòng xe tại chỗ.
Theo quan điểm về an toàn chuyển động thì hệ thống lái là hệ
thống quan trọng nhất.
Hình 1 - 1: Các phương pháp quay vòng xe cơ giới
1.1.2. Yêu cầu của hệ thống lái
Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Đảm bảo cho xe quay vòng ngoặt, trong thời gian ngắn, trên diện
tích bé.
+ Đảm bảo động học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng
tránh trượt lê gây mòn lốp.
+ Các bánh xe dẫn hướng khi ra khỏi đường vòng cần phải tự động
quay về trạng thái chuyển động thẳng, hoặc là để quay bánh xe về
trạng thái chuyển động thẳng thì cần đặt lực lên vành tay lái nhỏ hơn
khi xe đi vào đường vòng.
+ Hệ thống lái phải có khả năng ngăn được các va đập của các bánh
xe dẫn hướng lên các vành tay lái
6 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
+ Hệ thống lái không được có độ dơ lớn. Với xe có tốc độ lớn hơn
100Km/h độ dơ vành tay lái cho phép không vượt quá 18 độ. Với xe
có tốc độ lớn nhất nằm trong khoảng (25 – 100)Km/h độ dơ vành tay
lái cho phép không vượt quá 27 độ.
+ Giữ cho xe chuyển động thẳng ổn định
+ Đặt cơ cấu lái lên phần được treo của ô tô (để kết cấu của hệ thống
treo không ảnh hưởng đến cơ cấu lái), cấu tạo đơn giản điều khiển nhẹ

nhàng và thuận lợi.
+ Với hệ thống lái có trợ lực: Khi hệ thống trợ lực có sự cố hư hỏng
vẫn có thể điều khiển được xe. Đảm bảo an toàn bị động của xe,
không gây nên tổn thương cho người sử dụng khi bị đâm chính diện.
1.1.3. Phân loại hệ thống lái
a) Phân loại theo cách bố trí cơ cấu lái
+ Loại cơ cấu 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 thông đi bên phải).
+ Loại cơ cấu lái đặt bên phải (dùng cho các nước có luật giao thông
qui định chiều chuyển động là bên trái).
b) Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái
+ Loại trục vít- bánh vít (với cung răng con lăn và trục vít).
+ Loại trục vít đòn lắc.
+ Loại liên hợp (trục vít - ê cu - cung răng).
+ Loại bánh răng - thanh răng
c) Theo số bánh dẫn hướng
7 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
+ 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.
d) Theo nguyên lý làm việc của bộ phận trợ lực lái.
+ Loại trợ lực lái thủy lực.
+ loại trợ lực lái loại khí (khí nén hoặc chân không).
+ Loại trợ lực lái cơ khí.
+ Loại trợ lực lái dùng điện.
Ngoài ra hệ thống lái còn được phân ra: Hệ thống lái có trợ lực và
hệ thống lái không trợ lực. Trong hệ thống lái có trợ lực lại được phân
ra hệ thống lái trợ lực không có điều khiển và hệ thống lái trợ lực có
điều khiển điện tử.

1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của hệ thống lái
1.2.1. Cấu tạo
Hình 1 - 2: Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống lái
8 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
1.Vành tay lái (vô lăng) 6.Trụ đứng(chốt chuyển
hướng)
2.Trục lái 7.Đòn quay (cam quay)
3.Ống bọc trục lái 8.Thanh bên của hình thang lái
4.Cơ cấu lái 9.Khớp cầu nối
5.Tay biên 10.Đòn ngang (thanh ngang)
11.Đòn kéo dọc
1.2.2. Nguyên lý hoạt động
Vành tay lái có dạng hình tròn, lực của người lái tác dụng lên
vành tay lái tạo ra mô men quay để hệ thống lái làm việc. Trục lái
thường là một đòn dài (rỗng hoặc đặc) để truyền mô men quay từ vành
tay lái tới cơ cấu lái. Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay
tròn của vành tay lái thành chuyển động lắc của tay biên trong mặt
phẳng thẳng đứng và đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu cần thiết. Cơ
cấu lái được bắt chặt lên xà dọc (phần được treo của ô tô). Dẫn động
lái (gồm:11,7,8,9,10) có nhiệm vụ truyền chuyển động từ cơ cấu lái
xuống bánh xe dẫn hướng đảm bảo tỷ số truyền nhất định và chủ yếu
giữ được động học quay vòng đúng của ô tô.
Khi người lái quay vô lăng (1) để điều khiển xe, qua cơ cấu lái
(4) làm cho tay biên (5) quay một góc thông qua đòn kéo dọc (11) và
đòn quay cam (7) làm bánh xe dẫn hướng bên trái dịch chuyển qua các
đòn (8,10) của hình thang lái làm cho bánh xe dẫn hướng bên kia cũng
dịch chuyển quanh trụ đứng, lệch phương chuyển động theo ý muốn
của người lái.
9 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
1.3. Các bộ phận chính của hệ thống lái

1.3.1. Trục lái
Hình 1 - 3: Cấu tạo chung của trục lái
Trục lái bao gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô
lăng tới cơ cấu lái và ống đỡ trục lái để cố định trục lái chính vào
thân xe. Đầu phía trên của trục lái chính được làm thon và xẻ hình
răng cưa. Vô lăng được xiết vào trục lái bằng một đai ốc. Trong trục
lái có một cơ cấu hấp thụ va đập. Cơ cấu này sẽ hấp thụ lực đẩy tác
dụng lên người lái khi xe bị tai nạn. Trục lái được gá với thân xe qua
một giá đỡ kiểu dễ vỡ do vậy khi xe bị đâm trục lái có thể dễ dàng bị
phá sập. Đầu dưới của trục lái chính nối với cơ cấu lái bằng khớp
mềm hoặc khớp các đăng để giảm thiểu việc truyền chấn động từ mặt
đường qua cơ cấu lái lên vô lăng. Cùng với cơ cấu hấp thụ va đập,
trục lái chính trên một số xe còn có thể có một số kết cấu dùng để
khống chế và điều chỉnh hệ thống lái: ví dụ cơ cấu khóa tay lái
nghiêng, cơ cấu trượt tay lái.
1.3.2. Cơ cấu lái
1.3.2.1. Chức năng
Cơ cấu lái hay còn gọi là hộp số lái có chức năng :
+ Biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động ngang của
dẫn động lái.
10 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
+ Tăng lực tác động của người lái lên vành tay lái để thực hiện quay
vòng xe nhẹ nhàng hơn.
Cơ cấu lái hoạt động tương tự như một hộp số với hai bộ phận cơ
bản được gọi quy ước là trục quay của cơ cấu lái và trục lắc của cơ
cấu lái. Trục quay là đầu vào của cơ cấu lái, nó trực tiếp liên kết với
đầu dưới của trục lái và thực hiện chuyển động quay theo chuyển
động của trục lái. Trục lắc là đầu ra của hộp số lái nó liên kết với đòn
lắc chuyển hướng của dẫn động lái.
1.3.2.2. Một số cơ cấu lái thường dùng

Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cặp
truyền động trục quay – trục lắc có thể phân biệt các kiểu cơ cấu lái
sau:
Cơ cấu lái trục vít - cung răng:
Hình 1 - 4: Hộp số lái kiểu trục vít - cung răng
1-Trục vít , 2-Cung răng, 3- Trục lắc
Loại cơ cấu lái trục vít cung răng có ưu điểm là: Giảm trọng
lượng và kích thước so với trục vít - bánh răng.
Cơ cấu lái kiểu trục vít – con lăn:
11 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Trục quay (liên kết với trục lái) của hộp số lái kiểu trục vít - con
lăn có cấu tạo giống một trục vít vô tận. Trên trục lắc của hộp số lái
có một bộ phận gọi là con lăn. Con lăn giống một bánh xe có ren phía
ngoài. Các ren của con lăn ăn khớp với các ren của trục vít. Khi trục
vít quay, con lăn sẽ quay quanh trục của nó đồng thời chuyển động
dịch chuyển dọc theo trục của trục vít. Kết quả của các chuyển động
đó là chuyển động xoay của trục lắc.
Hình 1 - 5: Hộp số lái kiểu trục vít - con lăn
1-Trục vít, 2- Con lăn,
3- Đòn chuyển hướng của dẫn động lái
Hộp số lái kiểu trục vít - con lăn được sử dụng khá phổ biến
hiện nay. Ưu điểm của hộp số lái kiểu này là có kết cấu gọn, trục vít
và con lăn có độ bền cao do ma sát giữa chúng là ma sát lăn và ứng
suất nhỏ nhờ có nhiều ren của con lăn và trục vít tiếp xúc với nhau,
hiệu suất cao, dễ điều chỉnh khe hở giữa các bộ phận liên kết trong
hộp số lái.
Cơ cấu lái kiểu trục vít – đòn lắc:
Hộp số lái kiểu trục vít - đòn lắc có trục quay của nó hoạt động
tương tự như một trục vít nhưng có mặt cắt ngang giống một trục cam
12 Sinh viên: Đỗ Minh Tân

do các rãnh có độ sâu thay đổi theo chu vi, bởi vậy hộp số lái kiểu
này còn gọi là kiểu cam đòn lắc. Trên trục lắc của hộp số lái có gắn
chi tiết gọi là đòn lắc, trên đòn lắc có các chốt. Trục quay và trục lắc
liên kết với nhau thông qua các chốt. Khi trục vít quay theo trục lái,
các chốt sẽ trượt lên, xuống trong rãnh của trục vít và làm cho đòn lắc
xoay trái, phải.
Hình 1 - 6: Hộp số lái kiểu trục vít – đòn lắc
1- Trục vít, 2- Đòn lắc, 3- Chốt
4- Trục lắc, 5- Đòn lắc chuyển hướng
Cơ cấu lái kiểu trục vít - đòn quay cho phép dễ dàng thay đổi tỷ
số truyền theo yêu cầu, nhưng có hiệu suất thấp và các chốt của kiểu
hộp số lái này thường mòn nhanh. Kiểu hộp số lái này ngày càng ít
được sử dụng trên các loại ôtô đời mới.
Cơ cấu lái kiểu trục vít - ê cu – bi - cung răng:
13 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Hình 1 - 7: Hộp số lái kiểu trục vít - êcu - bi - cung răng
1- Trục vít, 2- Ecu, 3- Cung răng, 4- Trục lắc
5- Bi, 6- Đòn lắc chuyển hướng
Hộp số lái kiểu trục vít - ecu - bi - cung răng có trục quay là một
trục vít, còn trục lắc tương tự như trục lắc của hộp số lái kiểu trục vít-
cung răng, nhưng cung răng không ăn khớp với trục vít mà nhận
chuyển động từ trục vít thông qua ecu và các viên bi. Ecu có các răng
thẳng phía ngoài và các rãnh phía trong tương ứng với các rãnh trên
trục vít. Các viên bi nằm trong rãnh giữa ecu và trục vít và trong ống
dẫn bao quanh ecu. Khi trục vít quay các viên bi trong rãnh giữa trục
vít và ecu sẽ đẩy nhau và luân chuyển trong ống dẫn để quay trở lại
rãnh, đồng thời làm cho ecu dịch chuyển dọc theo trục vít. Thông qua
các răng của ecu và cung răng, chuyển động tĩnh tiến của ecu được
biến đổi thành chuyển động xoay của trục lắc.
Như trên hình vẽ đã thể hiện, chiếc êcu ăn khớp với trục vít nhờ

các viên bi tròn. Các bi này có hai tác dụng: một là nó giảm ma sát
giữa các chi tiết nên hiệu suất cao. Thứ hai, nó làm giảm độ dơ của cơ
cấu. Độ dơ xuất hiện khi đổi chiều tay lái, nếu không có các viên bi,
các răng sẽ rời nhau ra trong chốc lát gây nên độ dơ của tay lái.
Kiểu bánh răng - thanh răng:
14 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Hình 1 - 8: Hộp số lái bánh răng - thanh răng
Hộp số lái kiểu bánh răng - thanh răng có trục quay (đầu vào)
được chế tạo giống một bánh răng trên đoạn trục liên kết trục lắc (đầu
ra). Trục lắc là một thanh răng thẳng. Hai đầu của thanh răng liên kết
với hai thanh nối bên của dẫn động lái thông qua các khớp cầu. Các
răng trên bánh răng và thanh răng liên kết với nhau. Khi bánh răng
quay, thanh răng sẽ chuyển động tịnh tiến trên mặt phẳng ngang sang
trái hoặc phải tuỳ theo chiều quay của vành tay lái. Trong dẫn động
lái với hộp số lái kiểu bánh răng - thanh răng không có đòn lắc
chuyển hướng mà thanh răng trực tiếp truyền chuyển động ngang cho
các thanh nối.
1.3.3. Dẫn động lái
Dẫn động lái gồm hệ thống các đòn, các thanh liên kết với nhau
để truyền lực từ cơ cấu lái đến các bánh xe điều khiển, đồng thời đảm
bảo cho các bánh xe của ô tô quay vòng với động học đúng. Bộ phận
quan trọng của dẫn động lái là hình thang lái, có nhiệm vụ đảm bảo
động học các bánh xe dẫn hướng của ô tô làm cho lốp xe không bị
trượt, lê khi lái, giảm mòn lốp. Kết cấu của hình thang lái phải phù
hợp với bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo để khi bánh xe dao động
thẳng đứng thì không ảnh hưởng đến động học của dẫn động lái.
Cấu tạo hình thang lái điển hình (Hình 1-9)
15 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
+ Đòn lắc chuyển hướng là chi tiết liên kết với trục lắc của hộp số lái
và truyền chuyển động của trục lắc đến phần còn lại của dẫn động lái.

Thông thường một đầu của đòn lắc chuyển hướng liên kết với trục lắc
của hộp số lái bằng then hoa, đầu còn lại liên kết với một đầu của
thanh nối giữa bằng khớp cầu.
Hình 1 - 9: Cấu tạo hình thang lái điển hình
1,4 -Đòn lắc chuyển hướng, 2-Thanh nối giữa, 3-Thanh nối bên,
5- Đòn lắc phụ, 6- Khớp cầu, 7- Vú mỡ, 8- Vòng đệm
+ Đòn lắc phụ cũng có một đầu liên kết với một đầu của thanh nối
giữa bằng khớp nối cầu, đầu còn lại được lắp trên khung ôtô thông
qua trục. Đòn lắc phụ cũng thực hiện chuyển động lắc hoàn toàn
giống chuyển động của đòn lắc chuyển hướng nhưng không truyền
chuyển động đó cho bất cứ bộ phận nào. Nó có chức năng đỡ thanh
16 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
nối giữa ở độ cao như tại đòn lắc chuyển hướng để đảm bảo động học
của hệ thống lái.
+ Thanh nối giữa có chức năng liên kết tất cả các bộ phận khác của
dẫn động lái với nhau. Hai đầu của thanh nối giữa là hai ổ đỡ chốt cầu
để liên kết với đòn lắc chuyển hướng và đòn lắc phụ. Phía giữa thanh
nối giữa có hai lỗ để liên kết với hai thanh nối bên bằng các khớp cầu.
+ Thanh nối bên là bộ phận trực tiếp truyền chuyển động cho đòn
chuyển hướng trên ngỗng quay của bánh xe dẫn hướng. Thông thường
mỗi cơ cấu dẫn động lái có hai thanh nối bên, mỗi thanh nối bên được
cấu thành từ ba đoạn được gọi là đầu trong, đầu ngoài, và đoạn điều
chỉnh. Đầu ngoài liên kết với đòn chuyển hướng. Đầu trong liên kết
với thanh nối giữa, thanh răng hoặc một bộ phận khác của ôtô tuỳ
thuộc vào kiểu dẫn động lái. Đoạn điều chỉnh dùng để thay đổi chiều
dài toàn bộ của thanh nối bên để điều chỉnh hình học lái trong quá
trình kiểm tra, bảo trì gầm ôtô mà không cần phải tháo rời dẫn động
lái.
Hình 1 - 10: Kết cấu của thanh nối bên
b)

a)
17 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
1- Đầu ngoài của thanh nối bên, 2- Kẹp đàn hồi,
3- Đầu trong của thanh nối bên, 4- Ống điều chỉnh, 5-Bulông điều
chỉnh a) Kiểu ống, b) Kiểu bulông
Với hình (H1-10a), ống điều chỉnh có ren, các đầu của đầu trong
và đầu ngoài của thanh nối bên cũng có ren, trong đó có một đầu ren
trái, còn đầu kia có ren phải. Khi cả hai đầu đã được vặn vào ống điều
chỉnh, nếu xoay ống điều chỉnh sẽ làm cho chiều dài toàn bộ của
thanh nối bên tăng lên hoặc giảm đi tuỳ theo chiều xoay của ốc điều
chỉnh. Các kẹp đàn hồi có tác dụng ngăn không cho ống điều chỉnh tự
xoay trong quá trình ôtô vận hành.
Với hình (H1-10b) bulông điều chỉnh có ren, các đầu trong và đấu
ngoài của thanh nối bên cũng có ren, trong đó có một ren trái và một
đầu có ren phải. Xoay bulông điều chỉnh sẽ làm thay đổi chiều dài
toàn bộ thanh nối bên.
1.4. Các thông số cơ bản của hệ thống lái
1.4.1. Tỉ số truyền của hệ thống lái
Trong hệ thống lái có các tỉ số truyền sau:
+ Tỉ số truyền của cơ cấu lái i
ω

+ Tỉ số truyền của dẫn động lái i
d
.
+ Tỉ số truyền theo góc của hệ thống lái ig.
+ Tỉ số truyền lực của hệ thống lái i
l
.
Tỉ số truyền của cơ cấu lái i

ω
.
Tỉ số của góc quay của vô lăng chia cho góc quay của đòn lắc
chuyển hướng. Tùy theo cơ cấu lái i
ω
có thể không đổi hoặc thay đổi.
Ở loại cơ cấu lái có tỉ số truyền thay đổi, tỉ số truyền có thể tăng hay
giảm khi quay vành tay lái ra khỏi vị trí trung gian.
18 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Loại cơ cấu lái có tỉ số truyền thay đổi theo xu hướng giảm khi
quay vành tay lái ra khỏi vị trí trung gian được sử dụng phổ biến. Tỉ
số truyền này có giá trị cực đại khi vành tay lái ở vị trí trung gian.
Như vậy đảm bảo được ô tô chuyển động thẳng ở vận tốc cao an toàn
hơn, tránh quay vòng ngẫu nhiên. Vì khi vành tay lái quay đi một góc
bé sẽ làm cho bánh dẫn hướng quay ít. Đồng thời cũng làm giảm ảnh
hưởng của những va đập từ bánh xe dẫn hướng lên vành tay lái. Khi
quay vành tay lái ra xa vị trí trung gian thì tỉ số truyền giảm nhanh,
lúc này quay vành tay lái một góc nhỏ cũng có thể làm cho bánh xe
dẫn hướng quay một góc tương đối lớn do đó xe có thể quay vòng linh
hoạt.
Đối với hệ thống lái trang bị trợ lực lái thì tỉ số truyền không là
vấn đề quan trọng. Vì thao tác cơ cấu lái ở đây chủ yếu dùng để đóng
mở các van của bộ trợ lực lái khiến nó làm việc. Để đề phòng hỏng bộ
trợ lực lái thì tỉ số truyền vẫn phải chọn đủ lớn để người lái vẫn đủ
sức lái xe.
19 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
CHƯƠNG II: MỘT SỐ HỆ THỐNG LÁI THÔNG DỤNG
2.1. Hệ thống lái cơ khí thông thường không trợ lực.
2.1.1. Hệ thống lái loại trục vít – bánh vít
Cấu tạo:

Hình 2 - 1: Hệ thống lái cơ học loại trục vít – bánh vít
1-Vô lăng hay vành tay lái, 2-Trục lái, 3-Trục vít,
4-Bánh vít dạng hình quạt, 5-Đòn quay đứng, 6-Thanh kéo dọc,
7-Đòn quay ngang, 8-Mặt bích, 9-Thanh nối, 10-Thanh ngang
11-Cầu trước hay dầm đỡ, 12-Trục ( trụ ) đứng
13-Trục hay ngỗng trục của bánh xe dẫn hướng
Hệ thống lái cơ học loại trục vít - bánh vít, dạng bánh răng hình
quạt, gồm có vành tay lái hay vô lăng (1) cố định với trục lái (2).
Trục lái được lồng hay đặt trong ống lái và nối với cơ cấu lái hay bộ
truyền lực chính, loại trục vít (3) và bánh vít dạng bánh răng hình
quạt (4). Trục của bánh răng hình quạt cố định với đòn quay đứng 5,
thanh kéo dọc 6 nối bản lề với đòn quay đứng 5 và đòn quay ngang 7.
Mặt bích 8 và trục hay ngỗng trục của bánh xe dẫn hướng 13 quay
xung quanh trục đứng 12, đồng thời nối cố định với thanh nối 9.
Thanh ngang 10 và dầm đỡ hay cầu trước 11.
20 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Nguyên lý làm việc :
Khi thay đổi hướng chuyển động của ôtô, giả sử quay vòng sang
bên phải, người lái phải quay vô lăng hay vành tay lái 1 theo chiều
kim đồng hồ, qua cơ cấu lái (trục vít 3 và bánh răng hình quạt 4), đòn
quay 5, thanh kéo dọc 6, đòn quay ngang 7, làm cho mặt bích 8 và
trục của bánh xe 13 ở bên trái quay quanh trục đứng 12 theo chiều
quay của vô lăng, đồng thời qua thanh nối 9 và thanh ngang hay đòn
đẩy 10, làm cho mặt bích và trục của bánh xe dẫn hướng bên phải
cũng theo chiều quay của vô lăng.
2.1.2. Hệ thống lái loại thanh răng – bánh răng
Cấu tạo:
Hình 2 - 2: Hệ thống lái cơ học loại thanh răng – bánh răng
1- Vô lăng, 2- Trục lái, 3- Cơ cấu lái, 4- Thanh kéo, 5- Tay đòn
6- Trục ( trụ ) đứng, 7- Trục hay ngỗng trục, 8- Bánh xe dẫn hướng

Hệ thống lái cơ học loại thanh răng-bánh răng gồm có : Vành tay
lái hay vô lăng 1 cố định với trục lái 2. Trục lái 2 lồng hay đặt trong
ống lái và nối với trục bánh răng A của cơ cấu lái 3. Thanh kéo 4 cố
định với thanh răng B của cơ cấu lái và nối bản lề với tay đòn 5. Tay
đòn 5 cố định với trục hay ngỗng trục 7 của bánh xe dẫn hướng 8 và
quay xung quanh trục đứng 6.
21 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Nguyên lý hoạt động:
Khi thay đổi hướng chuyển động của ôtô, giả sử quay vòng sang
bên trái, người lái phải quay vành tay lái hay vô lăng 1 theo chiều mũi
tên hay ngược chiều kim đồng hồ, qua cơ cấu lái 3, thanh kéo 4 và tay
đòn 5, làm cho trục 7 của bánh xe dẫn hướng 8 ở bên trái quay xung
quanh trục đứng 6 theo chiều quay của vô lăng. Đồng thời qua thanh
kéo 4’, tay đòn 5’ làm cho trục 7’ của bánh xe dẫn hướng bên phải 8’
cũng quay xung quanh trục đứng 6’ theo chiều quay của vô lăng hay
bánh xe dẫn hướng bên trái 8.
2.1.3. Đánh giá về hệ thống lái cơ học loại thường ( không có trợ
lực)
Các hệ thống lái cơ học loại thường (không có trợ lực) đã đáp
ứng được phần lớn các yêu cầu của hệ thống lái. Nhưng vẫn còn chưa
được hoàn thiện lắm ở chỗ khi quay xe người lái phải sử dụng lực
tương đối lớn tác dụng lên vành tay lái để làm quay bánh dẫn hướng
gây ra mệt mỏi cho người lái. Chính vì thế mà hệ thống lái có trợ lực
đã đáp ứng được các yêu cầu trên.
22 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
2.2. Hệ thống lái có trợ lực (không có điều khiển điện tử)
2.2.1. Khái quát hệ thống lái trợ lực
Hình 2 - 3: Hệ thống lái có trợ lực
Để tăng tính an toàn, các nhà chế tạo đã nghĩ ra cách tăng diện
tích và giảm áp suất của lốp xe để tăng cường khả năng bám đường

khi xe di chuyển với tốc độ cao. Nhưng như vậy cần nhiều lực đánh
lái hơn do tăng diện tích tiếp xúc lốp. Nếu tăng tỷ số truyền thì rõ
ràng sẽ giảm được lực đánh lái nhưng khi lái xe bạn phải quay vô lăng
nhiều hơn. Vậy có cách nào để vừa giảm được lực đánh lái mà không
phải quay vô lăng quá nhiều. Các nhà chế tạo đã lắp thêm cho hệ
thống lái các thiết bị phụ trợ gọi là hệ thống lái có trợ lực lái.
Hiện có hai loại phổ biến là trợ lái thuỷ lực và trợ lái điện.
Trong đó dòng xe có trợ lái thuỷ lực chiếm tỷ trọng lớn hơn. Ngoài ra
chiếm một tỷ trọng nhỏ là một số loại xe trang bị hệ thống trợ lái thuỷ
lực – điện EHPS (electro-hydraulic power steering).
23 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
2.2.2. Bộ trợ lực lái loại khí
Cấu tạo :
Hình 2 - 4: Bộ trợ lực lái loại khí
1- Xilanh; 2- Pittông; 3,7,15-Đường dẫn khí; 4-Bình chứa khí; 5-Máy
nén khí; 6-Đồng hồ đo áp suất khí; 8,14-Lỗ thông với khí trời; 9,13-
Van kép; 10-Đòn ngang đóng mở van kép; 11-Đòn quay dẫn động đòn
ngang 10; 12,20-Thanh dẫn động; 16-Vô lăng; 17-Trục lái; 18-Cơ
cấu lái (trục vít a - bánh vít b ); 19-Đòn quay đứng cố định với trục
của bánh vít; 21-Cần đẩy của pittông; 22-Thanh(đòn) kéo dọc; 23-
Đòn ngang; 24 Cam hay ngỗng trục; 25-Bánh xe dẫn hướng; 26-Trụ
hay chốt đứng; 27-Thanh nối của hình thang lái.
Nguyên lý hoạt động:
Khi thay đổi hướng chuyển động của ôtô giả sử quay vòng sang
bên trái, người lái xe phải xoay vành tay lái hay vô lăng 16 (theo
chiều mũi tên), qua trục lái 17, cơ cấu lái 18, đòn quay đứng 19, thanh
20 dịch chuyển sang trái kéo thanh 12 và đòn 11, làm cho đòn ngang
10 đẩy van kép 9 đi xuống. Khí nén từ bình chứa 4, theo đường 7 vào
buồng hay khoang A lên buồng B rồi theo đường 3 tới khoang D của
xilanh 1, đẩy pittông 2 sang trái, qua cần 21, thanh 12, thanh kéo dọc

24 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
22, đòn quay ngang 23, cam hay ngỗng trục 24 làm cho bánh xe dẫn
hướng 25 quay sang trái. Lúc này khoang E của xilanh1 vẫn được
thông với khí trời nhờ đường 15, buồng B phẩy, buồng C phẩy và lỗ
14.
Khi cần vòng xe sang phải, thì phải xoay vô lăng theo chiều
ngược lại và trình tự quá trình xảy ra tương tự nhưng van kép 9 đóng
đường dẫn khí từ buồng A sang buồng B, đồng thời nối thông khoang
D, buồng B và buồng C với khí trời. Van kép 13 đi xuống khí từ
buồng A và buồng B phẩy theo đuờng 15 vào khoang E đẩy pittông 2
sang bên phải, làm cho bánh xe dẫn hướng 25 lại quay sang bên phải .
2.2.3. Hệ thống lái trợ lực thủy lực loại bánh răng xoắn - thanh
răng
2.2.3.1. Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thủy lực
Hình 2 - 5: Hệ thống lái trợ lực thủy lực
25 Sinh viên: Đỗ Minh Tân
Hình 2 - 6: Sơ đồ hệ thống lái trợ lực thủy lực loại bánh răng xoắn - thanh răng
1. Bình dầu 5. Píttông trợ lực
2. Bơm cánh gạt 6. Vô lăng
3. Van điều khiển 7. Động cơ
4. Xi lanh trợ lực
Các bộ phận chính của hệ thống lái có trợ lực thủy lực được chỉ ra
trên hình vẽ. 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 khiển. Nhờ áp suất dầu này mà píttông
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.
2.2.3.2. Bộ trợ lực thủy lực
Cấu tạo:

Ở hệ thống lái này, thanh răng được thiết kế hơi khác so với loại
thường một chút. Một phần của thanh răng có chứa một xi lanh và một
piston luôn ở vị trí giữa. Piston được nối với thanh răng.