Bảo dưỡng hệ thống treo, lái trên ô tô.

BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

NỘI DUNG
HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI LOẠI THANH RĂNG VÀ BÁNH RĂNG
NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG
VAN ĐIỀU KHIỂN (LOẠI VAN QUAY)
BƠM DẦU
NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG DẦU
VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG DẦU LOẠI BIẾN THIẾN
ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG LÁI
NEUTRAL STEERING
UNDERSTEERING
OVERSTEERING

BÀI TẬP THỰC HÀNH

Bài tập #

Công việc

Vị trí

Bài tập 01

Kiểm tra vận hàng hệ thống lái trên xe

Xưởng dịch vụ

Bài tập 02

Tháo vào lắp các bộ phận của hệ thống lái

Xưởng dịch vụ

SG05-1


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI (LOẠI TRỤC VÍT THANH RĂNG)
POWER ASSIST STEERING (RACK AND PINION TYPE)
Các bộ phận của hệ thống trợ lực lái về cơ bản là giống với hệ thống không có trợ
lực lái. Nó gồm có, vô lăng lái xe, cột cái và trục dẫn động, thước lái ngoài ra còn có
thêm bơm dầu trợ lực lái và ông dẫn dầu làm mát.

Tuy nhiên, tuy nhiên cấu trúc và mục đích của thước lái thì khác với hệ thống lái
không có trợ lực. gồm có van điều khiển và xi-lanh (vỏ thước lái) được lắp thêm vào.
NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG
Vị trí trung gian - Neutral
Khi ở vị trí trung gian, van điều khiển chuyển đổi dòng dầu giống như hình minh họa
bên dưới. Áp lực dầu tương đương tac động lên 2 bên của piston trợ lực lái. Như
vậy không có trợ lực lái được tạo ra. Dầu trợ lực từ bơm dầu hồi trở lại bình chứa
thông qua van điều khiển.

SG05-2

BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

Đánh lái qua trái
Khi vô lăng quay ngược chiều kim đồng hồ (qua bên trái) van điều khiển sẽ chuyển
dòng dầu như hình minh họa bên dưới. Dầu trợ lực từ bơm dầu chảy tới buồng xi
lanh A, trong khi dầu từ buồng xi lanh B chảy về bình chứa.

Đánh lái qua bên phải
Khi vô lăng đánh lái quay theo chiều kim đồng hồ, van điều khiển chuyển dòng dầu
như hình minh họa bên dưới. Dầu trợ lực đến buồng B của thước lái, trong khí dầu
từ buồng A của thước lái trờ về bình chứa.

Áp lực dầu trợ lực lái
Bơm dầu được dẫn động bởi động cơ, và bơm dầu có lắp thêm van điều khiển dòng
dầu (van điều áp). Van này sẽ kiểm áp lực dầu của bơm. Lượng dầu bơm từ bơm đi
ra nhỏ hơn, thì yêu cầu một áp lực thủy lực lơn hơn để đầy van điều khiển dòng dầu
sang hướng mở dầu về bình chứa, điều đó làm tăng áp lực dầu trợ lực lên.
Khi thanh răng di chuyển hết hành trình về một bên của thước lái, sẽ không có dầu
đến thước lái (không có dầu đi ra khỏi bơm), khi đó áp lực trợ lực là lớn nhất. Áp lực
lớn nhất này được xác định bởi van điều áp. Áp lực trợ lực lớn nhất trên xe du lịch
thường từ 8-10Mpa.
VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG DẦU – LOẠI VAN XOAY
SG05-3

BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

CONTROL VALVE (ROTARY VALVE TYPE)

Van điều khiển dòng dầu được lắp trên thước lái. Hình minh họa bên trên thể hiện
van điều khiển dòng dầu loại van quay.
Rô to được lắp với trục lái, nó kêt nối với trục vít thông qua thanh xoắn.
Thanh răng và ống lót là hai phần quay cùng với nhau do chốt định vị.
Mối quan hệ về vị trí giữa rô to, trục vít và ống lót sẽ thay đổi theo thanh xoắn khi nó
bị vặn lại. Lực đánh lái càng lớn thì thanh xoắn bị vặn càng nhiều. sự thay đổi vị trí
giữa rô to, trục vít và ống lót sẽ quyết định tình trạng của van điều khiển.

Chú ý: Then hoa ở một đầu của rô to không được ắp khớp với đầu trục vít.

SG05-4


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

Hình minh họa bên dưới thể hiện mặt cắt của van điều khiển loại van xoay

Áp lực dầu trợ lực lái
Bơm dầu được dẫn động bởi động cơ, và bơm dầu có lắp thêm van điều khiển dòng
dầu (van điều áp). Van này sẽ kiểm áp lực dầu của bơm. Lượng dầu bơm từ bơm đi

ra nhỏ hơn, thì yêu cầu một áp lực thủy lực lơn hơn để đầy van điều khiển dòng dầu
sang hướng mở dầu về bình chứa, điều đó làm tăng áp lực dầu trợ lực lên.
Khi thanh răng di chuyển hết hành trình về một bên của thước lái, sẽ không có dầu
đến thước lái (không có dầu đi ra khỏi bơm), khi đó áp lực trợ lực là lớn nhất. Áp lực
lớn nhất này được xác định bởi van điều áp. Áp lực trợ lực lớn nhất trên xe du lịch
thường từ 8-10Mpa.

SG05-5


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

BƠM DẦU
Hình dưới đây thể hiện sơ đồ kết cấu của bơm cánh gạt

Bơm cánh gạt
Khi rô to quay, các cánh gạt được tích hợp trong rô to sẽ văng ra và tì lên mặt trong
của cam ring.
Khi các cánh gạt văng ra, dung tích của buồng bơm được tạo thành từ cánh gạt, rô
to và cam ring sẽ tăng lên để hút dầu trợ lực.
Khi các cánh gạt ép vào, dung tích của buồng bơm giảm xuống đẩy dầu trợ lực ra
ngoài.

SG05-6


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI

SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

NGUYÊN LÍ CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG DẦU (VAN ĐIỀU ÁP)
PLINCIPLE OF FLOW CONTROL VALVE
Van điều khiển dòng dầu điều chỉnh một lượng dầu trợ lực quay trở lại bình chứa tùy
thuộc vào độ sụt áp trên zíc lơ.
Khi piston trợ lực lái di chuyển sang bên phải, dòng dầu đến thước lái qua zíc lơ.
Piston di chuyển, áp lực được tạo ra bởi 2 bên plunger (piston van điều khiển dòng
dầu) có sự chênh lệch, do sự chênh lệch áp lực này plunger sẽ di chuyển sang trái
và mở cửa xả. Do đó áp lực trong hệ thống thủy lực sẽ giảm xuống.
Đây là nguyên lí kiểm soát áp suất theo dòng chảy thủy lực. Độ sụt áp tại zíc lơ tỉ lệ
thuận vời diện tích tăng lên của dòng chảy.

Nếu piston trợ lực di chuyển đến một đầu của thước lái, khi đó sẽ không có dòng
dầu đến thước lái, và sự chênh lệch sáo suất tạo ra tại zíc lơ là nhỏ nhất.
Khi đó áp lực thủy lực tại 2 đầu của plunger là tương đương với nhau. Plunger giữ
cho cửa xả đóng lại.
Áp lực dầu được tạo ra bởi bơm dầu sẽ tăng nên cho đến khi khi an toàn mở.

Khi van an toàn mở, Plunger sẽ di chuyển về bên áp lực thấp để mở cửa xả. Đây là
cách điều chỉnh áp lực dầu trợ lực lớn nhất.

SG05-7


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

Hình minh họa bên dưới thể hiện van điều khiển dòng dầu trợ lực lái. Sự chênh lệch
áp lực giữa phần P1 và P2 không đủ để mở piston van điều khiển. Vì thế sự chênh
lệch áp suất sẽ tăng lên theo lượng dầu tăng lên.

Sự chênh lệch áp lực thủy lực giữa phần P1 và P2 đủ lớn để di chuyển piston van
điều khiển. Sẽ có một lượng dầu nhất định được lưu hồi lại bình chứa hoặc cửa vào
của bơm dầu.

Hình bên dưới thể hiện việc điều chỉnh áp lực lớn nhất bởi van an toàn.

SG05-8


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

VAN ĐIỀU CHỈNH LƯU LƯỢNG LOẠI BIẾN THIÊN
FLOW CONTROL VALVE (VARIABLE TYPE)
Bằng cách tạo ra lưu lượng dầu trợ lực lớn hơn khi bơm quay ở tốc độ thấp và nhỏ
hơn khi bơm quay ở tốc độ cao, lực đánh lái sẽ nhở hơn ở tốc độ thấp (trợ lực lớn
hơn) và đáp ứng tốt hơn trong khi xe chạy ở tốc độ cao và khi xe chạy trên đường
thẳng, biểu đồ dưới đây thể hiện lưu lượng dầu trợ lực lái.

Nguyên lí hoạt động
Trong khi động cơ hoạt động ở tốc độ thấp:
Dầu trợ lực từ bơm dầu đi qua zíc lơ định lượng thứ nhất & thứ hai đến thước lái (nó

tương ưng với đường thẳng trước điểm A trên đồ thị)

SG05-9


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

(Tiếp theo)
Khi tốc độ động cơ tăng lên:
Áp lực chênh lệch P: P= P1-P2
P1: áp lực thủy lực trước zíc lơ, tác động đẩy van điều khiển dòng dầu qua bên phải,
P2: Áp lực thủy lực sau zíc lơ, tác động đẩy van điều khiển dòng dầu qua bên trái.
Khi áp lực chênh lệch P đủ lớn và thắng được lực lò xo, van điều khiển dòng dầu sẽ
di chuyển sang bên phải.
Khi đó sẽ mở đường dầu tới cổng vào, và một phần dầu trợ lực sẽ hồi về đường nạp
của bơm dầu. (tường ứng với điểm A trên đồ thị trên)

Khi tốc độ động cơ tăng cao hơn nữa:
Khi tiếp tục di chuyển về bên phải, zíc lơ định lượng lưu lượng dầu bắt đầu đóng lại
(Tương ứng với điểm B trên đồ thị)

SG05-10


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

(Tiếp tục)
Khi tốc độ động cơ tăng cao hơn nữa:
Van điều khiển lưu lượng dầu di chuyển nhiều hơn sang bên phải, khi đó zíc lơ định
lượng lưu lượng dầu trợ lực thứ 2 sẽ hoàn toàn đóng lại.
Dòng dầu trợ lực lái chỉ đi qua zíc lơ định lượng thứ 1
(Tương ứng với điểm C trên đồ thị)

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG LÁI
STEERING CHARACTERISTICS
Quay vòng thiếu và quay vòng thừa có thể được mô tả như dưới đây.
Khi quay vòng thừa (Oversteering) xuất hiện, bán kính quay vòng dần dần nhỏ đi
do tốc độc xe tăng lên thậm chí góc đánh lái vẫn duy trì không đổi.
Quay vòng thiếu (Understeering), thì ngược lại, khi bán kính quay vòng dần dần lớn
hơn (Hình bên dưới thể hiện đặc tính quay vòng thiếu và quay vòng thừa)
Ngoài ra, quy vòng thiếu và quay vòng thừa còn có các đặc tính khác.
Góc đánh lái trung gian (Neutral steering) (bán kính quay vòng được duy trì trong
khi góc đánh lái không đổi).
reverse steering – Góc đánh lái biến đổi (understeering xuất hiện ở tốc độ thấp và
oversteering xuất hiện ở tốc độ cao).

SG05-11


BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

GÓC ĐÁNH LÁI TRUNG GIAN - NEUTRAL STEERING
Hãy giả sử rằng một chiếc xe có trọng lượng 1500kg có một lực li tâm tác dụng khi
vào cua là 600kg.
Tiếp tục giả sử rằng trọng lượng phân phối cho bánh trước và bánh sau là 50:50 và
trọng tâm của xe chính là tâm của kích thước cơ sở của xe.
Để chống lại lực li tâm 600kg, một lực ôm cua 300kg được tạo ra cho cầu trước và
cầu sau, tương đương với 150kg cho mỗi bánh xe.
Để tạo ra lực ôm cua 150kg cho mỗi bánh xe, cầu trước và cầu sau phải có một góc
trượt khi quay vòng là 2 độ.
Nếu tốc độ tăng lên thì lực quán tính cũng tăng lên, vì thế góc trượt giữa bánh xe
trước và sau cũng tăng lên, và quá trình ôm cua xe không làm thay đổi bánh kính
quay vòng của xe.

QUAY VÒNG THIẾU - UNDERSTEERING
Nếu trọng tâm của xe thay đổi (khoảng cách tới cầu trước 1/3 và tới cầu sau là 2/3),
khi đó lực ôm cua cho cầu trước là 400kg, và 200kg cho cầu sau để chống lại 600kg
lực li tâm.
Giả sử các điều kiện quay vòng giống như ví dụ trước, khi đó lực ôm cua của cầu
trước không đủ khi góc trượt (α) là 2 độ. Nhưng nếu góc trượt (α) tăng lên 3 độ lốp
xe có thể tạo ra lực ôm cua cần thiết 400kg.
Với cầu sau, góc trượt (β) = 3 độ là quá lớn, nhưng nếu góc trượt (β) = 1 độ lực ôm
cua 200kg cần thiết được tạo ra.
Trong trường hợp này, góc trượt (α)=3 độ cho cầu trước và góc trượt (β)=2 độ cho
cầu sau, có nghĩa là vô lăng đánh lái phải đánh lái nhiều hơn 1 độ so với góc đánh
lái trung gian. Nếu vẫn cố đánh lái với góc trượt (α)= 2 độ, chiếc xe bị văng ra nề,
dẫn đến việc quay vòng rộng hơn.

SG05-12

BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG TREO& LÁI
SG05 – Hệ thống trợ lực lái

TC026-18-01H

QUAY VÒNG THỪA - OVERSTEERING
Nếu trọng tâm của xe thay đổi (2/3 tới cầu trước và 1/3 tới cầu sau). Khi đó lực ôm
cua cần thiết cho cầu trước là 200kg và góc trượt là () = 1 độ. Và lực ôm cua cần
thiết cho cầu sau là 400kg và góc trượt là () = 3 độ. Do đó phần đuối của xe sẽ bị
trượt khi quay vòng, dẫn đền hiện tượng xe quay vòng nhỏ hơn so với ý định (xe
quay vòng thừa)

(tiếp tục)
Trong 3 trường hợp nêu trên, neural steering sẽ không tồn tại trên xe thực tế bởi vì
thực tế trên xe thì được thiết kế hơi oversteering hoặc understeering và nó được
duy trì nhiều nhất có thể trong dải tốc độ hoạt động bình thường.
Thông thường,
Trên xe du lịch được thiết kế hơi understeering
Trên xe thể thao, xe đua thường thiết kế hơi oversteering để có thể đáp ứng nhanh.
Một trong các yếu tố khả ảnh hưởng đến vấn đề understeering hoặc oversteering
đó là, áp lực lốp xe bánh trước cao và bánh sau mền gây ra hiện tượng
understeering. Và ngược lại bánh trước mềm bánh sau căng gây ra hiện tượng
oversteering

SG05-13