Đồ án viết chuyên đề về hệ thống lái trợ lực thủy lực

Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................

TP.HCM, Ngày …. Tháng …. Năm 201...
Giáo viên hướng dẫn

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-1-


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Mục Lục
Trang

Phần 1: Giới thiệu..................................................................................................06
Phần 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc..........................................................07
2.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU.......................................................11
2.1.1. Công dụng...............................................................................................11
2.1.2. Phân loại..................................................................................................11
2.1.3. Yêu cầu...................................................................................................12
2.2. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC THỦY LỰC..........13
2.2.1. Bơm trợ lực.............................................................................................15
2.2.1.1. Cấu tạo......................................................................................16
2.2.1.2. Nguyên lý hoạt động................................................................17
2.2.2. Van chỉnh lưu..........................................................................................19
2.2.3. Van an toàn.............................................................................................24
2.2.4. Hộp cơ cấu lái và xylanh trợ lực.............................................................25
2.2.5. Bình chứa................................................................................................28
2.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG TRỢ LỰC LÁI THỦY LỰC.....30
2.3.1. Nguyên lý làm việc.................................................................................30
2.3.2. Vị trí trung gian.......................................................................................30
2.3.3. Khi quay vòng.........................................................................................31
2.4. MỘT SỐ CƠ CẤU TRỢ LỰC LÁI.................................................................32
2.4.1. Thước tay lái...........................................................................................32
2.4.1.1. Loại van quay................................................................................34
2.4.1.2. Loại van ống.................................................................................37

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-2-


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

2.4.2. Hộp tay lái...............................................................................................44
2.4.3. Loại van cánh..........................................................................................45
2.5. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC...........48
2.6. HƯ HỎNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC. . .49

Phần 3: Hệ thống lái trợ lực của một số hãng.............................................53
3.1. Xe MAZ – 500A..............................................................................................53
3.2. Camry (2006)...................................................................................................54

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-3-


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Mục Lục Hình
Hình 1 – 1: Thiết kế van mở của Davis .......................................................................07
Hình 1 – 2: Chrysler Imperial sedan.............................................................................08
Hình 2 – 1: Sơ đồ thước lái thủy lực.............................................................................09

Hình 2 – 2: Mô hình thước lái thủy lực........................................................................10
Hình 2.1.3: Mô hình hệ thống lái thủy lực....................................................................12
Hinh 2.2 – 1: Mô hình hệ thống lái thủy lực.................................................................13
Hình 2.2 – 2: Vị trí thước lái.........................................................................................14
Hình 2.2.1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống bơm thủy lực........................................................15
Hình 2.2.1.1 - 1: Sơ đồ thiết bị bù không tải................................................................16
Hình 2.2.1.1 - 2: Cấu tạo bơm thủy lực loại cánh gạt...................................................17
Hình 2.2.1.2 – 1: Hoạt động bơm thủy lực loại cánh gạt..............................................17
Hình 2.2.1.2 – 2: Vị trí lắp bơm thủy lực loại cánh gạt................................................18
Hình 2.2.2: Van chỉnh lưu.............................................................................................19
Hình 2.2.2.1 – 1: Van điều khiển lưu lượng – Loại nhạy cảm tốc độ...........................20
Hình 2.2.2.1 – 2: Hoạt động của van điều khiển lưu lượng ở tốc độ thấp....................21
Hình 2.2.2.1 – 3: Hoạt động của van ở tốc độ trung bình và tốc độ cao.......................23
Hình 2.2.3: Sơ đồ hoạt động của van an toàn...............................................................24
Hình 2.2.4 – 1: Hộp cơ cấu lái và xy lanh trợ lực.........................................................25
Hình 2.2.4 – 2: Mặt cắt của xy lanh trợ lực..................................................................25
Hình 2.2.4 – 3: Các loại van điều khiển thường dung..................................................26
Hình 2.2.4 – 4: Loại van quay.......................................................................................27
Hình 2.2.4 – 5: Nguyên lý hoạt động loại van quay.....................................................28
Hình 2.2.5: Vị trí lắp bình dầu trợ lực và mực dầu trợ lực..........................................29
Hình 2.3.2: Ở vị trí trung gian.......................................................................................30

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-4-


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Hình 2..3.3: Khi quay vòng...........................................................................................31
Hình 2.4.1 – 1: Sơ đồ cấu tạo thước tay lái có trợ lực..................................................32
Hình 2.4.1 – 2: Mặt cắt thước tay lái trợ lực thủy lực..................................................33
Hình 2.4.1.1: Sơ đồ cấu tạo van quay...........................................................................34
Hình 2.4.1.1.2: Sơ đồ hoạt động của van điều khiển....................................................35
Hình 2.4.1.2 – 1: Sơ đồ cấu tạo van ống.......................................................................37
Hình 2.4.1.2 – 2: Khi tay lái ở vị trí trung gian............................................................38
Hình 2.4.1.2 – 3: Đường dầu........................................................................................39
Hình 2.4.1.2 – 4: Khi tay lái ở quay sang phải.............................................................40
Hình 2.4.1.2 – 5: Đường dầu........................................................................................41
Hình 2.4.1.2 – 6: Khi tay lái quay sang phải.................................................................42
Hình 2.4.1.2 – 7: Đường dầu........................................................................................43
Hình 2.4.2: Sơ đồ cấu tạo box tay lái có trợ lực...........................................................44
Hình 2.4.3 – 1: Sơ đồ cấu tạo van cánh........................................................................45
Hình 2.4.3 – 2: Van cánh khi ở vị trí trung gian...........................................................45
Hình 2.4.3 – 3: Van cánh khi ở vị trí sang phải............................................................46
Hình 2.4.3 – 4: Van cánh khi ở vị trí sang trái..............................................................47
Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái thủy lực.............................................................49
Hình 3.1 – 1: Sơ đồ nguyên lý trợ lực lái thủy lực xe MAZ – 500A............................53
Hình 3.1 – 2: Xe MAZ – 500A.....................................................................................54
Hình 3.2 – 1: Xe Camry................................................................................................54
Hình 3.2 - 2: Sơ đồ hệ thống trợ lực lái........................................................................55
Hình 3.2 - 3: Khi xe quay phải......................................................................................56
Hình 3.2 - 4: Khi xe quay trái.......................................................................................56

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-5-

Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

PHẦN 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG
TRỢ LỰC THỦY LỰC.
Với tốc độ giao thông như hiện nay thì việc đảm bảo an toàn cho con người là điều
rất quan trọng, vì vậy ôtô phải có hệ thống điều khiển đáng tin cậy và an toàn, sự tin cậy
và an toàn rất được chú trọng nghiên cứu và phát triển trong suốt lịch sử phát triển của
ôtô.
Do nhu cầu từ khách hàng cho các tính năng tiện nghi và an toàn đã làm cho xe lớn
hơn và nặng hơn, lốp xe rộng hơn... Vì vậy sẽ vô cùng khó khăn để điều khiển xe ở tốc độ
thấp. Theo lý thuyết để có thể điều khiển được xe thay đổi hướng thì tay lái (vô-lăng) lúc
này phải lớn hơn để cung cấp đòn bẩy để điều khiển các bánh xe, nó sẽ làm tăng kích thước
của khoang lái, đồng thời làm tăng kích thước của chiếc xe, hơn nữa nó đặc biệt khó khăn
để điều khiển tay lái khi xe đã dừng lại. Vì vậy thay đổi kích thước vô-lăng đã không được
áp dụng trên thực tế, thay vào đó người ta phát triển hệ thống lái có trợ lực. Nhiều kỹ sư đã
cố gắng làm giảm ma sát trong cơ cấu lái . Trong khi điều này làm lỏng hệ thống lái, nó đã
dẫn đến một tai họa lớn hơn, đó là nó sẽ làm cho tay lái rung động quá mức. Vì vậy họ đã
tập trung nghiêm cứu cách trợ lực bằng chân không, bằng cơ khí, bằng điện và bằng thủy
lực điện…, nhưng đều thất bại (do các vấn đề về độ bền, chi phí sản xuất và sự cản trở của
khoa học kỹ thuật thời đó). Davis đã thuyết phục thành công mọi người rằng hệ thống trợ
lực thủy lực là câu trả lời tốt nhất cho vấn đề đó.
Francis W. Davis tốt nghiệp Đại học Harvard vào năm 1906 sau khi nghiên cứu kỹ
thuật cơ khí. Ông làm việc cho Pierce-Arrow sau khi tốt nghiệp, lúc đó đã cho anh ta một
cái nhìn sâu sắc hơn về công nghệ thủy lực do các máy móc của công ty đều hoạt động
bằng thủy lực. Khi ông rời công ty vào năm 1922 để trở thành một kỹ sư tư vấn, ông bắt
đầu nghiên cứu công nghệ này chặt chẽ hơn. Thách thức đối với Davis là công nghệ - hệ
thống thủy lực được sử dụng trong công nghiệp ép cần một bể chứa dầu khổng lồ, máy

bơm, van đóng áp lực, và đường ống. Sau khi thất bại vô số lần vì rò rỉ và hình dáng không
khả thi, Davis đã thay đổi hướng. Thay vì sử dụng một van đóng áp lực, ông đã phát triển
một hệ thống mở van cho phép dầu chảy liên tục, nhưng khi cần áp lực thì nó sẽ được đóng
và tạo áp lực.

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-6-


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Hình 1 - 1: Thiết kế mở van cho phép dòng chảy dầu liên tục Davis

Năm 1925 Davis đã thử nghiệm hệ thống trên chiếc Pierce-Arrow Roadster của ông,
và chứng minh rằng nó không chỉ làm cho chiếc xe lái được dễ dàng hơn mà còn loại bỏ
rung động từ mặt đường thông qua vô-lăng.
Suy thoái những năm 1930 làm cho các nhà sản xuất xe hơi không quan tâm đến
phát minh của Davis. Davis chuyển đến General Motors và cải tiến hệ thống lái trợ lực
thủy lực hỗ trợ, nhưng hãng này tính toán nó sẽ là quá đắt để sản xuất. Davis sau đó đã hợp
tác với Bendix , một nhà sản xuất phụ tùng cho ô tô để sản xuất hệ thống trợ lực này.
Trong suốt những năm 1940, Chiến tranh Thế giới lần thứ II khiến cho nền công nghiệp ô
tô thế giới chuyển sang sản xuất sản phẩm phục vụ cho quân đội, nhu cầu cấp thiết lúc bấy
giờ là làm sao cho hệ thống lái được dễ dàng hơn trên các phương tiện hạng nặng, điều này
làm tăng nhu cầu hệ thống trợ lực lái trên xe bọc thép và xe bồn phục vụ cho quân đội.
Năm 1951 Tổng công ty Chrysler giới thiệu dòng xe thương mại đầu tiên có hệ
thống trợ lực lái đó là Chrysler Imperial dưới cái tên "Hydraguide". Hệ thống trợ lực của
Chrysler được dựa trên một số bằng sáng chế đã hết hạn của Davis. General Motors giới

thiệu năm 1952 Cadillac với một hệ thống lái trợ lực sử dụng thiết kế của Davis đã làm cho
công ty gần hai mươi năm trước đó. Tay lái trợ lực giúp xe an toàn hơn và giảm mệt mỏi
cho người cầm lái

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-7-


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Hình 1 - 2: Chrysler Imperial sedan

Năm 1956, hơn hai triệu xe đã được bán với tay lái trợ lực ở Mỹ. Nhờ sự kiên trì
của Davis, công nghệ này là một phần quan trọng trong lịch sử phát triển của công nghệ
ôtô hiện nay. Qua quá trình phát triển, hệ thống này ngày càng được cải thiện cũng như có
những phát minh mới đảm bảo được các yêu cầu, năng cao tính năng sử dụng, góp phần
vào sự thuận lợi và an toàn trong việc sử dụng ôtô.
Trong sự phát triển đó việc hiểu rõ các vấn đề về hệ thống lái là rất cần thiết. Vì vậy
thông qua “CHUYÊN ĐỀ VỀ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY LỰC” sẽ giúp chúng ta
có một cái nhìn chi tiết hơn giúp cho người sử dụng; người vận hành; người sữa chửa, bảo
dưỡng… có những kiến thức cơ bản về hệ thống lái trợ lực thủy lực trên xe ôtô để có thể sử
dụng, sữa chửa, bảo dưỡng và cải tiến hệ thống trợ lực lái đúng cách, đúng quy trình kỹ
thuật.
Để hoàn thành chuyên đề này, chúng em không thể quên cảm ơn thầy Nguyễn Hữu
Mạnh đã giành thời gian truyền đạt một cách tận tình cho nhóm chúng em những kiến thức
quý báu, giúp chúng em có thể hoàn thành xuất sắc đồ án này.

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-8-


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

PHẦN 2 : CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM
VIỆC CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THỦY
LỰC (Hydraulic Power Steering, HPS)
Để việc điều khiển tay lái được nhẹ nhàng,mà không làm chậm phản ứng lái, các
nhà sản xuất ô tô trang bị hệ thống lái thủy lực. Ở hệ thống trợ lực thủy lực, thanh răng
được hàn thêm 1 pít tông, và được đặt trong ống xy lanh (rack housing). Ở 2 đầu xy lanh
nối với 2 ống thủy lực được điều khiển bởi van thủy lực (hydraulic control valve). Van
thủy lực được điều khiển bởi trục lái. Khi tài xế bẻ tay lái, van thủy lực sẽ cung cấp thủy
lực vào một đầu xy lanh, đẩy pít tông về phía bên kia.

Hình 2 - 1: Sơ đồ thước lái thủy lực

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

-9-


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Hình 2 - 2: Mô hình thước lái thủy lực
1/ Van điều tiết thủy lực. 2/ Bánh răng. 3/ Ống dẫn thủy lực. 4/ Pít tông thủy lực 5/ Vỏ bọc thanh
răng (xy lanh)

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 10 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

2.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU
2.1.1. Công dụng
Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển
động theo một quỹ đạo xác định nào đó.
2.1.2. Phân loại
Tuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại sau:
• Theo cách bố trí vành lái
o Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ôtô)
được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên phải như ở Việt nam
và một số các nước khác;
o Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ôtô)
được dùng trên ôtô của các nước có luật đi đường bên trái như ở Anh, Nhật,
Thuỵ Điển,...
• Theo số lượng cầu dẫn hướng
o

Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu trước;

o Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở cầu sau;
o Hệ thống lái với các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.
• Theo kết cấu của cơ cấu lái
o Cơ cấu lái loại trục vít - bánh vít;
o Cơ cấu lái loại trục vít - cung răng;
o Cơ cấu lái loại trục vít - con lăn;
o Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay;
o Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng);
o Cơ cấu lái loại bánh răng trụ, thanh răng.
• Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cường hoá
o Hệ thống lái có cường hoá thuỷ lực;
o Hệ thống lái có cường hoá khí nén;

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 11 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

o Hệ thống lái có cường hoá liên hợp.

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 12 -

Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

2.1.3. Yêu cầu
• Hệ thống lái phải bảo đảm các yêu cầu sau:
o Quay vòng ôtô thật ngoặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất
bé;
o Điều khiển lái phải nhẹ nhàng thuận tiện;
o Động học quay vòng phải đúng để các bánh xe không bị trượt khi quay vòng;
o Tránh được các va đập từ bánh dẫn hướng truyền lên vành lái;
o Giữ được chuyển động thẳng ổn định.

Hình 2.1.3: Mô hình hệ thống lái thủy lực

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 13 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

2.2. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC
THỦY LỰC.

Hình 2.2 - 1: Mô hình hệ thống lái thủy lực

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

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 14 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Hình 2.2 - 2: Vị trí thước lái

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.

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 15 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

2.2.1. Bơm trợ lực lái

Hình 2.2.1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống bơm thủy lực

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 16 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

2.2.1.1.

13TC – Ô1

Cấu tạo.

Thân bơm: Bơm được dẫn động bằng puly trục khủy động cơ và dây đai dẫn động,
và đưa dầu bị nén vào hộp số cơ cấu lái. Lưu lượng của bơm tỷ lệ với tốc độ của động cơ
nhưng lưu lượng dầu đưa vào hộp cơ cấu lái được điều tiết nhờ một van điều khiển lưu
lượng và lượng dầu thừa được đưa trở lại đầu hút của bơm.
Bình chứa: Bình chứa cung cấp dầu trợ lực lái. Nó được lắp trực tiếp vào thân bơm
hoặc lắp tách biệt. Nếu không lắp với thân bơm thì sẽ được nối với bơm bằng hai ống
mềm. Thông thường, nắp bình chứa có một thước đo mức để kiểm tra mức dầu. Nếu mức
dầu trong bình chứa giảm dưới mức chuẩn thì bơm sẽ hút không khí vào gây ra lỗi trong
vận hành.
Van điều khiển lưu lượng: Điều chỉnh lượng dòng chảy dầu từ bơm tới hộp cơ cấu
lái, duy trì lưu lượng không đổi mà không phụ thuộc tốc độ bơm(v/ph).
Thiết bị bù không tải: Bơm tạo ra áp suất dầu tối đa khi vô lăng quay hết cỡ sang
phải hoặc sang trái. Lúc này phụ tải tối đa trên bơm làm giảm tốc độ không tải của động
cơ, thiết bị bù không tải nhằm tăng tốc độ không tải của động cơ mỗi khi bơm phải chịu

phụ tải nặng, khi áp suất dầu bơm tác động lên van điều khiển không khí để kiểm soát lưu
lượng không khí.
2

Bộ lọc không khí

1

Đường ống nạp
3

Van điều khiển
không khí
Bơm trợ lực lái

4

Hộp cơ cấu lái

5

Hình 2.2.1.1 - 1: Sơ đồ thiết bị bù không
tải.

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 17 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

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

Hình 2.2.1.1 - 2: Cấu tạo bơm thủy lực loại cánh gạt

2.2.1.2.

Hoạt động của bơm:

Hình 2.2.1.2 - 1: Hoạt động bơm thủy lực loại cánh gạt

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 18 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

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 rô to có các rãnh để gắn các cánh bơm. Do chu vi vòng
ngoài của rô to hình tròn nhưng mặt trong của vòng cam hình ô 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 rô 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 rô 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.
Vị trí lắp bơm trợ lực lái. Mũi tên màu vàng chỉ mô-tơ dẫn động cho bơm trợ lực lái

Hình 2.2.1.2 - 2: Vị trí lắp bơm thủy lực loại cánh gạt

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 19 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

2.2.2. Van điều chỉnh lưu lượng:
Van điều khiển lưu lượng điều chỉnh lượng dòng chảy dầu từ bơm tới hộp cơ cấu
lái, duy trì lưu lượng không đổi mà không phụ thuộc tốc độ bơm (v/ph).

Hình 2.2.2: Van chỉnh lưu
2.2.2.1.

Hoạt động của van:

Lưu lượng của bơm trợ lực lái tăng theo tỷ lệ với tốc độ động cơ. Lượng dầu trợ lái
do piston của xy lanh trợ lực cung cấp lại do lượng dầu từ bơm quyết định. Khi tốc độ bơm

tăng thì người lái cần tác động ít lực đánh lái hơn. Nói cách khác, yêu cầu về lực đánh lái
thay đổi theo sự thay đổi tốc độ. Đây là điều bất lợi nhìn từ góc độ ổn định lái. Do đó, việc
duy trì lưu lượng dầu từ bơm không đổi không phụ thuộc tốc độ xe là một yêu cầu cần
thiết. Đó chính là chức năng của van điều khiển lưu lượng. Thông thường, khi xe chạy ở
tốc độ cao, sức cản lốp xe thấp vì vậy đòi hỏi ít lực lái hơn. Do đó, với một số hệ thống lái
có trợ lực, có ít trợ lực hơn ở điều kiện tốc độ cao mà vẫn có thể đạt được lực lái thích hợp.

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 20 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Hình 2.2.2.1 - 1: Van điều khiển lưu lượng – Loại nhạy cảm tốc độ

Ở tốc độ thấp (tốc độ bơm: 650-1250v/ph): Áp suất xả P1 của bơm tác động lên
phía phải của van điều khiển lưu lượng và P2 tác động lên phía trái sau khi đi qua các lỗ.
Chênh lệch áp suất giữa P1 và P2 lớn hơn khi tốc độ động cơ tăng. Khi sự chênh lệch áp
suất giữa P1 và P2 thắng sức căng của lò xo van điều khiển lưu lượng thì van này sẽ dịch
chuyển sang trái, mở đường chảy sang phía cửa hút vì vậy dầu chảy về phía cửa hút.
Lượng dầu tới hộp cơ cấu lái được duy trì không đổi theo cách này.

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 21 -

Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Hình 2.2.2.1 - 2: Hoạt động của van điều khiển lưu lượng ở tốc độ thấp

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 22 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Ở tốc độ trung bình (tốc độ bơm: 1250-2500v/ph): Áp suất xả của bơm P1 tác
động lên phía trái của ống điều khiển. Khi tốc độ bơm trên 1250v/ph, áp suất P1 thắng sức
căng lò xo (B) và đẩy ống điều khiển sang phải do đó lượng dầu qua các lỗ giảm gây ta
việc giảm áp suất P2. Kết quả là chênh lệch áp suất giữa P1 và P2 tăng. Theo đó van điều
khiên lưu lượng dịch chuyển sang trái và đưa dầu về phía cửa hút giảm lượng dầu vào hộp
cơ cấu lái. Nói cách khác khi ống điều khiển chuyển sang phải, lượng dầu qua các lỗ giảm.
Ở tốc độ cao (tốc độ bơm: trên 2500v/ph): Khi tốc độ bơm vượt 2500v/ph, ống
điều khiển tiếp tục bị đẩy sang phải, đóng một nửa các lôc tiết lưu. Lúc này, áp suất P2 chỉ
do lượng dầu qua các lỗ quyết định. Theo cách này lượng dầu tới hộp cơ cấu lái được duy
trì không đổi (trị số nhỏ).

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 23 -

Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

Hình 2.2.2.1 - 3: Hoạt động của van điều khiển lưu lượng ở tốc độ trung bình và tốc độ cao

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 24 -


Đồ Án: Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Lái Trợ Lực Thủy Lực

13TC – Ô1

2.2.3. Van an toàn:
Van an toàn đặt trong van điều khiển lưu lượng. Khi áp suất P2 vượt mức quy định
(khi quay hết cỡ vô lăng), van an toàn sẽ mở để giảm áp suất. Khi áp suất P2 giảm thì. Van
điều khiển lưu lượng bị đẩy sang trái và điều chỉnh áp suất tối đa.

Hình 2.2.3: Sơ đồ hoạt động của van an toàn

Tóm lại, lưu lượng dầu từ bơm tới hộp cơ cấu lái giảm khi chạy ở tốc độ cao và lái có
ít trợ lực hơn. Lưu lượng của bơm tăng lên theo mức tăng tốc độ bơm nhưng lượng dầu tới
hộp cơ cấu lái giảm.
Người ta gọi cơ cấu này là loại lái có trợ lực nhạy cảm với tốc độ và nó bao gồm van
điều khiển lưu lượng có một ống điều khiển. Khi tốc độ động cơ tăng lên, tốc độ bơm tăng
lên theo làm áp suất bên cửa xả tăng lên thắng được lực căng của lò xo A. Ống điều khiển
dịch chuyển sang trái làm giảm lượng dầu vào hộp cơ cấu lái. Do vậy lực đánh lái được ổn

định theo cách này.

GVHD: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh

- 25 -