Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe toyota corolla altis 2004

Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUANHỆ THỐNG LÁI.....................................................4
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống lái...............................................4
1.1.1. Công dụng hệ thống lái.............................................................................4
1.1.2. Phân loại hệ thống lái................................................................................4
1.1.3. Yêu cầu hệ thống lái..................................................................................5
1.2. Cấu tạo các chi tiết chủ yếu hệ thống lái....................................................6
1.2.1. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái................................................................6
1.2.2. Cấu tạo các chi tiết hệ thống lái...............................................................7
1.2.3. Trợ lực lái.................................................................................................20
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM THỐNG LÁI Ô TÔ TOYOTA
COROLLA ALTIS 2004.......................................................................................21
2.1. Giới thiệu về ô tô Toyota Corolla Altis 2004............................................21
2.2. Kết cấu hệ thống lái xe...............................................................................23
2.2.1. Kết cấu vành tay lái.................................................................................23
2.2.1.1. Vành tay lái...........................................................................................23
2.2.1.2. Nguyên lý làm việc................................................................................23
2.2.2 Kết cấu trục lái.........................................................................................24
2.2.2.1. Trục lái..................................................................................................24
2.2.2.2. Nguyên lý làm việc của trục lái...........................................................25
2.2.3. Kết cấu cơ cấu lái.....................................................................................26
2.2.3.1. Cơ cấu lái...............................................................................................26
2.2.4. Kết cấu dẫn động lái................................................................................27
2.2.4.1. Dẫn động lái..........................................................................................27
2.2.4.2. Nguyên lý làm việc dẫn động lái..........................................................27
2.2.5. Kết cấu trợ lực lái....................................................................................27
2.2.5.1. Bơm trợ lực lái......................................................................................27
2.2.5.2. Van phân phối.......................................................................................27

2.2.5.3. Xi lanh trợ lực.......................................................................................31
2.3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái xeToyota Corolla Altis 2004........32
2.3.2. Xác định mômen cản quay vòng và lực lái lớn nhất............................32
2.3.3. Xác định lực cần thiết tác dụng lên vô lăng..........................................35
2.3.4. Tính toán kiểm nghiệm bền dẫn động lái..............................................36
2.3.4.1. Tính toán kiểm nghiệm bền dẫn động lái khi ô tô quay vòng tại chỗ.
..............................................................................................................................36
2.3.4.2. Tính bền đòn quay đứng......................................................................36
1


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
2.3.4.4. Tính toán kiểm nghiệm dẫn động lái khi ô tô phanh với cường độ
cao........................................................................................................................38
2.3.5. Tính toán kiểm tra hình thang lái..........................................................39
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁITRÊN
XETOYOTA COROLLA ALTIS 2004...............................................................42
3.2.2 Tháo cơ cấu lái và hình thang lái............................................................46
3.3.1 Vành tay lái...............................................................................................49
3.3.2 Cơ cấu lái...................................................................................................49
3.3.3 Hình thang lái...........................................................................................50
3.3.4 Trợ lực lái..................................................................................................51
3.3.5 Kiểm tra điều chỉnh độ chụm bánh xe...................................................51
3.3.6 Kiểm tra độ đảo vành bánh xe................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................55

2


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

MỞ ĐẦU
Trong nền kinh tế đang tăng trưởng mạnh mẽ của nước ta, nhu cầu về giao thông
vận tải ngày càng lớn. Vai trò quan trọng của ôtô ngày càng được khẳng định vì ôtô có
khả năng cơ động cao, vận chuyển được người và hàng hoá trên nhiều loại địa hình khác
nhau .Ngành công nghiệp ô tô ở nước ta ngày càng được chú trọng và phát triển. Thể
hiện bởi các liên doanh lắp ráp ô tô giữa nước ta với nước ngoài ngày càng phát triển
rộng lớn trên hầu hết các tỉnh của cả nước như: TOYOTA, FORD,DAEWOO, KIA,
MAZDA, HUYNDAI…
Một vấn đề lớn đặt ra đó là việc nắm vững lý thuyết, kết cấu của các loại xe,của
từng hệ thống trên xe để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao, đáp ứng
yêu cầu giữ tốt, dùng bền, an toàn, tiết kiệm.
Một trong những hệ thống quan trọng của ô tô là hệ thống lái.Xuất phát từ những
yêu cầu và đặc điểm đó, em đã lựa chọn đề tài: “Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe
Toyota Corolla Altis 2004”. Đề tài bao gồm 3 phần chính như sau:
- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI
- CHƯƠNG 2: KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE COROLLA
ALTIS 2004
- CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE
COROLLA ALTIS 2004
Sau khi được nhận đề tài này, với sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của thầy
Nguyễn Thành Nam, các thầy trong bộ môn và các bạn, em đã hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình. Tuy nhiên, do trình độ và thời gian tìm hiểu còn nhiều hạn chế, kính
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đề tài được hoàn thiện
hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày….tháng….năm 2016
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tuấn Anh

3


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

CHƯƠNG 1: TỔNG QUANHỆ THỐNG LÁI
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống lái
1.1.1. Công dụng hệ thống lái
Hệ thống lái là hệ thống điều khiển hướng chuyển động của xe, đảm bảo giữ nguyên
hoặc thay đổi hướng chuyển động của ô tô ở một vị trí nào đó.
Hệ thống lái có chức năng tiếp nhận tác động của người điều khiển, thông qua các
cơ cấu dẫn động thực hiện điều khiển các bánh xe chuyển động theo quỹ đạo mong muốn
việc điều khiển này phải đảm bảo tính linh hoạt nhanh chóng và chính xác.
Hệ thống lái thông dụng bao gồm cơ cấu điều khiển (vành lái, trục lái), cơ cấu lái và
các đòn dẫn động tạo khả năng chuyển hướng cho các bánh xe xung quanh trụ đứng.
Trong quá trình chuyển động, hệ thống lái có ý nghĩa quan trọng thông qua việc
nâng cao an toàn điều khiển và chất lượng chuyển động do vậy hệ thống lái ngày càng
được hoàn thiện nhất là khi xe chạy đạt tốc độ lớn.
1.1.2. Phân loại hệ thống lái
Hệ thống lái có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau:
- Theo phương pháp chuyển hướng:
+ Chuyển hướng bánh xe dẫn hướng phía trước (2WS - Wheel steering).
+ Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở cầu sau.
+ Chuyển hướng tất cả các bánh xe dẫn hướng phía trước, phía sau (4WS)
+ Chuyển hướng cầu xe: xe rơmooc.
+ Chuyển hướng thân xe: máy công trình.
- Theo cách bố trí vành tay lái:
+ Bố trí vành tay lái bên trái (đối với các nước có luật giao thông quy định chiều
chuyển động bên phải).

4


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
Hình 1.1: Sơ đồ bố trí vành tay lái bên trái.
+ Bố trí vành tay lái bên phải (khi chiều chuyển động bên trái như ở nước Anh,
Thụy Điển, Nhật,....

Hình 1.2: Sơ đồ bố trí hệ thống lái.
- Theo đặc điểm truyền lực:
+ Hệ thống lái cơ khí.
+ Hệ thống lái cơ khí có trợ lực:
• Trợ lực thuỷ lực: với các loại van khác nhau.
• Trợ lực khí (có cả chân không).
• Trợ lực điện.
- Theo kết cấu của hệ thống đòn dẫn động lái:
+ Phù hợp với hệ thống treo phụ thuộc.
+ Phù hợp với hệ thống treo độc lập.
- Theo cách biến đổi kiểu truyền động (phụ thuộc vào kết cấu cơ cấu lái):
+ Biến chuyển động quay của hệ thống điều khiển thành chuyển động quay của các
đòn.
• Trục vít – bánh vít.
• Trục vít – êcu bi.
+ Biến chuyển động quay của hệ thống điều khiển thành chuyển động tịnh tiến của
đòn điều khiển: Bánh răng (trục răng) – thanh răng.
1.1.3. Yêu cầu hệ thống lái
- Khi xe quay vòng trên đường gấp khúc và hẹp thì hệ thống lái phải xoay được
bánh trước chắc chắn, dễ dàng và êm dịu.
- Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái.

- Đảm bảo động lực học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng tránh trượt lê
gây mòn lốp.
- Hệ thống lái phải có khả năng ngăn được các va đập của các bánh xe dẫn hướng
lên vành lái.

5


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
- Giữ cho xe chuyển động thẳng và ổn định.
- Trợ lực phải đảm bảo chính xác tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ giữa
sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của bánh xe dẫn hướng.
- Cần có sự phối hợp bố trí giữa cơ cấu lái và hệ thông treo trước để tránh dao động
cưỡng bức.
- Hệ thống lái phải bố trí sao cho thụân tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa.
- Độ bền, tuổi thọ và độ tin cậy cao.
1.2. Cấu tạo các chi tiết chủ yếu hệ thống lái
- Hệ thống lái trên xe con:

Hình 1.3. Hệ thống lái trên xe con
1.2.1. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái
a. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái trên hệ thống treo phụ thuộc.

Hình 1.4. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái trên hệ thống treo phụ thuộc.
1:Vành tay lái; 2: Trục lái; 3:Cơ cấu lái; 4: Đòn quay đứng; 5:Đòn quay dọc; 6 :Đòn
quay trên; 7,9:Đòn quay bên; 8:Đòn ngang liên kết; 10:Dầm cầu; 11,12:Bánh xe dẫn
hướng.

6

Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
Trong trường hợp tổng quát, hệ thống lái gồm có vành lái - trục lái, cơ cấu lái hệ
dẫn động lái, bộ phận trợ lực lái, giảm chấn (nếu có).
b. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái trên hệ thống treo độc lập.

Hình 1.5. Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái trên hệ thống treo độc lập.
1,11: Ngõng trục bánh xe; 2: Khớp cầu trên; 3,12,13,14,15: Đòn dẫn động lái(Hình
thang lái); 4: Giá đỡ trục quay phụ; 5,9: Giá đỡ hệ thống lái; 6: Cơ cấu lái; 7: Trục lái;
8: Vành lái; 10: Đầu nối đòn dẫn động
Trên hệ thống treo độc lập hai bên bánh xe dịch chuyển độc lập nhau, do vậy dẫn
động lái phải đảm bảo không ảnh hưởng đến khả năng dịch chuyển của hệ thống treo
đồng thời vẫn đảm bảo chuyển hướng được các bánh xe dẫn hướng ở hai bên trên cầu
trước. Để thoả mãn điều này, dẫn động lái trên hệ thống treo độc lập sử dụng các loại đòn
chia cắt, về mặt nguyên tắc các đòn dẫn động đều thoả mãn quan hệ động học Ackerman
và vẫn có hình dáng cơ bản là hình thang lái Đantô.
1.2.2. Cấu tạo các chi tiết hệ thống lái
1.2.2.1. Vành tay lái và trục lái
Vành tay lái có nhiệm vụ tạo ra mômen điều khiển tác động lên hệ thống lái. Vành
tay lái có dạng hình tròn, co lan hoa bố trí đều hay không đều bên trong của vành lái.
Mômen điều khiển này có giá trị bằng lực người lái tác động nhân với bán kính vành lái.
Trên vành tay lái và trục lái thường bố trí các thiết bị điều khiển phục vụ quá trình điều
khiển, sử dụng ô tô như: Còi, túi khí, công tắc điện điều khiển đèn, gạt nước mưa...

7


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

Hình 1.6. Vô lăng tay lái và trục lái ( xe con)

1: Vành tay lái; 2: Ống trượt trục lái; 3: Trục lái; 4: Cơ cấu trượt trục lái
Trục lái có nhiệm vụ truyền mômen điều khiển từ vành lái đến cơ cấu lái.Trục lái
thường có hai loại: Trục lái có thể thay đổi góc nghiêng và trục lái không thay đổi được
góc nghiêng.
+ Trục lái có thể thay đổi góc nghiêng: Giúp cho lái xe điều chỉnh góc vô lăng so
với phương thẳng đứng tùy theo khổ người và sở thích của lái xe.
+ Trục lái không thay đổi được góc nghiêng (trục lái trượt): Giúp cho lái xe dịch
chuyển vô lăng theo phương dọc trục tùy theo khổ người và sở thích của lái xe.

Hình 1.7. Trục lái thay đổi được góc nghiêng và không thay đổi được

8


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
1.2.2.2. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái thông dụng hiện nay vẫn là bộ truyền cơ khí cho tỷ số truyền lớn. Cơ cấu
lái được bắt chặt với khung xe, nằm ở gần cầu trước dẫn hướng có nhiệm vụnhận chuyển
động từ trục lái, thông qua bộ biến đổi tỷ số truyền lớn làm thay đổi mômen điều khiển
tác động lên các đòn của hệ thống dẫn động để chuyển hướng các bánh xe dẫn hướng. Để
thoả mãn điều kiện trên hiện nay trên ôtô sử dụng các loại cơ cấu lái sau:
Các loại cơ cấu lái thường được sử dụng:
- Cơ cấu lái trục vít chốt quay:
Cơ cấu lái trục vít chốt quay có thể thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho trước. Để
tăng hiệu suất của cơ cấu lái, giảm độ mòn của trục vít và chốt quay thì chốt được đặt
trong ổ bi.
- Cơ cấu lái trục vít chốt quay có 2 loại:
+ Cơ cấu lái trục vít và một chốt quay.
+ Cơ cấu lái trục vít và hai chốt quay.

Hình 1.8. Cơ cấu lái trục vít chốt quay.
- Cơ cấu lái trục vít con lăn:
Trên các loại xe trước kia, cơ cấu lái này thường được dùng rộng rãi trên các loại ô
tô với những ưu điểm: Cho tỷ số truyền lớn, kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sửa chữa, dễ
bảo dưỡng sửa chữa giá thành thấp. Nhược điểm là khó khăn cho việc bố trí trợ lực lái.

9


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

Hình 1.9. Cấu tạo cơ cấu lái trục vít con lăn.
1,5: Ổ bi đỡ trục vít;2: Trục vít; 3: Ốc đổ dầu; 4: vỏ cơ cấu lái ;6: Trục con lăn; 7: Ổ bi
kim;8: Con lăn; 9: Trục bị động;10: Đòn quay đứng; 11:Khớp cầu liên kết đòn quay
đứng với đòn kéo dọc;12: Giá đỡ cơ cấu lái; 13: Đệm điều chỉnh độ dơ trục vít;14: Nắp
đậy; 15,16: Đai ốc và đệm điều chỉnh độ dơ trục bị động

Hình 1.10. Cấu tạo cơ cấu lái trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng
1: Cung răng và trục bị động; 2,13,19: Vòng làm kín; 3: Ổ thanh lăn kim;4,12,14: Nắp;
5: Đai ốc hãm; 6: Vít điều chỉnh; 7: Ốc xả dầu; 8: Đai ốc điều chỉnh9: Tấm chặn; 10:
Bulông; 11: Chốt của đai ốc;15: Ổ bi; 16: Vỏ cơ cấu lái; 17: Trục vít; 18: Nút đổ dầu;
20: đai ốc thanh rang

10


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
- Cơ cấu lái trục vít– êcubi – thanh răng – cung răng:
Trục vít được đỡ bằng ổ bi đỡ chặn, trục vít quanh tâm và êcu bi ôm ngoài trục vít
thông qua các viên bi ăn khớp tạo nên bộ truyền trục vít – êcu bên ngoài êcu có các răng

dạng thanh răng, trục bị động mang theo cung răng ăn khớp với thanh răng tạo thành bộ
truyền thanh răng bánh răng. Trục vít đóng vai trò chủ động và cung răng đóng vai trò bị
động.
Hệ thống trợ lực của cơ cấu lái này cũng tương tự như của cơ cấu lái bánh răng –
thanh răng. Việc hỗ trợ cũng được thực hiện bằng cách đưa dòng chất lỏng áp suất cao
vào một phía của khối kim loại.
- Cơ cấu lái thanh răng - bánh rang:
Gồm bánh răng liền trục (trục răng) ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh
răng, đầu dưới và đầu trên của trục răng được lắp trên các ổ bi. Điều chỉnh các ổ này
dùng một êcu lớn ép chặt các ổ bi trên trên vỏ êcu đó, có phớt che bụi đảm bảo trục răng
quay nhẹ nhàng. Thanh răng có cấu tạo răng nghiêng, phần cắt răng của thanh răng nằm
ở phía trái, phần thanh còn lại có tiết diện tròn.
Các ưu điểm của cơ cấu lái trục răng - thanh răng :
+) Cơ cấu đơn giản, gọn nhẹ. Do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng tác dụng
như thanh dẫn động lái nên không cần các thanh như cơ cấu dẫn động khác .
+) Có độ nhạy cao vì ăn khớp các bánh răng.
+)Hiệu suất cao nên tay lái nhẹ.
+) Cơ cấu lái được bao kín hoàn toàn nên không cần phải bảo dưỡng.
Cặp bánh răng – thanh răng làm hai nhiệm vụ:
Chuyển đổi chuyển động xoay của vành tay lái thành chuyển động thẳng cần thiết
để làm đổi hướng bánh xe.
Nó cung cấp một sự giảm tốc, tăng lực để làm đổi hướng các bánh xe dễ dàng và
chính xác hơn.
Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng xuất hiện và rất nhanh được sử dụng phổ biến
trên các xe ô tô du lịch và xe tải nhỏ, xe SUV. Nó là một cơ cấu cơ khí khá đơn giản.
Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên một ống
kim loại. Một thanh nối (tie rod) nối với hai đầu mút của thanh rang.
Một số chiếc xe có hộp số với tỷ số thay đổi được, vẫn sử dụng bộ bánh răng
thanh răng nhưng có bước răng ở phần giữa và phần bên ngoài khác nhau (bước răng
là số răng trên một đơn vị độ dài). Điều này làm cho chiếc xe có phản ứng nhanh hơn

khi bác tài bắt đầu đánh lái nhưng lại giảm được lực khi các bánh xe gần ở vị trí hạn
chế.

11


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

Hình 1.11 Kết cấu cơ cấu lái trục răng - thanh răng
1: Đai ốc hãm; 2: Vòng chặn; 3: Đai ốc điều chỉnh; 4: ổ bi đỡ trên trục;
5: Trục răng; 6 ổ bi đỡ đầu trục răng; 7: Đai ốc điều chỉnh; 8:Bạc tỳ; 9:Lò xo nén; 10:
Đai ốc hãm; 11: Thanh răng; 12: Vỏ ngoài thanh răng; 13: Bạc dẫn hướng thanh răng;
14: Đòn ngang bên chuyển hướng bánh xe; 15: Đai giữ; 16: Bọc cao su; 17: Đai ốc
hãm; 18: khoá kẹp; 19: Đầu ngoài đòn ngang bên chuyển hướng.
1.2.2.3.Hệ thốngdẫn động lái
Dẫn động lái đảm nhận chức năng nhận chuyển động từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn
hướng, đảm bảo quan hệ giữa các góc quay của bánh xe dẫn hướng khi thực hiện quay
vòng để không xẩy ra sự trượt bên ở tất cả các bánh xe đồng thời tạo nên liên kết giữa các
bánh xe dẫn hướng.
- Sơ đồ dẫn động lái trên hệ thống treo phụ thuộc.

Hình 1.12. Sơ đồ hình thang lái trên hệ thống treo phụ thuộc.

12


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
- Sơ đồ động lái trên hệ thống treo độc lập.

Hình 1.13. Sơ đồ hình thang lái trên hệ thống treo độc lập

1: Đòn quay; 2: Đòn đỡ; 3: Thanh ngang
Bộ phận quan trọng nhất 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 khỏi bị trượt lê khi lái lốp bị
mòn. Ngoài ra kết cấu của hình thang lái còn phải phù hợp với bộ dẫn hướng của hệ
thống treo, để khi bánh xe chuyển hướng dao động thẳng đứng thì không ảnh hưởng đến
động học của dẫn động lái.
1.2.2.4. Các góc đặt cụm bánh xe dẫn hướng
Để tránh trường hợp người lái tác động liên tục lên vô lăng để giữa xe ở trạng thái
chạy thẳng, hoặc người lái phải tác dụng một lực lớn quay vòng xe ,các bánh xe được lắp
với thân xe các góc nhất định. Những góc này được gọi chung là góc đặt bánh xe. Nếu
góc đặt bánh xe không đúng thì có thể dẫn đến các hiện tượng như: Khó lái, tính ổn định
lái kém, tuổi thọ lốp giảm.
a) Góc camber ( góc nghiêng ngang của bánh xe )
Góc nghiêng ngang của bánh xe là góc được xác định trong mặt phẳng ngang của
xe tạo nên bởi mặt phẳng dọc đi qua tâm bánh xe với phương thẳng đứng và được đo
bằng độ.
Trên các xe hiện nay, góc nghiêng ngang bánh xe có giá trị từ 1/2 đến 1 0 ,được gọi
là dương khi nghiêng ra ngoài và ngược lại gọi là âm. Trên một số loại xe góc này còn có
giá trị bằng không.

13


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

Hình 1.14. Góc Camber
*Camber âm:
Giả sử có một tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe nghiêng thì sẽ sinh ra một
lực theo phương nằm ngang. Lực này gọi là lực đẩy ngang, nó tác động theo chiều vào
trong khi bánh xe có camber âm. Và ra ngoài khi có camber dương. Khi xe chạy trên

đoạn đường vòng vì xe có xu hướng nghiêng ra phía ngoài, nên camber của lốp trở lên
dương hơn và lực đẩy ngang trên xe cũng giảm xuống, lực quay vòng cũng bị giảm
xuống. Trường hợp này nếu xe có góc camber âm thì bánh xe sẽ được giữ không bị
nghiêng dương khi chạy vào đường vòng và duy trì lực quay vòng thích hợp.

Hình 1.15. Mô tả camber âm khi xe quay vòng.
Khi xe chạy vào đường vòng lực đẩy ngang ở các lốp xe phía ngoài sẽ có tác dụng
làm giảm lực quay vòng, lực ly tâm làm cho xe nghiêng đi vì tác động của các lò xo hệ
thống treo làm thay đổi góc camber.

14


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
• Camber bằng không và camber dương:
Lý do chính để chấp nhận góc camber bằng không là nó giúp cho lốp xe mòn đều.
Nếu bánh xe có góc camber dương hoặc âm thì góc nghiêng của bánh xe so với mặt
đường sẽ làm cho bán kính quay vòng của phía trong và phía ngoài khác nhau dẫn tới
hiện tượng làm cho lốp mòn không đều.

Hình 1.16. Camber bằng không và camber dương khi tải trọng tác dụng.
• Ưu điểm của camber dương:
- Làm giảm tải trọng thẳng đứng, trong trường hợp góc camber bằng không tải trọng
tác dụng lên trục bánh xe theo hướng F’. Khi camber dương tải trọng F’ chuyển thành F
tác dụng theo hướng cam lái, nhờ đó mômen tác dụng lên trục bánh xe và cam lái giảm
xuống.
- Ngăn ngừa bánh xe tuột khỏi trục, tải trọng F tác dụng vào bánh xe chia làm hai
thành phần F1và F2. F2 là lực theo chiều trục và có xu hướng đẩy bánh xe vào phía
trong giữ cho bánh xe không bị trượt ra khỏi trục.
- Ngăn ngừa phát sinh camber âm ngoài ý muốn do tải trọng, giữ cho phía trên của

bánh xe không bị nghiêng về phía trong, do sự biến dạng của các bộ phận trên hệ thống
treo và bạc lót, gây ra bởi trọng lượng của hàng và hành khách.
- Giảm lực lái.
b) Góc caster và khoảng caster:
Góc caster có ảnh hưởng đến độ ổn định khi xe chạy trên đường thẳng, còn khoảng
caster ảnh hưởng đến tính năng hồi vị bánh xe sau khi chạy xe trên đường vòng.

15


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

Hình 1.17. Góc caster và khoảng caster
Góc caster là góc nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục xoay đứng, góc
caster được xác định bằng góc nghiêng của trục xoay đứng và đường thẳng đứng nhìn từ
cạnh xe.
Khi trục xoay đứng nghiêng về phía sau thì được gọi là góc caster dương, còn
nghiêng về phía sau thì gọi là góc caster âm.
Khoảng cách từ giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng và mặt đường đến tâm
điểm tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường được gọi là khoảng caster của trục quay đứng.
c) Góc Kingpin ( Góc nghiêng ngang của trụ đứng )
Góc lệch được tạo thành giữa trục xoay đứng và đường thẳng đứng gọi là góc
kingpin hay còn gọi là góc nghiêng trục lái.
Toe là góc quan trọng nhằm làm giảm mài mòn cho lốp và duy trì trạng thái chuyển
động của xe. Tùy thuộc vào đặc điểm riêng của hệ thống treo, mà ta điều chỉnh hệ thống
lái để đặt được góc Toe là chụm vào hay mở ra. Góc chụm vào quá lớn dẫn đến mài mòn
lốp, góc chum ra lớn sẽ vấn đề cho ổn định của xe.

16

Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

Hình 1.18.Góc nghiêng ngang trục lái.
Vai trò của góc kingpin là làm giảm lực đánh lái, vì bánh xe quay sang trái hoặc
phải với tâm quay là trục xoay đứng còn bán kính quay là khoảng lệch, nên khoảng lệch
càng lớn thì mômen cản quay càng lớn (do sức cản quay của lốp xe), vì vậy lực lái cũng
tăng lên. Để giảm bớt lực lái có thể giảm độ lệch bằng 2 cách: Làm nghiêng trục xoay
đứng hoặc làm lốp có góc camber dương.
Cải thiện tính ổn định khi chạy thẳng: Góc kingpin sẽ làm cho các bánhxe tự động
quay về vị trí chạy thẳng sau khi quay vòng do có mô men phảnlực (gọi là mô men
ngược) tác dụng từ mặt đường lên bánh xe. Giá trị của mômen ngược phụ thuộc vào độ
lớn của góc kingpin.
d) Độ chụm:
Độ chụm là độ lệch của phần trước và phần sau bánh xe khi nhìn từ trên xuống. Góc
lệch của bánh xe được gọi là góc chụm. Khi phần phía trước của các bánh xe gần nhau
hơn so với phần phía sau thì được gọi là độ chụm, còn ngược lại nếu phần phía sau của
các bánh xe gần nhau hơn so với phần phía trước thì được gọi là độ choãi.

Hình 1.19. Góc chụm của xe

17


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004
Thông thường mục đích ban đầu của góc chụm là khử bỏ lực đẩy ngang do góc
camber tạo ra, vì vậy góc chụm ngăn ngừa bánh xe mở ra hai bên khi có camber dương,
mục đích góc chụm đảm bảo độ ổn định chạy trên đường thẳng, khi xe chạy trên đường
nghiêng thân xe nghiêng về một bên, khi đó xe có khuynh hướng quay về phía nghiêng,
nếu phần trước của mỗi bánh xe chụm vào trong thì xe có khuynh hướng chạy theo

hướng ngược lại hướng nghiêng vì vậy độ ổn định xe chạy trên đường bằng được duy trì.
e) Bán kính quay vòng:
Bán kính quay vòng là góc quay của bánh xe phía trước bên trái và bên phải khi xe
chạy trên đường vòng, với góc quay của bánh xe trước bên trái và bên phải giống nhau
lốp xe bên trong hoặc bên ngoài sẽ bị trượt về một bên, và không thể quay xe một cách
nhẹ nhàng, điều này cũng làm cho lốp xe mòn không đều, với góc quay của bánh xe bên
phải và bên trái khác nhau phù hợp với tâm quay của cả 4 bánh xe thì độ ổn định của xe
chạy trên đường vòng sẽ tăng lên

Hình 1.20. Bán kính quay vòng bánh xe.
f) Các mối ghép của dẫn động lái:
Để giảm trọng lượng và tiết kiệm nguyên vật liệu chế tạo, các đòn dẫn động lái
thường được làm rỗng. Các khớp liên kết trong dẫn động lái đều là khớp cầu,đảm bảo
khả năng tự lựa, không có khoảng hở.

18


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

Hình 1.22. Kết cấu van phân phối

Hình 1.21. Kết cấu liên kết đòn dẫn động ngang và cụm khớp cầu

19


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

1.2.3. Trợ lực lái

1.2.3.1. Công dụng
Giảm nhẹ sức lao động của người lái trong việc điều khiển hướng chuyển động của
xe, đặc biệt với những xe có tải trọng lớn có mô men cản quay vòng lớn.Trợ lực lái còn
có ý nghĩa nâng cao an toàn chuyển động khi có sự cố xẩy ra ở bánh xe ( nổ lốp, áp suất
lốp quá thấp...) làm giảm tải trọng va đập truyền lên vành lái, tăng tính tiện nghi và êm
dịu trong điều khiển.
1.2.3.2. Phân loại
Hệ thống trợ lực được phân loại theo:
- Phương pháp trợ lực:
+ Trợ lực thủy lực
+ Trợ lực khí nén
+ Trợ lực điện
- Theo kết cấu và nguyên lý của van phân phối:
+ Hệ thống trợ lực kiểu van ống
+Hệ thống trợ lực kiểu van quay
+ Hệ thống trợ lực kiểu van cánh

20


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM THỐNG LÁI Ô TÔ
TOYOTA COROLLA ALTIS 2004
Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ô tô nhờ quay vòng
các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động
cong của ô tô khi cần thiết.
Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: Vành tay lái
tiếp nhận lực tác động của người lái và truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ
vô lăng tới cơ cấu lái, cơ cấu lái tăng mômen truyền từ vành tay lái tới các thanh dẫn

động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn
hướng.
2.1. Giới thiệu về ô tô Toyota Corolla Altis 2004

Hình 2.1 Hệ thống lái ô tô Toyota Corolla Altis 2004.

21


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

Bảng 1.1:
Động cơ
Hãng sản xuất

Toyota Corolla Altis

Loại động cơ

2.0 lít (1TR-FE)

Kiểu động cơ

4 xylanh thẳng hàng, 16 van, cam kép với VVT-i

Dung tích xi lanh (cc)

1998cc

Loại xe

SUV

Hộp số truyền động
Hộp số

5 số tay

Nhiên liệu
Loại nhiên liệu

Xăng

Kích thước, trọng lượng
Dài (mm)

4555mm

Rộng (mm)

1770mm

Cao (mm)

1745mm

Chiều dài cơ sở (mm)

2750mm

Chiều rộng cơ sở trước/sau

1510/1510mm

Trọng lượng không tải (kg)

1530kg

Dung tích bình nhiên liệu (lít) 55lít
Cửa, chỗ ngồi
Số chỗ ngồi

5 chỗ

22


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

2.2. Kết cấu hệ thống lái xe
2.2.1. Kết cấu vành tay lái
2.2.1.1. Vành tay lái
Vành tay lái có dạng vành tròn có nan hoa bố trí không đều quanh vành trong của
vành tay lái.Trên vô lăng còn được trang bị một phím còi và một số nút điều khiển các
hệ thống khác.
Vô lăng lái được bắt với trục lái nhờ rãnh then hoa có dạng hình tam giác và được
hãm chặt bằng êcu.
2.2.1.2. Nguyên lý làm việc
Vành tay lái là nơi để người lái tác dụng lực gây ra mômen tác dụng vào hệ thống
lái, để điều khiển xe.

Hình 2.2. Kết cấu vành tay lái

23


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

2.2.2 Kết cấu trục lái
2.2.2.1. Trục lái

Hình 2.3. Kết cấu cụm trục lái
1: Cụm trục lái; 2-4-6: Cụm khớp các đăng; 3-5: Cụm trục lái trung gian
Trục lái bao gồm cụm trục lái và trục trung gian lái:
- Cụm trục lái: Trục lái chính được lồng vào trong ống trục lái và được gối trên hai
ổ đỡ, một ổ bằng bi và một ổ bằng bạc.
- Trục lái trung gian có nhiệm vụ nối trục lái chính và cơ cấu lái.
- Trục lái gồm trục lái chính truyền chuyển động quay của vô lăng tới cơ cấu lái và
ống đỡ trục lái để gá lắp trục lái vào thân xe.
- Đầu phía trên của trục lái chính được làm thon, xẻ hình răng cưa và 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
động lên người lái xe khi xe bị tai nạn.Trục lái được gá lên thân xe thông qua một giá đỡ.
Đầu dưới của trục lái chính nối với cơ cấu lái bằng khớp nối các đăng để giảm thiểu việc
truyền chấn động từ mặt đường qua cơ cấu lái lên vô lăng.

24


Khai thác kỹ thuật hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 2004

2.2.2.2. Nguyên lý làm việc của trục lái
Khi người lái tác dụng lực lái vào vô lăng (vành tay lái), thì lực được truyền từ
vành tay lái xuống trục lái và thông qua các khớp các đăng của trục lái lực được truyền
tới cơ cấu lái.

25