ĐỒ ÁN Khảo sát và tính toán hệ thống lái xe ô tô ben HYUNDAI HD370 hai cầu dẫn hướng

EBOOKBKMT.COM

LỜI NÓI ĐẦU
Kể từ khi ra đời đến nay ngành cơ khí động lực không ngừng phát triển và đạt
được thành tựu to lớn.
Ngày nay với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp ôtô
đã chế tạo ra nhiều loại ôtô với hệ thống lái có tính năng kỹ thuật rất cao để đảm
bảo vấn đề an toàn và tính cơ động của ôtô.
Trong tập đồ án tốt nghiệp này em được giao đề tài ” khảo sát hệ thống lái ô tô
HYUNDAI HD-370”. Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến
thức đã học, tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống lái của ôtô
HYUNDAI nói riêng; từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn.
Tập đồ án này trang bị cho người sử dụng, vận hành ôtô có những kiến thức cơ
bản về các hệ thống trên ôtô mà đặc biệt là hệ thống lái. Trong quá trình làm việc
của hệ thống lái không thể tránh khỏi những hư hỏng hao mòn các chi tiết.Vì vậy
đề tài này còn đề cập đến vấn đề bảo dưỡng, sửa chữa.
Được sự hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo Lê Văn Tụy cùng với sự cố gắng
của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đề tài này. Vì thời gian và kiến thức
có hạn nên trong tập đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Vì
vậy em mong các thầy, cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để đề tài của em được
hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo duyệt:Nguyễn Việt Hải. Qua
đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong bộ môn đã truyền đạt
cho em rất nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập ở trường và thời gian
làm đồ án tốt nghiệp.
Đà nẵng, ngày 4 tháng 9 năm 2006.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Thu Nhàn

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 1


EBOOKBKMT.COM
1. MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.
Để đảm bảo an toàn khi ô tô chuyển động trên đường, đòi hỏi người vận
hành: phải có kinh ngiệm xử lý thành thạo các thao tác điều khiển. Mặt khác để
thuận tiện cho người vận hành thực hiện các thao tác đó đòi hỏi ô tô phải có tính
năng an toàn cao. Mà hệ thống lái là một bộ phận quang trọng đảm bảo tính năng
đó. Việc quay vòng hay chuyển hướng của ô tô khi gặp các chướng ngại vật trên
đường đòi hỏi hệ thống lái làm việc thật chuẩn xác.
Đối với các loại xe tải thân dài thường hay gặp trở ngại khi quay vòng, tay lái
nặng, mau hỏng lốp do vậy các xe thân dài thường đươc bố trí hai cầu dẫn hướng
cùng với bộ trợ lực lái nhằm giảm kích thước vành tay lái và giảm nhẹ lực đánh tay
lái của người điều khiển mà không làm tăng kích thước của cơ cấu lái.
Chất lượng của hệ thống lái phụ thuộc rất nhiều vào công tác bảo dưỡng sửa
chữa. Muốn làm tốt việc đó thì người cán bộ kỹ thuật cần phải nắm vững kết cấu và
nguyên lý làm việc của các bộ phận của hệ thống lái.
Đề tài khảo sát và tính toán kiểm tra mong muốn đáp ứng một phần nào mục
đích đó. Nội dung của đề tài đề cập đến các vấn đề sau:
Khảo sát hệ thống lái.
Tính toán kiểm tra.
Chẩn đoán sửa chữa.
Các nội dung của đề tài cung cấp những kiến thức cần thiết về hệ thống lái,
phương pháp tính toán kiểm tra hệ thống lái, bên cạnh đó đề tài còn mang một nội
dung như một tài liệu hướng dẫn sử dụng bảo dưỡng sửa chữa.
2. GIỚI THIỆU Ô TÔ HYUNDAI - HD370:
Ô tô HYUNDAI - HD370 được sản xuất tại Hàn Quốc vào năm 1999. Đây là
loại ô tô tải, có thùng hàng tự đổ. Nó có nhiều ưu điểm và được đưa vào sử dụng
rộng rãi. Các đặc tính kỹ thuật của xe, thiết bị an toàn khi chạy xe, thao tác vận

hành đảm bảo được yêu cầu cao về vận tải ô tô trên thế giới. Ô tô HYUNDAI HD370 là loại ô tô có hai cầu trước dẫn hướng và hai cầu sau chủ động, công thức
bánh xe 8 x 4. Xe có tải trọng là 23000 kg.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 2


EBOOKBKMT.COM

Hình 2.1. Tổng thể ô tô HYUNDAI - HD370 .
2.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH.
Dưới đây là các thông số kỹ thuật chính của ô tô HYUNDAI - HD370:
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật chính của ô tô HYUNDAI - HD370:
S

Tên thông số

1
2
3

Chiều dài toàn bộ
Chiều rộng toàn bộ
Chiều cao toàn bộ
Dài
Rộng
Thùng
Cao

TT

Ký

Giá trị

La
Ba
Ha

8645
2495
3150
5300
2300
1280

mm
mm
mm
mm
mm
mm

1850

mm

2098

mm

hiệu

4
xe

vị

Chiều rộng cơ sở
5

Bánh sau

Đơn

Bs

Bánh trước
Bt
6

Tự trọng

Go

14635

KG

7
8

Tải trọng
Vận tốc cực đại

Gt
Vma

23000
94

KG
Km/
h

x

9

Trọng lượng toàn bộ

Ga

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

37635

Trang 3

KG


EBOOKBKMT.COM
Trọng lượng phân bố lên

Ga12

11290,5

KG

cầu 1,2
Trọng lượng phân bố lên

Ga34

26344.5

KG

cầu 3,4
Động cơ

Die

D8AX

Thể tích công tác 1 xi

Vh

2004

cm3

Công suất cực đại của

Ne

407

KW

động cơ
max
1
Số vòng quay ứng với
nN

2000

v/p

Nemax
1
Mômen cực đại của động

Me

1668

N.m

nM

1200

v/p

Memax
1
Tỷ số nén

ε

15,5

1

Đường kính xy lanh

D

135

mm

1

Hành trình pittông

S

140

mm

Số 1

ih1

L
9

Số 2

ih2

Số 3

ih3

1
0

sel
1

1

lanh
1

2
3
4

cơ

max

1
5

Số vòng quay ứng với

6
7
8
H
7

.153

.145
4

3

.783
1
9

Tỷ
số
truyền
hộp
số

.733
2

2

.765
Số 4

ih4

.158
1

1

.666
Số 5

ih5

.301
1

0

.000
Số lùi

ihL

.780
8

6

.105
2

Số bánh

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

.327
12

Trang 4


EBOOKBKMT.COM
0

2

Công thức bánh xe

8×4

2

Số chỗ ngồi kể cả người

3

Khả năng leo dốc

0,607

1
2

lái
2

3

tg(θ
)

2

Bán kính quay vòng min

2

Thùng nhiên liệu

Rmin

9,53

m

400

dm3

1700

mm

2900

mm

1300

mm

4
5
Trục1

2
6

-2
Khoảng cách
giữa các trục

Trục
2-3
Trục
3-4

2
7

Cở lốp

Trước
Sau

12R22,5-16PR
12R22,5-16PR

2.2. KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ:
2.2.1. Động cơ:
Động cơ ô tô HYUNDAI - HD370 có những đặc điểm kết cấu và những thông
số kỹ thuật như sau:
- Xi lanh bố trí dạng chữ V.
-Động cơ diesel 4 kỳ, dùng xupáp treo bố trí trên 2 hàng thành góc 90 0
- Số lượng xi lanh: 8

Thứ tự làm việc của xy lanh:1-2-7-3-4-5-6-8.
Thân xi lanh làm bằng gang, có các ống lót ướt để tháo, ngoài ống lót còn có
các áo nước để làm mát.
Nắp xi lanh: có hai nắp bố trí hình chữ V theo thân động cơ, làm bằng hợp kim
nhôm.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 5


EBOOKBKMT.COM
Piston: trên đỉnh piston có khoét lõm để tạo buồng cháy dạng ω trên thân
piston có bố trí 4 sécmăng trong đó 3 sécmăng khí và 1 sécmăng dầu.
Chốt piston được chế tạo bằng thép.
Trục khuỷu: được chế tạo bằng thép, có 5 gối đở cổ trục. Trên trục khuỷu có
bố trí các đối trọng. Trong trục khuỷu có chứa các đường dầu bôi trơn để dẫn dầu
đi bôi trơn các khuỷu và cổ trục khuỷu.
Thanh truyền:làm bằng thép, tiết diện ngang có dạng chử I. Trong thân thanh
truyền có đường dầu để dẫn dầu từ cổ khuỷu đi lên bôi trơn chốt khuỷu. Đầu nhỏ
thanh truyền có bạc lót bằng đồng thanh.
Bánh đà có dạng hình chậu, vật liệu chế tạo bằng gang. Trên bánh đà có vành
răng bằng thép để truyền động từ bộ khởi động sang động cơ để khởi động động
cơ.
2.2.1.1. Hệ thống bôi trơn.
Dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức nhờ bơm dầu tạo ra áp lực để đưa dầu
đi bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát.
Bơm dầu: dùng bơm bánh răng, được dẫn động từ trục cam động cơ.
Bầu lọc: dùng bầu lọc li tâm hoàn toàn, bầu lọc được lắp nối tiếp với mạch dầu
từ bơm dầu bơm lên. Do đó toàn bộ dầu nhờn do bơm dầu cung cấp điều đi qua bầu

lọc. Một phần dầu nhờn phun qua lổ phun làm quay rôto của bầu lọc rồi về lại cácte
còn phần lớn dầu nhờn được lọc sạch rồi đi theo đường dầu chính để đi bôi trơn và
làm mát các bề mặt ma sát.
Bộ tản nhiệt: để làm mát dầu nhờn sau khi dầu nhờn đi bôi trơn và làm mát
các bề mặt ma sát. Bộ tản nhiệt dạng ống, làm mát bằng không khí được lắp trước
bộ tản nhiệt dùng nước. Dầu sau khi được làm mát được trở lại cácte động cơ.
2.2.1.2. Hệ thống làm mát
Trong ô tô HYUNDAI - HD370, người ta sử dụng phương pháp làm mát tuần
hoàn cưởng bức một vòng kín. Nước từ két nước được bơm nước hút vào động cơ
để làm mát. Nước sau khi đi làm mát động cơ được đưa trở lại két nước để làm
mát.
Bơm nước kiểu li tâm truyền động từ trục khuỷu qua dây đai hình thang.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 6


EBOOKBKMT.COM
Quạt gió có 8 cánh uốn cong được đặt sau két nước làm mát để hút gió, làm
tăng lưu lượng gió qua kết làm mát nước.
Két làm mát nước được đặt trước đầu của ôtô để tận dụng lượng gió qua két
để làm mát nước.
Dung tích nước làm mát trong động cơ là 44 lít.
2.2.1.3. Hệ thống nhiên liệu.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu thuộc loại cưỡng bức nhờ bơm nhiên liệu để
chuyển nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp.
Thùng nhiên liệu có dung tích 400 lít.
Bơm cao áp có 8 tổ bơm đặt thẳng hàng và được dẫn động từ trục cam của
động cơ. Trên bơm cao áp có đặt bộ điều tốc để hạn chế tốc độ khi động cơ vượt

tốc .

Có 8 vòi phun đặt trên nắp máy của động cơ.

2.2.2. Hệ thống điện.
Hệ thống điện trong ôtô có hiệu điện thế là 24 V.
Hệ thống gồm bình ắcqui, máy phát điện, các đồng hồ đo, đồng hồ kiểm tra
được lắp ở bên trong, phía trước lái xe. Gồm hệ thống cung cấp năng lượng, khởi
động động cơ và các thiết bị chiếu sáng bên trong và bên ngoài, hệ thống âm thanh
và thông gió, các thiết bị điện phụ trợ và hệ thống gạt nước, hệ thống khoá vi sai và
đèn gầm, các đèn kiểm tra thông báo cho biết các chế độ làm việc của từng hệ
thống khi không đảm bảo yêu cầu, cho phép người lái kịp thời đưa ra những biện
pháp cần thiết để khắc phục hỏng hóc.
2.2.3. Hệ thống truyền lực.
2.2.3.1. Ly hợp
Ly hợp loại một đĩa ma sát khô, có bộ triệt tiêu dao động xoắn kiểu đàn hồi
bằng 4 lò xo trụ bố trí xung quanh đĩa.
Đĩa ma sát có đường kính trong là 250 mm và đường kính ngoài 430 mm
Đĩa ép làm bằng gang, có 12 lò xo trụ bố trí xung quanh để ép đĩa tỳ sát vào
đĩa ma sát.
Có 4 càng mở ly hợp
Dẫn động thủy lực được trợ lực bằng khí nén.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 7


EBOOKBKMT.COM
2.2.3.2. Hộp số.

Trên xe HYUNDAI - HD370 người ta lắp hộp số chính và hộp số phụ dẫn
động bằng cơ khí.
Hộp số chính có 5 cấp số, 2 đồng tốc và một số lùi số hộp số phụ có 2 cấp số,
một cấp chậm và một cấp nhanh. Như vậy tỷ số truyền cấp chậm của hộp số có 5 số
với số 5 là số truyền thẳng; tỷ số truyền cấp nhanh của hộp số có 5 số với số 5 là số
truyền tăng tỷ số truyền số lùi của hộp số có 2 số, một số chậm và một số nhanh.
Việc sử dụng số truyền tăng sẽ làm tăng tính kinh tế và tính chất động lực của ôtô.
Sử dụng các bộ đồng tốc trong hộp số làm cho việc chuyển số được dể dàng
và êm dịu. Đồng tốc làm việc theo nguyên lý ma sát.
đây là bảng tỷ số truyền của các tay số.
Bảng 2.2. Tỷ số truyền của các tay số
Tỷ số truyền
Tỷ số truyền số 1:
Tỷ số truyền số 2:
Tỷ số truyền số 3:
Tỷ số truyền số 4:
Tỷ số truyền số 5:
Tỷ số truyền số lùi:
2.2.3.3. Các đăng.

Cấp chậm
9,153
4,783
2,765
1,666
1,000
8,105

Cấp nhanh
7,415

3,733
2,158
1,301
0,780
6,327

Các đăng được nối giữa hộp số và hai cầu chủ động sau. Trên các đăng có 2
khớp nối chữ thập và một khớp nối bằng then hoa.
Trong khớp nối chử thập có lắp các ổ bi kim. Khớp nối then hoa dùng để thay
đổi chiều dài trục các đăng khi dầm cầu sau dao động tương đối so với khung xe.
Xe HYUNDAI - HD370 có ba trục các đăng và năm khớp nối và một bệ trung
gian.
2.2.3.4. Vi sai -bán trục
Vi sai của ôtô HYUNDAI - HD370 là vi sai có dạng bánh răng côn với 4 bánh
răng hành tinh. Số răng của bánh răng vi sai là 10.
2.2.3.5. Cầu xe.
Gồm hai cầu trước và hai cầu sau:

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 8


EBOOKBKMT.COM
Hai cầu trước là cầu bị động, làm bằng thép, được dập theo dạng tiết diện chử
I, ở các đầu mút của dầm có các lổ để ghép dầm với cam quay bằng chốt chuyển
hướng. Dầm cầu trước được nối với khung xe qua các lá nhíp của hệ thống treo
phía trước.
Hai cầu sau là cầu chủ động. Truyền lực chính là truyền lực đơn với cặp bánh
răng côn. Tỷ số truyền lực chính io = 6,166.

2.2.4. Xăm lốp và bánh xe.
Lốp bánh xe ôtô HYUNDAI - HD370 có hai loại như sau:
Lốp trước: 12R22,5-16PR
Lốp sau:

12R22,5-16PR

Đường kính mayơ bánh xe: DM = 572 mm.
Trên xe có 14 bánh xe, 4 bánh xe ở hai cầu trước, 8 bánh xe ở hai cầu sau, và
2 bánh xe dự trữ gắn trên thành trước thùng hàng.
Áp suất cho phép trong lốp khi chạy trên đường cứng:
Bánh trước: 8,5 (kg/cm2)
Bánh sau:

8,4 (kg/cm2)

Bánh dự trữ có áp suất: 8,4 (kg/cm2)
2.2.5. Hệ thống treo.
Hệ thống treo trước: là hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi loại nhíp, bộ
giảm chấn dùng bằng thuỷ lực kiểu ống lồng tác dụng thuận nghịch.
Có 4 lá nhíp, có biên dạng hình chử nhật. Nhíp được bắt chặt vào gầm cầu
bằng 2 bulông hình chữ U. Trong phần trước của nhíp có các tai nhíp tháo được,
trong lổ của tai nhíp có ép các ống lót. Mút sau của nhíp được bắt di động trên
khung xe bằng liên kết bản lề.
Chiều rộng lá nhíp: 88 (mm)
Chiều dày lá nhíp: 23 (mm)
Chiều dày của lá nhíp dài nhất: 1500 (mm)
Bán kính cong của nhíp: 90 (mm)
Độ cứng của lá nhíp: 56,4 ( 4,2 (N/mm)
Giảm chấn : Các thông số của giảm chấn được trình bày ở bảng dưới đây:

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 9


EBOOKBKMT.COM
Bảng 2.3. Các thông số kỹ thuật của giảm chấn:
Đường

kính

trong / Đường kính
ngoài

Hành
trình nén (mm)

Hành trình
trả

(mm)
Trục 1
290
430
φ35/φ70,5
Trục 2
240
380
φ35/φ70,5

Hệ thống treo sau: là hệ thống treo phụ thuộc, gồm có 12 lá nhíp bố trí kiểu
cân bằng. Cách bố trí này đảm bảo cho phản lực pháp tuyến trên bánh xe của các
cầu này luôn luôn bằng nhau và cầu không bị treo khi xe chuyển động trên các
đường có mấp mô lớn.
Chiều dài của lá nhíp dài nhất: 1470 (mm)
Chiều rộng các lá nhíp:

90 (mm)

Chiều dày các lá nhíp: 20 (mm) có 3 lá nhíp.
18 (mm) có 8 lá nhíp.
Bán kính cong của lá nhíp: 34 (mm)
Độ cứng của các lá nhíp:

207 ( 22 (kG/mm)

2.2.6. Hệ thống phanh.
Ôtô HYUNDAI - HD370 được trang bị các loại hệ thống phanh chính, hệ
thống phanh dừng, phanh phụ trợ.
Cơ cấu phanh bánh xe kiểu tang trống, có hai má phanh với đầu cố định cùng
phía. Dẫn động hệ thống phanh chính bằng khí nén, có hai đường phanh riêng
biệt cho các cơ cấu phanh. Khi đỗ, ôtô được phanh nhờ cơ cấu phanh các bánh
sau dưới tác dụng của lực lò xo trong các bầu phanh. Cơ cấu phanh phụ trợ
được đặt ở đường ống xả. Phanh phụ trợ hoạt động theo nguyên lý chắn lưu
lượng dòng khí xả và giảm lượng nhiên liệu cung cấp. Trường hợp hệ thống
phanh chính bị hỏng ta có thể dùng phanh dừng để phanh xe tạm thời.
Máy nén khí: kiểu hai xi lanh bố trí hình chữ V, có hệ thống làm mát nắp xi
lanh, có cơ cấu giảm tải nằm trong thân xi lanh.
2.2.7. Hệ thống lái.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 10


EBOOKBKMT.COM
Cơ cấu lái trên ôtô HYUNDAI - HD370 là loại liên hợp: Trục vít- êcu bi
-thanh răng - cung răng, có bộ trợ lực lái bằng thuỷ lực. Dẫn động hệ thống lái
thông qua trục lái, khớp cácđăng và các khâu khớp trong hình thang lái, cơ cấu
lái và trợ lực lái được bố trí chung thành một cụm, cơ cấu lái được bắt chặt
vào khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái iω = 22,76.
Bơm dầu trợ lực lái là loại bơm cánh gạt tác dụng kép, số cánh gạt là 10 cánh,
trên thân bơm có bố trí van an toàn.
Hình thang lái được bố trí phía sau cầu trước.
3.

LÝ

THUYẾT

CHUNG

VỀ

HỆ

THỐNG

LÁI:

3.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU.
3.1.1. Công dụng.
Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dung để giữ cho ô tô máy kéo chuyển động
theo một hướng xác định nào đấy và để thay đổi hướng chuyển động khi cần
thiết
Hệ

theo
thống

yêu
lái

nói

cầu

cơ

động

chung

gồm

các

của
bộ

xe.

phận

chính

sau:

Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: dùng để tăng và truyền mô men do người lái tác
dụng

lên

vô

lăng

đến

dẫn

động

lái.

Dẫn động lái: dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn
hướng và để đảm bảo động học quay vòng cần thiết của chúng
Cường hoá lái: thường sử dụng trên các xe tải trọng lớn và vừa. Dùng để giảm
nhẹ lực quay vòng cho người lái bằng nguồn năng lượng bên ngoài. Trên các

xe cở nhỏ có thể không có.
3.1.2. Phân loại.
Theo

cách

bố

trí

vô

lăng:

Vô lăng bố trí bên trái ( tính theo chiều chuyển động ): dùng cho những nước
thừa nhận luật đi đường chiều thuận là phía bên phải như các nước XHCN
trước đây, Pháp, Mỹ, . . .
Vô lăng bố trí bên phải: dùng cho các nước thừa nhận chiều thuận là phía trái
như Anh, Nhật, Thuỵ Điển, . . .

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 11


EBOOKBKMT.COM
Theo kết cấu cơ cấu lái chia ra các loại:
Trục vít - Cung răng.
Trục vít - Con lăn.
Trục vít - Chốt quay.

Bánh răng - Thanh răng.
Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của cường hoá lái :
Cường hoá thuỷ lực .
Cường hoá khí ( khí nén hoặc chân không ).
Cường hoá điện (ít dùng).
Cường hoá cơ khí (ít dùng).
Theo số lượng bánh xe dẫn hướng, chia ra các loại:
Các bánh xe dẫn hướng là các bánh ở cầu trước.
Các bánh xe dẫn hướng ở cả hai cầu (cầu trước và cầu sau).
Các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu.
3.1.3. Yêu cầu.
Hệ thống phải đảm bảo những yêu cầu chính sau:
Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định: để đảm bảo yêu cầu này thì:
Hành trình tự do của vô lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vô lăng ở
vị trí trung gian tương ứng chuyển động thẳng phải nhỏ (Không lớn hơn 150 khi có
cường hoá và không lớn hơn 50 khi không có cường hoá ).
Các bánh xe dẫn hướng phải có tính ổn định tốt.
Không có hiện tượng tự dao động các bánh xe dẫn hướng ở mọi điều kiện
làm việc và mọi chế độ chuyển động.
Đảm bảo tính cơ động cao: tức là xe có thể quay vòng thật ngoặc, trong một
thời gian ngắn, trên một diện tích thật bé.
Đảm bảo động học quay vòng đúng: để các bánh xe không bị trược lê: gây
mòn lốp, tiêu hao công suất vô ích và giảm tính ổn định của xe.
Giảm được các va đập từ bánh xe dẫn hướng truyền lên vô lăng khi chạy
trên đường xấu hoặc gặp chướng ngại vật.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 12

EBOOKBKMT.COM
Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện lực điều khiển lớn nhất cần tác dụng lên
vô lăng (Plmax) được qui định theo tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn nghành:
Đối với xe du lịch và tải trọng nhỏ: Plmax không được lớn hơn 150 ÷ 200
N
Đối với xe tải và khách không được lớn hơn 500 N.
Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và mô men quay các bánh xe
dẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường ) củng như sự tương ứng động học giữa
góc quay của vô lăng và của các bánh dẫn hướng.
3.2. CÁC SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LÁI.
3.2.1. sơ đồ hệ thống lái vớI hệ thống treo phụ thuộc:
Trên hình 3.1: Trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc:
11
7
8
10

9

13

12
9
β
1

2

4

5

Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc.
1 - Vô lăng; 2 - Trục lái; 3- cơ cấu lái; 4 - Trục ra của cơ cấu lái; 5 - Đòn quay
đứng; 6 - Đòn kéo dọc; 7 - Đòn quay ngang; 8 - Cam quay; 9 - Cạnh bên của hình
thang lái; 10 - Đòn kéo ngang; 11-Bánh xe; 12-Bộ phận phân phối; 13 - Xi lanh lực.
3.2.2. sơ đỒ hỆ thống lái với hệ thỐng treo đỘc lẬp:
``Trên hình 3.2 trình bày sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 13


EBOOKBKMT.COM

9

β

3

7
8

5
2

4

1

Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập.
1-Vô lăng; 2- Trục lái; 3-Cơ cấu lái; 4-Trục ra; 5-Đòn quay đứng; 6-Bộ phận
hướng của hệ thống treo; 7-Đòn kéo bên; 8-Đòn lắc; 9-Bánh xe.

3.2.3. Sơ đồ hệ thống lái hai cầu dẫn hướng:

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 14


EBOOKBKMT.COM
Trên hình 3.3. là sơ đồ hệ thống lái hai cầu dẫn hướng.
7
5

Cáö
u1
6
3
2

4

1

1

Cáö
u2

Cáö
u3
Hình 3.3. sơ đỒ hỆ thỐng lái hai cẦu dẪn hưỚng
1.Vô lăng; 2.Trục lái; 3. cơ cấu lái; 4. Trục ra của cơ cấu lái; 5. Đòn nghiêng bên;
6. Thanh kéo trung gian; 7. Thanh kéo ngang.
3.3. CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN CHÍNH:
3.3.1. Vô lăng:
Vô lăng hay còn gọi là bánh lái thường có dạng tròn với các nan hoa, dùng để
tạo và truyền mô men quay do người lái tác dụng lên trục lái.Các nan hoa có thể bố
trí đối xứng hoặc không, đều hay không đều tuỳ theo sự thuận tiện khi lái.
Bán kính vô lăng được chọn phụ thuộc vào loại xe và cách bố trí chổ ngồi của
người lái, dao động từ 190 mm ( đối với xe du lịch cở nhỏ ) đến 275 mm (đối với
xe tải và xe khách cở lớn ).

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 15


EBOOKBKMT.COM
3.3.2. Trục lái:
Trục lái là một đòn dài có thể đặc hoặc rỗng, có nhiệm vụ truyền mô men từ vô
lăng xuống cơ cấu lái. Độ nghiêng của trục lái sẽ quyết định góc nghiêng của vô
lăng, nghĩa là ảnh hưởng đến sự thoải mái của người lái khi điều khiển.
3.3.3. Cơ cấu lái:
Cơ cấu lái thực chất là một hộp giảm tốc, có nhiệm vụ biến chuyển động quay

tròn của vô lăng thành chuyển động góc ( lắc ) của đòn quay đứng và bảo đảm tăng
mô men theo tỷ số truyền yêu cầu.
3.3.3.1. Các thông số đánh giá cơ bản:
a. Tỷ số truyền động học:

iω =

dθ ωθ ωv
=
=
dϕ ω ϕ ω r

(3.1)

Ở đây:
θ, ϕ: Các góc quay tương ứng của trục vào (vô lăng) và trục ra (đòn quay
đứng)
ωθ, ωϕ: Các vận tốc góc tương ứng.
iω được chọn xuất phát từ điều kiện là: Đảm bảo cho góc quay cần thiết của
vô lăng để quay các bánh xe dẫn hướng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên
không lớn hơn 1,8 vòng đối với ô tô du lịch và không lớn hơn 3 vòng đối với ô tô
tải và ô tô khách, nhằm đảm bảo yêu cầu cơ động cao và thuận tiện điều khiển khi
xe quay vòng.
Giá trị của iω phụ thuộc vào loại và cở xe, thường nằm trong giới hạn 13...22
đối với ôt tô du lịch và 20...25 đối với ô tô tải và khách, trong một số trường hợp có
thể tới 40.
iω có thể được thiết kế không đổi hoặc thay đổi theo góc quay của vô lăng. Cơ
cấu lái có iω thay đổi thường được dùng trong hệ thống lái không có cường hoá.
Mặc dù kết cấu không phức tạp nhưng tính công nghệ kém hơn nên đắt hơn so với
loại cơ cấu lái có iω không đổi.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 16


EBOOKBKMT.COM
Qui luật thay đổ iω có một số dạng khác nhau tuỳ thuộc vào loại, kích cỡ và
tính năng của xe:
Đối với các xe thông thường: Qui luật thay đổi iω có dạng như trên hình 3.4

iω
1
3
2

3
0
2
6
2

4

5 4 3
0 0 0
đường 4 là hợp lý nhất.

3
8

3
4

2 1
0 0

2
1
08 1
0

2 3
0 0

4 5
0 0

β

Hình 3.4. Các quy luật đặc trưng cho sự thay đổi tỷ số truyền động học.
Trong phạm vi góc quay θ≤ 90 0 ÷120 0 , tỷ số truyền iω cần phải lớn để tang
độ chính xác điều khiển và giảm lực cần tác dụng lên vô lăng. Khi xe chạy trên
đường thẳng với tốc độ lớn, theo số liệu thống kê thì đa số thời gian hệ thống lái
làm việc với góc quay nhỏ của vô lăng quanh vị trí trung gian. i ω tăng còn làm
giảm được các va đập từ mặt đường truyền đến vô lăng.
Ở các góc quay θ> 90 0 ÷120 0 , tỷ số truyền iω cần phải giảm để tăng tốc độ quay
vòng, tăng tính cơ động của xe.
Đối với xe có tốc độ thấp và trọng lượng toàn bộ lớn: Qui luật thay đổi i ω
được làm theo đường 2, để khi quay vòng không ngoặc tương đối thường xuyên thì
lực cần tác dụng nhỏ.

Trên các xe tốc độ rất lớn: Thường sử dụng qui luật như đường1. Khi đó,
trong thời gian chuyển động thẳng với tốc độ rất lớn điều khiển ô tô được nhạy, còn
khi quay vòng ngoặt với tốc độ vừa phải thì giảm được lực tác dụng.
Đối với các xe có cường hoá lái: thì iω được làm không đổi (đường 3)
vì lúc này vấn đề cần giảm nhẹ điều khiển đã có cường hoá giải quyết.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 17


EBOOKBKMT.COM
b. Tỷ số truyền lực:

iF =

M r M dq
=
M v M vl

(3.2).

Ở đây:
i F - Tỷ số truyền lực.
M r - Mô men ra khỏi cơ cấu lái (hay trên đòn quay đứng).
M V - Mô men vào cơ cấu lái(hay trên vô lăng) .

c. Hiệu suất:
Hiệu suất của cơ cấu lái có thể xác định theo công thức sau:

ηt =

N r M r ωr iF
=
=
N v M vω v iω

(3.3)

Ở đây:
M r , MV

- Các mô men đo ở đầu ra và đầu vào của cơ cấu lái.

N r , N V - Các tốc độ góc tương ứng ở đầu ra và đầu vào của cơ cấu lái.

iω - Tỷ số truyền động học.
Do hiệu suất của cơ cấu lái có giá trị khác nhau tuỳ theo chiều truyền lực từ
trên trục lái xuống hay từ dưới bánh xe dẫn hướng lên, nên người ta phân biệt:
Hiệu suất thuận ηth: là hiệu suất tính theo chiều truyền lực từ trên trục lái
xuống các bánh xe dẫn hướng.
Hiệu suất nghịch ηng: là hiệu suất tính theo chiều truyền lực từ dưới bánh xe
dẫn hướng lên vô lăng.
Hiệu suất thuận của cơ cấu lái cần phải lớn để giảm tổn thất lực và giảm nhẹ
lực điều khiển. Trong khi đó hiệu suất nghịch cần phải nhỏ để giảm các va đập
truyền từ hệ thống chuyển động lên vô lăng. Tuy vậy hiệu suất nghịch không được
không được quá thấp vì sẽ làm mất tác dụng của mô men ổn định và bánh dẫn
hướng sẽ không tự trở về được vị trí trung gian khi bị lệch khỏi vị trí đó do va đập
và người lái bị mất cảm giác đường.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 18


EBOOKBKMT.COM
Khi sử dụng cường hoá thì yêu cầu đặt ra với các giá trị hiệu suất giảm đi
nhiều. Do lúc này cường hoá vừa đảm bảo lái nhẹ vừa dập tắc những va đập
truyền từ bánh xe lên vô lăng.
d. Khe hở trong cơ cấu lái.
Khe hở trong cơ cấu lái cần phải nhỏ ở vị trí trung gian của vô lăng ứng với
chuyển động thẳng của xe. Ở vị trí này, bề mặt làm việc các chi tiết của cơ cấu lái
làm việc nhiều nên cường độ mài mòn lớn và khe hở tang nhanh hơn ở các vị trí
khác. Do vậy, để khi điều chỉnh khe hở không xảy ra kẹt ở các vị trí biên, khe hở ở
các vị trí này được làm tăng lên bằng các biện pháp kết cấu và công nghệ. Trong
quá trình sử dụng, chênh lệch giá trị khe hở sẽ giảm dần.

Hình 3.5. Sự thay đổi khe hở trong cơ cấu lái
1-Còn mới; 2-Đã sử dụng (bị mòn);
3-Sau khi đã điều chỉnh khe hở ở vị trí trung gian.
3.3.3.2. Các cơ cấu lái thông dụng.
a. Loại trục vít - cung răng.
Loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, làm việc bền vững. Tuy vậy có
nhược điểm là hiệu suất thấp ηth= 0,5….0,7; ηng=0,4….0,55), điều chỉnh khe hở ăn
khớp phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục trục vít.
Cung răng có thể là cung răng thường đặt ở mặt phẳng đi qua trục trục vít
(hình 3.6) hoặc đặt ở phía bên cạnh (hình 3.7). Cung răng đặt bên có ưu điểm là
đường tiếp xúc giữa răng cung răng và răng trục vít khi trục vít quay dịch chuyển
trên toàn bộ chiều dài răng của cung răng nên ứng suất tiếp xúc và mức độ mài mòn
giảm, do đó tuổi thọ và khả năng tải tăng. Cơ cấu lái loại này thích hợp cho các xe

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 19


EBOOKBKMT.COM
ti c ln. Trc vớt cú th cú dng tr trũn hay glụbụớt (lừm). Khi trc vớt cú dng
glụbụit thỡ s rng n khp tng nờn gim c ng sut tip xỳc v mi mũn.
Ngoi ra cũn cho phộp tng gúc quay ca cung rng m khụng cn tng chiu
di ca trc vớt.

Hỗnh 3.6. Cồ cỏỳu truỷc vờt hỗnh truỷ - cung
rng õỷt giổợa.
1- ỉ bi; 2- Truỷc vờt ; 3- Cung rng; 4- Voớ.

Hỗnh 3.7. Cồ cỏỳu laùi loaỷi truỷc vờt
hỗnh truỷ - cung rng õỷt bón
T s truyn c
cu
vớt - cung
khụng i
v xỏc
nh theo cụng
1- ỉ lỏi
bi;trc
2- Truỷc
vờt;rng
3- Cung
rng;

4- Voớ.
thc:
i =

2R 0
tZ1

(3.4)

SVTH: NGUYN TH THU NHN- Lp 24C4

Trang 20


EBOOKBKMT.COM
õy:
R0 - Bỏn kớnh vũng ln ca cung rng.

.

t - Bc trc vớt.
Zt - S mi ren trc vớt.
Gúc nõng ca ng ren vớt thng t 80 ữ 120. Khe h n khp khi quay
ũn quay ng t v trớ trung gian n cỏc v trớ biờn thay i t 0,03 ữ 0,05 mm.
S thay i khe h ny c m bo nh mt sinh trc vớt v vũng trũn c s ca
cung rng cú bỏn kớnh khỏc nhau.
b. Loi trc vớt - con ln:
C cu lỏi loi trc vớt - con ln (hỡnh 3.8) c s dng rng rói trờn cỏc loi
ụ tụ, do cú u im:
Kt cu nh gn.

Hiu sut cao do thay th ma sỏt trc bng ma sỏt ln:
Hiu sut thun: th = 0,77ữ0.82
Hiu sut nghch: ng = 0,6.
iu chnh khe h n khp n gin v cú th thc hin nhiu ln.
cú th iu chnh khe h n khp, ng trc ca con ln c b trớ lch
vi ng trc ca trc vớt mt khong 5ữ7 mm. Khi dch
chuyn con ln dc theo trc quay ca ũn quay ng thỡ khong cỏch trc
gia con ln v trc vớt thay i, do ú khe h n khp cng s thay i theo.
S thay i khe h n khp t v trớ gia n v trớ biờn thc hin bng cỏch
dch trc O2 ca ũn quay ng ra khi tõm ca mt tr chia O 1 mt lng x=2,5ữ5
mm.
T s truyn c cu lỏi trc vớt - con ln c xỏc nh theo cụng thc:

i =

2R K 2R0 R K
R
=
= i 0 K
tZ 1
tZ 1 R0
R0

(3.5).

Hỗnh 3.8. Cồ cỏỳu laùi truỷc vờt glọbọit - con ln hai
Trang 21
vaỡnh
1- Truỷc õoỡn quay õổùng; 2- óỷn õióửu chốnh; 3- Nừp
trón; 4- Vờt õióửu chốnh; 5- Truỷc vờt ; 6- óỷm õióửu

SVTH: NGUYN TH THU NHN- Lp 24C4


EBOOKBKMT.COM

Ở ĐÂY:
t - Bước trục vít.
Zt- Số mối ren trục vít.
Rk- Bán kính vòng tiếp xúc giữa con lăn và trục vít (khoảng cách từ điểm tiếp
xúc đến tâm đòn quay đứng ).
R0- Bán kính vòng chia của bánh răng cắt trục vít.
i0- Tỷ số truyền giữa bánh răng cắt và trục vít.
Theo công thức trên ta thấy io thay đổi theo góc quay trục vít. Tuy vậy sự thay
đổi này không lớn, chỉ khoảng 5% ÷ 7%(từ vị trí giữa ra vị trí biên) nên có thể xem
iω ≈ constant.

c. Loại trục vít - chốt quay.
Trên hình 3.9 là kết cấu của cơ cấu lái trục vít - chốt quay.
Ưu điểm: có thể thiết kế với tỷ số truyền thay đổi, theo quy luật bất kỳ nhờ
cách chế tạo bước răng trục vít khác nhau.Vì thế cơ cấu lái loại này dùng nhiều ở
hệ thống lái không có cường hoá và chủ yếu trên các ô tô tải và khách.

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 22


EBOOKBKMT.COM
Hiệu suất thuận và nghịch của cơ cấu lái loại này vào khoảng 0,7.

Nhược điểm: chế tạo phức tạp ,tuổi thọ không cao nên hiện nay ít sử dụng.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái được xác định theo công thức:
iω =

2πR
cosϕ
t

(3.6)

Ở đây: ϕ - Góc quay của đòn quay đứng.
R2 - Bán kính đòn dặt chốt.

Hình 3.9. Cơ cấu lái trục vít - chốt quay (loại một chốt).
1 - chốt quay; 2 - Trục vít; 3 - Đòn quay.
d. Loại bánh răng - thanh răng.
Trên hình 3.10 là kết cấu của cơ cấu lái bánh răng - thanh răng. Bánh răng có
thể có răng thẳng hay răng nghiêng. Thanh răng trượt trong các ống dẫn hướng. Để
đảm bảo ăn khớp không khe hở, thanh răng được ép đến bánh răng bằng lò xo.
Ưu điểm:
Có tỷ số truyền nhỏ, i ω nhỏ dẩn đến độ nhạy cao. Vì vậy nó được sử dụng
rộng rải trên các xe đua, du lịch cở nhỏ, thể thao ...
Hiệu suất cao.
Kết cấu gọn, đơn giản, dễ chế tạo.
Nhược điểm:
Lực điều khiển lớn ( do iω nhỏ )

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 23

EBOOKBKMT.COM
Khụng s dng c vi h thng treo trc loi ph thuc .
Nhy cm vi va p t mt ng do ma sỏt nh (hiu sut nghch ln).

Hỗnh 3.10. Cồ cỏỳu laùi baùnh
rng - thanhrng
1 - Baùnh rng ; 2- Thanh rng.
Hỗnh 3.11. Sồ õọử lừp õỷt cồ cỏỳu laùi baùnh rngthanh rng.
1- Khồùp nọỳi; 2- Thanh rng.

e. Loi liờn hp.
Thng dựng nht l loi Trc vớt-ấcu-Bi-Thanh rng-Cung rng.
Trờn hỡnh 3.12 l kt cu c cu loi trc vớt - ờcu bi - thanh rng cung rng.
ấcu (5) lp lờn trc vớt ( 6 ) qua cỏc viờn bi nm theo rnh ren ca trc vớt nh ú
ma sỏt trt c thay bng ma sỏt ln. Phn di ca ờcu bi cú ct cỏc rng to
thnh thanh rng n khp vi cung rng lp trờn trc (4 ).

SVTH: NGUYN TH THU NHN- Lp 24C4

Trang 24


EBOOKBKMT.COM
Tỷ số truyền động học của cơ cấu lái loại này không đổi và xác định theo
công thức:

2 iω =

2πR2
t

(3. 8)

Ở đây: R2 - Là bán kính chia cung răng; t - Bước răng trục vít.
Ưu điểm của cơ cấu lái loại này là:
Hiệu suất cao: ηt = 0,7÷0,8. ηt =0,85. Do ηng lớn nên khi lái xe trên đường xấu
người lái sẽ rất vất vả nhưng bù lại xe có tính ổn định về hướng cao khi chuyển
động thẳng. Hơn nữa, khi sử dụng với cường hoá thì nhược điểm (ng lớn không
quan trọng, do cường hoá có tác dụng giảm bớt va đập truyền từ bánh xe lên vô
lăng.
Có độ bền và tuổi thọ cao, vì vậy thường sử dụng trên các loại xe cở lớn
Nhược điểm: phức tạp và giá thành cao hơn.
Loại trục vít-đai ốc - đòn quay (hình 3.13): có tỷ số truyền thay đổi, tăng lên
khi đai ốc dịch chuyển từ vị trí giữa ra các vị trí biên:
iω =

2πR
t cos2 ϕ

(3.8)

Ở đây: R - Khoảng cách giữa trục trục vít và đòn quay.
t - Bước trục vít.
φ- Góc quay của đòn quay đứng .

SVTH: NGUYỄN THỊ THU NHÀN- Lớp 24C4

Trang 25