12 Hệ thống lái xe Hyundai

HỆ THỐNG LÁI


HỆ THỐNG LÁI

2

KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG LÁI
Ngoài

Đi thẳng

Trong

Trong

Ngoài

Rẽ trái

Trên ô tô, vô lăng, cột lái, cơ cấu bánh răng, rô tuyn và các chi tiết khác hợp thành hệ
thống lái để điều khiển hướng chuyển động của xe khi chạy. Do mat sát giữa lốp xe và
mặt đường đặc biệt là khi xe đi chậm hoặc khi đỗ nên lái xe cần tác động một lực đủ lớn
để xoay vô lăng. Để giảm nỗ lực của lái xe, người ta sử dụng các cơ cấu cơ khí, thủy lực
và điện để khuyếch đại lực tác động của lái xe (Cơ cấu bánh răng, trợ lực thủy lực hoặc
trợ lực điện). Nhưng các cơ cấu này cũng làm tăng khoảng cách từ vô lăng đến bánh lái
làm cho hệ thống thêm phức tạp, giảm chính xác và tăng số vòng tác động lên vô lăng
để điều khiển bánh lái. Hệ thống lái cũng phải được thiết kế sao cho khi cua góc, bán
kính vòng tua của bánh trong nhỏ hơn bánh ngoài để giảm sự trượt và giảm mòn lốp.

HỆ THỐNG LÁI

3

HỆ THỐNG LÁI THANH RĂNG THẲNG

Khớp rô tuyn

Bánh răng

Thanh răng

Đối với các loại xe du lịch đa số sử dụng cơ cấu lái thanh răng bánh răng. Cơ cấu thanh
răng bánh răng được bố trí trong một ống kín, hai đầu thanh răng thò ra khỏi hai đầu ống
và được nối với hai rô tuyn. Bánh răng được lắp vào trục lái. Khi xoay vô lăng, bánh răng
quay dẫn đến thanh răng chuyển động. Hai đầu còn lại của rô tuyn được nối với các
bánh lái để điều khiển bánh lái. Cơ cấu thanh răng bánh răng đã biến chuyển động quay
thành chuyển động tịnh tiến và do đó rất dễ điều khiển.


HỆ THỐNG LÁI

4

HỆ THỐNG LÁI Ê CU BI (ZEN Ê CU ĐỆM BI)
Trục lái
Thanh kéo
Ê cu bi

Vô lăng

Cột lái
Ê cu bi
Thanh kéo

Bi tuần hoàn

Bánh răng
bán nguyệt

Ba dọc
Vít me

Ba ngang

Cơ cấu lái ê cu bi
Đây là cơ cấu lái sử dụng nhiều trên các loại xe thương mại, xe du lịch cũng còn được
sử dụng nhưng ít (Terracan). Hệ thống lái bao gồm một trục vít me gắn vào trục lái, một ê
cu bi có ren trong được ăn khớp với vít me thông qua các bi. Bên ngoài ê cu cũng có
răng ăn khớp với thanh kéo. Khi xoay vô lăng, ê cu bi xoay làm thanh kéo kéo thanh ba
ngang để điều khiển bánh lái.
Đa số các loại xe, vô lăng quay khoảng 4 vòng thì bánh lái sẽ đi từ điểm giới hạn trái
sang giới hạn phải.


HỆ THỐNG LÁI

5

HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC

Bình dầu

Đường ống đi

Bơm dầu
Ống hút

Van ĐK

Đường ống về

Hệ thống lái thanh răng bánh răng trợ lực thủy lực bao gồm xi lanh trợ lực, van điều
khiển dòng, bơm trợ lực, bình dầu trợ lực, đường ống đi và về là các chi tiết chính. Hệ
thống này dùng áp suất thủy lực để hỗ trợ thêm cho lực xoay vô lăng của lái xe để lái xe
dẫ điều khiển. Lực điều khiển vô lăng thường dao động trong khoảng 20 đến 39N. Ngoài
ra hệ thống lái trợ lực còn đảm bảo hoạt động ổn định và ngăn cản chấn động từ mặt
đường tác động lên bánh xe truyền lên vô lăng.


HỆ THỐNG LÁI
HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC

6

Từ bơm dầu
Van điều khiển

Xi lanh trợ lực

Dầu trợ lực được bơm dầu bơm đến van điều khiển dòng. Tai đây, tùy theo hướng quay

của vô lăng quay sang trái hay sang phải mà van điều khiển dòng hướng dòng dầu sang
khoang bên phải hay bên trái của xi lanh trợ lực. Áp suất dầu sẽ nâng lên trong một
khoang của xi lanh và đẩy piston cùng thanh răng về hướng khoang còn lại để trợ lực lái.
Dầu bên khoang còn lại sẽ theo đường hồi trở về bình dầu trợ lực.
Một số hệ thống trợ lực có lắp thêm một hệ thống điều khiển đặc biệt sao cho nâng cao
lực trợ lực tại tốc độ thấp và hạ thấp lực trợ lực tại tốc độ cao gọi là hệ thống trợ lực lái
điện tử (EPS).


HỆ THỐNG LÁI

7

BƠM THỦY LỰC

Bơm dầu trợ lực là loại bơm cánh gạt. Bơm được dẫn động bởi động cơ thông qua dây
cua roa và puli. Bơm bao gồm rô to bơm có các rãnh xe để chứa cánh gạt. Vỏ bơm là
một hình elíp có các cửa ra và cửa vào. Dưới tác dụng của lực li tâm và lực đẩy của lò
xo, cánh gạt luôn tựa vào vỏ bơm khi rô to quay. Do phần thể tích tại cửa hút tăng lên và
phẩn thể tích tại cửa đẩy giảm đi trong quá trình rô to quay nên tạo nên hiệu ứng bơm.


HỆ THỐNG LÁI

8

VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG VÀ ÁP SUẤT
Mục đích của van điều khiển lưu lượng và áp
suất là giữ sao cho áp suất và lưu lượng đầu
ra của bơm gần như cố định và không phụ

thuộc vào tốc độ của động cơ. Van được nối
trực tiếp vào đầu ra của bơm dầu tại cửa A.
Đầu ra của van (B) có một lỗ tiết lưu đi đến
mặt còn lại của van nơi có lò xo 2. Van tràn 3
được điều khiển bởi áp suất của dòng dầu

C

thủy lực.

A

B
2.
3.
1.


HỆ THỐNG LÁI

9

VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG VÀ ÁP SUẤT

Tốc độ động cơ thấp
Khi tốc độ động cơ thấp, áp suất và lưu lượng dòng dầu thủy lực do bơm sinh ra thấp.
Sự chênh lệch về áp suất thủy lực giữa hai bên của lỗ tiết lưu thấp nên cùng với lò xo 2
thân van được đẩy chặt vào phần trên của van, 100% dầu thủy lực bơm ra được đưa
đến van điều khiển.

HỆ THỐNG LÁI

10

VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG VÀ ÁP SUẤT

Xe chạy với tốc độ cao

Khi tốc độ động cơ cao, áp suất và lưu lượng dòng dầu thủy lực sinh ra cao, sự chênh
lệch về áp suất giữa hai bên lỗ tiết lưu lớn, thân van được đẩy về bên trái. Một phần dầu
thủy lực sẽ được quy lại đường hút của bơm do đó giảm được áp suất và lưu lượng của
bơm.


HỆ THỐNG LÁI

11

VAN ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG VÀ ÁP SUẤT

Vô lăng ở vị trí giới hạn
Khi vô lăng được đưa đến vị trí giới hạn bên phải hoặc bên trái, áp suất thủy tăng lên
cao và mở van tràn, phần lớn dầu thủy lực sẽ hồi ngay lai cửa hút của bơm.


HỆ THỐNG LÁI

12

VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG
2.

Van điều khiển dòng bao gồm Ống trong 1, ống

5.
3.
1.

ngoài 2, thanh xoắn 3 và bánh răng 4. Trục lái trung
gian nối với thân van bằng khớp vạn năng. Thanh

7.

xoắn được nối với phần trên của van bằng chốt 5,
phần dưới được lắp ép vào bánh răng. Ống ngoài

6.

được lắp với bánh răng bằng chốt 6. Ngoài ra còn

4.

một cơ cấu nối an toàn giữa ống trong và bánh răng
để đề phòng thanh xoắn gãy thì vẫn có thể điều
khiển được xe. Ống ngoài có ba rãnh 7 chạy theo
chu vi, dầu thủy lực được bơm vào rãnh giữa (cổng
a), rãnh trên dẫn đến khoang bên phải (cổng b),
rãng dưới dẫn đến khoang bên trái (cổng c).

Đến khoang phải
Đến bình dầu
Từ bơm
Đến khoang trái


HỆ THỐNG LÁI

13

VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG KHI VÔ LĂNG HOẠT ĐỘNG
Cổng b

Thanh xoắn
Ống ngoài
Bình dầu

Khoang A

Cổng a
Cổng c
Cổng d

Cổng a

Bơm dầu
Cổng d

Khi vô lăng không hoạt động, dầu thủy lực từ cổng a đi ra cả hai cổng b và c đến hai
khoang của piston làm cho cân bằng áp suất. Piston không chuyển động. Phần dầu

thừa đia qua cổng d đến khoang A và quay trở lại bình dầu thủy lực.


HỆ THỐNG LÁI
VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG KHI RẼ TRÁI
Cổng d
Cổng b
Cổng a

Cổng b
Ống ngoài

14
Khoang A
Bình dầu

Khoang A

Cổng c
Bơm dầu
Cổng d
Cổng a
Cổng c

Khi vô lăng cua trái, do thanh xoắn biến dạng nên ống trong sẽ chuyển vị một khoảng
nhỏ nhanh hơn so với ống ngoài dầu thủy lực sẽ đi từ cổng a qua cổng c đến khoang
bên phải xi lanh tạo áp lực đẩy thanh răng sang trái. Dầu thủy lực ở khoang bên trái sẽ
đi qua cổng b, cổng d vào khoang A và trở về bình chứa.

HỆ THỐNG LÁI
VAN ĐIỀU KHIỂN DÒNG KHI RẼ PHẢI

Khoang A

Cổng b
Cổng a

15
Trục xoắn

Cổng b

Khoang A
Ống trong
Ống ngoài

Cổng c

Cổng d

Cổng a

Cổng d
Cổng c

Khi vô lăng cua phải, do thanh xoắn biến dạng nên ống trong sẽ chuyển vị một khoảng
nhỏ nhanh hơn so với ống ngoài dầu thủy lực sẽ đi từ cổng a qua cổng b đến khoang
bên trái xi lanh tạo áp lực đẩy thanh răng sang phải. Dầu thủy lực ở khoang bên phải sẽ
đi qua cổng c, cổng d vào khoang A và trở về bình chứa.

HỆ THỐNG LÁI

16

HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐiỆN ĐIỀU KHIỂN IiỆN TỬ
Hệ thống lái trợ lực bằng mô tơ điện (Motor Driven Power Steering: MDPS) khác với hệ
thống lái trợ lực bằng thủy lực là nó dùng mô tơ điện một chiều để trợ lực tay lai. Nó điều
khiển mô mô men của mô tơ trợ lực tùy theo từng điều kiện hoạt động cụ thể của xe do đó
tối ưu hóa hoạt động của hệ thống lái và giảm tiêu hao nhiên liệu

Cảm biến
mô men
Tín hiệu vào:
-Tốc độ xe
- Tốc độ động cơ
- Cảm biến mô men


HỆ THỐNG LÁI

17

ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIẸN ĐIÈU KHIỂN ĐiỆN TỬ
Ưu điểm chính của hệ thống MDSP:
Giảm tiêu hao nhiên liệu (2 đến 3%) do chỉ trợ lực khi lái.
Thân thiện với môi trường: Không sử dụng dầu trợ lực
Tăng cường độ chính xác khi điều khiển:
- Điều khiển trợ lực độc lập với tốc độ động cơ.

- Thêm thông tin đầu vào cho điều khiển: Tốc độ xe, lực ma sát … để tối ưu hóa
điều khiển.
- Lái nhẹ khi tốc độ thấp hoặc khi không chạy.
- Giảm trợ lực (tăng lực lái) trong trường hợp tốc độ cao.
Giảm khối lượng: Khoảng 2.4 kg
Tính năng xe: Do không dùng công suất động cơ để trợ lực nên khả năng tăng tốc của
động cơ tăng.
Có thể dùng các loại máy chuẩn đoán để chuẩn đoán hệ thống.
Dễ lắp đặt.
Độ rung, độ ồn của xe giảm


HỆ THỐNG LÁI

18

KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI

Kiểm tra độ dơ của vô lăng

Khả năng trả tay lái

Kiểm tra độ dơ của vô lăng: Nổ máy với bánh lái thẳng hướng về phía trước, đo độ dơ
khi đẩy nhẹ bánh sang phải và sang trái. Độ dơ tiêu chuẩn được đưa ra trong sổ Hướng
dẫn sửa chữa. Nếu độ dơ vượt quá tiêu chuẩn thì phải kiểm tra các chi tiết liên kết giữa
thanh răng và rô tuyn lái.
Kiểm tra khả năng trả lái của vô lăng: Lựa quay vô lăng cả về hai phía đều phải bằng
nhau. Khi xe đang chạy chậm (25km/h), nếu đánh tay lái khoảng 90 0, giữ trong giây lát
rồi nhả tay ra, tay lái phải trở lại vị trí cách vị trí trung tâm khoảng 20 0.

HỆ THỐNG LÁI

19

KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI

Kiểm tra mức dầu trợ lực: Đỗ xe ở vị trí bằng phẳng, nổ máy và xoay vô lăng cho đến
khi nhiệt độ dầu trợ lực lên khoảng 50 – 600C. Sau đó, đánh tay lái hết cỡ về bên phải,
về bên trái vài lần. Tắt máy và kiểm tra xem trong bình dầu trợ lực có lẫn bọt khí hay
không. Kiêm tra mức dầu thủy lực khi nổ máy và tắt máy, nếu khác nhau quá 5mm thì
cần phải xả e cho hệ thống. Nếu mức dầu đột ngột tăng lên khi tắt máy thì phải xả e kỹ
hơn nữa. Nếu xả e không kỹ sẽ nghe thấy tiếng ồn trong bơm và trong van điều khiển
dòng dẫn đến giảm độ bền các chi tiết này.
Thay dầu thủy lực: Kích cầu trước lên và đỡ bằng chân đỡ. Tháo đường dầu hồi từ
bình dầu. Nút bình dầu và dẫn đường vừa tháo vào thùng chứa. Tháo cầu chì bơm
nhiên liệu sau đó đề máy và đợi cho đến khi máy dừng mới đề tiếp. Trong khi đề máy
hãy đánh tay lái hết về bên phải hoặc bên trái để tháo hết dầu thủy lực. Cuối cùng nối lại
đường dầu hồi và cầu chì bơm nhiên liệu


HỆ THỐNG LÁI
KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LÁI
Xả e: Tháo cầu chì bơm nhiên liệu sau đó đề máy và đợi cho đến khi máy dừng mới đề
tiếp. Trong khi đề máy hãy đánh tay lái hết về bên phải hoặc bên trái khoảng 5 đến 6
lần. Trong khi xả e hãy thêm dầu vào bình chứa sao cho mức dầu không bao giờ xuống
thấp dưới mức Min. Nếu bạn xả e trong khi động cơ chạy không tải có thể dẫn đến lẫn
không khí vào trong dầu thủy lực. Lắp lại cầu hì và khởi động lại máy. Đánh tay lái hết
về bên ơhải rồi hết về bên trái cho đến khi không còn bong bóng xuất hiện bên trong
bình dầu trợ lực. Khi đánh hết về bên trái hoặc hết về bên phải không nên giữ vô lăng ở

vị trí cuối cùng quá 10 giây. Xác nhận rằng dầu không chuyển thành màu sữa và mức
dầu nằm giữa mức Min và Max. Sự thay đổi mức dầu giữa khi nổ máy và tắt máy không
vượt quá 5mm. Không có sự thay đổi mức dầu khi đánh lái sang trái và sang phải. Nếu
có sự thay đổi cần phải xả e thêm.