chương 8 hệ thống lái

Khoa CKDL
8.2. Hệ thống lái
8.2.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại

8.2.1.1. Công dụng
Hệ thống lái là hệ thống điều khiển hớng chuyển động
của xe. Bởi vậy chức năng của hệ thống lái giữ nguyên hay
thay đổi hớng chuyển động của xe theo ý muốn của ngời
điều khiển.
8.2.1.2. Yêu cầu
Hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau
- Kết cấu đơn giản, điều khiển dễ dàng, nhanh nhạy,
chính xác và an toàn.
- Đảm bảo tính động học quay vòng cho các bánh xe khi
chuyển động.
8.2.1.3. Phân loại
+ Theo phơng pháp chuyển hớng
- Chuyển hớng hai bánh xe trên cầu trớc.
- Chuyển hớng tất cả các bánh xe (4WS).
+ Theo đặc điểm truyền lực
- Hệ thống lái cơ khí (hệ thống lái thờng).
- Hệ thống lái có trợ lực.
+ Theo kết cấu cơ cấu lái
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - con lăn.
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - êcu - cung răng.
- Cơ cấu lái kiểu trục vít - chốt - đòn quay.
- Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng.
+ Theo cách bố trí vành tay lái
- Vành tay lái bên trái.
- Vành tay lái bên phải.

Tai lieu hoc tap

1


Khoa CKDL
8.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc chung của hệ thống

8.2.2.1. Sơ đồ

Hình 8.26. Sơ đồ hệ thống lái.
1. Vành lái.

6. Trụ đứng.

2. Trục lái.

7. Đòn bên.

3. Bánh xe dẫn hớng.

8. Khớp cầu.

4. Đòn quay dẫn động. 9. Cơ cấu lái.
5. Đòn kéo dọc.

10. Đòn ngang liên kết.

8.2.2.2. Nguyên lý làm việc
Vành tay lái có nhiệm vụ tạo ra mômen quay cần thiết

khi ngời lái tác dụng vào. Trục lái truyền mômen quay xuống
cơ cấu lái.
Khi muốn thay đổi hớng chuyển động của xe, ngời lái
tác dụng một lực để quay vành tay lái. Giả sử muốn xe quay
vòng sang phải, ngời lái quay vành tay lái theo chiều kim
đồng hồ. Mômen quay đợc trục lái truyền tới cơ cấu lái làm
trục vít quay, bánh vít quay theo và đòn quay đứng xoay
một góc về phía sau trong mặt phẳng thẳng đứng. Thanh
Tai lieu hoc tap

2


Khoa CKDL
kéo dọc tác động vào đòn quay ngang làm cam quay bánh
xe xoay một góc về phía phải. Qua cơ cấu hình thang lái,
bánh xe bên phải cũng xoay về phía phải một góc nhất định,
hớng chuyển động của xe quay vòng sang phải. Muốn xe
chuyển động thẳng, ngời lái cần phải quay vành tay lái theo
chiều ngợc lại.
Trờng hợp muốn xe quay vòng sang trái, ngời lái tác dụng
một lực quay vành tay lái theo chiều ngợc chiều kim đồng hồ.
Các quá trình xảy ra tơng tự nh trờng hợp quay vòng sang
phải, nhng với chiều ngợc lại.
8.2.3. Các bộ phận chính trong hệ thống lái

8.2.3.1. Cơ cấu lái
a. Công dụng
- Cơ cấu lái biến đổi chuyển động quay của vành tay lái
thành chuyển động xoay và tịnh tiến của các chi tiết

dẫn động lái.
- Cơ cấu lái hoạt động nh một hộp giảm tốc để tăng
mômen tác động của ngời lái đến bánh xe dẫn hớng.
b. Yêu cầu
- Có thể quay cả hai chiều để đảm bảo chuyển động
ổn định.
- Có hiệu suất cao để lái nhẹ nhàng, trong đó hiệu suất
chiều thuận lớn hơn hiệu suất theo chiều ngợc để các
va đập từ mặt đờng đợc giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái.
- Đảm bảo tỷ số truyền hợp lý.
- Kết cấu đơn giản, giá thành thấp, tuổi thọ cao.
- Dễ tháo lắp, điều chỉnh.
c. Phân loại
+ Nhóm cơ cấu lái dùng trục vít lõm
Tai lieu hoc tap

3


Khoa CKDL
- Trục vít - bánh vít.
- Trục vít - cung răng.
- Trục vít - con lăn.
+ Nhóm cơ cấu lái dùng trục vít vô tận
- Trục vít - chốt khớp - đòn quay.
- Trục vít - êcu bi - thanh răng - cung răng.
+ Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng, cơ cấu này đợc sử
dụng rộng rãi với hiệu suất làm việc cao.
d. Cơ cấu lái trục vít - con lăn

Hình 8.27. Cơ cấu lái trục vít - con lăn.
1. Trục chủ động.

2. Vỏ cơ cấu lái. 3. Đệm tựa ổ bi.

4. Vòng ngoài ổ bi. 5. Trục vít lõm. 6. Vòng ngoài ổ bi
dới
7. Đệm điều chỉnh ổ bi

8. Nắp dới.

9.

Trục con lăn.
10. Con lăn.

11. Trục bị động.

13. Phớt trục bị động
động.
Tai lieu hoc tap

12. Đệm vênh.

14. Bạc trục bị

15. Vòng hãm
4

Khoa CKDL
16. Bu lông điều chỉnh

17. Ê cu hãm.

18. ốc đổ dầu.
19. Nắp.

20. Đòn quay đứng

21. Ê

cu.
22. Phớt làm kín.
Trục vít lõm đợc bắt với vành lái thông qua trục lái và
trục các đăng. Trục vít ép căng với trục và quay trên hai ổ bi,
ổ bi có thể điều chỉnh độ dơ dọc nhờ các căn đệm điều
chỉnh.
Con lăn luôn ăn khớp với trục vít và quay trơn trên trục
nhờ ổ bi kim, do đó ma sát trợt đợc chuyển thành ma sát lăn,
hiệu suất của cơ cấu lái tơng đối cao. Trục con lăn đặt trên
nạng đồng thời là trục bị động. Trục bị động đặt trên bạc
tựa dài và đợc hạn chế dọc trục nhờ ốc giữ và điều chỉnh.
Đầu ngoài trục bị động dạng hình côn nhỏ có then tam giác
để lắp đòn quay đứng dẫn động các đòn của hệ thống lái.
Để giữ chặt đòn đứng với trục quay nhờ đệm vênh và êcu.
Vị trí tơng đối của con lăn và trục vít có độ chênh lệch, khi
sử dụng chỗ ăn khớp bị mài mòn có thể đẩy sau con lăn vào
trục bị động tạo nên khả năng ăn khớp mới với độ dơ nhỏ. Vỏ
cơ cấu lái có các lỗ để bắt trên giá của xe, trên lắp còn có lỗ

đổ dầu và xác định mức dầu trong cơ cấu lái.
Khi quay vô lăng, trục vít quay làm con lăn quay quanh
trục của nó, đồng thời xoay theo đờng bao của trục vít, do
đó trục bị động và đòn quay đứng xoay để tác động vào
dẫn động lái.
e. Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

Tai lieu hoc tap

5


Khoa CKDL

Hình 8.28. Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng
1. Khớp nối có đệm cao su 6. ốc hãm
2. Trục bánh răng

7. ốc điều chỉnh

3. ốc điều chỉnh

8. Lò xo

4. ổ bi

9. Đệm tựa thanh răng

5. Vỏ cơ cấu lái

10. Thanh răng

11. Đòn ngang

12. Khớp nối
13. ụ cao su

Cơ cấu lái bánh răng, thanh răng biến đổi chuyển
động quay của vành tay lái thành chuyển động tịnh tiến
của dẫn động lái một cách trực tiếp.
Bánh răng có cấu tạo răng nghiêng, đầu dới lắp trên ổ bi
kim, đầu trên lắp trên ổ bi cầu. Để điều chỉnh các ổ này,
dùng một êcu lớn ép chặt ổ cầu trên vỏ. Êcu rỗng trong đó có

Tai lieu hoc tap

6


Khoa CKDL
phớt che bụi đảm bảo bánh răng quay nhẹ nhàng. Vì bánh
răng có kích thớc nhỏ nên đợc chế tạo liền trục.
Thanh răng nằm dới bánh răng có cấu tạo răng nghiêng.
Phần cắt răng của thanh răng nằm ở phía trái, phần thanh
còn lại có dạng tròn, thanh răng chuyển động tịnh tiến trên
hai bạc trợt. Cụm bạc trợt có tiết diện dạng vành khăn nằm bên
phải, cụm bạc trợt nửa vành khăn nằm phía dới bánh răng. Bạc
trợt nửa vành khăn có lò xo trụ tỳ chặt và đợc điều chỉnh thờng xuyên trong sử dụng thông qua các êcu điều chỉnh.
Giữa bạc trợt và êcu điều chỉnh luôn tồn tại khe hở để đảm
bảo tác dụng của lò xo tỳ. Trên êcu điều chỉnh có ốc khóa

chặt để tránh tự nới lỏng ốc điều chỉnh. Cơ cấu lái đặt
trên vỏ xe để tạo góc ăn khớp lớn cho bộ truyền bánh răng
nghiêng.
Bộ truyền đợc bôi trơn bằng mỡ, hai đầu của vỏ có nắp
tôn bao kín. ở phần bên phải thanh răng có các lỗ ren để bắt
đòn ngang bên. Vỏ cơ cấu lái bắt với vỏ xe nhờ hai ụ cao su
đặt ở hai đầu cơ cấu lái.
Phía đầu ngoài của trục bánh răng có mặt vát để lắp
cố định mặt bích của trục lái với cơ cấu lái. Mặt bích của
khớp nối có đệm cao su để truyền êm lực va đập từ mặt đờng lên vành lái.
f. Cơ cấu lái trục vít - êcu bi - thanh răng - bánh răng

Tai lieu hoc tap

7


Khoa CKDL

Hình 8.29. Cơ cấu lái trục vít - êcubi - thanh răng - bánh
răng.
1. Êcubi và bi.

8. Phớt.

2. ổ bi.

9. Vỏ cơ cấu lái

3. ốc điều chỉnh.

10. Bánh răng xẻ quạt

4. Ê cu khóa

11. ốc tựa điều chỉnh

5. Phớt

12. Ê cu khóa

6. Trục vít

13. Đệm làm kín

7. ổ bi

14. Nắp
15. Bi

Trục vít quay xung quanh tâm, êcu 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. Các răng của bánh
răng ăn khớp với thanh răng tạo nên bộ truyền thanh răng bánh răng. Khi trục vít quay, êcu thanh răng chuyển động
tịnh tiến, bánh răng quay theo.
Tai lieu hoc tap

8

Khoa CKDL
Trục vít đặt trên hai ổ bi cầu và đợc điều chỉnh nhờ
êcu. Các viên bi nằm trên hai nửa của trục vít và êcu. Nhờ các
viên bi lăn trong rãnh nên giảm ma sát đáng kể trên cơ cấu.
Các viên bi đợc hoạt động theo vòng kín nhờ các rãnh dẫn bi.
Thanh răng và mặt ngoài của êcu ăn khớp với bánh răng,
các răng đợc chế tạo không đều, một đầu to, một đầu nhỏ.
Bánh răng chế tạo liền trục với số lợng răng ít, răng thẳng
dạng côn. Nhờ cấu tạo răng thanh răng và răng bánh răng côn
ngợc chiều nên sau khi cơ cấu bị mòn cho phép điều chỉnh
đợc khe hở. Trục bánh răng đặt trên hai ổ bi kim nằm trong
vỏ và nắp. Đầu trục bánh răng có xẻ rãnh để đặt bulông tỳ
đầu trục. Êcu hãm nằm ngoài nắp cố định vị trí của trục bị
động. Nhờ kết cấu này có thể điều chỉnh sự ăn khớp của
thanh răng và bánh răng. Đầu ngoài của trục bị động có then
hoa tam giác ở dạng côn để lắp với đòn quay của dẫn động
lái. Toàn bộ cơ cấu đợc đặt trong dầu.
8.2.3.2. Dẫn động lái
a. Quan hệ hình học của Arkerman

Tai lieu hoc tap

9


Khoa CKDL
Hình 8. 30. Quan hệ hình học Arkerman
Quan hệ hình học của Arkerman biểu thị quan hệ góc
quay của các bánh xe dẫn hớng quanh trục trụ đứng, với giả
thiết tâm quay vòng của xe nằm trên đờng kéo dài của tâm

trục cầu sau.
Để thoả mãn điều kiện không bị trợt bánh xe sau thì
tâm quay vòng phải nằm trên đờng kéo dài của tâm cầu
sau, mặt khác các bánh xe dẫn hớng phải quay theo các góc
(với bánh xe ngoài), góc (với bánh xe trong).
Quan hệ hình học đợc xác định theo công thức: cotg =
cotg = B/L
Trong đó:
- B là khoảng cách hai đờng trụ đứng trong mặt phẳng
đi qua tâm trục bánh xe và song song với mặt đờng.
- L là chiều dài cơ sở của xe.
Để đảm bảo điều kiện này, trên xe có sử dụng cơ cấu 4
khâu có tên là hình thang lái Đantô. Hình thang lái Đantô
chỉ đáp ứng gần đúng nhng do kết cấu đơn giản nên
chúng có mặt ở hầu hết các xe con.
* Hình thang lái

Hình 8.31. Cơ cấu 4 khâu có dầm cầu liền.
a. Đòn ngang liên kết nằm sau dầm cầu.
Tai lieu hoc tap

10


Khoa CKDL
b. Đòn ngang liên kết nằm trớc dầm cầu.
Cơ cấu 4 khâu đặt trên cầu trớc có dầm cầu liền, cấu
tạo gồm: Dầm cầu cứng đóng vai trò một khâu cố định, hai
đòn bên dẫn động các bánh xe, đòn ngang liên kết hai đòn
bên bằng khớp cầu. Các đòn bên quay quanh đờng tâm trụ

đứng.
Trên hệ thống treo độc lập, số lợng đòn và khớp tăng lên
nhằm đảm bảo các bánh xe dịch chuyển độc lập. Số lợng
đòn tăng lên tùy thuộc vào kết cấu cơ cấu lái, vị trí bố trí cơ
cấu lái, không gian cho phép bố trí đòn, khớp, độ cứng vững
của kết cấu... Nhng vẫn đảm bảo quan hệ hình học của
Arkerman, tức là gần đúng với cơ cấu Đantô.

a.

b.

Hình 8.32. Cơ cấu đòn ngang nối liên kết trên hệ thống treo
độc lập
a. Đòn ngang nối nằm sau dầm cầu
b. Đòn ngang nối năm trớc dầm cầu
Trạng thái quay vòng của xe, nếu thực hiện quan hệ
hình học Arkerman đợc gọi là quay vòng "đủ", tức là chỉ có
khi lốp là tuyệt đối cứng, vận tốc quay vòng nhỏ, góc quay
bánh xe dẫn hớng nhỏ. Trong thực tế, bánh xe đàn hồi chịu
lực bên (lực ly tâm, gió bên, đờng nghiêng...), vận tốc lớn, góc
quay vòng thờng xuyên thay đổi... Nên quan hệ hình học
Tai lieu hoc tap

11


Khoa CKDL
thờng xuyên biến động gây nên trạng thái quay vòng "thừa"
hoặc "thiếu".

b. Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng
đòn quay
Dẫn động lái của các xe sử dụng cơ cấu lái có trục bị
động quay dùng các dạng cơ bản sau:
Trờng hợp a: Cơ cấu lái đặt sau trục cầu trớc và nằm trên
vỏ hoặc khung xe, đòn quay của cơ cấu dẫn động 1 quay,
đòn 1, 2 tạo nên chuyển động tịnh tiến cho đòn 4. Các đòn
bên 3 dẫn động bánh xe và liên kết với các đòn dẫn bánh xe
nhờ các khớp cầu. Đòn 3 có thể điều chỉnh chiều dài đòn
để tạo điều kiện điều chỉnh độ chụm bánh xe dẫn hớng,
vì vậy phải có chiều dài nh nhau.

Hình 8.33. Cơ cấu dẫn động lái dạng đòn quay
Trờng hợp b: Cơ cấu lái đặt trớc cầu trớc, đòn 4 cũng là
đòn liên kết và cùng với đòn 3 đều đặt sau trục cầu trớc.
Trờng hợp c: Cơ cấu lái đặt trớc, các đòn ngang đặt trớc
cầu xe.
Trờng hợp d: Cơ cấu lái đặt sau, các đòn ngang 3, 4 đặt
trớc trục cầu xe.
Tai lieu hoc tap

12


Khoa CKDL

Hình 8.34. Dẫn động lái của cơ cấu lái xe Vônga.
c. Cơ cấu lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng
bánh răng - thanh răng
Trờng hợp a: Cơ cấu lái và đòn dẫn động đặt sau cầu

trớc. Vai trò của thanh răng chỉ đảm nhận chuyển động tịnh
tiến, các đòn ngang bên dài, góc lắc trong quá trình chuyển
động theo phơng thẳng đứng của bánh xe gây nên ở đòn
ngang bên nhỏ, vì vậy bánh xe ít bị lắc do góc tự điều
khiển.
Trờng hợp b: Cơ cấu lái đặt trớc trục cầu trớc, đòn ngang
liên kết là thanh răng, đòn ngang bên nối từ thanh răng tới
đòn bên dẫn động bánh xe. Kết cấu gọn, chiếm ít chỗ ở
phần đầu xe, các đòn bên có khả năng điều chỉnh chiều
dài.
Trờng hợp c: Đòn ngang bên và đòn ngang đặt trớc cầu
xe. Bạc trợt 3 đặt cố định trên vỏ cơ cấu lái gắn với vỏ xe.
Trờng hợp d: Thanh răng và cơ cấu lái đặt sau, đòn dẫn
động đặt trớc trục bánh xe.
Tai lieu hoc tap

13


Khoa CKDL

Hình 8.34. Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng ở hệ thống treo
độc lập
1. Bánh răng chủ động. 3. ống trợt.
2. Thanh răng.

4. Đòn bên dẫn động bánh xe.

5. Đòn ngang bên có cơ cấu điều chỉnh chiều dài.
ở trờng hợp b, c, d đòn ngang bên ngắn hơn trờng hợp a.

Thanh răng bố trí trên khung xe nên giảm dao động cho cơ
cấu lái. Các khớp cầu có kích thớc nhỏ gọn và chế tạo liền với
đòn hoặc bắt với thanh răng.
d. Dẫn động lái ở hệ thống treo phụ thuộc

Tai lieu hoc tap

14


Khoa CKDL

Hình 8.35. Dẫn động cơ cấu lái xe Gat 53.
Hệ thống treo trớc phụ thuộc thờng sử dụng ở xe tải, cơ
cấu lái chủ yếu là trục vít - con lăn hay trục vít vô tận - êcu bi
- bánh răng - thanh răng. Hai cơ cấu này đều sử dụng đòn
quay.
Cơ cấu lái đặt phía trớc dầm cầu. Dẫn động lái gồm
các đòn quay và thanh kéo dọc, thanh kéo ngang. Các đòn
quay và thanh kéo nối với nhau qua khớp cầu. Cơ cấu hình
thang lái đặt phía sau cầu xe, chiều dài thanh kéo ngang có
thể thay đổi đợc để điều chỉnh hai bánh xe dẫn hớng.
Khi quay vành tay lái, dầm cầu chuyển hớng xoay trong
mặt phẳng thẳng đứng, tác động cho cần kéo dọc dịch
chuyển thông qua cần quay trên làm xoay bánh xe dẫn hớng
bên trái. Cơ cấu hình thang lái có tác dụng làm bánh xe dẫn
hớng bên phải xoay theo với góc độ phù hợp.
e. Các chi tiết của dẫn động lái
* Các đòn dẫn động

Tai lieu hoc tap

15


Khoa CKDL

Hình 8.36. Đòn dẫn động
1. Đòn ngang.

2. Khớp nối.

Để giảm trọng lợng và tiết kiệm nguyên vật liệu, các
đòn dẫn động lái đợc làm bằng ống thép rỗng. Đầu cuối của
đòn có lỗ để lắp với khớp cầu. Hình dạng, kích thớc các đòn
này tùy thuộc vào vị trí, kết cấu và khoảng không gian cho
phép khi di chuyển. Các đòn kéo ngang đều có cơ cấu
điều chỉnh chiều dài, qua đó điều chỉnh độ chụm hai
bánh xe dẫn hớng. Cơ cấu điều chỉnh chiều dài thanh kéo
ngang thờng dùng ống ren có bulông hãm.
* Khớp cầu

Hình 8.37. Khớp cầu
a. Bạc kim loại

b.Bạc nhựa

c. Bạc

cao su

Khớp cầu dùng để nối giữa các đòn quay và đòn kéo.
Với yêu cầu là không có khoảng hở và giảm các lực va đập lên
dẫn động lái và vành tay lái.

Tai lieu hoc tap

16


Khoa CKDL
Khớp cầu dùng cho hệ thống lái có hai loại: Khớp cầu bôi
trơn thờng xuyên và khớp cầu bôi trơn một lần. Khớp cầu bôi
trơn thờng xuyên có vú mỡ để thờng xuyên bơm mỡ bôi trơn,
khớp này thờng dùng cho xe tải, xe dùng trong điều kiện địa
hình xấu. Các loại khớp cầu dùng cho xe con ngày này là loại
không cần bảo dỡng, có thể có các loại khớp cầu bôi trơn "vĩnh
cửu".
Khớp cầu có bạc kim, loại chỉ dùng trên xe thể thao vì
yêu cầu độ bền cao, việc cách âm cho hệ thống không phải
là yêu cầu chính.
Khớp cầu có bạc nhựa liền khối, có độ biến dạng nhỏ và
chịu ma sát tốt, giá thành không cao.
ở hệ thống lái có đòn quay, các đòn phụ chỉ đảm
nhận mối quan hệ dịch chuyển hình học, lực tác dụng lên
khớp nhỏ, do đó đợc bố trí bạc bằng cao su.
Trên cơ cấu lái bánh răng - thanh răng thờng dùng các
khớp loại bôi trơn "vĩnh cửu", vỏ của khớp đợc chế tạo bằng
phơng pháp dập định hình, bạc nhựa liền khối, chịu mài
tốt. Toàn bộ khớp cầu đợc bắt với thanh răng bằng mối ghép
ren và đệm chắc chắn.

Quả cầu liền với đầu đòn ngang bên và có mặt vát để
lắp với thân đòn ngang bên. Mối ghép giữa hai nửa thân
bằng ren cho phép điều chỉnh chiều dài mà vẫn đảm bảo
khớp cầu làm việc tốt trong không gian với góc nón gần bằng
150.
* Vành tay lái và trục lái
Vành tay lái và trục lái đợc đặt trong buồng lái, là bộ
phận cần thiết để điều khiển chuyển động của xe. Vành
tay lái và trục lái truyền lực điều khiển đến cơ cấu lái. Trục
Tai lieu hoc tap

17


Khoa CKDL
lái đảm bảo độ cứng để truyền mômen nhng lại phải giảm
rung động trong hệ thống lái.
Trục lái tựa trên vỏ qua ổ bi hay bạc. Ngày nay không
còn sử dụng loại trục lái liền mà đa số sử dụng trục "gãy" đợc
cấu tạo từ các trục đặc và có khớp các đăng nối các trục. Nhờ
các trục không trùng tâm, lại liên kết bằng khớp các đăng hay
khớp cao su nên xe bị đâm không gây lực ép mạnh vành tay
lái vào ngời lái, nâng cao khả năng an toàn, đồng thời tạo
điều kiện tháo các trục dễ dàng.

Hình 8.38. Trục lái và vành tay lái.
1. Vành lái.

4. Vỏ trục lái.

2. Cụm điều khiển gạt ma. 5. Khớp các đăng.
3. Cụm khóa điện.

6. Trục các đăng.
7. Khớp cao su.

Tai lieu hoc tap

18


Khoa CKDL
8.2.3.4. Các góc lắp đặt bánh xe dẫn hớng
Cách bố trí bánh xe dẫn hớng liên quan trực tiếp đến
tính năng điều khiển, tính ổn định chuyển động. Các yêu
cầu chính của cách bố trí là cách điều khiển hớng chuyển
động không ngừng tăng lên. Các góc lắp đặt bánh xe dẫn hớng bao gồm:
- Góc doãng của bánh xe.
- Góc chụm của bánh xe.
- Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hớng.
- Góc nghiêng dọc của chốt chuyển hớng.

a. Góc doãng của bánh xe dẫn hớng ()

Hình 8. 39. Góc nghiêng ngang
Góc doãng của bánh xe là góc nghiêng của bánh xe về
bên phải hay bên trái so với mặt phẳng vuông góc với mặt đờng. Nếu đầu trên bánh xe nghiêng ra ngoài ta có góc doãng
dơng. Nếu đầu trên bánh xe nghiêng vào trong ta có góc
doãng âm.
Tai lieu hoc tap

19


Khoa CKDL
Góc doãng bánh xe đợc tính theo độ và nhỏ hơn 1 0. Đa
số xe bố trí góc doãng dơng, với xe du lịch góc doãng nằm
trong khoảng 5' ữ 10', với xe tải có giá trị lớn hơn. Bánh xe dẫn
hớng lắp đặt góc doãng dơng nhằm mục đích.
- Giảm cánh tay đòn quay của bánh xe dẫn hớng, do đó
điều khiển hệ thống lái nhẹ nhàng hơn.
- Phản lực từ mặt đờng tác dụng lên bánh xe tập trung
vào vòng bi trong, nhờ vậy giảm bớt tải trọng cho vòng bi
ngoài và đai ốc hãm, đồng thời giảm nhẹ va đập cho
cơ cấu lái.
- Đối với hệ thống treo độc lập bố trí góc doãng ban đầu
dơng, khi xe có tải thì góc doãng gần bằng 0, bánh xe
lăn thẳng góc với mặt đờng nên mòn đều. Tuy nhiên
góc doãng bằng 0 này không đợc duy trì liên tục do mặt
đờng không bằng phẳng và đặc biệt khi xe quay
vòng, do tác dụng của lực ly tâm thân xe nghiêng ra
ngoài, bánh xe ngoài nghiêng vào trong có góc doãng
âm, bánh xe trong nghiêng ra ngoài tạo góc doãng âm.
Khi góc doãng của hai bánh xe bị sai lệch sẽ làm nặng
tay lái, không ổn định.
ở các xe cao tốc thờng bố trí góc doãng âm, góc doãng
bánh xe do nhà chế tạo quy định. Đa số các xe có hệ thống
treo độc lập đều có khả năng điều chỉnh góc doãng bánh
xe.
b. Độ chụm của bánh xe dẫn hớng

Tai lieu hoc tap

20


Khoa CKDL

Hình 8.40. Độ chụm bánh xe dẫn hớng
Độ chụm của bánh xe dẫn hớng thờng đợc tính bằng mm,
xác định hiệu (B - A), trong đó A và B là kích thớc đo hai
mép lốp phía trớc và phía sau ở hai vị trí xe chuyển động
thẳng. Độ chụm âm khi hai bánh xe đặt chụm về phía trớc,
độ chụm dơng khi hai bánh xe đặt chụm về phía sau.
Độ chụm có ảnh hởng lớn đến sự mài mòn lốp và ổn
định hệ thống lái. Để sự mài mòn lốp xảy ra ít nhất trong
quá trình hoạt động của hai bánh xe cần phải lăn song song
với nhau. Bởi hai bánh xe đều có góc doãng dơng nên hai
bánh xe có xu hớng lăn ra ngoài làm nảy sinh hiện tợng trợt
ngang của lốp xe. Đặt hai bánh xe có độ chụm dơng để giải
quyết hiện tợng này, tâm quay của bánh xe dịch chuyển về
phía trớc và bánh xe chỉ còn xu hớng lăn thẳng.
Mặt khác bánh xe dẫn hớng luôn chịu tác động của lực
cản lăn khi hoạt động. Lực cản lăn tạo ra mômen ép hai bánh
xe về phía sau. Độ chụm dơng ban đầu giúp cho hai bánh xe
lăn thẳng khi hoạt động.

Tai lieu hoc tap

21

Khoa CKDL
ở cầu trớc chủ động dẫn hớng, lực kéo cùng chiều
chuyển động nên ép hai bánh xe dẫn hớng về phía trớc, do
đó độ chụm có giá trị âm.
- Trên xe con, độ chụm có giá trị từ 2 ữ 3 mm.
- Trên xe tải, độ chụm có giá trị từ 3 ữ 8 mm.
Độ chụm bánh xe dẫn hớng điều chỉnh đợc bằng cách thay
đổi chiều dài đòn kéo ngang của cơ cấu hình thang lái.
Trên một số xe hai bánh sau cũng đặt góc chụm.
c. Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hớng

Hình 8.41. Góc nghiêng ngang của trụ đứng
Góc nghiêng ngang của chốt chuyển hớng còn gọi là góc
nghiêng trong, đó là góc giữa đờng tâm của chốt chuyển hớng với mặt phẳng đứng dọc theo thân xe. Chốt chuyển hớng có góc nghiêng ngang nhằm tác dụng sau.
- Giảm cánh tay đòn của bánh xe dẫn hớng nên giảm lực
quay vành tay lái, điều khiển xe nhẹ nhàng hơn.
- ổn định hớng chuyển động thẳng của ôtô, khi ôtô
quay vòng luôn tồn tại lực kéo hai bánh xe về vị trí
chuyển động thẳng. Điều này có nghĩa là sau khi đi ra
Tai lieu hoc tap

22


Khoa CKDL
khỏi khúc quanh, nếu bỏ vành tay lái hai bánh xe dẫn hớng có đặc tính tự động chuyển về vị trí chuyển
động thẳng. Do chốt chuyển hớng có góc nghiêng trong
nên khi xoay bánh xe dẫn hớng, đầu xe bị nhấc lên làm

tăng lực hớng về vị trí chuyển động thẳng. Đây là mục
đích chính của góc nghiêng trong chốt chuyển hớng.
Trên các xe có hệ thống treo độc lập, góc nghiêng trong
của chốt chuyển hớng có thể điều chỉnh đợc bằng đệm
điều chỉnh. ở hệ thống treo độc lập hai đòn ngang, tổng
các góc doãng bánh xe và góc nghiêng trong của chốt chuyển
hớng là đại lợng không đổi. Bởi vậy nếu điều chỉnh góc
doãng đúng thì góc nghiêng trong của chốt chuyển hớng
cũng đúng và ngợc lại
d. Góc nghiêng dọc của chốt chuyển hớng

Hình 8.42. Góc nghiêng dọc của chốt chuyển hớng
Góc nghiêng dọc của chốt chuyển hớng là góc giữa đờng
tâm chốt chuyển hớng với mặt phẳng thẳng đứng theo
chiều ngang thân xe. Góc nghiêng dọc dơng khi chốt chuyển
hớng nghiêng về phía sau, góc nghiêng dọc âm khi chốt
chuyển hớng nghiêng về phía trớc.

Tai lieu hoc tap

23


Khoa CKDL
Góc nghiêng dọc của chốt chuyển hớng trên xe du lịch
thông thờng điều chỉnh đợc, phơng pháp điều chỉnh tùy
thuộc vào kết cấu hệ thống treo. Trên xe thờng bố trí góc
nghiêng dọc dơng nhằm mục đích.
- Duy trì tính ổn định và kiểm soát tính di chuyển của
xe một cách an toàn.

- Làm tăng khả năng quay trở lại vị trí chuyển động
thẳng của bánh xe dẫn hớng.
Góc nghiêng dọc dơng sẽ giúp cho lái xe đợc ổn định,
bởi vì đờng tâm kéo dài của chốt chuyển hớng nằm phía trớc đờng tâm tiếp xúc của bánh xe với mặt đờng. Nói cách
khác bánh xe bị kéo bao giờ cũng ổn định và dễ điều
khiển hơn bánh xe bị đẩy từ phía sau tác dụng quay trở về
hớng chuyển động thẳng của bánh xe dẫn hớng ở góc
nghiêng dọc giống nh góc nghiêng ngang. Tác dụng này kèm
theo hiện tợng tăng lực quay vô lăng, do đó ở hệ thống lái có
trợ lực bao giờ cũng bố trí góc nghiêng dọc lớn hơn ở hệ thống
lái đơn thuần.
ở một số xe có cầu trớc chủ động, góc nghiêng dọc có
giá trị âm gần bằng 0. Khi bố trí góc nghiêng dọc âm, xe
ổn định hơn khi quay vòng nên phù hợp cho xe có tốc độ
cao.
8.2.4. Hệ thống lái có trợ lực

8.2.4.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại
a. Công dụng
- Giảm lực quay vôlăng của ngời lái.
- Bảo đảm chuyển động an toàn khi xe có sự cố lớn ở
bánh xe dẫn hớng.
- Giảm lực va đập từ bánh xe lên vành tay lái.
Tai lieu hoc tap

24


Khoa CKDL
b. Yêu cầu

- Khi bộ trợ lực lái hỏng, hệ thống lái vẫn phải làm việc đợc.
- Bộ trợ lực lái phải giữ cho ngời lái cảm giác có sức cản
trên đờng khi quay vòng. Do đó bộ trợ lực lái chỉ làm
việc khi sức cản quay vòng lớn hơn giá trị giới hạn.
- Tác động của bộ trợ lực lái phải nhanh, phải đảm bảo tỷ
lệ giữa lực tác dụng và góc quay của trục vô lăng và
bánh xe dẫn hớng.
- Hiệu suất làm việc cao.
- không xảy ra hiện tợng tự trợ lực khi xe chạy trên đờng
xóc, nhng khi bánh xe dẫn hớng hỏng, bộ trợ lực lái phải
làm việc để giữ đợc hớng chuyển động.
c. Phân loại
+ Theo phơng pháp truyền lực
- Bộ trợ lực lái thủy lực.
- Bộ trợ lực lái điện từ.
- Bộ trợ lực lái khí nén.
+ Theo phơng pháp bố trí bộ trợ lực lái
- Loại cùng khối: Bộ trợ lực lái và cơ cấu lái đặt trong cùng
một khối.
- Loại không cùng khối: Bộ trợ lực lái đặt tách biệt với cơ
cấu lái.
8.2.4.2. Kết cấu hệ thống lái có trợ lực
Hệ thống lái có trợ lực về căn bản giống hệ thống lái thờng, chỉ có thêm bộ trợ lực. Bộ trợ lực lái thủy lực có kết cấu
nhỏ gọn, là hệ thống điều khiển khép kín bao gồm bơm
thủy lực, van phân phối và xylanh lực.
a. Bơm thủy lực
Tai lieu hoc tap

25