KIỂM TRABẢO DƯỠNGXÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC TẬP HỆTHỐNG LÁI VÀ HỆ THỐNG TREO XE BUSHINO

KIỂM TRA-BẢO DƯỠNG-XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC TẬP HỆ
THỐNG LÁI VÀ HỆ THỐNG TREO XE BUS-HINO

Tác giả

HUỲNH VĂN NAM

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô

Giáo viên hướng dẫn:
Th.s Trần Mạnh Quí

K.s Phan Minh Hiếu

Tháng 6 năm 2011
i


LỜI CẢM TẠ
Trong suốt thời gian học tập tại Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM- Khoa Cơ
Khí Công Nghệ- Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô. Chúng tôi đã được dạy dỗ, tiếp
thu nhiều kiến thức bổ ích và quan trọng từ thầy cô và bạn bè của trường, đó là hành
trang quý báu để chúng tôi bước vào đời. Với lòng biết ơn sâu sắc chúng tôi xin được
gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến:
 Gia đình mình, cảm ơn cha mẹ đã sinh thành, nuôi dưỡng và động viên cho con
học tập và hoàn thành khoá học của mình.
 Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM, quý thầy cô Khoa Cơ Khí
Công Nghệ đã tận tình dạy bảo và truyền đạt kiến thức cho chúng tôi trong thời
gian học tập tại trường.

 Quý thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô Trường Đại Học Nông
Lâm TP.HCM đã giúp đỡ, tạo điều kiện và hướng dẫn cho chúng tôi sử dụng
những thiết bị trong quá trình hoàn thành đề tài của mình.
 Thầy Th.s Trần Mạnh Qúi, thầy K.s Phan Minh Hiếu đã tận tình hướng dẫn
trong quá trình học tập và làm đề tài tốt nghiệp.
 Cuối cùng xin cảm ơn tất cả các bạn trong lớp DH07OT đã quan tâm, giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập và làm đề tài.
Trong quá trình hoàn thành đề tài này chúng tôi đã cố gắng hết sức nhưng cũng
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự cảm thông và góp ý của
các thầy cô, các bạn để đề tài này hoàn thiện hơn nữa.
Kính chúc quý thầy cô và các bạn dồi dào sức khỏe.
Chân thành cảm ơn
Sinh viên: Huỳnh Văn Nam

ii


TÓM TẮT
1 Tên đề tài
Kiểm tra, bảo dưỡng, xây dựng mô hình thực tập hệ thống lái và hệ thống treo xe
Bus-Hino.
2 Thời gian và địa điểm thực hiện
Thời gian thực hiện đề tài: từ 15/03/2011 đến 1/06/2011.
Đề tài được thực hiện tại xưởng Bộ Môn Công Nghệ Ô Tô – Khoa Cơ khí Công
Nghệ, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
3 Mục đích đề tài
Xây dựng mô hình thực tập hệ thống lái và hệ thống treo.
Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động, công dụng của các bộ phận trong hệ thống lái và hệ
thống treo.
Chẩn đoán hư hỏng, cách kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa.

4 Phương pháp và phương tiện
- Phương pháp
Tra cứu tài liệu có liên quan.
Khảo sát, đo đạt trực tiếp và khảo nghiệm trên mô hình thực tế.
- Phương tiện
Ô tô thử nghiệm: Thực hiện trên xe Bus-Hino 46 chỗ ngồi.
Các dụng cụ chuyên dụng để tháo lắp và kiểm tra.
5 Kết quả
Xây dựng được mô hình thực tế của hệ thống lái và hệ thống treo xe Bus-Hino.
Biết được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách kiểm tra, chẩn đoán, bảo dưỡng, sửa
chữa hệ thống lái và hệ thống treo xe Bus-Hino.

iii


MỤC LỤC
Trang tựa..........................................................................................................................i
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................. ii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
1 Tên đề tài .................................................................................................................... iii
2 Thời gian và địa điểm thực hiện ................................................................................. iii
3 Mục đích đề tài ........................................................................................................... iii
4 Phương pháp và phương tiện ...................................................................................... iii
5 Kết quả ........................................................................................................................ iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
Chương 1: MỞ ĐẦU .......................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................................1
1.2 Mục đích của đề tài....................................................................................................1
Chương 2: TỔNG QUAN ...............................................................................................2
2.1 Giới thiệu chung về xe Bus-Hino ..............................................................................2

2.2 Lý thuyết chung về hệ thống lái ................................................................................2
2.2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống lái .....................................................2
2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc chung của các chi tiết chính trong hệ thống lái ....5
2.2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống lái .......................................................................................20
2.2.4 Động lực quay vòng của các bánh xe ...................................................................21
2.2.5 Các góc đặt bánh xe ..............................................................................................24
2.3 Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống treo ................................................28
2.3.1 Công dụng.............................................................................................................28
2.3.2 Phân loại ..............................................................................................................28
2.3.3 Yêu cầu .................................................................................................................29
2.3.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc chung của hệ thống treo ......................................29
2.3.5 Cấu tạo các bộ phận của hệ thống treo .................................................................31
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ......................................................35
3.1 Nơi thực hiện ...........................................................................................................35
3.2 Phương pháp thực hiện ............................................................................................35
iv


3.3 Phương tiện ..............................................................................................................35
Chương 4: THỰC HIỆN ĐỀ TÀI .................................................................................36
4.1 Công tác chuẩn trước khi thực hiện đề tài ...............................................................36
4.1.1 Tháo dỡ các chi tiết ra khỏi xe .............................................................................36
4.1.2 Làm sạch bề mặt ...................................................................................................36
4.1.3 Quá trình lắp đặt lên khung xe để tạo mô hình thực tế ........................................36
4.1.4 Giới thiệu chung về hệ thống lái và hệ thống treo xe Bus-Hino ..........................36
4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các chi tiết trong hệ thống lái ..........................37
4.2.1 Vành tay lái...........................................................................................................38
4.2.2 Trục lái ..................................................................................................................39
4.2.3 Khớp liên kết trục lái với trục đầu vào của cơ cấu lái ..........................................40
4.2.4 Cơ cấu lái ..............................................................................................................40

4.2.5 Dẫn động lái .........................................................................................................42
4.3 Phương pháp kiểm tra, chẩn đoán hệ thống lái .......................................................44
4.3.1 Đo độ rơ vành tay lái ...........................................................................................44
4.3.2 Đo góc quay bánh xe dẫn hướng .........................................................................45
4.3.3 Đo góc nghiêng của trụ đứng trong mặt phẳng dọc (caster angle)......................45
4.3.4 Đo góc nghiêng của trụ đứng trong mặt phẳng ngang (kingpin angle)...............46
4.3.5 Đo độ chụm .........................................................................................................47
4.3.6 Đo góc nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng (camber angle) .........................48
4.3.7 Đo độ rơ cơ cấu lái ..............................................................................................48
4.3.8 Kiểm tra dẫn động lái và khắc phục khe hở .........................................................49
4.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các chi tiết trên hệ thống treo ..........................50
4.4.1 Hệ thống treo trước...............................................................................................50
4.4.2 Hệ thống treo sau ..................................................................................................57
4.5 Phương pháp kiểm tra, chẩn đoán hệ thống treo .....................................................58
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .........................................................................61
5.1 Kết luận....................................................................................................................61
5.2 Đề nghị ....................................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................62

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Cấu tạo cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng ........................................... 6
Hình 2.2: Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn ..................................................... 7
Hình 2.3: Hình vẽ phối cảnh các chi tiết tháo rời của cơ cấu lái kiểu
trục vít con lăn ........................................................................................................... 8
Hình 2.4: Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng .................... 9
Hình 2.5: Cơ cấu lái trục vít chốt quay .................................................................... 10
Hình 2.6: Cơ cấu lái trục vít-cung răng đặt bên ...................................................... 11

Hình 2.7: Kết cấu một số dạng đòn dẫn động và khớp liên kết ............................. 12
Hình 2.8: Các sơ đồ hình thang lái .......................................................................... 13
Hình 2.9: Cơ cấu lái, bộ phận phân phối và xy lanh lực bố trí chung ..................... 15
Hình 2.10: Cơ cấu lái bố trí riêng, bộ phận phân phối và xy lanh lực
bố trí chung .............................................................................................................. 16
Hình 2.11: Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xy lanh lực bố trí riêng ......................... 16
Hình 2.12: Xy lanh lực bố trí riêng, cơ cấu lái và bộ phận phân phối
bố trí chung ............................................................................................................... 16
Hình 2.13: Hệ thống lái trợ lực thủy lực có bộ acquy áp suất ................................. 19
Hình 2.14: Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc ..................................... 20
Hình 2.15: Sơ đồ hệ thống lái với hệ thống treo độc lập .......................................... 20
Hình 2.16: Sơ đồ hệ thống lái hai cầu dẫn hướng .................................................... 21
Hình 2.17: Sơ đồ động học quay vòng của ô tô có hai bánh xe dẫn hướng ............ 21
Hình 2.18: Sơ đồ quay vòng của ô tô hai cầu dẫn hướng......................................... 22
Hình 2.19: Góc nghiêng của trục quay đứng trong mặt phẳng ngang của xe .......... 24
Hình 2.20: Góc nghiêng trụ quay đứng trong mặt phẳng dọc của xe....................... 26
Hình 2.21: Góc nghiêng của bánh xe dẫn hướng phía trước .................................... 26
Hình 2.22: Độ chụm của bánh xe dẫn hướng ........................................................... 27
Hình 2.23: Trạng thái điển hình của hệ thống treo phụ thuộc .................................. 30
vi


Hình 2.24: Sơ đồ hệ thống treo độc lập .................................................................... 31
Hình 2.25: Kết cấu nhíp chính và phụ của hệ thống treo có độ cứng thay đổi ........ 32
Hình 2.26: Giảm chấn một lớp vỏ ............................................................................ 33
Hình 2.27: Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống thủy lực hai lớp vỏ có tác dụng
hai chiều .................................................................................................................. 34
Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống lái ..................................................................................... 37
Hình 4.2: Vị trí của hệ thống lái .............................................................................. 38
Hình 4.3: Cấu tạo vành tay lái .................................................................................. 38

Hình 4.4: Cấu tạo trục lái ......................................................................................... 39
Hình 4.5: Cấu tạo khớp các đăng đồng tốc............................................................... 40
Hình 4.6: Cơ cấu lái ................................................................................................. 41
Hình 4.7: Các chi tiết tháo rời trong cơ cấu lái ........................................................ 41
Hình 4.8: Đòn quay đứng ......................................................................................... 42
Hình 4.9: Đòn quay ngang........................................................................................ 43
Hình 4.10: Thanh kéo dọc và vị trí lắp đặt trên mô hình ......................................... 43
Hình 4.11: Hình thang lái và vị trí lắp đặt trên mô hình .......................................... 44
Hình 4.12: Đo góc quay bánh xe .............................................................................. 45
Hình 4.13: Góc nghiêng dọc của trụ đứng ............................................................... 46
Hình 4.14: Góc nghiêng ngang của trụ đứng ........................................................... 46
Hình 4.15: Hình thang lái nơi điều chỉnh độ chụm của bánh xe dẫn hướng ............ 47
Hình 4.16: Điều chỉnh độ chụm của bánh xe dẫn hướng ......................................... 47
Hình 4.17: Góc nghiêng ngang của bánh xe ............................................................ 48
Hình 4.18: Cấu tạo của chốt cầu............................................................................... 49
Hình 4.19: Cấu tạo các khớp nối loại không điều chỉnh và tự điều chỉnh khe hở ... 49
Hình 4.20: Kiểm tra và điều chỉnh khe chốt chuyển hướng ..................................... 50
Hình 4.21: Kết cấu của bộ nhíp lá trên hệ thống treo trước ..................................... 51
Hình 4.22: Bu lông liên kết các lá nhíp .................................................................... 52
Hình 4.23:Cấu tạo của tai nhíp ................................................................................. 53
Hình 4.24: Cấu tạo của quang treo ........................................................................... 53
Hình 4.25: Mô hình hệ thống treo trước của xe Hino .............................................. 54
Hình 4.26: Cấu tạo giảm chấn .................................................................................. 55
vii


Hình 4.27: Vị trí của bộ phận giảm chấn trên mô hình ............................................ 56
Hình 4.28: Cao su giới hạn hành trình...................................................................... 56
Hình 4.29: Ụ cao su hạn chế hành trình ................................................................... 57
Hình 4.30: Bộ phận đàn hồi của hệ thống treo sau................................................... 57

Hình 2.31: Bộ phận giảm chấn trên hệ thống treo sau ............................................. 58
Hình 4.32: Độ võng của nhíp ................................................................................... 58
Hình 4.33: Độ vồng của nhíp ................................................................................... 59
Hình 4.34: Cấu tạo giảm chấn .................................................................................. 59
Hình 4.35: Cấu tạo của chốt nhíp và ống bạc chốt nhíp........................................... 60

viii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay, ô tô là phương tiện giao thông phổ biến và rất thông dụng vì ô tô có
nhiều ưu điểm hơn các loại phương tiện khác như có khả năng cơ động cao, an toàn,
dễ sử dụng…Được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực dân sự và quân sự. Để đáp ứng
nhu cầu trên thì việc ra đời của những loại ô tô khác nhau là một tất yếu. Cùng với sự
phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật thì nền công nghiệp ô tô trên thế giới nói
chung và nước ta nói riêng ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn, tạo ra nhiều ô tô có tính
cơ động và tiện nghi cao.
Để có một chiếc ô tô hoàn thiện, đáp ứng được yêu cầu sử dụng và làm việc cũng
như mức độ an toàn và độ êm dịu trong chuyển động thì hệ thống lái và hệ thống treo
có vai trò hết sức quan trọng.
Vì vậy, để tìm hiểu sâu hơn và mở rộng thêm kiến thức về hệ thống lái và hệ thống
treo em đã chọn đề tài tốt nghiệp: “Kiểm tra, bảo dưỡng, xây dựng mô hình thực
tập hệ thống lái và hệ thống treo xe Bus-Hino”.
1.2 Mục đích của đề tài
Kiểm tra, bảo dưỡng, xây dựng mô hình thực tập hệ thống lái và hệ thống treo xe
Bus-Hino.
Cách kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng, bảo dưỡng và sửa chữa.

1


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Giới thiệu chung về xe Bus-Hino
- Hino Motors.Ltd là công ty chuyên sản xuất xe tải dầu diesel, xe buýt và các loại xe
ô tô khác của Nhật Bản.
- Đến năm 1961, Hino bắt đầu sản xuất được model Contessa 900 sedan mang
thương hiệu của riêng mình.
- Năm 1964 với động cơ lắp phía sau có dung tích 1300cc với phiên bản sedan 60 hp
và coupe 70 hp.
- Trong tương lai, Hino vẫn không ngừng nỗ lực mở rộng mạng lưới quốc tế để kịp
thời thích ứng với sự thay đổi của nhu cầu thị trường.
- Tính đến nay, xe của Hino đã có mặt tại hơn 140 quốc gia trên toàn thế giới.
Các model tiêu biểu của xe Bus-Hino:
- Hino Poncho
- Hino Blue Ribbon
- Hino Rainbow
- Hino Melpha
- Hino's S’elega Premium
2.2 Lý thuyết chung về hệ thống lái
2.2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống lái
2.2.1.1 Công dụng
- Hệ thống lái dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ô tô chuyển động
ổn định theo hướng ổn định của người lái.
- Hệ thống bao gồm các bộ phận chính sau: Vành tay lái, trục lái, cơ cấu lái (hộp số
lái), dẫn động lái, trợ lực lái.
2

2.2.1.2 Phân loại
Theo cách bố trí vành tay lái:
- Vành tay lái bố trí bên trái (khi chiều thuận đi đường là chiều phải).
- Vành tay lái bố trí bên phải (khi chiều thuận đi đường là chiều trái).
Theo số lượng cầu dẫn hướng:
- Một cầu dẫn hướng là các bánh xe dẫn hướng ở cầu trước.
- Hai cầu dẫn hướng là các bánh xe dẫn hướng ở cầu trước và cầu sau.
- Tất cả các cầu dẫn hướng là các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu.
Theo kết cấu cơ cấu lái:
- Cơ cấu lái kiểu bánh răng-thanh răng:
 Thanh răng liên kết với đòn ngang qua ổ bắt bu lông.
 Thanh răng liên kết với đòn ngang bên ở hai đầu thanh răng.
- Cơ cấu lái kiểu trục vít:
 Trục vít-bánh vít.
 Trục vít-cung răng.
 Trục vít-con lăn.
 Trục vít-êcu bi.
 Trục vít-đòn quay.
- Cơ cấu lái kiểu liên hợp:
 Trục vít_êcu-đòn quay.
 Trục vít_êcu_thanh răng-cung răng.
Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ trợ lực:
- Trợ lực thủy lực.
- Trợ lực khí (gồm cả cường hóa chân không).
- Loại trợ lực điện.
- Trợ lực điện-thủy lực.
- Trợ lực cơ khí.
Theo kiểu dẫn động lái:
- Cơ cấu dẫn động lái kiểu 4 khâu với hệ thống treo phụ thuộc (dầm cầu liền).

- Cơ cấu dẫn động lái kiểu đòn ngang liên kết trên hệ thống treo độc lập.
- Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng đòn quay.
3


- Dẫn động lái ở hệ thống treo độc lập với cơ cấu lái dạng bánh răng thanh răng.
Theo phương pháp quay vòng của ô tô:
- Thay đổi phương chuyển động của các bánh xe dẫn hướng.
- Đổi hướng mô men kéo ở các bánh xe chủ động.
- Phương pháp quay vòng các phần khác nhau của ô tô.
- Kết hợp thay đổi phương chuyển động của các bánh xe dẫn hướng và đổi hướng
mô men kéo ở các bánh xe chủ động.
2.2.1.3 Yêu cầu
Trong quá trình ô tô chuyển động trên đường hệ thống lái có ảnh hưởng rất lớn đến
sự an toàn chuyển động nhất là ở tốc độ cao do đó hệ thống lái phải đảm bảo các yêu
cầu sau:
- Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển dễ dàng, nhanh chóng. Các cơ cấu điều
khiển bánh xe dẫn hướng và quan hệ hình học của hệ thống lái phải đảm bảo không
gây ra các dao động và va đập trong hệ thống lái.
- Đảm bảo các bánh xe dẫn hướng quay vòng không trượt.
- Giảm sự va đập truyền từ bánh xe lên vành tay lái.
- Đảm bảo cho ô tô chuyển động thẳng ổn định.
- Điều khiển lái nhẹ nhàng và ổn định.
- Bán kính quay vòng của ô tô nhỏ.
- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vành tay lái và mô men quay các bánh xe
dẫn hướng (để đảm bảo cảm giác đường) cũng như sự tương ứng động học giữa góc
quay của vành tay lái và của các bánh xe dẫn hướng.
- Các bánh xe dẫn hướng khi ra khỏi đường vòng cần phải tự động quay về trạng thái
chuyển động thẳng hoặc là để quay về trạng thái chuyển động thẳng thì chỉ cần đặt lực
lên vành lái nhỏ hơn khi ô tô đi vào đường vòng.

- Hệ thống lái không được có độ rơ lớn: Ví dụ, với ô tô có vận tốc lớn hơn 100 km/h
độ rơ vành lái cho phép không vượt quá 18o, với ô tô có vận tốc nằm trong khoảng (25
÷ 100) km/h độ rơ vành lái cho phép không vượt quá 27o.
- Với hệ thống lái không có trợ lực, số vòng quay toàn bộ của vành lái không được
vượt quá 5 vòng, tương ứng với góc quay bánh xe dẫn hướng phía trong về cả hai phía

4


kể từ vị trí trung gian là 35o. Ở các vị trí biên cần phải có vấu tì hạn chế góc quay của
bánh xe.
2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc chung của các chi tiết chính trong hệ thống
lái
2.2.2.1 Vành tay lái
Là bộ phận đặt trên buồng lái có nhiệm vụ tiếp nhận mô men quay của người lái và
truyền cho trục lái, được lắp ghép với trục lái bằng then hoa, ren và đai ốc. Bên trong
vành tay lái thông thường có bố trí ba nan hoa. Ngoài chức năng chính như trên, vành
tay lái còn là nơi bố trí một số bộ phận bắt buộc phải có khác của ô tô như công tắc
còi, công tắc signal…
Mặc dù trên hầu hết các hệ thống lái ngày nay đều được trang bị bộ trợ lực lái
nhưng vành tay lái cũng cần phải đủ vững chắc để có thể truyền được mô men yêu cầu
lớn nhất kể cả khi bộ trợ lực bị hư hỏng. Ngoài ra vành tay lái cũng cần phải đảm bảo
tính thẩm mỹ.
2.2.2.2 Trục lái
Trục lái bao gồm trục lái chính làm nhiệm vụ truyền mô men quay từ vành tay lái
đến cơ cấu lái ( hộp số lái) và ống đỡ trục lái để cố định trục lái vào thân xe. Đầu trên
của trục lái chính được làm thon và xẻ răng cưa và vành tay lái được siết chặt vào trục
lái bằng đai ốc. Đầu dưới của trục lái chính nối với cơ cấu lái bằng khớp nối mềm hoặc
khớp các đăng để giảm thiểu việc truyền chấn động từ mặt đường lên vành tay lái.
Ngoài chức năng truyền mô men quay từ vành tay lái xuống, cơ cấu lái trục lái còn

là nơi lắp đặt nhiều bộ phận khác của ô tô như: Cần điều khiển hệ thống đèn, cần điều
khiển hệ thống gạt nước, cơ cấu nghiêng tay lái, cơ cấu hấp thụ va đập, cơ cấu khoá
tay lái, cơ cấu trượt tay lái…
Trục lái cần phải đảm bảo đủ cứng để truyền mô men điều khiển nhưng lại phải
đảm bảo giảm rung động trong hệ thống lái, không gây rung, ồn trong buồng điều
khiển, cơ cấu điều khiển hệ thống lái cần có kết cấu gọn, bố trí hợp lí, đồng thời có khả
năng đàn hồi tốt theo phương dọc xe để hạn chế tổn thương có thể xảy ra khi gặp tai
nạn. Hiện nay kết cấu trục lái rất đa dạng, đa số các xe sử dụng loại trục gãy được cấu
tạo từ các trục có các khớp các đăng nối trục.

5


2.2.2.3 Cơ cấu lái
Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động
thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng. Đồng thời cơ cấu lái là một hộp giảm tốc dùng
để quay bánh xe dẫn hướng với tỉ số truyền cần thiết.
Một số cơ cấu lái thông dụng:
- Cơ cấu lái kiểu bánh răng-thanh răng
Cơ cấu lái kiểu bánh răng-thanh răng có kết cấu đơn giản nên được sử dụng khá
rộng rãi trên các loại xe ô tô hiện nay, hai đầu của thanh răng có thể liên kết trực tiếp
với các đòn dẫn động lái bằng khớp trụ hoặc thông qua hai thanh dẫn động khác được
bắt bằng bu lông.
Cơ cấu lái kiểu này có kết cấu gọn tuy nhiên tỉ số truyền nhỏ thích hợp bố trí trên
các loại xe nhỏ. Độ rơ tay lái nhỏ nên được dẫn động trực tiếp dễ hơn so với các loại
cơ cấu lái khác.
Trong cơ cấu lái kiểu này bánh răng có cấu tạo răng nghiêng, đầu dưới lắp ổ lăn
kim, đầu trên lắp ổ lăn cầu. Thanh răng nằm dưới bánh răng có cấu tạo răng nghiêng,
phần gia công thanh răng nằm ở phía trong phần còn lại có tiết diện cầu.
Thanh răng chuyển động tịnh tiến qua lại trên bạc vành khăn (13) và bạc tỳ (8),

bạc tỳ có lò xo trụ tỳ chặt để khắc phục khe hở giữa bánh răng và thanh răng thông qua
êcu điều chỉnh (10).

Hình 2.1: Cấu tạo cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng
6


1- Êcu hãm; 2- Phớt che bụi; 3- Êcu điều chỉnh; 4- Ổ bi trên; 5- Trục bánh răng;
6- Ổ bi dưới; 7- Ốc điều chỉnh; 8- Bạc tỳ thanh răng; 9- Lò xo tỳ; 10,17- Êcu khoá;
11- Thanh răng; 12- Vỏ cơ cấu lái; 13- Bạc vành khăn; 14- Đòn ngang bên;
15- Đai giữa; 16- Bọc cao su;18- Lò xo kẹp; 19- Khớp nối.
Tỉ số truyền động của cơ cấu lái kiểu bánhrăng-thanh răng được xác định bằng
công thức sau:
iccl=Dvl/Dcl
Dvl: Đường kính của vành lái.
Dcl: Đường kính vòng chia của bánh răng.
Tỉ số truyền này không thay đổi trong quá trình thanh răng chuyển động tịnh tiến
qua lại.
Điều bất lợi trong cơ cấu này là tỉ số truyền thuận và nghịch bằng nhau do đó ít hạn
chế được các dao động từ bánh xe truyền lên vành lái.
- Cơ cấu lái kiểu trục vít-con lăn
Kiểu cơ cấu lái này sử dụng cặp ăn khớp trục vít, con lăn để thực hiện quá trình
điều khiển xe chuyển hướng hay quay vòng.

Hình 2.2: Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn
1- Trục chủ động; 2- Vỏ cơ cấu lái; 3, 13- Trục vít lõm; 4- Đệm điều chỉnh;
5- Nắp dưới; 6- Trục con lăn; 7- Con lăn; 8,10- Trục bị động; 9- Bạc trục bị động;
11- Ốc đổ dầu; 12- Nắp; 14- Đòn quay.
7

Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu tạo được thể hiện trên hình 2.2, bao gồm trục vít lõm (3)
được ghép chặt với trục chủ động (trục lái) (1) và quay trên hai ổ đỡ cầu. Con lăn (7)
quay trên trục (6) và ăn khớp với trục vít lõm. Giữa con lăn và trục (6) có ổ bi kim,
trục (6) được gá trên nạng (8) đây cũng là trục bị động, trục bị động quay trên bạc tựa
dài (9) và được cố định theo phương dọc trục bằng các đai ốc. Đầu ngoài của trục bị
động (8) có lắp đòn quay đứng (14) và được hãm chặt bằng đệm vênh và êcu.
Khi trục chủ động (1) quay làm trục vít lõm (3) quay theo. Do trục vít lõm (3) ăn
khớp với con lăn (7) nên làm nó quay theo làm toàn bộ nạng (8) quay về hai phía tuỳ
theo chiều quay của trục lái (1). Trục bị động (8) quay làm làm đòn quay đứng (14)
quay theo và tác động vào cơ cấu dẫn động lái.

Hình 2.3: Hình phối cảnh các chi tiết tháo rời của cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn
Ưu điểm của cơ cấu này là có kết cấu gọn, bền và có khả năng chống mòn cao,
hiệu suất lớn. Có thể điều chỉnh khe hở giữa trục vít và con lăn nhiều lần. Cơ cấu lái
này thường được sử dụng trên các loại xe có tải trọng trung bình.

8


- Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng.

Hình 2.4: Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng
1- Đòn quay đứng; 2- Trục và cung răng; 3- Vỏ cơ cấu lái; 4- Ốc điều chỉnh; 5- Êcu
khoá; 6 - Trục bị động; 7- Ổ bi của trục vít; 8- Êcu; 9- Bi; 10- Trục vít; 11- Ổ bi trục
vít; 12- Ổ thanh lăn kim.
Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi thanh răng bánh răng được thể hiện trên hình
2.4. Trục vít (10) được nối với trục lái qua khớp các đăng. Êcu (8) ôm ngoài trục vít và
ăn khớp với trục vít thông qua các viên bi (9), một bên phía ngoài êcu được gia công
răng tạo thành một thanh răng. Cung răng (2) ăn khớp với thanh răng, trục cung răng

có liên kết cứng với đòn quay đứng (1).
Cung răng (2) gia công liền trục được gia công răng thẳng, côn nhờ vậy có thể điều
chỉnh khe hở giữa cung răng và thanh răng. Đầu ngoài của trục bị động (6) có then tam
giác dạng côn để lắp với đòn quay đứng của dẫn động lái.
Trục vít đóng vai trò chủ động, khi trục vít quay làm các viên bi ăn khớp trong rãnh
chuyển động làm cho êcu thanh răng chuyển động lên xuống, các viên bi này chuyển
động trong vòng kín của các rãnh dẫn bi, các rãnh này được tạo nên nhờ một nữa rãnh
nằm trên trục vít và một nửa nằm trên êcu. Êcu thanh răng chuyển động lên xuống làm
cho cung răng (2) và đòn quay đứng (1) quay và truyền chuyển động điều khiển đến cơ
cấu dẫn động lái.
9


Toàn bộ cơ cấu này được bôi trơn bằng dầu nên độ bền cao. Cơ cấu lái này thường
sử dụng trên các loại xe lớn có thể có trợ lực hoặc không có trợ lực.
- Cơ cấu lái kiểu trục vít-chốt quay
Cơ cấu lái kiểu trục vít chốt quay thực hiện quá trình truyền động lái thông qua sự
ăn khớp của chốt quay và trục vít. Các chi tiết tháo rời của cơ cấu này được thể hiện
trên hình 2.5

Hình 2.5: Cơ cấu lái trục vít chốt quay
1 - Trục đòn quay đứng; 2- Chốt quay; 3- Trục lái; 4- Đòn quay đứng; 5- Vòng bi;
6- Trục vít;7- Đệm điều chỉnh.
Trục đòn quay đứng (1) được lắp ghép vuông góc với trục vít (6), trục đòn quay
đứng (1) có ghép cứng đòn quay có chốt (2), chốt này luôn ăn khớp vào rãnh của trục
vít (6). Hai đầu của trục vít quay trên vòng bi (5), độ rơ lỏng của cơ cấu được điều
chỉnh bằng đệm (7). Cơ cấu này hoạt động như sau: Khi trục lái (3) quay làm cho trục
vít (6) quay theo, chốt khớp ăn khớp với trục vít sẽ chuyển động qua lại tuỳ thuộc vào
chiều quay của vành tay lái làm cho trục đòn quay đứng (1) quay và làm cho đòn quay
đứng (4) quay theo và tác động đến cơ cấu dẫn động lái. Hộp cơ cấu lái chứa dầu bôi

trơn cho hệ thống nhờ vậy giảm thiểu được hao mòn, tăng độ bền cho cơ cấu lái.
Trong cơ cấu lái này tùy theo cách chế tạo trục vít ta có cơ cấu lái với tỉ số truyền
không đổi và cơ cấu lái có tỉ số truyền thay đổi khi quay vành tay lái ra khỏi vị trí
trung gian.
10


- Cơ cấu lái 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 th= 0,5….0,7; ng=0,4….0,55), điều chỉnh khe hở ăn khớp
phức tạp nếu bố trí cung răng ở mặt phẳng đi qua trục của trục vít.

Hình 2.6: Cơ cấu lái trục vít-cung răng đặt bên
1- Ổ bi; 2- Trục vít; 3- Cung răng; 4- Vỏ.
Cung răng có thể thường đặt ở mặt phẳng đi qua trục của trục vít hoặc đặt ở phía
bên cạnh. Cung răng đặt bên có ưu điểm là đường tiếp xúc giữa răng của 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 tải cỡ lớn. Trục vít có thể có dạng trụ tròn
hay glôbôít (lõm). Khi trục vít có dạng glôbôit thì số răng ăn khớp tăng nên giảm được
ứng suất tiếp xúc và mài mòn.
Ngoài ra còn cho phép tăng góc quay của cung răng mà không cần tăng chiều dài
của trục vít.
Tỷ số truyền cơ cấu lái trục vít - cung răng không đổi và xác định theo công thức:
ic 

2R0
tZ1

11

Ở đây:
R0 - Bán kính vòng lăn của cung răng.
t - Bước trục vít.
Z1 - Số mối ren trục vít.
Góc nâng của đường ren vít thường từ 80 ÷ 120. Khe hở ăn khớp khi quay đòn quay
đứng từ vị trí trung gian đến các vị trí biên thay đổi từ 0,03 ÷ 0,05 mm. Sự thay đổi
khe hở này được đảm bảo nhờ mặt sinh trục vít và vòng tròn cơ sở của cung răng có
bán kính khác nhau.
2.2.2.4 Dẫn động lái
Là hệ thống đòn kéo dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn
hướng và đảm bảo bánh xe dẫn hướng quay vòng không trượt.

Hình 2.7: Kết cấu một số dạng đòn dẫn động và khớp liên kết
Cơ cấu dẫn động lái bao gồm các thanh dẫn động và các khớp liên kết. Tuỳ theo
cấu trúc khung gầm của từng xe người ta bố trí các loại cơ cấu dẫn động lái khác nhau.
Một số đòn dẫn động lái có thêm cơ cấu cho phép thay đổi độ dài của đòn để phù
hợp khi các chi tiết bị mòn trong quá trình làm việc.
Các đòn dẫn động lái phải có độ cứng thích hợp, trị số độ cứng này phải được xác
định trong quá trình thiết kế hệ thống lái đảm bảo cho các đòn không bị cong hay dãn
trong quá trình làm việc. Nếu các đòn bị cong hay dãn trong quá trình làm việc sẽ làm
thay đổi mối tương quan về góc quay của các bánh xe dẫn hướng điều này làm tăng sự
mòn lốp và làm giảm tuổi thọ của các chi tiết khác trong hệ thống lái.
Cơ cấu dẫn động lái có chức năng truyền chuyển động điều khiển từ hộp cơ cấu lái
đến hai ngõng quay của hai bánh xe. Bảo đảm mối quan hệ cần thiết về góc quay của
12


các bánh xe dẫn hướng có động học đúng khi thực hiện quay vòng. Mối quan hệ cần

thiết về góc quay của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo bằng kết cấu của hình
thang lái.
2.2.2.5 Hình thang lái
Là bộ phận quan trọng nhất của dẫn động lái. Hình thang lái có nhiệm vụ đảm bảo
động học quay vòng đúng cho các bánh xe dẫn hướng. Mục đích làm cho các bánh xe
khỏi bị trượt lết khi quay vòng, làm giảm sự mài mòn lốp, giảm tổn hao công suất và
tăng tính ổn định của xe.
Một số sơ đồ bố trí hình thang lái

Hình 2.8: Các sơ đồ hình thang lái
Hình thang lái có nhiều dạng kết cấu khác nhau. Đòn ngang có thể cắt rời hay liền
tùy theo hệ thống treo là độc lập hay phụ thuộc. Nhưng dù trường hợp nào thì kết cấu
của hình thang lái cũng phải phù hợp với động học bộ phận dẫn hướng của hệ thống
treo, để dao động thẳng đứng của các bánh xe không ảnh hưởng đến động học của dẫn
động lái, gây ra dao động của bánh xe dẫn hướng quanh trục quay.
Động học quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng được đảm bảo nhờ việc
chọn các thông số kỹ thuật của hình thang lái và không có khe hở trong dẫn động nhờ
sử dụng các bản lề tự động khắc phục khe hở.
13


2.2.2.6 Trợ lực lái
Công dụng
Trên các xe ô tô tải trọng lớn, xe du lịch cao cấp và các xe khách hay máy kéo bánh
bơm hiện đại thường có trang bị trợ lực lái để:
- Giảm nhẹ lao động cho người lái.
- Tăng an toàn cho chuyển động.
- Khi xe đang chạy một tốc độ lớn mà một bên lốp bị thủng, trợ lực lái đảm bảo cho
người lái đủ sức điều khiển, giữ được ô tô trên đường mà không bị lao sang một bên.
Sử dụng trợ lực lái có nhược điểm là lốp mòn nhanh hơn (do lạm dụng cường hoá

để quay vòng tại chổ), kết cấu hệ thống lái phức tạp hơn và tăng khối lượng công việc
bảo dưỡng.
Phân loại
- Theo nguồn năng lượng:
 Trợ lực thuỷ lực
 Trợ lực khí ( khí nén hoặc chân không )
 Trợ lực điện.
 Trợ lực cơ khí.
 Trợ lực điện thủy lực
Trong đó trợ lực thuỷ lực được dùng phổ biến nhất vì có kết cấu nhỏ gọn và làm
việc khá tin cậy.
- Theo sơ đồ bố trí phân ra làm 4 dạng:
 Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xy lanh lực được bố trí chung thành một cụm.
 Cơ cấu lái bố trí riêng, bộ phận phân phối và xy lanh lực bố trí chung.
 Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xy lanh lực bố trí riêng.
 Xy lanh lực bố trí riêng, bộ phận phân phối và cơ cấu lái bố trí chung.
Yêu cầu
Trợ lực lái phải đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Khi trợ lực lái hỏng thì hệ thống lái vẫn làm việc bình thường cho dù lái nặng hơn.
- Thời gian chậm tác dụng nhỏ.
- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa góc quay vô lăng và góc quay bánh xe dẫn hướng.

14


- Khi sức cản quay vòng tăng lên thì lực yêu cầu tác dụng lên vô lăng cũng tăng theo,
tuy vậy không được vượt quá 100  150 N.
- Không xảy ra hiện tượng tự cường hoá khi xe đi qua chổ lồi lỏm, rung xóc.
- Phải có tác dụng như thế nào để khi một bánh xe dẫn hướng bị hỏng, bị nổ thì
người lái có thể vừa phanh ngặt vừa giữ được hướng chuyển động cần thiết của xe.

Thành phần cấu tạo và sơ đồ bố trí
Bất kỳ loại trợ lưc lái nào cũng phải có ba bộ phận chính sau: Nguồn năng lượng,
bộ phận phân phối và cơ cấu chấp hành.
- Nguồn năng lượng:
Nguồn năng lượng dùng để cung cấp năng lượng cho cường hoá, có thể là: Bơm
dầu, máy nén + bình chứa hoặc ắc quy + máy phát.
- Bộ phận phân phối:
Bộ phận phân phối dùng để phân phối đều chỉnh năng lượng cung cấp cho cơ cấu
chấp hành và đảm bảo sự tỷ lệ giữa góc quay của vô lăng và góc quay của các bánh xe
dẫn hướng. Bộ phận phân phối thực chất là các van thuỷ lực, khí nén hay các công tắc
và mạch điện.
- Cơ cấu chấp hành:
Cơ cấu chấp hành dùng để tạo và truyền lực trợ lực lên truyền động lái. Tuỳ theo
loại trợ lực mà nó có thể là xy lanh thuỷ lực, xy lanh khí nén hay động cơ điện.
- Các bộ phận trên có thể được bố trí theo 4 sơ đồ sau:
 Cơ cấu lái, bộ phận phân phối và xy lanh lực bố trí chung thành một cụm.

Hình 2.9: Cơ cấu lái, bộ phận phân phối và xy lanh lực bố trí chung
1- cơ cấu lái; 2- xi lanh lực; 3- bộ phân phối.

15


 Cơ cấu lái bố trí riêng, bộ phận phân phối và xy lanh lực bố trí chung.

Hình 2.10: Cơ cấu lái bố trí riêng, bộ phận phân phối và xy lanh lực bố trí chung
1– cơ cấu lái; 2– bộ phận phân phối; 3– xy lanh lực.
 Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xy lanh lực bố trí riêng.

Hình 2.11: Cơ cấu lái, bộ phận phân phối, xy lanh lực bố trí riêng

1– Cơ cấu lái; 2– bộ phận phân phối; 3–xy lanh lực
 Xy lanh lực bố trí riêng, cơ cấu lái và bộ phận phân phối bố trí chung.

Hình 2.12: Xy lanh lực bố trí riêng, cơ cấu lái và bộ phận phân phối bố trí chung
1– cơ cấu lái; 2–bộ phận phân phối; 3– xy lanh lực.
Ưu nhược điểm của từng sơ đồ:
- Theo các sơ đồ hình 2.10; 2.11; 2.12.
 Ưu điểm: Dễ bố trí, tăng tính thống nhất của sản phẩm, giảm tải tác dụng lên các
chi tiết hệ thống lái.
16


 Nhược điểm: Kết cấu kém cứng vững hơn, chiều dài các đường ống lớn, dẫn đến
tăng khả năng dao động các bánh xe dẫn hướng.
- Theo sơ đồ hình 2.9.
 Ưu điểm: Kết cấu gọn hơn, vững chắc hơn, chiều dài các đường ống nối ngắn,
giảm hiện tượng dao động của bánh xe dẫn hướng.
 Nhược điểm: Tất cả các chi tiết của hệ thống lái đều chịu tải lớn, là tổng lực do
người lái và cơ cấu chấp hành tác dụng. Vì vậy trên các xe tải trọng lớn người ta
không dùng sơ đồ bố trí này.
Phân tích một số loại trợ lực lái
- Hệ thống trợ lực bằng khí nén:
Loại hệ thống trợ lực này dùng khí nén để tạo ra lực trợ lực. Loại này hiện nay
trong ngành thiết kế và chế tạo ô tô không còn dùng nữa.
- Hệ thống trợ lực bằng thủy lực:
Bộ trợ lực thuỷ lực là bộ trợ lực sử dụng một phần công suất của động cơ để tạo ra
áp suất dầu thuỷ lực hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng để chuyển
hướng chuyển động của ô tô.
Loại này hiện nay được dùng nhiều trên ô tô hiện đại vì nó có nhiều ưu điểm hơn
loại hệ thống lái trợ lực khí nén:

 Áp suất chất lỏng của hệ thống thủy lực lớn p = 6÷10 MN/cm2 nên giảm được
kích thước và trọng lượng xy lanh lực, không ồn khi làm việc.
 Tác dụng của bộ trợ lực nhanh, thời gian chậm tác dụng của bộ trợ lực không
quá 0.02÷0.045s. Nhờ vậy đảm bảo tính năng làm việc tức thời của bộ trợ lực.
 Giảm được va đập trong truyền dẫn thủy lực do mặt đường không bằng phẳng tác
dụng lên vành lái. Hiệu suất tác dụng của bộ trợ lực thủy lực cao.
 So với các bộ trợ lực khác như trợ lực khí nén, trợ lực điện, trợ lực điện thủy lực
bộ trợ lực thủy lực có cấu tạo khá đơn giản, tác động nhanh hiệu suất trợ lực cao.
Với công nghệ chế tạo hiện đại cho phép thiết kế được những bộ trợ lực thủy lực
có kết cấu nhỏ gọn nên nó được sử dụng trên hầu hết trên các loại xe ô tô.
Các bộ phận cơ bản của bộ trợ lực thuỷ lực bao gồm: Bơm thuỷ lực, van phân
phối, xylanh lực, các đường ống dẫn dầu.

17