THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỰC TẬP HỆ THỐNG LÁI VÀ TREO TRƯỚC XE FARGO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ

NGUYỄN TẤN QUÝ

THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỰC TẬP HỆ THỐNG
LÁI VÀ TREO TRƯỚC XE FARGO

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 07/2007


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ

THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỰC TẬP HỆ THỐNG LÁI
VÀ TREO TRƯỚC XE FARGO

Chuyên ngành: Cơ Khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Th.S BÙI CÔNG HẠNH

NGUYỄN TẤN QUÝ
MSSV: 03118031

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 07/2007


MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY

BUILDING MODEL PRACTISE THE STEERING AND
FRONT SUPPENSION OF FARGO CARS

Speciality: Agricultural Engineering

The Advisor:

The Student:

Master. Bui Cong Hanh

Nguyen Tan Quy

Ho Chi Minh city
Junly, 2007


LỜI CẢM ƠN

+ Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại Học Nông Lâm T.P Hồ Chí
Minh, đặc biệt quý thầy cô của khoa Cơ Khí–Công Nghệ đã truyền đạt kiến thức trong
suốt quá trình học tại trường để tôi có kiến thức trước khi làm luận văn.

+ Cảm ơn thầy Th.S Bùi Công Hạnh đã tận tình dạy bảo, giúp đỡ, truyền đạt
những kiến thức và những kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình làm để tôi hoàn
thành luận văn này.
+ Cảm ơn Trung Tâm Năng Lượng- Máy Nông Nghiệp, đã tạo điều kiện cho tôi
tiến hành gia công một số chi tiết chế tạo cho mô hình.
+ Cảm ơn anh Tựu (ở trung tâm Công Nghệ - Nhiệt Lạnh) và các bạn bè thân
hữu đặc biệt là các bạn làm đề tài cùng xưởng Thí Nghiệm Ôtô của bộ môn Công
Nghệ Ôtô.

TP. Hồ Chí Minh tháng 07 năm 2007.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Tấn Quý

-i-


Đề tài:
Thiết lập mô hình thực tập hệ thống lái và treo trước xe Fargo

TÓM TẮT

Được sự cho phép và sự đồng ý của khoa Cơ Khí-Công Nghệ trường Đại Học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Tôi đã thực hiện đề tài “Thiết lập mô hình thực tập hệ
thống lái và treo trước xe Fargo”.
Qua tìm hiểu, tra cứu tài liệu liên quan đến hệ thống lái và hệ thống treo để
phục vụ trực tiếp cho đề tài, đồng thời được sự hướng dẫn tận tình của thầy Th.S Bùi
Công Hạnh. Tôi đã thực hiện đề tài với những nội dung sau:
™ Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động của hệ thống lái và hệ thống treo của xe ôtô.
™ Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động và khắc phục những hư hỏng của hệ thống lái
và hệ thống treo của xe Fargo.

™ Xây dựng mô hình thực tập về hệ thống lái và treo trước trên xe Fargo.
™ Xây dựng các bài thực tập trên mô hình.
™ Kiểm tra và điều chỉnh hệ thống lái và hệ thống treo trước trên mô hình.

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S Bùi Công Hạnh

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Tấn Quý

- ii -


Topic:
Building model practise the steering and front suppension of
Fargo cars
SUMMARY
Permitted by of head of facuty of Engineering and Technology-Nong Lam
university. I has done topic “Building model practise the steering and front
suspension of Fargo cars”.
After studying and analyzing material to relate steering systems and front
suspenssion on cars directly supporting for topic, concurrent the help with all one’s
heart by master Bui Cong Hanh, I has already done this topic with following subjects:
™ Studing structucture and operation of the steering systems and the front
suspension systems in cars.
™ Studing structucture, operation and repairing as for corrupt of the steering
systems and the front suspension systems in cars.
™ Building model pratise of the steering systems and the front suspension
systems in Fargo cars.

™ Building chapter pratise over model pratise.
™ Examining and correctting of the steering systems and the front suspension
systems over mordel pratise.

The Advisor:
Master Bui Cong Hanh

- iii -

The Student:
Nguyen Tan Quy


MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn ............................................................................................................... i
Tóm tắt ..................................................................................................................... ii
Summary.................................................................................................................. ii
Mục lục ................................................................................................................... iv
Danh sách các hình ................................................................................................. vi
Danh sách các bảng .............................................................................................. viii
Chương 1 Mở đầu. ..................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề .......................................................................................................... 1
1.2 Mục đích luận văn ............................................................................................. 1
Chương 2 Tra cứu tài liệu sách báo phục vụ trực tiếp đề tài. ............................... 2
2.1 Hệ thống lái. ...................................................................................................... 2
2.1.1 Nhiệm vụ. ..................................................................................................... 2
2.1.2 Yêu cầu. ....................................................................................................... 2
2.1.3 Nguyên cứu lý thuyết quay vòng. ................................................................ 2
2.1.4 Phân loại hệ thống lái. .................................................................................. 5

2.1.5 Cấu tạo hệ thống lái trên ôtô. ....................................................................... 6
2.1.6 Vị trí lắp đặt bánh xe dẫn hướng................................................................ 13
2.1.7 Trợ lực trên hệ thống lái............................................................................. 15
2.2 Hệ thống treo. .................................................................................................. 20
2.2.1 Khái niệm. ................................................................................................ 20
2.2.2 Nhiệm vụ. .................................................................................................. 20
2.2.3 Yêu cầu. ..................................................................................................... 20
2.2.4 Phân loại hệ thống treo. ............................................................................. 20
2.2.5 Cấu tạo hệ thống treo trước trên xe ôtô. ................................................... 21
Chương 3 Phương pháp và phương tiện. ............................................................ 26
- iv -


3.1 Nơi thực hiện................................................................................................... 26
3.2 Phương tiện ................................................................................................... 26
3.3 Phương pháp .................................................................................................. 26
Chương 4 Kết quả và thảo luận ........................................................................... 29
4.1 Hiện trạng ban đầu. ......................................................................................... 29
4.2 Thiết kế chế tạo đồ gá cho khung. .................................................................. 29
4.3 Cấu tạo và hoạt động, sửa chữa hệ thống lái và hệ thống treo trên xe Fargo. 31
4.3.1 Hệ thống lái. .............................................................................................. 31
4.3.2 Hệ thống treo. ............................................................................................ 37
4.4 Kết quả kiểm tra các thông số kĩ thuật và điều chỉnh hệ thống lái, hệ thống
treo trên mô hình đã thiết lập .................................................................................. 39
4.4.1 Kiểm tra độ chụm và điều chỉnh độ chụm ................................................ 39
4.4.2 Kiểm tra góc lái ........................................................................................ 39
4.4.3 Kiểm tra độ rơ vôlăng lái và lực đánh tay lái ........................................... 40
4. 4.4 Kiểm tra độ trượt ngang và hệ thống treo ............................................... 41
4.5 Xây dựng các bài thực tập trên mô hình xe Fargo ........................................ 45
4.5.1 Bài thực tập đo độ chụm và điều chỉnh độ chụm .................................... 45

4.5.2 Bài thực tập “Đo góc lái” ......................................................................... 46
4.5.3 Bài thực tập đo độ rơ của vôlăng lái, điều chỉnh độ rơ và đo lực tác dụng
lên vôlăng lái ............................................................................................................. 47
4.5.4 Bài thực tập kiểm tra độ trượt ngang ........................................................ 48
4.5.5 Bài thực tập kiểm tra hệ thống treo .......................................................... 50
Chương 5 Kết luận và đề nghị. ................................................................................ 52
5.1 Kết luận............................................................................................................ 52
5.2 Đề nghị ............................................................................................................ 52
Tài liệu tham khảo. .............................................................................................. 53
Phụ lục

-v-


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Tên hình

Trang

Hình 2.1 Sơ đồ động học truyền động lái để bánh xe không bị trượt lếch.................. 3
Hình 2.2 Đồ thị lý thuyết và thực tế về mối quan hệ góc quay hai bánh xe dẫn hướng4
Hình 2.3 Sơ đồ quay vòng bốn bánh xe dẫn hướng .................................................... 4
Hình 2.4 Cấu tạo khớp cầu .......................................................................................... 6
Hình 2.5 Sơ đồ các loại hình thang lái ....................................................................... 7
Hình 2.6 Đòn dẫn động lái .......................................................................................... 7
Hình 2.7 Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng ................................................................ 8
Hình 2.8 Cấu tạo cơ cấu lái trục vít- chốt quay ......................................................... 10
Hình 2.9 Cấu tạo cơ cấu lái loại trục vít con lăn ....................................................... 11
Hình 2.10 Vành tay lái............................................................................................... 11
Hình 2.11 Cấu tạo trục lái ......................................................................................... 12

Hình 2.12 Góc Camber .............................................................................................. 13
Hình 2.13 Góc Caster và góc Kingpin ...................................................................... 14
Hình 2.14 Ảnh hưởng góc nghiêng ngoài đối với bánh xe ....................................... 14
Hình 2.15 Độ chụm bánh xe ...................................................................................... 14
Hình 2.16 Trợ lực lái ................................................................................................. 16
Hình 2.17 Cấu tạo bơm.............................................................................................. 17
Hình 2.18 Van điều khiển lưu lượng loại nhạy cảm với tốc độ ................................ 17
Hình 2.19 Van điều khiển với tốc độ thấp................................................................. 18
Hình 2.20 Van điều khiển với tốc độ trung bình ....................................................... 18
Hình 2.21 Van điều khiển với tốc độ cao .................................................................. 19
Hình 2.22 Van an toàn ............................................................................................... 19
Hình 2.23 Sơ đồ hệ thống treo ................................................................................... 21
Hình 2.24 Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp và loại lò xo trụ ..................... 21
Hình 2.25 Hệ thống treo ô tô ..................................................................................... 21
Hình 2.26 Sơ đồ hệ thống treo hai dầm ngang .......................................................... 22
- vi -


Hình 2.27 Hai loại hệ treo thường dùng trên ôtô ...................................................... 23
Hình 2.28 Sơ đồ cấu tạo hệ thống treo Mc.pherson ................................................. 23
Hình 2.29 Các loại bộ phận đàn hồi ......................................................................... 24
Hình 2.30 Nguyên lí hoạt động giảm chấn ................................................................ 25
Hình 3.1 Đĩa kiểm tra góc lái .................................................................................... 27
Hình 3.2 Thước đo độ rơ vôlăng lái .......................................................................... 28
Hình 4.1 Các chi tiết chế tạo chính............................................................................ 30
Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống lái của xe Fargo ................................................................. 32
Hình 4.3 Các chi tiết trên cơ cấu lái của xe Fargo .................................................... 32
Hình 4.4 Cấu tạo cơ cấu lái loại trục vít bi tuần hoàn ............................................... 33
Hình 4.5 Vị trí điều chỉnh cơ cấu lái của xe Fargo.................................................... 34
Hình 4.6 Sơ đồ hình thang lái trên xe Fargo ............................................................. 35

Hình 4.7 Sơ đồ cấu tạo các chi tiết trên cụm bánh xe của xe Fargo ......................... 36
Hình 4.8 Cấu tạo vành lái của xe Fargo .................................................................... 37
Hình 4.9 Sơ đồ các chi tiết trên trục lái của xe Fargo ............................................... 37
Hình 4.10 Hệ thống treo xe Fargo ............................................................................. 37
Hình 4.11 Sơ đồ hệ thống treo xe Fargo ................................................................... 38
Hình 4.12 Bề ngoài của thiết bị kiểm tra độ trượt ngang .......................................... 49
Hình 4.13 Bệ kiểm tra hệ thống treo ......................................................................... 50
Một số hình ảnh của mô hình và thao tác ở phần phụ lục.

- vii -


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4-1 Kết quả kiểm tra độ chụm ....................................................................... 39
Bảng 4-2 Kết quả kiểm tra góc lái .......................................................................... 40
Bảng 4-3 Kết quả đo độ rơ vôlăng lái .................................................................... 41
Bảng 4-4 Kết quả kiểm tra độ trượt ngang và hệ thống treo lần thứ nhất bằng thiết
bị VIDEOline 2304 ................................................................................................. 42
Bảng 4-5 Kết quả kiểm tra độ trượt ngang và hệ thống treo lần thứ hai bằng thiết bị
VIDEOline 2304 ..................................................................................................... 42
Bảng 4-6 Kết quả kiểm tra độ trượt ngang và hệ thống treo lần thứ ba bằng thiết bị
VIDEOline 2304 ..................................................................................................... 43
Bảng 4-7 Trích kết quả kiểm tra độ trượt ngang ..................................................... 44
Bảng 4-8 Trích kết quả kiểm tra hệ thống treo........................................................ 44
Bảng 4-9 Bảng mẫu ................................................................................................ 46
Bảng 4-10 Bảng mẫu kết quả kiểm tra góc lái ........................................................ 47

- viii -

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
- Trong thời gian gần đây ngành công nghệ ôtô phát triển rất vượt bậc. Ở Việt
Nam chúng ta, ngành công nghệ ôtô cũng phát triển rất mạnh: Nhiều về số lượng và
chủng loại. Với những quy định kiểm định về độ an toàn các hệ thống, khí xả được
quy định rất nghiêm ngặt. Do vậy, công việc khai thác, sử dụng nghiên cứu là một vấn
đề rất cần thiết vì nhu cầu xã hội tăng cao. Để đáp ứng yêu cầu nhân lực hiện nay,
Khoa Cơ Khí- Công Nghệ Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã tuyển sinh đào tạo
ngành Công nghệ Kĩ Thuật Ôtô. Để củng cố kiến thức, tạo kinh nghiệm bản thân, có
được đóng góp nho nhỏ cho quá trình học tập các khóa sau của sinh viên cơ khí đặc
biệt là chuyên ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ôtô. Được sự đồng ý của ban chủ nhiệm
khoa Cơ Khí - Công Nghệ Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, được sự hướng dẫn
trực tiếp của thầy thạc sĩ Bùi Công Hạnh và bộ môn Công Nghệ Ôtô, tôi đã thực hiện
đề tài: “THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỰC TẬP HỆ THỐNG LÁI VÀ TREO
TRƯỚC XE FARGO”.
1.2 Mục đích luận văn
- Đề tài thực hiện với mục đích sau:
+ Tìm hiểu, nghiên cứu các chi tiết hệ thống lái và treo trước trên xe ôtô.
+ Tìm hiểu hệ thống lái và treo trước trên xe Fargo.
+ Xây dựng mô hình thực tập về hệ thống lái và hệ thống treo trước xe Fargo.
+ Xây dựng các bài thực tập trên mô hình.
+ Kiểm tra và điều chỉnh các hệ thống trên mô hình.
- Do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian còn nhiều hạn chế nên trong quá trình
thực hiện không tránh được những sai sót, tôi rất mong được sự phê bình, sửa chữa từ
quý thầy cô và bạn bè để đề tài được hoàn thiện hơn.

-1-

Chương 2:
TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI
2.1. Hệ thống lái
2.1.1. Nhiệm vụ:
- Hệ thống lái dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô, máy kéo bánh bơm
khi cần thiết và giữ cho xe chuyển động ổn định khi đi thẳng.
2.1.2. Yêu cầu:
- Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển nhẹ nhàng nhanh chóng và an toàn.
- Đảm bảo cho ôtô, máy kéo quay vòng với bán kính nhỏ nhất, khi quay vòng bánh
xe không bị trượt lết.
- Cơ cấu bánh xe dẫn hướng và các quan hệ hình học của hình thang lái đảm bảo
không gây ra các dao động và các va đập từ bánh xe lên vành tay lái.
- Hệ thống lái phải đảm bảo ổn định khi ôtô, máy kéo đi thẳng. Các bánh xe dẫn
hướng khi đi ra khỏi đường vòng cần phải tự động quay về trạng thái chuyển động
thẳng.
- Hệ thống lái không được có độ rơ lớn.
- Ngoài ra, đối với hệ thống lái có trợ lực lái khi hệ thống trợ lực có sự cố hư hỏng
thì hệ thống lái vẫn điều khiển được và hệ thống lái phải đảm bảo an toàn cho người sử
dụng.
2.1.3. Tìm hiểu lý thuyết quay vòng
- Để thực hiện quay vòng cho ôtô, máy kéo thì người ta sử dụng các phương pháp
sau:
™ Chuyển hướng hai bánh xe ở phía trước.
™ Chuyển hướng tất cả các bánh xe.
™ Truyền mômen có trị số khác nhau tới các bánh xe dẫn hướng chủ động
bên trái và bên phải, khi cần thiết sử dụng thêm phanh.

-2-

- Khi xe vào đường vòng, để đảm bảo các bánh xe không bị trượt lết hoặc trượt
quay thì trục hình học của bánh xe ở trước và bánh xe sau phải cắt nhau tại một điểm,
điểm đó gọi là tâm quay vòng. Để thỏa mãn điều kiện trên thì các bánh xe phải quay
vòng với góc khác nhau, bánh gần tâm quay phải lớn hơn bánh xa tâm.

Hình 2.1: Sơ đồ động học truyền động lái để các bánh xe không bị trượt lết
- Từ sơ đồ trên ta rút ra mối liên hệ giữa các góc quay với các giá trị khoảng cách.
cot gα 1 =

cot gα 2 =

R+

B
2

L
R−

B
2

L

⇒ cot gα 1 − cot gα 2 =

B
.
L

(2-1)

- Từ công thức (2-1) ta có thể xây dựng đường cong lý thuyết α 1 = f (α 2 ) như hình
2.2.
- Như vậy, về phương diện lí thuyết để đảm bảo cho các bánh xe dẫn hướng lăn
không bị trượt thì hiệu số cotg hai góc ấy luôn bằng B/L. Để duy trì mối quan hệ ấy thì
trên ôtô, máy kéo phải sử dụng các khâu khớp tạo nên hình thang lái. Hình thang lái về
mặt kết cấu không đảm bảo độ chính xác như công thức (2-1) yêu cầu nhưng nó có sự
sai khác tùy vào các loại khâu khớp tạo nên hình thang lái. Để dễ dàng so sánh sự sai
khác của mối quan hệ lí thuyết và thực tế giữa các góc quay của các bánh xe dẫn
hướng bên ngoài và bên trong, như trên hình trên ta dựng thêm đường cong thực tế
α 1 = f (α 2 ) . Độ sai lệch giữa góc quay vòng thực tế và lí thuyết cho phép ở góc quay

lớn, nhưng không vượt quá 1,50.

-3-


Hình 2.2: Đồ thị lý tuyết và thực tế về mối quan hệ góc quay vòng hai bánh xe
của hai bánh xe dẫn hướng
Từ sơ đồ (2.1) ta xác định được:
R=

L
tgα

(2-2)

Trong trường hợp quay vòng cả 4 bánh như hình (2.3) thì ứng với một góc quay

vòng α thì bán kính quay vòng sẽ giảm đi một nữa
R=

L
2 * tgα

(2-3)

Hình 2.3 Sơ đồ quay vòng của bánh xe dẫn hướng
-4-


2.1.4. Phân loại hệ thống lái
Hệ thống lái có thể phân loại như sau:
- Theo phương pháp chuyển hướng:
™ Chuyển hướng hai bánh xe trên cầu trước.
™ Chuyển hướng tất cả bốn bánh xe.
- Theo phương pháp truyền lực:
™ Hệ thống lái cơ khí.
™ Hệ thống lái trợ lực (bằng khí nén, bằng thủy lực).
™ Hệ thống lái trợ lực hoàn toàn.
- Theo cơ cấu lái:
™ Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng.
™ Cơ cấu lái kiểu trục vít - con lăn.
™ Cơ cấu lái kiểu trục vít - bi tuần hoàn.
™ Cơ cấu lái kiểu trục vít - chốt quay.
- Theo vị trí bố trí vành lái:
Bố trí vành lái bên trái và bố trí vành lái bên phải.
- Theo kết cấu của đòn dẫn động lái.
2.1.5 Cấu tạo hệ thống lái trên ôtô

2.1.5.1 Dẫn động lái
- Dẫn động lái bao gồm các chức năng: Nhận chuyển động từ cơ cấu lái đến các
bánh xe dẫn hướng và đảm bảo quan hệ quay của các bánh xe dẫn hướng sao cho
không xảy ra hiện tượng trượt bên ở tất cả các bánh xe, đồng thời tạo liên kết các bánh
xe dẫn hướng tạo nên hình thang lái.
- Truyền động lái gồm nhiều thanh và tay đòn nối lại với nhau. Sự liên kết các
thanh này thực hiện bởi các khớp cầu. Các thanh này được làm rỗng nhằm để tiết kiệm
vật liệu.
- Cấu tạo các khớp cầu: Gồm có hai loại: Khớp cầu bôi trơn thường xuyên và
khớp cầu bôi trơn một lần.

-5-


Cấu tạo khớp cầu:

Hình 2.4 Cấu tạo khớp cầu
Các đòn dẫn động lái. Gồm có hai dạng: Đòn có kích thước cố định và dạng có
kích thước điều chỉnh thay đổi được. Về hình dạng theo vị trí và theo kết cấu mà
chúng ta thường thấy có những hình dạng khác nhau. Các đòn này liên kết với nhau
tạo thành hình thang lái. Một số dạng hình thang lái thường gặp như hình 2.5.

-6-


1

5

2

4

3
a)

e)
b)

f)

c)

g)
d)

Hình 2.5 Sơ đồ các loại hình thang lái
1 Bánh xe dẫn hướng. 2 Ngõng trục. 3 Trục cầu trước.
4 Các đòn bên. 5 Đòn kéo ngang
Trên hình thang lái có một số thanh thay đổi được chiều dài để thay đổi độ chụm
của bánh xe.

Hình 2.6 Đòn dẫn động lái
1. Các khớp cầu 2. Vị trí điều chỉnh độ dài 3. Thanh giữa 4. Vị trí cố
định với khung xe 5. Ống đệm
- Giảm chấn của hệ thống lái: Để nâng cao chất lượng của xe, trên một số xe
hiện đại người ta có dùng giảm chấn của hệ thống lái. Giảm chấn được đặt song song
với cơ cấu lái và dẫn động lái. Chúng có tác dụng dập tắt các xung lực từ mặt đường
lên vành lái và giữ nguyên vành lái khi đi trên đường xấu.

-7-


- Nguyên lý hoạt động như giảm chấn của hệ thống treo được trình bày ở phần
sau.
2.1.5.2 Cơ cấu lái
- Cơ cấu lái là một dạng hộp giảm tốc tăng mômen làm cho việc lái nhẹ nhàng.
Cơ cấu lái gồm có các loại và có cấu tạo như sau:
a) Cơ cấu lái loại bánh răng – thanh răng
Tùy theo hình dạng và cấu trúc khác nhau nhưng cơ cấu lái loại này gồm có
hai bộ phận cơ bản chính là bánh răng và thanh răng. Ngoài ra còn có các thanh nối
dẫn động từ vôlăng lái đến cơ cấu bánh răng và đòn nối từ thanh răng đến hình thang
lái. Sau đây là một dạng cơ bản của cơ cấu lái đặt trưng loại này.

Hình 2.7 Cơ cấu lái loại bánh răng - thanh răng
Nguyên lý hoạt động: Khi ta quay vành lái qua trái hay phải nhờ trục lái dẫn
động làm cho bánh răng quay. Khi bánh răng quay với sự ăn khớp giữa bánh răng với
thanh răng làm cho thanh răng chuyển động qua lại mang các đòn dẫn động lái di
chuyển làm cho các bánh xe dẫn hướng di chuyển theo hướng cần thiết. Loại này có
những ưu và nhược điểm như sau:
Ưu điểm:
™ Cấu tạo đơn giản.
™ Ăn khớp trực tiếp nên có độ nhạy cao.

-8-


™ Cơ cấu lái được bao trực tiếp nên ít phải bảo dưỡng.
Nhược điểm:
™ Ma sát lớn nên hiệu suất thấp.

™ Mau hư hỏng nên thường xuyên phải điều chỉnh.
b) Cơ cấu lái loại trục vít- bi tuần hoàn
Cấu tạo và hoạt động:
Trình bày phần 4.3
Loại này có những ưu và nhược điểm sau:
Ưu điểm:
Lực ma sát thấp nên lái nhẹ.
Nhược điểm:
Cấu tạo phức tạp, nhanh mòn bi.
c) Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay.
Cấu tạo: Trục đòn quay đứng G liên kết với đòn quay đứng (16) được lắp ráp
thẳng góc với trục vít (12). Đầu trục G gắn cố định với cần (9) có chốt (10), chốt (10)
luôn ăn khớp với rãnh của răng trục vít. Hai vòng trục vít ăn tựa với vòng bi (19), (20)
trong hộp lái. (22) là vị trí điều chỉnh độ rơ cơ cấu lái.
Hoạt động: Trục lái (12) và trục vít xoay, nhờ chốt (10) luôn ăn khớp trong rãnh
vít nên cần (9) bị đẩy tới hay lùi điều khiển trục quay (16).

-9-


Hình 2.8 Cấu tạo cơ cấu lái trục vít chốt quay
G. Đòn quay đứng 10. Chốt khớp 12. Trục lái 16. Đòn quay 19,20. Vòng bi
22. Đệm điều chỉnh
Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, lái nhẹ.
Nhược điểm: Mòn nhanh, chịu lực kém.
d) Cơ cấu lái loại trục vít con lăn
Cấu tạo: Trục vít (5) lắp cứng với đuôi lái (10) quay trên hai vòng bi côn
trong hộp lái. Con lăn (3) quay trên hai vòng bi kim và ăn khớp với trục vít, trục của
con lăn được đỡ trên khung lắc (2). Khung lắc được lắp chặt trên đầu của trục vít (8).
Cụm con lăn, con lắc, trục quay đứng ăn khớp thẳng góc với trục vít.

- 10 -


Hình 2.9 Cơ cấu lái loại trục vít con lăn
1. Hộp lái 2. Khung lắc 3. Con lăn 4. Đệm điều chỉnh 5. Trục vít 6. Vòng bi
7. Tay chuyển hướng 8. Trục quay đứng
Hoạt động: Khi quay vành lái thì trục vít sẽ làm con lăn khung lắc và trục xoay
đứng xoay qua lại, điều khiển tay chuyển hướng.
Ưu điểm: Chịu tải trọng lớn, lái nhẹ, có độ bền cao.
Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, khó chế tạo.
2.1.5.3 Trục lái và vành lái
Vành lái và trục lái được đặt trong buồng lái là bộ phận cần thiết để điều khiển
chuyển động của xe. Chúng có chức năng truyền lực tới cơ cấu lái. Ngoài ra, chúng
còn là nơi lắp đặt một số thiết bị khác như: Đèn, còi, gạt nước mưa, cần điều khiển
số,…
a) Vành lái: Đa số vành lái sử dụng trên ôtô ngày nay có thể điều chỉnh
nghiêng, lên xuống một cách dễ dàng. Điều này giúp cho người lái thoải mái khi điều
khiển.

Hình 2.10 Vành tay lái

- 11 -


b) Trục lái: Đa số ôtô đời mới trục lái có thể điều chỉnh chiều dài. Trục lái
được chế tạo trục lồng ống với nhau. Thường trục lái được chế tạo thành nhiều đoạn
sau đó nối lại với nhau bằng khớp nối các-đăng. Trên một số xe có một phần trục bằng
cao su, trục này phải đủ cứng để truyền mômen điều khiển, nhưng lại có thể giảm va
đập.

Hình 2.11 Cấu tạo trục lái
2.1.5.4 Tỉ số truyền hệ thống lái
- Tỉ số truyền động có ảnh hưởng đến việc điều khiển nhẹ hay nặng. Đồng
thời ảnh hưởng đến việc xoay bánh xe dẫn hướng nhanh hay chậm.
- Cách tính tỉ số truyền động lái: Tỉ số truyền động lái ig là tỉ số góc quay
vành tay lái với góc quay của bánh dẫn hướng. Tỉ số này bao gồm:
+ Tỉ số truyền động của cơ cấu lái iw: là tỉ số góc quay vành tay lái với
góc quay đòn quay đứng.
+ Tỉ số của dẫn động lái id: Phụ thuộc vào kích thước các đòn quay, trong
quá trình điều khiển giá trị này giá trị này thường nằm trong khoảng 0,85- 1,1.
+ Vậy tỉ số hệ thống lái là: ig= iw* id
2.1.6 Vị trí lắp đặt bánh xe dẫn hướng
- Để đảm bảo cho ôtô chuyển động ổn định trên đường thẳng cũng như khi
quay vòng, đồng thời khi điều khiển được nhẹ nhàng, tăng cường thời gian sử dụng
- 12 -


lốp thì công việc lắp đặt đúng bánh xe dẫn hướng có vai trò rất quan trọng. Bánh xe
dẫn hướng của ôtô đều có các góc đặt như sau:
a) Góc Camber: Góc này được tạo bởi mặt phẳng thẳng đứng với mặt phẳng
của bánh xe. Góc này có thể âm hay dương tùy thuộc vào vị trí lắp đặt. Khi phía trên
bánh xe nghiêng ra ngoài thì gọi là camber dương, ngược lại nghiêng vào trong thì gọi
là camber âm. Góc này thường khoảng 00.15’- 20.30’.

Hình 2.12 Góc Camber
Chức năng của camber dương:
™ Giảm tải theo phương thẳng đứng.
™ Ngăn cản sự tụt bánh xe.
™ Ngăn cản camber âm ngoài ý muốn do tải trọng gây ra.

™ Giảm lực đánh tay lái.
Camber bằng không: Lý do để chỉnh camber bằng 0 là để ngăn ngừa sự mòn
không đều của lốp.
Camber âm: Có tác dụng quay vòng tốt điều này phù hợp với những xe đua.
b) Góc Caster: Góc này tạo bởi sự nghiêng về phía trước hay phía sau của trục
với phương thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe. Nếu nghiêng về phía sau gọi là caster
dương, ngược lại gọi là caster âm. Góc này thường khoảng 00- 70.
Tác dụng của góc Caster: Giúp cho bánh xe dẫn hướng có khả năng quay về
vị trí tạo nên chuyển động thẳng.

- 13 -


a)

b)

Hình 2.13 a) góc Caster b) góc Kingpin
c) Góc Kingpin: Góc này tạo bởi trục xoay đứng với trục thẳng đứng. Góc này
thường khoảng 0- 120. Góc này có các tác dụng sau:
™ Giảm lực đánh tay lái.
™ Giảm sự đẩy ngược và sự kéo lệch sang một phía.
™ Cải thiện tính ổn định khi chạy thẳng.
d) Độ chụm của bánh xe: Được xác định bằng hiệu số δ = b − a

Hình 2.14 Ảnh hưởng góc nghiêng ngoài đối với bánh xe
O2

O1

Hình 2.15 Độ chụm của bánh xe

- 14 -